Коррозионное растрескивание электрохимические факторы

К опасным видам местной электрохимической коррозии металлов относятся контактная, щелевая, точечная (питтинговая), межкристаллитная и коррозионное растрескивание. Контактная коррозия металлов уже рассмотрена нами во внешних факторах электрохимической коррозии металлов, а коррозионное растрескивание — во внутренних факторах электрохимической коррозии. Остальные виды местной электрохимической коррозии тоже уже упоминались в тексте, но требуют более подробного описания. [c.414]

Большинство исследователей объясняют механизм разрушения при КПН электрохимической теорией, основанной на гальваническом взаимодействии металла в вершине трещины и на боковых поверхностях, или сорбционными явлениями вследствие понижения прочности связей атомов металла под действием адсорбированных частиц среды [79]. Коррозионное растрескивание помимо электрохимических факторов может быть связано с 70 [c.70]

Один из возможных путей учета совместного влияния различных электрохимических факторов состоит в определении скорости репассивации сплавов данной системы в рассматриваемой среде. Выход ступеньки скольжения у вершины трещины может привести к повреждению пассивной пленки и последующему локальному растворению, или питтингу, а также к ускорению коррозионных реакций, в ходе которых выделяется водород. Скорость репассивации, таким образом, является мерой интенсивности таких процессов. Отметим, что планарное скольжение сопровождается образованием более крупных и более многочисленных ступенек скольжения, оказывая таким образом влияние на КР. Как было показано [99], скорость репассивации во многих случаях хорошо коррелирует с параметрами КР. По такой корреляции, следовательно, можно судить о взаимодействии и суммарном влиянии различных электрохимических факторов, хотя сама по себе она не позволяет определить механизм растрескивания. [c.123]

Исследования [104] по электрохимическому поведению различных титановых сплавов не позволили выявить какие-либо особенности, достаточные для объяснения чувствительности к КР. Поэтому основа чувствительности к КР может быть найдена в металлофизика сплавов безотносительно к опасным компонентам среды. Влияние металлургических факторов на КР является в большей мере качественным, чем влияние механических факторов или факторов среды. К тому же влияние состава и микроструктуры может изменяться под действием среды. Первая часть последующей дискуссии будет ограничена коррозионным растрескиванием в водных растворах. [c.406]

Понижение значения работы пластической деформации W происходит в результате увеличения или предела текучести или скорости механического упрочнения в вершине трещины. В результате каждый из этих факторов при постоянном значении т]а приводит к уменьшению величины и, следовательно, снижению сопротивляемости коррозионному растрескиванию. С увеличением перенапряжения анодной реакции rj (потенциал металла становится более положительным) при определенном значении работы пластической деформации W также снижается сопротивляемость коррозионному растрескиванию. Величина rja является функцией электрохимических параметров внутри трещины. [c.64]

Коррозионное растрескивание — наиболее важная форма коррозионного разрушения. Было приложено много усилий, чтобы разгадать причины и научиться его контролировать, однако окончательного решения до сих пор еще не найдено. Это совсем не удивительно, так как явление имеет сложный характер и определяется механическими, электрохимическими и металлургическими факторами. Перед их рассмотрением следует остановиться на некоторых общих вопросах. [c.173]

Коррозионное растрескивание под напряжением в металлических материалах тесно связано с гетерогенностью их структуры, включая наличие границ зерен, разных по химическому составу и механическим свойствам структурных составляющих, дислокационной структуры, неметаллических включений и т.д. По границам зерен и границам раздела фаз скорость диффузии на порядок и более превышает скорость диффузии по матрице сталей. Скорость выделения карбидов и других упрочняющих фаз, как правило, выше именно по границам зерен. С этими и другими факторами связана более интенсивная электрохимическая коррозия вдоль границ зерен, способствующая зарождению и росту трещин при коррозионном растрескивании под напряжением. [c.289]

НИИ и развитии процесса коррозионного растрескивания огромную роль играют электрохимические факторы возникновение на поверхности сплава гальванических элементов под влиянием различных причин приводит к образованию концентраторов напряжения. Концентраторы напряжений в свою очередь способствуют коррозионному растрескиванию сплавов. Растрескивание напряженного металла можно условно рассматривать как процесс, состоящий из нескольких стадий начальной, когда разрушение идет только в одной микрообласти, и последующих стадий, вовремя которых происходит углубление начального микроразрушения, приводящего к мгновенному разрушению металла. [c.268]

