Межкристаллитная структуры

В зависимости от свойств кристаллита, межкристаллитной основы, размеров, формы и ориентации кристаллов могут реализовываться различные виды деформации и разрушения как самого кристалла, так и межкристаллитной структуры. В загрязненных металлах имеются слои хрупких составляющих (например, в чугуне), разрушение которых происходит путем среза. [c.149]

Для устранения склонности сталей i МКК предложены различные способы, которые направлены на изменение их состава и структуры. Склонность к межкристаллитной коррозии снижают уменьшением содержания углерода в стали в процессе выплавки до 0.03 % и менее легированием стабилизирующими элементами, такими как титан и ниобий термической обработкой стали (аустенизация. стабилизирующий отжиг). [c.87]

Чистые железо и никель обладают высокой пластичностью при всех температурах они не имеют зон хрупкости. Последние вызываются примесями. Особенно неблагоприятное влияние оказывает сера тысячная доля процента ее приводит к межкристаллитной хрупкости, а в случае крупнокристаллической структуры влияют даже десятитысячные доли процента серы. [c.145]

Созданию высокой химической активности в вершине трещины содействует и механический фактор. Как известно, механические напряжения в вершине трещины очень высоки. Даже при низких значениях интенсивности напряжений материал в вершине трещины находится под действием напряжений, близких к пределу текучести. Это создает благоприятные условия для прохождения в вершине трещины локальных деформаций, в результате чего на кромках ступеней сдвига (в местах выхода дислокаций на поверхность) плотность анодного тока может резко увеличиваться. Оба фактора не только способствуют повышению плотности анодного тока, но и содействуют в этом друг другу. Например, если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются выделения по границам зерен, отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, то потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии может быть реализована путем прохождения в вершине трещины пластических деформаций, разрушения пассивной пленки и активации анодных процессов по границам зерен. Это же положение относится в полной мере и к сегрегациям внутри твердого раствора, когда суще- [c.57]

Наряду с электрохимическими процессами, управляющими межкристаллитной коррозией, существенную роль в развитии ее играет выделяющийся на катодных участках водород. Нет никакого сомнения в том, что он, легко диффундируя в толщу металла, выполняет роль пособника процесса образования межкристаллит-ных трещин в металле паровых котлов, образуя различные газообразные продукты при реакции с углеродом, сульфидами и другими загрязнениями стали, развивая тем самым дополнительные разрывные усилия и способствуя разрыхлению структуры, углублению, расширению и разветвлению трещин. В отличие от водорода эти газообразные продукты плохо диффундируют в металл. Однако из изложенного видно, что водород, хотя и играет существенную роль в развитии межкристаллитной коррозии, является основным агентом, вызывающим это явление. Именно щелочь прокладывает путь протеканию процесса водородной хрупкости. Дальнейшее развитие трещин сильно облегчается из-за появления местной концентрации напряжений. [c.8]

Структура металлов, имеющая особенно важное значение в многофазных сплавах, т. е. в сплавах, фазы которых являются электрохимически гетерогенными, определяется не только химическим составом, но и термической обработкой. Например, нарушение режима термообработки коррозионно-стойких сталей является одной из причин межкристаллитной коррозии. Границы зерен в сталях обогащаются примесями или элементами сплава, химически и электрохимически отличными от зерен металла. Увеличение их концентрации по границам зерен является причиной коррозии. [c.19]

Зарождение трещин происходит в зоне максимальных растягивающих напряжений, образующихся в вершинах пустот, расположенных вблизи поверхности металла и по границам зерен. Происходит раскрытие пустот, расположенных у поверхности, и процесс обезуглероживания резко ускоряется. Затем происходит соединение отдельных микрополостей, находящихся под высоким давлением метана и водорода. Развитие трещин обнажает свежую поверхность металла,и молекулярный водород получает доступ к внутренним поверхностям поликристаллов резко увеличивается поверхность взаимодействия водорода с металлом. При этом снижается содержание углерода в поверхностных слоях и происходит межкристаллитное растрескивание структуры, что сопровождается снижением механических свойств металла. [c.166]

