Коррозионная усталость определение

Испытания на коррозионную усталость металлов проводят на обычных машинах для определения предела усталости, к которым приспособлены устройства для осуществления подвода коррозионной среды к образцу (рис. 340), или на специально предназначенных для испытаний металлов на коррозионную усталость машинах. В испытаниях определяют число циклов N до разрушения образца при заданных напряжениях а и строят кривую зависимости числа циклов от напряжения (см. рис. 235). [c.451]

При коррозионной усталости наблюдается снижение предела усталости но сравнению с пределом усталости металла в отсутствие коррозионного воздействия агрессивной среды. Пределом коррозионной усталости или коррозионной выносливости называется то максимальное напряжение, которое может выдержать образец при данном числе циклов в условиях коррозионного воздействия. Предел коррозионной усталости является условной величиной, а не истинным пределом, так как металл при длительных выдержках разрушится и без знакопеременных напряжений, а лишь от одной коррозии. Поэтому предел коррозионной усталости обусловливают числом циклов знакопеременных нагрузок, которые при испытаниях выдерживают образец металла при данном напряжении, т. е. цифровые значения предела коррозионной усталости относят к определенной базе испытаний (числу циклов). [c.106]

Коррозионные испы тания имеют целью определение стойкости сварных соединений пр.ч обн ей н местной коррозии, а также при коррозионной усталости. [c.150]

Коррозионная усталость проявляется в разнообразных водных средах, в отличие от коррозионного растрескивания, вызываемого определенными, специфичными для каждого металла ионами. Под действием коррозионной усталости происходит разрушение стали в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов сгорания, в других распространенных химических средах при этом чем выше скорость общей коррозии, тем быстрее металл разрушается вследствие коррозионной усталости. [c.157]

За условный предел коррозионной усталости принимают максимальное механи--ческое напряжение, при котором еще не происходит разрушения после одновременного воздействия заданного числа циклов (чаще всего 10 ) переменной нагрузки в определенных коррозионных условиях. Необходимо отметить, что между стойкостью к коррозионной усталости и прочностью на растяжение прямой зависимости нет. Сталь с наиболее высоким пределом прочности (970 МПа) имеет предел коррозионной усталости ниже, чем нержавеющая сталь (95 и 210 МПа) (табл. 6). [c.17]

Коррозионно-усталостные трещины — это в большинстве случаев многочисленные трещины, разветвляющиеся по мере роста и заканчивающиеся пучками, напоминающими корневую систему растений (рис. 104). Они гораздо менее ориентированы, чем при усталостном разрушении без коррозионного влияния среды в некоторой степени трещины коррозионной усталости аналогичны трещинам, возникающим при коррозии без воздействия внешних переменных нагрузок. В последнем случае ориентированность трещин еще менее определенная. [c.130]

Коррозия с кислородной деполяризацией наблюдается при контакте стальных конструкций с водой, нейтральными растворами солей, а также в атмосфере. Коррозия с кислородной деполяризацией широко распространена и в определенной степени обусловливает процесс зарождения и развития трещин при коррозионной усталости и растрескивании. При подкислении среды, т. е. при снижении pH, процесс идет частично уже с водородной деполяризацией в достаточно кислых средах коррозия протекает практически полностью в условиях водородной деполяризации [c.33]

Сопротивление сталей коррозионной усталости можно также повысить, создавая на их поверхности белый слой , возникающий при определенных режимах механической обработки в результате вторичной поверхности [4, 71]. [c.125]

В этой главе дан обзор современного состояния знаний в области коррозионной ползучести и разрушения материалов. Понимание этих процессов основано главным образом на обобщении результатов многочисленных исследований коррозионной ползучести, не содержащих, как правило, систематического параметрического анализа. Определенная информация получена также в смежных областях, например прн исследовании коррозионной усталости и прочностных свойств плакированных металлов при комнатной температуре. К числу основных результатов следует отнести выводы об упрочняющем воздействии поверхностных оксидов (окалин) и об ухудшении параметров ползучести и разрушения в горячих агрессивных средах вследствие разрушения поверхностной окалины и химического воздействия на металл. [c.46]

Традиционные методы изучения коррозионной усталости металлов базируются на определении числа нагружений или времени до разрушения циклически дефор-мируемых в коррозионной среде образцов при заданной амплитуде переменных напряжений или деформаций и построении кривых усталости в полулогарифмических или двойных логарифмических координатах. Такой подход хотя и дает ценную информацию о долговечности изделий, однако не позволяет более глубоко проанализировать стадийность разрушения. Поэтому в последние годы интенсивно ведут поиск новых кинетических подходов к оценке коррозионно-усталостного разрушения конструкционных материалов, которые базируются на законах механики разрушения, физики твердого тела, физики металлов, электрохимии и других фундаментальных наук. Рассмотрим кратко эти подходы. [c.38]

ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ УСТАЛОСТИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НЕУПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ МЕТАЛЛА [c.39]

