Нержавеющая сталь под напряжением

Можно различать два тиа коррозионного растрескивания нержавеющих сталей под напряжением межкристаллитное и транскристаллитное. [c.119]

КОРРОЗИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ [c.63]

Глава XLI КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ нержавеющих сталей под НАПРЯЖЕНИЕМ [c.625]

После горячей деформации в изделиях появляются остаточные напряжения вследствие одновременного действия самой деформации и температуры, при которой происходит образование и выделение избыточных карбидов. Эти напряжения снимаются и пониженная коррозионная стойкость восстанавливается термической обработкой, которая для аустенитных сталей состоит из нагрева стали до высоких температур (1000—1150° С) — аусте-низации и быстрого охлаждения, что подробно рассматривается при описании соответствующей стали, и в главе о коррозионном растрескивании нержавеющих сталей под напряжением. [c.712]

Коррозионное разрушение углеродистой и нержавеющих сталей под напряжением при контролируемом потенциале [c.18]

СТИНЫ алюминия, или нержавеющей стали) под действием постоянного тока низкого напряжения и кислоты зубья напильника заостряются. [c.163]

На поведение нержавеющей стали большое влияние оказывает механическая обработка известны случаи как понижения, так и увеличения коррозионной стойкости в результате деформирования. Этот вопрос осложняется тем, что в некоторых марках нержавеющих сталей при деформации образуется мартенсит, значительно повышающий ее прочность. Можно было бы ожидать, что такое изменение структуры создаст слабые места, на которых сможет начаться процесс коррозии, по крайней мере, при работе стали под напряжением (стр. 623). Однако часто наблюдается обратная картина, и имеются сведения, что некоторые марки нержавеющих сталей, закаленные при очень низких (ниже нуля) температурах, становятся особенно стойкими в кислотах [72] известен случай, когда деформация снизила стойкость стали с 13% хрома [73]. [c.311]

Почти все конструкционные металлы (например, углеродистые и низколегированные стали, латунь, нержавеющие стали, дюраль, магниевые, титановые и никелевые сплавы и многие другие) подвержены в определенных условиях КРН. К счастью, число химических сред, вызывающих подобные разрушения, ограничено, а требуемый для растрескивания уровень напряжений достаточно высок и нечасто достигается на практике. Накопив знания об условиях возникновения опасности коррозионного растрескивания (воздействие специфических сред, уровень допустимых напряжений), в дальнейшем при проектировании конструкций удастся исключить возможность коррозионного растрескивания под напряжением. К сожалению, не все металлические конструкции, испытывающие большие напряжения, проектируются сейчас о учетом возможности растрескивания. [c.29]

Мартенситные нержавеющие и дисперсионно-твердеющие стали, термообработанные с целью получения предела текучести- олее 1,24 МПа, самопроизвольно растрескиваются в атмосфере, солевом тумане или при погружении в водные среды, даже если они не находятся в контакте с другими металлами [55—58]. Лопасти воздушного компрессора из мартенситной нержавеющей стали [59 ] разрушались вдоль передней кромки, где были велики остаточные напряжения и конденсировалась влага. Для сверхпрочных мартенситных нержавеющих сталей с 12 % Сг, которые находились в морской атмосфере под напряжением, составляющим 75 % от предела текучести, срок службы не превышал 10 дней [60]. Приведенные данные получили разнообразные объяснения, однако они убедительно доказывают, что сталь в указанных случаях разрушается в результате или водородного растрескивания, или КРН. При наличии в стали высоких напряжений, она может растрескиваться в воде без внедрения водорода, который образуется при взаимодействии воды с металлом. По-видимому, в этом случае вода непосредственно адсорбируется на поверхности и уменьшает прочность металлических связей в степени, достаточной для зарождения трещин (адсорбционное растрескивание под напряжением). [c.320]

В аустенитных нержавеющих сталях, стойких к превращениям при холодной обработке (например, марки 310), азот более всего способствует коррозионному растрескиванию под напряжением [c.320]

Критический потенциал коррозионного растрескивания под напряжением холоднокатаной нержавеющей стали 18-8 в деаэрируемом растворе Mg lj при 130 °С составляет —0,145 В. [c.391]