Сложная форма кривой поляризации отражает сложность процесса коррозионного растрескивания и связана с действием на процесс не только электрохимических факторов, о чем будет сказано ниже. [c.23]

Помимо приведенных данных о влиянии поляризации на коррозионное растрескивание металлов, об электрохимической природе этого явления свидетельствуют приводимые ниже экспериментальные данные о влиянии масштабного фактора на коррозионное растрескивание металлов. [c.35]

Экспериментальный факт, показывающий влияние масштабного фактора на эффект катодной и анодной поляризации при коррозионном растрескивании металла позволяет сделать вывод о том, что природа влияния масштабного фактора преимущественно электрохимическая. [c.164]

Наряду с чисто электрохимическим фактором, имеет значение фактор изменения количества слабых — наиболее подверженных коррозионному растрескиванию мест на поверхности металла по мере изменения площади образца. [c.164]

Эти же факторы создают условия для реализации склонности к коррозионному растрескиванию оборудования из нержавеющих сталей, вызывают низкотемпературное (электрохимическое) наводороживание, водородную хрупкость и расслоение углеродистых и низколегированных сталей. [c.27]

Скорость растворения металла определяется исключительно электрохимическими особенностями корродирующей системы. Дополнительное действие напряжений н электрохимического фактора в этой модели, включающей создание обнаженного металла в вершине трещины за счет пластической деформации, состоит или в сильном изменении величины интервала скоростей деформации, в котором имеет место растрескивание, или значений пороговых напряжений (прн испытании по методу заданных постоянных нагрузок) в зависимости от условий внешней коррозионной среды. Такие эффекты действительно наблюдаются кривая рис. 5.9 имеет тенденцию к заметному смещению вдоль осн соответствующей скорости деформации при изменении состава окружающей среды или прц наложении достаточно больших плотностей анодного нли катодного токов. Предельная скорость изгиба консольного образца, ниже которой растрескивания не наблюдается, в экспериментах может быть изменена на два или трн порядка за счет изменения приложенного потенциала (см. рис. 5.10). [c.239]

Поскольку некоторые исследователи считают, что сегрегация углерода на границах зерен приводит к образованию множества электрохимически активных участков, вдоль которых происходит селективная коррозия промышленных мягких сталей, то, очевидно, можно предполагать, что и некоторые другие элементы могут действовать подобным же образом. В низколегированных сталях добавки легирующих компонентов также могут оказывать влияние на чувствительность к коррозионному растрескиванию за счет образования на границах зерен равновесных сегрегаций. При этом их влияние мо- кет быть полезным или вредным в зависимости от результата взаимодействия различных факторов. Известны отдельные факты [c.245]

Механизм коррозионного растрескивания следует рассматривать как сочетание электрохимического воздействия с сорбцией в напряженном металле. Чтобы точно установить степень ответственности каждого из перечисленных факторов в том или ином случае растрескивания, необходимо проведение дальнейших экспериментов. [c.115]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутетвие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Ромашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором на коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

Для правильного представления о механизме этого вида коррозии нео бходимо принять во внимание, что контролирующим электрохимическим фактором коррозионного растрескивания является анодный процесс. Тот факт, что появление коррозионной трещины сопровождается сильным (скачкообразным) уменьшением анодной поверхности, а при последующем развитии трещины поляризуемость металла уменьшается более медленно, свидетельствует о том, что эффективным анодом при коррозионном растрескивании является не вся трещина, а сравнительно небольшой участок, сосредоточенный в вершине трещины. Этот участок может совершенно исчезнуть, если будет обеспечена надежная пассивация металла при значительной же его депассивацпи участок сильно расширится. Таким образом, коррозионное растрескивание будет ликвидировано либо при условиях, обеспечивающих отсутствие всякой коррозии (полная лассива-ция металла), либо, наоборот, при существенном развитии общей коррозии (при депассивации металла). [c.178]

