Межкристаллитная коррозия причины возникновения

Что такое межкристаллитная коррозия, причины ее возникновения и методы предотвращения [c.88]

Основные причины, способствующие образованию межкристаллитной коррозии. Многочисленными экспериментами и практическими наблюдениями установлено, что основными причинами возникновения межкристаллитной коррозии являются следующие [c.261]

Высоколегированные аустенитные стали и сплавы наиболее часто используют как коррозионно-стойкие. Основное требование, которое в этом случае предъявляется к сварным соединениям, - стойкость к различным видам коррозии. Межкристаллитная коррозия может развиваться в металле шва и основном металле у линии сплавления (ножевая коррозия) или на некотором удалении от шва (рис. 9.4). Механизм развития этих видов коррозии одинаков. Однако причины возникновения названных видов межкристаллитной коррозии различны. [c.357]

Существует ряд теорий, которые пытаются объяснить причины, вызывающие у нержавеющих сталей появление склонности к межкристаллитной коррозии. Наибольшим признанием пользуется гипотеза локального обеднения границ зерен стали вследствие образования богатых хромом карбидов хрома. Обедненные хромом зоны легко подвергаются действию коррозии. Как уже указывалось, образование карбидов хрома при дополнительном нагреве и сварке связано не только с изменением коррозионной стойкости стали, но и с тем, что в местах их образования наблюдается изменение электродного потенциала, магнитных свойств стали и других свойств, указывающих на возникновение структурной неоднородности. [c.531]

Межкристаллитная коррозия (МКК) и ее разновидность — ножевая коррозия — локальные виды разрушения металла преимущественно по границам зерен, приводящего к ослаблению связи между ними, возникновению трещин и в результате — хрупкому разрушению металла. Локальное разрушение вызывается двумя причинами [c.49]

Наиболее обоснованной причиной возникновения межкристаллитной коррозии коррозионностойких сталей в подавляющем большинстве случаев следует считать обеднение хромом границ зерен вследствие выделения на них при отпуске фаз, богатых хромом. Наиболее часто МКК связана с образованием карбидов хрома. При отпуске в опасной зоне температур по границам зерен происходит выделение карбидов хрома, вследствие чего резко понижается концентрация углерода и хрома в приграничной области. Так как скорость диффузии углерода значительно выше, чем хрома, то при дальнейшем росте карбидов используется почти весь углерод твердого раствора, а хром только в зоне роста карбидов, т. е. около границ. В результате в приграничной области образуется зона с пониженным содержанием хрома. При увеличении времени и температуры отпуска скорость диффузии хрома будет превышать скорость диффузии углерода, так как концентрация хрома в объеме зерна практически не изменилась, а углерода сильно снизилась из-за образования карбидов. Это приводит к выравниванию концентрации хрома в объеме зерна и на границе. Коррозионная стойкость границ при этом повышается и склонность к МКК снижается. [c.102]

Анализ причин возникновения межкристаллитной коррозии показывает [209], что ее появление связано с воздействием сернокислотной среды, возникающей при пуске и остановке печи. Частые перебои в сырье, обусловливая увеличение частоты остановок и пуска печей, способствуют развитию межкристаллитной коррозии. Серный ангидрид, соединяясь с парами воды, образует серную кислоту, оседающую на трубах в виде гигроскопичных сульфатов. [c.337]

Причины возникновения межкристаллитной коррозии различаются в зависимости от материала и коррозионноактивной среды. [c.136]

В качестве причины возникновения межкристаллитной коррозии аустенитных хромоникелевых сталей принято считать выделение карбидов хрома. Если эти стали нагреть до температуры 1100— 1200° С и закалить, то весь углерод перейдет в твердый раствор. При отпуске таких сталей в определенной критической температурной области (500—900° С) по границам зерна происходит выделение карбидов хрома, что равнозначно обеднению границ зерна хромом. Это обеднение хромом связано с падением потенциала и образованием локального элемента (микроэлемента), причем границы зерна и прилегающие к ним области в присутствии электролита являются анодом, а поверхность зерна — катодом. [c.136]

Важный фактор, влияющий на склонность сплавов к точечной коррозии, — термическая обработка. Так, например, отпуск нержавеющих хромоникелевых сталей в интервале температур, вызывающем склонность к межкристаллитной коррозии, понижает сопротивление стали точечной коррозии. Причиной этого считают возникновение зон, обедненных хромом, которые имеют пониженную коррозионную стойкость. Питтинги-во многих случаях возникают в местах неметаллических включений, особенно сульфида марганца (II). С повышением чистоты сплава увеличивается его сопротивление точечной коррозии, однако подвергаться ей могут даже чистейшие металлы. [c.112]