Межкристаллитная коррозия. Межкристаллитная коррозия характерна для высоколегированных сталей и является одной из серьезных причин, ограничивающих срок службы изготовленных из них изделий. Ее проявления различны для отдельных групп высоколегированных сталей, отличающихся не только по основному химическому составу, но и по структуре, а следовательно, и по некоторым другим свойствам. [c.94]

На определенном расстоянии по обе стороны сварного шва находятся области, нагревающиеся до критических температур. Здесь по границам зерен пересыщенного аустенита выделяются карбиды, богатые хромом. В результате того что устойчивость по границам зерен уменьшается, в агрессивных средах идет межкристаллитная коррозия. Образование карбидов зависит не только от температуры, но и от продолжительности ее воздействия. Влияние этих факторов определяется химическим составом основного материала и его структурой. Для сварки непригодны стали, при нагревании которых в области критических температур по границам зерен образуется карбид хрома. Поэтому для изготовления сварных конструкций широко применяются стали, стабилизованные титаном, ниобием или танталом, а также стали с низким содержанием углерода, при сварке которых не выделяются карбиды. В большинстве случаев их использования межкристаллитная коррозия в зонах, расположенных на определенном расстоянии от сварного шва, не наблюдается. [c.100]

Если язвенный и эрозионный износ зависят в основном от состава и скорости протекания охлаждающей воды, то коррозионное растрескивание связано главным образом с химическим составом и свойствами самого металла. Основные технологические причины низкого качества труб из латуней повышенное содержание мышьяка, вызывающее усиление межкристаллитной коррозии несовершенство литья, приводящее к неоднородности структуры отсутствие операций, облагораживающих поверхность труб (скальпирование слитков или прессование с рубашкой , окончательная отделка труб) применение отжига электро-контактного и на устаревших электропечах, приводящее к большому разбросу свойств и не гарантирующее получение регламентированного зерна применение правки без последующего низкотемпературного отжига, существенно повышающее склонность к коррозионному растрескиванию отсутствие дефектоскопического контроля. [c.201]

Поскольку растрескивание носит межкристаллитный характер и структура металла равноосная, то это пример распространения трещин в изотропном материале. [c.383]

Существуют еще два других типа локальной коррозии, часто встречающихся в алюминиевых сплавах — межкристаллитная коррозия и расслаивание. Межкристаллитная коррозия является избирательной коррозией границ зерен (кристаллитов) или тесно примыкающих к ним областей без заметного воздействия на сами зерна или кристаллы. Расслаивание— это слоистая форма коррозии, происходящая вследствие быстрого бокового воздействия вдоль границ зерен или слоистых структур внутри самих зерен, расположенных параллельно поверхности металла. Такое направленное воздействие приводит к расслоению, которое [c.356]

По данным Вейера, мелкозернистая сталь с низкой концентрацией углерода имеет меньшую устойчивость против межкристаллитной коррозии, чем нормальная по своей структуре сталь с той же концентрацией углерода. С другой стороны существует мнение о том, что мелкозернистая сталь с незначительной концентрацией углерода также довольно устойчива. [c.263]

В основу классификации электродов но типу полонсены химический состав паплавленного металла и механические свойства. Для некоторых типов электродов нормируется также содержание в структуре металла шва ферритпой фазы, его стойкость против межкристаллитной коррозии и максимальная температура, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва. [c.110]

Коррозионная стойкость стали обеспечивается содержанием более 12 % Сг, а содержание 8 % Ni стабилизирует аустенит-ную структуру и сохраняет ее при нормальных температурах(сталь 10Х18Н9Т и др.). При сварке этих сталей на режимах, обусловливающих продолжительное пребывание металла в области температур 500—800 °С, возможна потеря коррозионной стойкости металлом шва и 3. т. в. Причиной этого является образование карбидов хрома на границах зерен и обеднение приграничных участков зерен хромом. В результате металл сварного соединения становится склонным к так называемой межкристаллитной коррозии. [c.233]