Коррозионное растрескивание под напряжением. Развитие трещины, по мнению авторов [911, можно рассматривать как электрохимический процесс, сильно интенсифицированный приложенными напряжениями растяжения. Поэтому коррозионному растрескиванию в первую очередь подвержены металлы, имеюЙ1,ие пленочную природу коррозионной стойкости, склонные в данных условиях к депассивации в месте образования трещины. При этом трещина может рассматриваться, как коррозионная пара, в которой катодом является боковая поверхность, а анодом — вершина трещины. Таким образом, возможность и интенсивность коррозионного растрескивания предопределяются совместным действием двух факторов — агрессивностью среды и тем, насколько схема нагружения способствует образованию трещин. [c.39]

В табл. 3 на рисунках показаны основные типы электрохимической гетерогенности, от которых в первую очередь зависят различные виды коррозионных разрущений. Факторами, определяющими вид разрушения, являются характер электрохимической гетерогенности и стабильность распределения анодных и катодных участков по поверхности во времени. В некоторых случаях электрохимическая гетерогенность поверхности сплава связана с образованием стабильно работающих коррозионных пар, что приводит к ярко выраженной местной коррозии, например, контактная коррозия разнородных металлов, коррозия вследствие неравномерной аэрации, межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание. Подобные виды коррозии надо относить к явно гетерогенно-электрохимическому механизму коррозии. В других случаях, например, при структурноизбирательной коррозии, вследствие вытравливания отдельных кристаллитов, расположение катодов и анодов коррозионных пар не жестко фиксировано на поверхности. Это также приведет к местной коррозии, но, естественно, уже в микромасштабах. Примером может служить выявление поликристаллической структуры металла при травлении шлифа. В микромасштабе подобный вид коррозионного разрушения можно условно рассматривать и как равномерный. [c.24]

Есть целый ряд случаев, когда характер подготовки поверхности имеет существенное значение. К ним можно отнести электрохимические измерения, изучение коррозионного растрескивания, влияния термообработки, химического состава, технологических факторов и др. При проведении этих измерений точность данных возрастает по мере увеличения чистоты и однородности исследуемой поверхностп. Значительно упрощается выбор способа подготовки поверхности металла при прозе-дении испытаний в средах, з которых металл корродирует равномерно и относительно интенсивно. В этом случае вследствие быстрого стравливания поверхностного слоя характер предварительной подготовки не оказывает существенного влияния на результаты испытаний. При проведении опытов для получения ориентировочных данных о практическом поведении металла состояние поверхности образцов необходимо приближать к тому, какое имеется у эксплуатируемых изделий. Для ряда коррозионных испытаний характер подготовки поверхности можно выбирать исходя из формы и размера образцов чем меньше и сложнее форма образцов, тем более тщательной [c.57]

Напряжения, по-видимому, могут локально играть самостоятельную роль, что особенно вероятно на последних стадиях процесса, или влиять косвенно, повышая гетерогенность металла за счет увеличения скорости разложения метастабильных фаз. Самостоятельная роль напряжений при растрескивании металлов, усиливаемая мест1юй концентрацией напряжений, изучена недостаточно и не может охватываться предложенной выше диаграммой, которая в какой-то степени отражает основное электрохимическое звено в сложной цепи факторов, определяющих разрушение при коррозионном растрескивании металлов. [c.32]

В соответствии с широко распространенной точкой зрения [1 6, с. 199 И, 13], впервые наиболее четко сформулированной Диксом, коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов рассматривается как электрохимический процесс, обусловленный главным образом следующими факторами [c.518]

Примером коррозионного растрескивания с контролирующим сорбционным фактором является разрущение сварных соединений титановых сплавов при коррозии с водородной деполяризацией в кислых средах [5] (рис. 6), В этом -случае основная роль в разрушении принадлежит явлениям сорбции водорода при катодных процессах. Разрушение защитной пленки при электрохимической коррозии создает предпосылки для интенсивной адсорбции водорода титаном. Адсорбированный водород вступает в химическое взаимодействие с титаном, образуя гидридную пленку. В результате диффузии водорода через гидридную пленку в объеме металла образуются гидриды титана, которые располагаются преимущественно по границам зерен и плоскостям скольжения. Локализация электрохимического процесса способствует локализации наводороживания. Образование ги-др<идов на поверхности и прилегающей области приводит к снижению прочностных свойств поверхности, концентрации напряжений и возникновению начальных микротрещин в условиях напряженного состояния. [c.74]