Коррозионной усталости в определенных условиях подвержены практически все конструкционные сплавы на основе железа, алюминия, магния, меди, никеля, титана и других металлов. Интенсивность влияния коррозионной среды на сопротивление усталости определяется ее агрессивностью, структурным состоянием металла, его дефектностью, состоянием поверхности изделий, их геометрией и условиями нагружения. Наиболее полно изучена коррозионная усталость углеродистых и легированных сталей и значительно меньше — сплавов титана, алюминия и других металлов. [c.49]

При испытании специальных плавок сталей [113] установлено (табл. 7), что легирование стали хромом, никелем, марганцем, кремнием до 5 % не повышает сопротивления коррозионной усталости отожженной среднеуглеродистой стали. При введении 1-2 % каждого из легирующих элементов условный предел выносливости, как правило, уменьшается с 80 до 30—50 МПа. При увеличении содержания указанных легирующих элементов до 5 % существенно повышается предел выносливости в воздухе и практически не меняется условный предел коррозионной выносливости среднеуглеродистой стали, что ставит под сомнение эффективность применения легированных сталей для изготовления изделий, работающих в условиях коррозионной усталости без дополнительной защиты. Определенной взаимосвязи между временным сопротивлением, пределами выносливости и коррозионной выносливости не обнаружено. [c.53]

Испытания металла на коррозионную усталость в условиях одновременного воздействия на него повторно-переменных нагрузок и коррозионной среды производят на стандартных машинах для определения усталости с применением приспособлений, позволяющих подвергать образец воздействию коррозионных сред, и на специальных машинах. [c.134]

При экспериментальных исследованиях коррозионной усталости в большинстве сравнивают кривые усталости, полученные при определенных частотах нагружения в воде и на воздухе, хотя воздух ввиду его переменной влажности и возможного содержания посторонних примесей, строго говоря, не может служить эталоном неагрессивной среды . При прецизионных исследованиях таким эталоном служит специальным образом просушенный вакуум. [c.23]

Оценка долговечности по стадии развития трещин усталости применяется на практике в двух аспектах. Во-первых, при определении живучести конструкционных элементов с фактически обнаруженными трещинами, обычно возникающими около конструкционных концентраторов напряжений или около крупных технологических дефектов в виде раковин, расслоений, инородных включений ИТ. п., которые не удалось своевременно выявить или предотвратить. Во-вторых, теория развития трещин усталости фактически используется еще как некоторая альтернатива теории рассеянных повреждений, что практикуется особенно часто при расчетах на коррозионную усталость. [c.133]

Описанные уравнения роста трещин многоцикловой усталости используют также и для оценки долговечности конструкционных элементов, работающих на циклические нагрузки в условиях воздействия агрессивных сред. При этом физико-химические свойства среды, а также условия нагружения, прежде всего такие, как частота и температура металла и среды, отражаются определенным образом на коэффициентах Вит. Имеющиеся в обширной литературе по коррозионной усталости экспериментальные данные о характере этого влияния достаточно разноречивы, причем в любом случае большую роль играют индивидуальные свойства металла и агрессивной среды. По некоторым данным рост трещин под воздействием агрессивной среды ускоряется, по иным данным, наоборот, замедляется, что объясняют образованием защитного слоя из продуктов коррозии, усиленным теплоотводом от зоны местных напряжений перед фронтом трещины в жидких средах и т. п. Однако в целом следует считать, что по мере углубления и расширения коррозионно-усталостных трещин влияние агрессивной среды (каким бы оно не было) должно ослабевать в сторону преобладания чисто механического фактора. Достаточно развитые трещины должны распространяться при прочих равных условиях в агрессивной среде примерно с той же скоростью, что и на воздухе. Это вытекает из тех очевидных соображений, что деструкция материала в зоне местных напряжений перед устьем трещины определяется в первую очередь местными пластическими деформациями, которые зависят в свою очередь от циклического напряженного состояния всего конструкционного элемента, а не от свойств агрессивной среды. Однако среда играет [c.135]

Когда говорят о пределе коррозионной усталости, то подразумевают такое напряжение, ниже которого разрушение не произойдет при определенном числе циклов. Последнее обязательно нужно оговорить. [c.25]

В книге даны материалы по эксплуатационной нагруженности и усталостным повреждениям лопастей гидротурбин усталостной прочности сталей и сварных соединений влиянию на характеристики усталости масштабного фактора, асимметрии и двухчастотного нагружения, коррозионной среды определению запасов усталостной прочности рабочих колес и спиральных камер гидротурбин. [c.6]

Определение числа циклов изменения напряжений до разрушения образца (при испытаниях на коррозионную усталость). [c.59]

Коррозионная усталость. Уже первые исследования титана как нового конструктивного металла показали его резкое отличие от многих металлов в части коррозионно-усталостной прочности. Агрессивная среда, в частности морская вода, практически не изменяла его предел усталости, определенный на воздухе. В дальнейшем этот очень важный факт неоднократно проверялся для [c.151]