Причины возникновения межкристаллитной коррозии сталей объясняют следующим. Предполагается, что выделение карбидов, богатых хромом по границам зерен нри 6—163 81 [c.81]

Наиболее вероятной причиной появления межкристаллитной коррозии ферритных и мартенситных нержавеющих (высокохромистых) сталей и швов является возникновение местных искажений кристаллической решетки металла, т. е. возникновение в нем напряжений третьего рода. [c.91]

Первая группа — дефекты геометрических размеров швов чрезмерное усиление швов, неравномерность ширины шва или его усиления, крупная чешуйчатость, смещения стыкуемых кромок. Эти дефекты могут быть причиной значительного нарушения формы конструкций, возникновения трещин и даже очагов межкристаллитной коррозии. Дефекты первой группы свидетельствуют о недостаточной культуре монтажа и сварки. [c.165]

Как первый, так и второй тип межкристаллитной коррозии связан с окислительно-восстановительными свойствами коррозионной среды. Поэтому для объяснения причин возникновения межкристаллитной коррозии именно в данном определенном состоянии и ее механизма удобнее всего использовать приведенные ранее электрохимические закономерности, полученные методом потенциостатической поляризации. Так можно гораздо точнее различить отдельные типы межкристаллитной коррозии. Метод потенциостатической поляризации применяют не только для исследования причин, вызывающих межкристаллитную коррозию. Он удобен и для замены некоторых приемочных испытаний, позволяя проводить их при таких потенциалах, которые не могут быть достигнуты в обычных испытаниях (см. гл. 10.3.5.3) [50]. [c.68]

Высоколегированные хромистые и хромоникелевые стали легируют титаном и ниобием, которые предупреждают выпадение карбидов хрома, являющихся причиной возникновения межкристаллитной коррозии в сварных швах. [c.109]

Влияние серы. Содержание серы в железоуглеродистых сталях не должно превышать 0,01—0,05%. Сера является вредной примесью, поскольку сера с железом и марганцем образует сульфиды, которые выделяются в виде отдельных фаз. Пленка, образующаяся на металле из сернистых включений, обладает худшими защитными свойствами. При соприкосновении с кислыми растворами сульфиды разрушаются, что является причиной возникновения в углеродистых сталях межкристаллитной коррозии. [c.9]

Сульфиды, как полагают, выкристаллизовываются по границам зерен феррита и являются причиной возникновения в углеродистых сталях межкристаллитной коррозии. [c.182]

Интерметаллические соединения. Здесь в первую очередь имеется в виду а-фаза. В чистом виде а-фаза, представляющая интерметаллическое соединение Fe—Сг, содержит около 50 атомн. % хрома она несколько упрочняет сплав, но чаще — это вредная структура, сообщающая сплавам повышенную хрупкость даже при повышенных температурах. Связывание значительных количеств хрома при выпадении а-фазы — одна из возможных причин возникновения склонности к межкристаллитной коррозии у хромистых и хромо-никелевых сталей (см. об этом ниже). [c.464]

Подобный вид коррозионного разрушения очень опасен, так как вызывает большею потерю прочности конструкции, часто даже без заметного изменения внешнего вида. Поэтому изучение условий возникновения межкристаллитной коррозии и механизм протекания подобных разрушений явились предметом многочисленных исследований, однако еш,е не существует единого мнения об основной причине межкристаллитной коррозии хромо-никелевых сталей. [c.503]

Трудности в определении степени щелочной агрессивности котловой воды и в установлении истинных причин разрушения элемента котельного агрегата привели в настоящее время к такому положению, что почти все случаи трещинообразования в барабанах котлов Госгортехнадзором и рядом специализированных организаций (ОРГРЭС, ВТИ и др.) квалифицируются как результат межкристаллитной щелочной электрохимической коррозии. Показателями, подтверждающими наличие данного вида коррозии, считаются межкристаллитный характер начальной фазы трещинообразования по результатам металлографического исследования и сохранение нормальных механических свойств основного металла в местах, приближенных к очагу возникновения трещин. [c.239]