В свете теории коррозионного растрескивания как разрушения, вызванного одновременным воздействием электрохимического, механического и сорбционного факторов, особенностями сварных соединений, снижающими стойкость сварных соединений против коррозионного растрескивания, являются 1) повышенная термодинамическая неустойчивость, приводящая к повышенной электрохимической гетерогенности по сравнению с основным металлом 2) более сложное и неблагоприятное напряженное состояние 3) возможность более интенсивного протекания сорбционных процессов. Эти особенности сварных соединений обусловлены теплофизичеакими процессами при неравномерном нагреве и охлаждении металла во время сварки. [c.76]

Добавки легирующих элементов к феррит-иым сталям могут оказывать влияние иа структуру и соответственно на чувствительность к коррозионному растрескиванию совершенно независимо от влияния электрохимических факторов, о котором упоминалось выше. Однако изменения структуры малоуглеродистых сталей с целью изменения их чувствительности к коррозионному растрескиванию вероятно, не применяются в промышленном масштабе из-за стаблиьиости состояний поставки сталей. Тем не менее мероприятия по устранению крупнозернистой структуры и частичному обезуглероживанию вполне осуществимы. [c.251]

Mg, состаренных для получения максимальной прочности, скольжение при воздействии напряжений происходит в относительно небольшом количестве полос, в которых имеет место большая плотность дислокаций. Перестаривание, которое понижает чувствительность к коррозионному растрескиванию, приводит к тому, что пластическая деформация рассредоточивается по гораздо большему количеству нечетко выраженных полос скольжения [81]. Выделения по границам зерен — важный фактор как с электрохимической, так и механической точек зрения ширина зоны, свободной от выделений (так же как и ширина зоны, обедненной легирующими элементами), может также оказывать существенное влияние на процесс растрескивания. Более точное относительное значение этих трех характерных особенностей структуры недостаточно полно установлено, но этому вопросу ведутся значительные дискуссии [82—85]. Многие из исследователей концентрируют внимание на роли преимущественной деформации в зоне, свободной от выделений, приводящей к селективному растворению, которое не доказано экспериментально. Селективная коррозия зон, обедненных растворенными элементами, адсорб-пия водорода, растворение пластически деформируемых участков и адсорбция общего характера также называются в качестве основных ко.мпонентов механизма пронесся [c.283]

Лрименение электрохимической защиты для устранения коррозионного фактора возможно приложением тока извне или путем присоединения к конструкции, подверженной коррозионному растрескиванию, другого металла с более отрицательным потенциалом — протектора (принципы применения электрохимической защиты рассматриваются в главе XVII). Эффективное действие этого метода защиты в отношении предотвращения или уменьшения коррозионного растрескивания зависит от природы металлов и сплавов, характера агрессивной среды, применяемой плотности тока и других факторов. На фиг. 88 показано влияние катодной поляризации на склонность к коррозионному растрескиванию магниевого сплава МАЗ в растворе Na I 4- ЬКоСГоО-. Как видно из хода кривой, с увеличением плотности тока время до разрушения возрастает, достигая максимума при плотности тока [c.107]

Если искусственное старение производится при рекомендованной температуре в течение рекомендованного отрезка времени,, то для большинства материалов можно не бойться возникновения неприятностей из-за коррозии. В случае же несколько более низкой температуры старения или при значительно меньшей продолжительности старения, по сравнению с рекомендованными, изменения, происходящие на границах зерен, могут обогнать процессы,, происходящие внутри зерен (поскольку структура на границах зерен наименее упорядоченная), и можно ожидать возникновения электрохимической неоднородности между границами зерен и их основной частью. Если на границах зерен образуется материал, анодный по отношению к основной части зерна,, вполне вероятна межкристаллитная коррозия, а поскольку отношение между поверхностями катодных и анодных участков велико, можно ожидать весьма быстрого процесса коррозии. Кроме того, могут измениться и механические свойства границ зерен в некоторых случаях это изменение совместно с электрохимическими факторами может привести к коррозионному растрескиванию. [c.613]