При дуговой сварке для предупреждения межкристаллитной коррозии сварных соединений рекомендуются сварка на малых погонных энергиях q/v, Дж/см) с применением теплсотводящих медных подкладок в целях получения жес1ких термических циклов и уменьшения времени пребывания металла при высоких температурах термическая обработка после сварки нагрев до температуры 1100 °С и закалка в воду. При нагреве происходит растворение карбидов, а закалка фиксирует чисто аустенитную структуру. [c.233]

Предварительная деформация может влиять на окисление стали при температурах, не превосходяш,их температуру возврата или рекристаллизации. Установлено, что предварительная деформация металла несколько ускоряет окисление в его начальной стадии вследствие повышенной энергии металла и влияния на структуру образующейся первичной окисной пленки, а растягивающие напряжения увеличивают возможность протекания местной, в частности межкристаллитной, коррозии. [c.140]

Межкристаллитная коррозия дюралюминия (около 4—5% Си 0,5—1,75% Mg, по 0,5% Si, Мп и Fe, ост. AI), согласно работам А. И. Голубева, связана с разрушением образующегося при распаде твердого раствора (в виде более или менее непрерывной цепочки на границах зерен) интерметаллического соединения uAla в тех случаях, когда процесс коррозии сопровождается выделением водорода. В этих случаях на включениях uAla и зернах твердого раствора не образуется кроющая пленка продуктов коррозии, которая обычно (при кислородной деполяризации) препятствует коррозии включений uAla, а следовательно, и развитию межкристаллитной коррозии. Первоначальными очагами выделения водорода и возникновения межкристаллитной коррозии являются, по данным С. Е. Павлова и С. М. Амбарцумяна, межкристаллитные микропоры на поверхности сплава. Поэтому в качестве одного из наиболее эффективных путей борьбы с межкристаллитной коррозией алюминиевых сплавов, содержащих медь, рекомендуется уплотнение структуры металла. [c.420]

Склонность к межкристаллитной коррозии чаще всего возникает при распаде некоторых твердых растворов в определенных условиях. Так, например, высокохромистые стали приобретают склонность к межкристаллитной коррозии после пх быстрого охлаждения от температур, превышающих 900° С подверженность латуни к межкристаллитному разрушению зависит от природы и структуры сплава, а также характера агрессивной среды свинец даже высокой чистоты имеет склонность к межкристал-лнтпон коррозии вследствие роста зерна медноалюмшшевые сплавы приобретают склонность к межкристаллитной коррозии вследствие выделения при искусственном старении интерметаллических соединений и др. [c.163]

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 1СВ по АЗТМ и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии ударная вязкость КСУ 4д при пониженной температуре составляла 12 Дж/см , относительное удлинение 8 — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. На гболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса. [c.52]

Состояние системы на конечном этапе фазового перехода первого рода характеризуется отсутствием как локальных, так и объемных макромасштабных областей, в которых частицы жидкоподобного характера (примеси и другие элементы, не вошедшие ранее в кристаллическую структуру) обладали бы размерностью распределения свойств 0(=3. Данные области, следовательно, располагаются целиком в граничных межзеренных и межкристаллитных зонах твердой структуры сплава и находятся в более структурированном уплотненном состоянии под воздействием силового поля плотных областей системы. [c.91]

Поликристалл можно рассматривать как перколяционный кластер. Совокупность границ зерен можно предетавить как арочную конструкцию, состоящую из межкристаллитных химических связей (мостиков) и пустот Соединив центры тяжести отдельных зерен между собой, поликристалл можно представить как арочную конструкцию, состоящую из узлов-зерен и межкристаллитных связей между ними, или как каркас границ зерен (рис. 66). Шероховатость пустотной структуры межзеренных границ дает основание рассматривать их с точки зрения теории фракталов [69] [c.97]