В однофазном сплаве никеля с 30 % Сг и 0,03 % С после отпуска при 600—900 °С развивается межкристаллитная коррозия (рис. 3.12, а, рис. 3.013, в). Увеличение хрома с 30 до 40 % повышает стойкость сплава против межкристаллитной коррозии. Причина возникновения межкристаллитной коррозии в однофазных никельхромовых сплавах — выделение карбидов типа М зСд в виде взаимосвязанной цепочки по границам зерен. Коррозия так же как и в случае коррозионностойких сталей развивается преимущественно вследствие обеднения приграничных зон хромом (рис. 3.13, б). Развитие межкристаллитной коррозии сопровож- [c.177]

Механизм межкристаллитной коррозии алюминиевых сплавов при низких температурах достаточно подробно изучен А. И. Голубевым [111,205]. Рассматривая причины межкристаллитной коррозии сплавов алюминия высокой чистоты при температурах выше 160° С, можно предположить следующее. На границах зерен, даже в очень чистом алюминии, различные примеси содержатся в боль-щем количестве, чем в центре зерна. Скорость катодного процесса на этих примесях возрастает, что приводит к смещению потенциала участков зерна, прилегающих к границе, в положительную сторону. Поскольку при высоких температурах чистый алюминий (при стационарном потенциале) подвержен коррозии в активной области, смещение потенциала в положительную сторону приводит к увеличению скорости коррозии на участках по границам зерен. При более значительном смещении потенциала в положительную сторону вследствие анодной поляризации либо при легировании элементами с малым перенапряжением водорода до значений потенциала, отвечающих области пассивации, межкристаллитная коррозия не развивается, что и подтвердилось при испытаниях. Из этого предположения следует, что монокристаллы чистого алюминия не должны подвергаться межкристаллитной коррозии в воде при высоких температурах. И, действительно, в воде с pH 5—6 при температуре 220° С монокристаллы алюминия в отличие от поликристаллов межкристаллитной коррозии не подвергались [111,206]. Попытка объяснить возникновение межкристаллитной коррозии алюминия в воде при высоких температурах растворением неустойчивых интерметал- лидов, выпадающих по границам зерен, связана с затруднениями. Дело в том, что легирование алюминия никелем, железом, кремнием и медью повышает стойкость сплавов по отношению к межкристаллитной коррозии, ВТО время как растворение неустойчивых интерметал-лидов, образованных этими легирующими компонентами (особенно последним), должно способствовать развитию межкристаллитной коррозии. Алюминий чистоты 99,0% при температуре свыше 200° С подвергается межкристаллитной коррозии не только в воде, но и в насыщенном водяном паре. Если же алюминий легировать никелем (до 1 %) и железом (0,1—0,3), межкристаллитная коррозия не развивается и в этом случае [111,172]. В результате коррозионного процесса размеры плоских образцов иногда увеличиваются на 15—20% [111,206]. [c.205]

Уже при рассмотрении механизма межкристаллитной коррозии мы столкнулись с тем фактом, что внутренние растягивающие напряжения на границах зерна могут служить причиной возникновения трещин межкристаллитного характера. Этот эффект будет еще более усиливаться при наложении внешних растягивающих напряжений, так как границы зерна являются наиболее слабым звеном в поликристаллите металла. Коррозия под напряжением поэтому часто сопровождается межкристаллитным разрушением. Однако коррозия под напряжением может также иметь и транс кристаллитный характер. [c.60]

Это привело к возникновению понятия о предпочтительном пути распространения коррозии [24, 28], аналогичном понятию о дехромированной зоне, с помощью которого объясняют развитие межкристаллитной коррозии. В случае коррозии при механических напряжениях, которая приводит у аустенитных нержавеющих сталей к образованию трещин, проходящих через зерна, нужно предположить существование предпочтительных путей распространения коррозии через зерна. Эта коррозия вызвана скорее физическими факторами, чем химическими (Эде-леану). Присутствие мартенсита может оказаться одной из таких причин действительно, было показано, что мартенситные участки металла корродируются хлористым магнием. Однако это не может служить единственной причиной, поскольку коррозия при механических напряжениях не исчезает и при отсутствии мартенсита. Кроме того, тот же самый тип коррозии наблюдается у большого числа других сплавов, которые не испытывают мартенситного превращения или не принадлежат к кубической системе с центрированными плоскостями. Следовательно, необходимо найти другое объяснение образованию предпочтительных путей распространения коррозии . Причины этого явления пока неясны. Возможно, одной из них является дегомогенизация твердых растворов, которую мы упоминали выше в связи с межкристаллитной коррозией. [c.173]

Чтобы установить причины возникновения в ферритоаустенитных сталях склонности к межкристаллитной коррозии, была разработана методика, позволяющая определить структурную составляющую, ответственную за появление в двухфазных сталях склонности к данному виду коррозии. [c.88]