Высокая коррозионная стойкость сплавов принципиально не исключает возможность появления так называемого коррозионного растрескивания даже в средах, где установлена их высокая коррозионная стойкость. Поэтому коррозионное растрескивание представляет большую опасность. Она заключается в том, что разрушение вязкого в нормальных условиях металла, подверженного одновременно воздействию напряжения и определенной активной среды, происходит хрупко, т.е. без заметных деформаций и при напряжениях, более низких, чем временное сопротивление и даже предел текучести. Этот вид разрушения наиболее характерен для высокопрочных металлических материалов, склонных к пассивации, но находящихся, однако, в условиях, когда пассивное состояние под влиянием агрессивной среды может нарушаться в зоне максимальных напряжений. У титана вследствие высокой устойчивости пассивного состояния и быстрой регенерации во многих средах пассивных оксидных пленок при их механическом повреждении, а также из-за достаточной пластичности чувствительность к коррозионному растрескиванию оказалась во много раз меньше, чем у высокопрочных и нержавеющих сталей, алюминиевых и магниевых сплавов. Но по мере разработки более прочных титановых сплавов и расширения области их применения были установлены случаи явного коррозионного растрескивания и определены многие агрессивные среды, способствующие этому явлению. [c.32]

Уменьшение потенциала анодного нарушения пассивного состояния нержавеющей стали в хлоридных растворах под действием растягивающих напряжений может служить критерием относительной устойчивости стали к коррозионному растрескиванию [70]. Даже при нагрузках ниже предела текучести в разбавленном растворе хлорида натрия потенциал пробоя нержавеющей стали 18-8 и в нитратном растворе потенциал перепассивации мягкой углеродистой стали значительно уменьшились [71 ]. [c.80]

Коррозионная среда, способствующая коррозионному растрескиванию под напряжением, в какой-то м е специфична для данного металла, например аммиак для медных сплавов, хлоридные растворы для аустенитной нержавеющей стали и растворы нитратов для углеродистой стали. Однако, как было показано, в неблагоприятных условиях коррозионное растрескивание под напряжением вызывается и большим числом других веществ. Часто решающим являются присутствие кислорода, значение pH и электродный потенциал. [c.34]

Нержавеющая сталь представляет собой сплав на железной основе, в котором главным легирующим компонентом является хром в количестве не менее 12 %. Благодаря содержанию хрома нержавеющей стали легко пассивируются и потому имеют хорошую коррозионную стойкость во многих часто встречающихся средах. Однако в неблагоприятных условиях даже нержавеющие стали могут подвергаться, например равномерной, щелевой, межкристаллитной коррозии, питтингу или коррозионному растрескиванию под напряжением. [c.109]

При питтинге поляризационная кривая нержавеющей стали изменяется (рис. 103). Если потенциал превышает некоторую критическую величину, именуемую потенциалом пробоя (/), то плотность тока начинает расти, а на кривой возникает серия пиков. Поскольку этот подъем означает начало питтинга, потенциал пробоя в этом случае называют потенциалом питтинга . Если потенциал после пробоя понизить, то снова достигается пассивация, но только при потенциале репассивации (2), который несколько ниже, чем потенциал питтинга. Аналогично развивается коррозия в зазорах или под поверхностными осадками. Достаточно высокий потенциал, при котором такая коррозия начинается, может быть достигнут, как в описанном случае, вследствие наличия вспомогательного электрода и приложенного напряжения или под действием окислителя, например кислорода в растворе. Потенциал пробоя не является какой-то постоянной величиной, а существенно зависит от таких условий, как концентрация хлорида, температура и метод измерения. [c.112]

Коррозионное растрескивание под напряжением может вести к особенно быстрым и серьезным разрушениям. Чтобы механические напряжения могли вызвать коррозионное растрескивание, они должны превысить критический уровень, который зависит от нескольких факторов, таких как состав нержавеющей стали, поверхностная шероховатость, размер зерна, структура, а также состав среды и температура. Растягивающие напряжения в конструкции могут возникать, например в результате сварки и механической обработки. [c.119]

Механизм коррозионного растрескивания под напряжением нержавеющих сталей был объектом многих исследований, но до сих пор не до конца ясен. Скорость - определяющая стадия реакции может сильно меняться в зависимости от условий. Однако во многих случаях важную роль играет, по-видимому, местное ослабление пассивирующего слоя. Таким образом опасность коррозионного растрескивания под напряжением особенно велика в том интервале потенциалов, который соответствует неустойчивости пассивного состояния на поляризационной анодной кривой (рис. 110). [c.121]