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ и свойств МЕЖКРИСТАЛЛИТНЫХ ГРАНИЦ НА ФОРМИРОВАНИЕ МОНОЛИТНЫХ И ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ К0НС0ЛИДА1ДИИ ТОНКО- И УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ [c.40]

Для устранения другого существенного недостатка газо-плазмен-ных покрытий — пористости, которая приводят к МежкрИсталлитной коррозии, дополнительно предлагается производить в процессе нанесения покрытий локальное пропловление наносимых слоев с помощью лазера. Это способствует так же упрочнению поверхности и поучению высокодисперсной структуры покрытия. [c.105]

Низкая испаряемость молибдена не позволяет выявить рёкристал-лизованиую структуру за 20 мин в вакууме 2-10- Па при температуре до 1200—1300 °С. Однако при введении в рабочую камеру небольшого количества воздуха молибден окисляется, причем оксиды образуются по границам зерен [1]. Межкристаллитное окисление приводит к хрупкости. [c.125]

Наоборот, понижение скорости испытания приводит к многочисленным межкристаллитным трещинам никеля технической чистоты при 1000°С и к хрупкому разрушению при 600°С без существенной местной деформации. При 1000°С и малой скорости растяжения (0,5 мм/ч) видимые следы скольжения в зернах отсутствуют, наблюдается межзерен-ная деформация при скорости растяжения, 280 мм/ч деформация по границам зерен частично подавляется вследствие интенсивного развития процессов скольжения в зернах в сочетании с рекристаллизацией деформированной структуры. Понижение скорости растяжения при 600 "С также приводит к уменьшению внутризерениого скольжения [1]. [c.155]

Образующаяся на трубах пароперегревателей из сталей 12Х18Н12Т и 0Х18Н12Т оксидная пленка имеет пористую однослойную структуру. На наружной поверхности труб наблюдается межкристаллитное проникновение продуктов коррозии на глубину 0,07—0,1мм (рис. 4.17). [c.147]

Исследование дислокационной структуры металла после длительных сроков эксплуатации показывает, что процесс межкристаллитной коррозии в этих условиях протекает путем образования в металле крупных водородных пор. Водородные поры обнаруживаются также в металле пароперегревателей, на которых металлографически не выявляются растрескивания от межкристаллитной коррозии. Поры образуются на стыке трех зерен, в основном не связанных с карбидными частицами, имеют дислокационные границы как клубковые, так и сетчатые. [c.62]

Широкое применение получили стали системы Fe — Сг — Ni без присадок и с присадками меди, молибдена, титана и ниобия. Эти стали характеризуются хорошими механическими и технологическими свойствами и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Никель повышает пластичность стали, способствует формированию мелкозернистой структуры. Холодная деформация ведет к повышению прочности данных сталей. Однако эти стали Склонны к межкристаллитной и точе шой коррозии. Следует отметить, что хромоникелевые стали обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем хромистые стали, поскольку йведение никеля способствует обр- зованию мелкозернистой однофазной структуры сплава, для которой характерна повышенная коррозионная стойкость. [c.39]

Полученные данные подтверждают гипотезу о двух причинах, вызывающих охрупчивание по границам зерен в сплаве Fe—12Мп. Во-первых, охрупчивание возникает при быстром охлаждении материала в интервале температур мартенситного превращения. Вероятно, механизм охрупчивания связан с фазовым превращением и сходен с механизмом образования закалочных трещин [8, 9]. Однако в данном случае этот механизм более сложен, поскольку сплав с 12 % Мп содержит приблизительно 15 % (объ-емн.) е-фазы о г. п, у. решеткой в структуре закаленного материала. Если превращение происходит по схеме - а [10, 11], то в сплаве имеет место большая разница в плотности, поскольку 8-фаза имеет самую высокую плотность. Этим можно объяснить, почему сплав с 12%Мп склонен к межкристаллитному разрушению, в то время как сплав с 8 % Мп, в котором е-фаза отсутствует, разрушается транскристаллитно (см. рис. 1). [c.267]