В существующих теориях мен кристаллитной коррозии нержавеющих сталей это явление связывают с обеднением границ зерен хромом в результате образования новой фазы (карбиды хрома, сг-фаза) при отпуске закаленных сталей или замедленном их охланедении в интервале опасных температур. Однако они не объясняют причин возникновения межкристаллитной коррозии на закаленных стабилизированных нержавеющих сталях Х18Н9. Дать всестороннее объяснение этому весьма интересному явлению [c.37]

Присутствие углерода и азота в ферритных хромистых сталях является причиной возникновения межкристаллитной коррозии. Склонность к межкристаллитной коррозии в сталях данного типа возникает после высокотсмпературпого нагрева (выше 900— 1000° С) и быстрого охлаждения. Предположительно механизм межкристаллитной коррозии в феррптных сталях состоит в обеднении [c.34]

Образование указанных интерметаллидных соединений, а также выделение карбидных фаз в технических сплавах могут являться причиной возникновения межкристаллитной коррозии и охрупчивапня после сварки или при относительно кратковременных нагревах в интервале 650—1100° С. [c.181]

По характеру распространения в металле коррозию подразделяют на общую (равномерную), местную (неравномерную — пятнами, очагами, точками), по границам зерен (межкристаллитную) и по определенным кристаллографическим плоскостям (транскри-сталлитную). Наиболее опасны три последних вида коррозии. Причиной их возникновения и развития является неоднородность состояния поверхности металлов и сплавов. Местная коррозия протекает при местных нарушениях поверхностной окисной пленки, обр-азующейся на некоторых металлах. Межкристаллитная и транс-кристаллитная виды коррозии вызываются химической неоднородностью по границам зерен или по направлению линий сдвигов в кристаллах. Они протекают особенно интенсивно, если металл подвергается воздействию напряжений, главным образом повторнопеременных. Разрушение металла под влиянием коррозии и повтор-но-переменных напряжений называют коррозионной усталостью. В результате коррозионной усталости материала изделий в них появляются микротрещины, переходящие затем в более крупные, которые приводят к разрушению изделий. [c.182]

Анализируя причины возникновения межкристаллитной коррозии, можно прийти к выводу о существовании двух типов разрушения этого вида. Первый тип характерен для восстановительной и слабоокислительной среды и связан, главным образом, с выпадением карбидов хрома [9, 12] и в меньшей мере с образованием ст-фазы или распадом феррита. - На практике с зтим типом межкристаллитной коррозии приходится встречаться чаще всего у сталей, содержащих достаточное количество углерода и подвергавшихся нагреву при [c.67]

Наряду с теорией обеднения границ зерен хромом при выделении карбидов существуют и другие точки зрения на причину появления склоппостн к межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей выделение богатого хромом феррита, интерметаллических соединений, 0-фазы, возникновение при выделении новой фазы напряжений и др. Однако наиболее обоснованной является теория обеднения границ зерна хромом. [c.155]

При сварке многих высокохромистых и хро1Моникеле1Вых нержавеющих сталей образуются карбиды хрома. При недостаточно быстром охлаждении в промежутке температур 500— 700 при содержании углерода в стали более 0,06% происходит диффузия его к поверхности зерен и образование по границам зерен карбидов хрома, что вызывает местное обеднение сплава хромом. В результате этого содержание хрома у границ зерен в твердом растворе уменьшается. Если при этом содержании хрома становится меньше 12%, то сталь теряет стойкость против межкристаллитной коррозии. Процесс коррозии может ускоряться под влиянием внутренних напряжений, воаникающих по границам зерен при выпадении карбидов хрома или образующихся в процессе сварки. По этой причине сварные швы, а также околошовная зона являются наиболее опасными участками с точки зрения возникновения и развития межкристаллитной коррозии. Поэтому газовая сварка, дающая большую зону нагрева, является менее благоприятным способом сварки нержавеющих и кислотоупорных сталей по сравнению, например, с дуговой сваркой. [c.212]

При сварке хромоникелевых аустенитных сталей необходимо строго сохранять постоянство расхода и состава горючей смеси (02 С2Н2=1). Избыток ацетилена в пламени, приводящий к науглероживанию металла сварочной ванны, а также увеличение теплового воздействия на металл способствуют образованию карбидов хрома. При окислительном пламени имеет место образование тугоплавких окислов хрома типа СГ2О3. Науглероживание и окисление являются причиной появления дефектов сварки и облегчают возникновение межкристаллитной коррозии С этой точки зрения инжекторные горелки, как не обеспечивающие постоянства состава горючей смеси в процессе сварки, менее пригодны для сварки нержавеющих сталей, чем например безынжекторные горелки с автоматическим регулированием и поддержанием заданного состава горючей смеси. [c.215]