Ионы тяжелых металлов, особенно свинца, уменьшают не только общую коррозию, но и локальную. Так, есть сведения, что малые добавки ионов свинца почти полностью подавляют коррозионное растрескивание нержавеющей стали под напряжением и в условиях активного растворения в серной и азотной кислотах [214]. При эффективных концентрациях ионов свинца (10— — 10- моль/л) равновесные потенциалы свинца отрицательнее стационарного потенциала нержавеющей стали и поэтому контактное выделение с образованием фазового осадка здесь исключено и на поверхности стали возникает лишь субмономолекулярный слой свинца. Природа этого процесса еще окончательно не выяснена, но реальность процесса несомненна [209 238]. [c.88]

Для явления коррозионного растрескивания нержавеющих сталей под напряжением в хлоридсодержащей среде характерно развитие разрушения по механизму хрупкого транскристаллитного скола. Такая картина разрушения отмечена [213] при изучении стали 12Х18Н10Т после испытания на коррозионное растрескивание в кипящем 30% -ном водном растворе Mg l2. При снижении уровня растягивающих напряжений с 0,7 до 0,2 g в изломе значительно возрастает доля фасеток хрупкого транскристаллитного скола с сеткой вторичных трещин. Фасетки скола имеют характерный для металлов с ОЦК решеткой ручьистый узор. [c.339]

Возможности коррозионного растрескивания нержавеющей стали под воздействием водяного пара были изучены Эделеану и Сноуденом, которые считают опасность такого растрескивания вполне реальной при наличии высоких напряжений. В сильно перегретом паре, например при температуре 600 и давлении 100 ат никакого коррозионного растрескивания не происходит, если поверхность стали чистая при наличии же хлористых загрязнений и кислорода происходит окисление и время до разрушения становится короче, чем в том случае, когда причиной разрушения является обычная ползучесть. При более низких температурах, в особенности при температуре ниже 400°, коррозионное растрескивание под воздействием пара давлением 100 ат может иметь место, но, вероятно, только в том случае, если сталь загрязнена такими веществами, как хлориды или щелочь. В присутствии загрязнений типа хлористых соединений растрескивание происходит быстро при температурах, близких к точке росы, но время до разрушения сильно возрастает, если пар перегревается на 20°. Растрескивание в присутствии хлоридов происходит только при наличии в среде кислорода. В присутствии же щелочи оно может происходить и без кислорода. Загрязнение хлоридами и щелочью может иметь место на поверхностях, на которых происходит процесс испарения, и в особенности на тех ограниченных участках, где загрязнения могут концентрироваться. Выброс нечистой воды из котла может явиться источником загрязнений. Трещины, образующиеся в присутствии хлористых и щелочных загрязнений, имеют тот же вид, что и образующиеся в кипящих растворах хлоридов [49]. [c.625]

Успехи, достигнутые в коррозионной науке и технике машиностроения с момента выхода первого издания, требуют обновления большинства глав настояш,ей книги. Детально рассмотрены введенное недавно понятие критического потенциала ииттингообразования и его применение на практике. Соответствующее место отводится также критическому потенциалу коррозионного растрескивания под напряжением и более подробному обзору различных подходов к изучению механизма этого вида коррозии. Раздел по коррозионной усталости написан о учетом новых данных и их интерпретации. В главу по пассивности включены результаты новых интересных экспериментов, проведенных в ряде лабораторий. Освещение вопросов межкристаллитной коррозии несенсибилизированных нержавеющих сталей и сплавов представляет интерес для ядерной энергетики. Книга включает лишь краткое описание диаграмм Пурбе в связи с тем, что подробный атлас таких диаграмм был опубликован профессором Пурбе в 1966 г. [c.13]

На практике катодную защиту можно применять для предупреждения коррозии таких металлических материалов, как сталь, медь, свинец и латунь, в любой почве и почти всех водных средах. Можно предотвратить также питтинговую коррозию пассивных металлов, например нержавеющей стали и алюминия. Катодную защиту эффективно применяют для борьбы с коррозионным растрескиванием под напряжением (например, латуней, мягких и нержавеющих сталей, магния, алюминия), с коррозионной усталостью большинства металлов (но не просто усталостью), межкристаллитной коррозией (например, дуралюмина, нержавеющей стали 18-8) или обесцинкованием латуней. С ее помощью можно предупредить КРН высоконагруженных стрей, но не водородное растрескивание. Коррозия выше ватерлинии (например, водяных баков) катодной защитой не предотвращается, так как пропускаемый ток протекает только через поверхность металла, контактирующую с электролитом. Защитной плотности нельзя также достигнуть на электрически экранированных поверхностях, например на внутренней поверхности трубок водяных конденсаторов (если в трубки не введены вспомогательные аноды), даже если сам корпус конденсатора достаточно защищен. [c.215]

Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющей стали типа 304, которое наблюдается при комнатной температуре в растворе 5/л H2SO4 + + 0,5/п НС1, предотвращается анодной поляризацией стали до потенциала 0,7 В 132а], См. также [64] к гл. 18 и сноску на с. 322. — Примеч. авт. [c.229]

Рис. 18.6. Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющей стали 18-8 (марка 304) в слое изоляции из силиката кальция, содержащего 0,02—0,5 % хлоридов, при 100 °С (Х250). Трещина в этой среде начинается в питтинге. Видимость извилистого хода трещины создается из-за того, что в одной плоскости оказалось множество несвязанных между собой трещин [47]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную SO . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (HjS или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде Na S либо продуктов катодного восстановления сульфитов SOg" или тиосульфатов SjO вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей с 0,77 % С, а та кже ферритных и мартенситных нержавеющих сталей 167]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции + + 2ё Ti составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует TiOj. Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Ti , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]

Опытная труба помещается внутри сосуда 2, заполненного водой. Она представляет собой тонкостенную трубу из нержавеющей стали диаметром 5 мм длиной 215 мм. По трубе пропускается электрический ток. Теплообмен между опытной трубой и кипящей водой происходит при атмосферном давлении. Ток в опытную трубу подается от электрического трансформатора по трубчатым токоподво-дам 4. Потребляемая мощность регулируется с помощью автотрансформатора 12. Мощность определяют по электрическому току и падению напряжения на опытной трубе. Падение напряжения и сила тока (через трансформатор тока) измеряются приборами типа Э390. Температура поверхности опытной трубы измеряется с помощью двух хромель-копелевых термопар. Спаи термопар заложены в среднем сечении трубы непосредственно в стенке вблизи 176 [c.176]

Недостаток аустенитных нержавеющих сталей — их склонность к коррозии под напряжением в морской воде. Однако стойкость их несколько повышается при увеличении содержания никеля. Например, сплав Инколой состава [c.21]

Контрмеры против коррозионного растрескивания под напряжением имеют целью исключить либо напряжение растяжения, либо коррозионную среду, либо, если возможно, и то, и другое. Обычной мерой является отжиг для снятия внутренних напряжений, в процессе которого остаточные н яжевия в конструкции уменьшаются до безопасного уровня. При этом условии, температуру и время отжига выбирают так, чтобы остаточные напряжения снизились до удовлетворительного уровня, но не пострадала прочность материала. Для меди, например, во многих случаях подходит термообработка при 300 °С в течение 1 ч для нержавеющей стали требуется более высокая температура (около 500 С). [c.34]

Рис. 109. Коррозионное растрескивание под напряжением сильфонного компенсатора из нержавеющей стали на районной тепломагистрали поражение было вызвано хлоридсодержащей водой, капающей с перекрытия и испаряющейся на горячей поверхности

Транскристаллитное коррозионное растрескивание возникает чаще всего в средах, имеющих высокое содержание хлорида, но может обнаруживаться также в присутствии концентрированных щелочных агентов. На практике коррозионное растрескивание под напряжением бывает связано с местным обогащением хлоридами на горячих поверхностях в результате испарения (рис. 109), Существенным условием транскристаллитного коррозионного растрескивания является высокая темепратура . хлоридный вариант растрескивания редко наблюдается ниже 60 С, а щелочной - ниже 100 С. Транс-кристаллитному растрескиванию могут подвергаться аустенитные нержавеющие стали но их стойкость возрастает с увеличением [c.120]

Рае. 110. Анодная пошфизационная кривая нержавеющей стали. В заштрихованных областях потенциала (1) опасность коррозионного растрескивания под напряжением наибольшая [c.121]

Такие металлы, как железо и цинк, процесс коррозии которых в Нейтральных средах протекает с катодным контролем, корродируют в щелях с меньшей скоростью, чем вне их. Магниевые сплавы и некоторые нержавеющие стали, корродирующее с анодным контролем, разрушаются в щелях интенсивнее, чем на открытой поверхности. Следовательно, для у1Леродистых сталей при коррозии под напряжением в нейтральных и слабокислых средах собственно щелевой эффект рост трещин ускоряет несущественно. [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...