Так как коррозионные трещины на алюминиевых сплавах всегда развиваются межкрпсталлитно, то процесс КР этих сплавов в значительной степени зависит от ориентации и формы зерен по отношению к приложенным напряжениям. Типичная структура плиты из алюминиевого сплава показана на рис. 3. На рис. 4 приведен межкристаллитный характер распространения коррозионной трещины на образце, где напряжения ориентированы в высотном направлении. Возможные варианты ориентации структуры на полуфабрикатах стандартной формы схематически представлены на рис. 5. Для различного вида штамповок и поковок форма и ориентация зерен могут меняться в очень широких пределах даже на небольшом участке, и только поперечное сечение в данном месте позволяет определить характер структуры здесь. [c.161]

При этом большинство легирующих добавок переходит в твердый раствор г. ц. к., как это видно на рис. 85. В результате быстрого охлаждения до комнатной температуры может быть получен твердый раствор, пересыщенный вакансиями, медью и другими легирующими добавками. Во время старения при температурах от комнатной до температуры, соответствующей линии предельного растворения (см. рис. 85), пересыщенной твердый раствор распадается. В определенных условиях это может приводить к значительному упрочнению сплава. Распределение медн в сплаве оказывает также определяющее влияние на сопротивление межкристаллитной коррозии и КР- Термодинамически устойчивый конечный продукт распада пересыщенного твердого раствора А1 — Си представляет собой двухфазную структуру, состоящую из насыщенного твердого раствора а (г. ц. к.) и равновесной фазы 9, имеющей тетрагональную кристаллическую решетку и близкой по составу соединению СиАЬ. Из-за различия кристаллических решеток равновесная фаза 0 некогерентна с твердым раствором г. ц. к. Высокая межфазная энергия поверхности раздела фаз (>1000 эрг/см ) [119] приводит к высокой энергии активации для зарождения фазы 0. Поэтому образованию равновесной фазы может предшествовать ряд превращений метаста-бильных фаз, энергия активации которых при зарождении ниже. Последовательность образования выделений достаточно полно была изучена и может быть представлена в виде следующего ряда [97, 119, 120] [c.235]

БИТНОГО скола при КР всех а-сплавов, а также некоторых р-спла-ВОВ в нейтральных водных растворах хорошо коррелирует с общим характером растрескивания, представленным на рис. 83. Однако в определенных условиях термообработки некоторые из р-сплавов разрушаются путем межкристаллитного растрескивания (рис. 87). Для такого растрескивания, по-видимому, необходимо наличие в видманштеттовой структуре тонких выделений а-фазы в матрице р-фазы. Такие разрушения наблюдали в следующих сплавах при термообработках [19, 105] [c.379]

Такие сплавы, как Т1 — 11,5Мо — 62г — 4,55п и т. д. (см. рис. 79), по-видимому, не соответствуют общей классификации, описанной выше. Наиболее чувствительная микроструктура в этих сплавах состоит из тонких видманштеттовых выделений а-фазы в матрице рекристаллизованной р-фазы. Хотя электрохимические параметры (например, концентрация, потенциал) имеют точно такое же влияние на свойства при КР, как и для сплавов, описанных выше, характер разрушения при этом межкристаллитный. Из имеющихся ограниченных данных можно заключить, что характер разрушения при КР зависит от структуры и не зависит от состава. Немного известно о факторах, контролирующих этот вид межкристаллит-ного разрушения. Высокочувствительные сплавы Н — А1 проявляют тенденцию к разрушению сколом как на воздухе, так и в водных растворах. Интересно, что сплав И — 11,5Мо — 62г — 4,55п проявляет тенденцию к межкристаллитному разрушению на воздухе, как показано на рис. 101 [103]. Из рис. 101, а также очевидно, что скольжение является турбулентным, что отличается от поведения сплавов, чувствительных к транскристаллитному разрушению при КР. Однако при более тщательном анализе морфологии разрушения обнаружено стремление к плоскостному скольжению в областях, примыкающих к границам зерен (рис. 101, б) [105]. [c.410]