Наиболее вероятной и основной причиной (но возможно не единственной), чаще других приводящей к межкристаллитной коррозии нержавеющей стали, следует, по нашему мизнию, считать возникновение электрохимической гетерогенности вследствие обеднения хромом прилегающего к границам зерен твердого раствора из-за выделения в этой зоне в первую [c.503]

Вероятность выпадения из не вполне стабильного аустенита (при длительных отпусках в опасной зоне температур или вследствие холодной деформации, а также вследствие наличия внутренних напряжений) вторичного ферита (а-фазы), содержащего, как известно, несколько больший процент хрома, чем у-фаза, также может вести к обеднению границ твердого раствора (аустенита) хромом и, следо вательно, обусловливать возникновение склонности стали к л1ежкристаллитной коррозии. Таким образом, и выпадение а-фазы и а-фазы по границам зерен не может полностью исключаться как причина, вызывающая склонность к межкристаллитной коррозии хромо-никелевых сталей. Однако в подавляющем большинстве случаев эти факторы [c.507]

Наиболее распространенный алюминиевый сплав высокой прочности дуралюмин является одновременно типичным сплавом низкой коррозионной устойчивости. Чаще всего встречается местная или межкристаллитная коррозия дуралюмина. Наиболее опасна в смысле потери прочности межкристаллитная коррозия, а в смысле потери герметичности для емкостей — местная. Возникновение местной (точечной или язвенной) коррозии связано с частичным характером пассивности дуралюмина и недостаточной прочностью защитной пленки. Причиной межкристаллитной коррозии является выделение соединения меди СиА12 из твердого раствора (распад гомогенного твердого раствора меди в алюминии) при недостаточно резкой (замедленной) закалке или после нагрева деталей выше 100°. При выделении СиА1з по границам зерен твердый раствор в зонах зерна, прилегающих к границам, обедняется медью [c.549]

Во-первых, эффект коррозионного растрескивания установлен в общем только для сплавов,, однако следут иметь в виду, что наблюдалось межкристаллитное растрескивание меди 99,999%-ной чистоты в аммиачном растворе [102]. Хотя это может быть связано с загрязнениями на границах зерен, т. е. с содержанием сплава в металле высокой чистоты, называть такой материал сплавом не принято. Сообщалось также о межкристаллитном растрескивании железа высокой чистоты [103], которое вызывалось загрязнениями по границам зерен. Во-вторых, растрескивание возникает в сплавах только при воздействии некоторых специфических сред (например, а-латуни в аммиаке, как это показано в табл. 13), однако число этих сред возрастает по сравнению с первоначально установленной номенклатурой. Когда вызывающей растрескивание средой является вода, ее происхождение не имеет существенного практического значения. В-третьих, коррозионное растрескивание — явление, возникающее при сочетании наличия напряжений в детали и пребывания ее в коррозионной среде. Устранение либо среды, либо напряжений будет предотвращать возникновение трещин или пр юстановит дальнейший рост уже образовавшихся трещин. В-четвертых, при любом характере приложенного напряжения оно должно иметь растягивающую поверхностный слой компоненту. Наконец, следует отметить, что не совсем ясна определяющая коррозионная реакция, вызывающая развитие трещин. Растрескивание ииожет возникнуть из-за коррозии, т. е. разъедания металла, на очень узком фронте по описанным ниже причинам, но может быть также следствием локального охрупчивания, вызванного поглощением атомов водорода, которые разряжаются на локальных катодах близко к острию трещины. Иногда между этими двумя обш ими механизмами делают различие, называя первый механизмом активного пути, а второй — механизмом водородного охрупчивания. Хотя уже стало привычным рассматривать их по- [c.173]

При наличии напряжений (особенно переменных) в металле явление щелочной коррозии осложняется коррозионной усталостью и приводит к образованию межкристаллитных разрушений и траискристаллитных коррозионных трещин. Защитные мероприятия сводятся к регулированию состава среды (поддерживание чисто фосфатной и1елочности, введение нитратов и сульфатов, суль-фитцеллюлозных щелоков и т. д.) и устранению причин, приводящих к возникновению неоднородных напряжений в металле [c.668]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...