Некоторые специалисты подчеркивают тот факт, что если фаза, богатая медью ( uAlj), выделяется в виде отдельных частичек вдоль границ зерен, то по соседству с границами зерен должна существовать непрерывная зона, обедненная медью эта зона, по всей вероятности, анодна по отношению к основной части зерен, которая при всех условиях содержит значительное количество меди один из специалистов придает значение тому, что частицы uAlj являются катодами. Первоначальные теории нуждаются в некоторых изменениях. Нет никаких сомнений в том, что обедненный слой, постулируемый этими теориями, действительно может существовать , но условия, способствующие его образованию, по-видимому, не те, которые вызывают максимальную склонность к коррозионному растрескиванию. Кроме того, образование uAlj, по-видимому, не является обязательным для появления склон-но сти к межкристаллитной коррозии, а приписываемые ему некоторыми авторами химические и электрохимические свойства не могут считаться доказанными. Эти возражения, возможно, и являются серьезными, так как выделение любой другой фазы, богатой медью, также привело бы к образованию обедненного слоя. В целом, вполне вероятно, что обедненный слой может в некоторых случаях играть роль в появлении склонности к межкристаллитной коррозии, но факты вновь говорят о наличии какого-то другого фактора. [c.614]

Работа Хора и Хайнса совершенно четко показывает, что для создания возможности растрескивания часто необходимо, чтобы защитная пленка была разрушена электрохимическим или механическим путем. Однако навряд ли этот механизм может служить в качестве общей теории развития трещин. Если бы напряжение само по себе могло непрерывно поддерживать разрушенное состояние пленки на конце трещины, то алюминиевый сплав должен был бы быть подвержен коррозионному растрескиванию в отсутствие кислорода, причем катодный процесс заключался бы в выделении водорода. Обычно это не имеет места. Кроме того, некоторые из экспериментов Фармери трудно объяснить на основе теории разрушения пленки. В образце алюминиево-магниевого сплава, находившемся в состоянии склонности к коррозионному растрескиванию, процесс растрескивания был доведен до такого состояния, когда глубина трещины не достигала половины толщины образца, после чего дальнейшее развитие трещины было задержано наложением катодного тока по истечении 30 мин, подача тока была прекращена, но развитие этой трещины не возобновилось спустя 15 час. появились новые трещины, но уже в других местах. Еще в одном опыте глубина трещины достигла примерно одной трети толщины образца, и ее развитие тоже было приостановлено с помощью катодной поляризации поляризация продолжалась 30 мин., после чего подача тока была прервана, а механическая нагрузка на образец была увеличена все же и по истечении 48 час. образец оставался неразрушенным. Если механическое разрушение пленки на конце трещины является решающим фактором для ее развития, то разрушение пленки началось бы после прекращения подачи тока, по крайней мере в том случае, когда механическая нагрузка была увеличена. Если же образование кислоты на аноде является тем фактором, который поддерживает процесс растрескивания, после того как он начался, то полученные результаты легко объясняются. Причины развития процесса растрескивания, если он начался, те же, что и развития питтинга (стр. 117). [c.633]

Значение а определяют расчетным путем или экспериментально [266]. ПolV имo факторов, определяющих механические процессы разрушения, на коррозионную трещиностойкость металла существенное влияние могут оказывать электрохимические условия в вершине трещины. Установлено [165, 238], что по мере развития трещины электрохимическое состояние в вершине трещины, интегрально характеризуемое водородным показателем pH и электродным потенциалом ф, непрерьшно изменяется, причем, в зависимости от скорости роста трещины устанавливаются различные значения pH и <р. Например, если коррозионное растрескивание титанового сплава в 3%-ном растворе Na l протекает со скоростью меньше 2 10 мм/с, электродный потенциал постепенно увеличивается и может достигать + 0,2...0,4 В (Н.В.Э), а раствор в полости трещины подкисляется до pH = 2,5...3. При скоростях роста трещины, превышающих 2 10 мм/с, электродный потенциал достигает -0,8 В ( Н.В.Э), и в полости трещины наблюдается подщелачивание до pH = 9... 10 [165]. [c.483]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...