Х13Н4Г9, выпускаемую в виде холоднокатаной ленты, применяют при изготовлении легких высокопрочных конструкций, соединяемых точечной или роликовой электросваркой. Ввиду высокого содержания углерода другие методы сварки для этой стали неприменимы из-за возможности появления в сварных соединениях склонности к межкристаллитной коррозии, В состоянии после закалки сталь 2Х13Н4Г9 имеет аустенитную структуру, переходящую при холодной пластической деформации в мартенсит (-у-> aj). Это имеет большое значение, так как упрочнение достигается как путем наклепа, так и благодаря частичному мартенсит-ному превращению. В результате сталь в холоднокатаном состоянии сочетает высокую прочность с достаточно высокой пластичностью [31 ]. Изменение свойств некоторых нержавеющих хромомарганцовоникелевых сталей в зависимости от различных факторов показано на рис. 25—28 [28 и др.[. [c.36]

По данным А. В. Рябченкова [111,136], отсутствиеа-фазы в аустенитной нержавеющей стали после ее деформации, как правило, совпадало с отсутствием склонности к коррозионному растрескиванию. В тех же случаях, когда в структуре исследованных сталей обнаруживалась а-фазы в виде сплошной сетки по границам зерен, металл был склонен как к межкристаллитной коррозии, так и к коррозионному растрескиванию. Трещины в этом случае носили меж-кристаллитный характер. Когда же а-фаза выделялась по плоскостям скольжения после деформации, сталь была также подвержена коррозионному растрескиванию, причем трещины имели транскри-сталлитный характер. Как уже указывалось выше, в сталях с большей стабильностью аустенита а-фаза при деформации не образуется. Поскольку никелья вляется аустенитообразующим элементом, становится понятным повышение стойкости к коррозионному растрескиванию аустенитных нержавеющих сталей с большим содержанием никеля. Аустенитная нержавеющая сталь с концентрацией 50% никеля совершенно стойка к коррозионному растрескиванию в растворах хлоридов [111,134]. Стойки к коррозионному растрескиванию инконель и никель. В многослойном образце из стали 18-8 и никеля при испытаниях в напряженном состоянии в кипящем насыщенном растворе хлористого магния трещины, образовавшиеся в стали 18-8, больше не развиваются когда достигают никеля [111,139]. [c.163]

Ввиду постоянного и довольно длительного воздействия различных факторов межкристаллитной коррозии на металл поверхность его излома по трещине имеет мелкозернистую структуру темного цвета, тогда как свежий излом чисто механического происхождевдя имеет иную структущу - И светлый цвет % [c.259]

Если признать за водородной хрупкостью ведущую роль в процессе образования межкристаллитных трещин, то становится непонятным, почему они возникают лишь в определенных направлениях. В то время как водород пронизывает всю толщу металла и последний по всей массе становится хрупким, трещины появляются лищь по границам кристаллитов. Водородная хрупкость при травлении металла обнаруживается даже при незначительной механической нагрузке, в то время как разбираемый нами вид разрушений требует высоких напряжений. Значит, сторонники водородной хрупкости не учитывают то обстоятельство, что для появления водорода в структуре металла необходимо, чтобы протекал коррозионный процесс, который сам бы являлся причиной серьезных разрушений металла. [c.261]

Грифе, Штедт и др. указывают, что местами появления межкри-сталлитных трещин являются уже имеющиеся в металле межкри-сталлитные пустоты, существование которых было доказано Там-маном и Бродмеером. На появление межкристаллитных трещин оказывают некоторое влияние содержащиеся в стали примеси фосфора, мышьяка, серы, азота и др. Повышение их концентрации понижает устойчивость стали против образования межкристаллитных трещин. Ряд исследователей в связи с этим обращают внимание на появление в структуре металла азотистых соединений, сосредоточенных по границам зерен. [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...