Несмотря на то, что номинальный режим при проектировании рассчитывается наиболее тщательно, явления, возникающие при его реализации, представляют для турбины определенную опасность. Как правило, номинальные режимы — это длительные режимы, при которых происходит накопление повреждений в деталях. Вследствие ползучести вырабатывается ресурс длительной прочности на расточках высокотемпературных роторов и ослабление затяжки фланцевых соединений. В вибрирующих рабочих лопатках накапливаются повреждения от усталости. В рабочих лопатках ЦНД, особенно в зоне фазового перехода, возникает коррозионная усталость. Диски ступеней, расположенных в зоне фазового перехода, подвержены коррозионному растрескиванию. Этот перечень можно продолжить для теплофикационной турбины, у которой регулируемыми параметрами являются электрическая мощность и давления в регулируемых отборах, диапазон режимов частичной нагрузки существенно больше. [c.306]

Коррозионная усталость развивается в воде, растворах электролитов и других коррозионноактивных средах. Это явление связано с электрохимическими процессами, которым предшествует адсорбция ионов или молекул, что может вызвать адсорбционную усталость. Адсорбция водорода на катодных участках стали при коррозии с водородной деполяризацией вызывает явление водородной усталости, которая проявляется при условии, что концентрация водорода в металле при циклическом нагружении не падает ниже определенного минимального уровня, т. е. если десорбция водорода происходит медленнее, чем развитие усталостного процесса. Таки.м образом, в понятие коррозионной усталости входят также понятия адсорбционной и водородной усталости [14]. [c.254]

Кривая зависимости условного предела выносливости (при базе 20 млн. циклов) от плотности катодного тока приведена на фиг. 21. Как видно из диаграммы, увеличение в определенных пределах (участок кривой АБ) плотности катодного тока D , приводящее к снижению интенсивности анодного процесса при коррозионной усталости, вызывает повышение условного предела выносливости При оптимальном значении плотности тока (для исследуемых условий [c.59]

Представление о том, что при коррозионной усталости не существует действительного предела коррозионной усталости — верно. Однако, учитывая малую скорость понижения выносливости у некоторых сортов стали, после значительного числа циклов нагружения, целесообразно определять предел коррозионной усталости при достаточно большом числе циклов нагружений, который в инженерных расчетах может заменить действительный предел выносливости. При этом необходимо указывать число циклов, свойства и состояние среды, характеристику напряженного состояния и частоту нагружения, при которых был определен предел выносливости. [c.107]

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

Наибольшее признание получила электрохимическая (механо-электрохимическая) и адсорбционно-электрохимическая теории коррозионной усталости. Электрохимическая теория, впервые предложенная Эвансом [76] и дополненная и развитая советскими учеными [9, 56, 58], позволяет в определенной степени дать представление о механизме коррозионно-усталостного разрушения металлов. [c.81]

Электрохимическая защита. Защита наложением катодного тока от внешнего источника или с помощью протекторов чрезвычайно эффективно при коррозионной усталости. При этом коррозионно-усталостная прочность металлов может не только полностью восстанавливаться до усталостной прочности в воздухе, но и стать несколько выше, так как будет ликвидировано также влияние атмосферной коррозии на усталостную прочность [37 ]. Такая степень защиты наблюдается как для материалов, не чувствительных к водородной усталости, так и при определенных потенциалах для остальных сплавов. При сопутствующих электрохимической защите процессах, снижающих уста-лостую прочность, возможна как полная защита, так и частичек [c.84]

Однако даже априорный анализ скачкообразного механизма развития трещин приводит к мысли, что и на данном этапе первопричиной разупрочняющего воздействия среды является корро-зионнь1Й процесс Действительно, водородное охрупчивание и коррозионное подрастание трещины взаимосвязаны, тйк как анодный процесс (локальная коррозия) и катодный процесс (восстановление водорода) — это сопряженные реакции. Без анодного процесса окисления металла восст1аиовление водорода на металле невозможно, так как при этом поставляются электроны, необходимые для восстановления водорода. Кроме того, гидролиз в трещине продуктов коррозии обусловливает под-кисление среды, т. е. появление ионов водорода, которые, пройдя стадию восстановления на поверхности металла, абсорбируются металлом. Если трещины коррозионного растрескивания определенную часть своего пути развиваются скачкообразно, то для коррозионной усталости превалирует скачкообразный механизм развития треищн. [c.71]

Опыты А. В. Карлашова [91] проведены с целью определения масштабного фактора при адсорбционной и коррозионной усталости стали. [c.89]

Это процесс постепенного накопления повреждений материала под воздействием переменных напряжений и коррозионно-активных сред, приводящий к изменению свойств, образованию коррозионно-усталостных трещин, их развитию и разрушению изделия. Этому виду разрушения в определенных условиях могут быть подвержены все конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Опасность коррозионно-усталостного разрушения заключается в том, что оно протекает практически в любых коррозионных средах, включая такие относительно слабые среды, как влажный воздух и газы, спирты, влажные машинные масла, не говоря уже о водных растворах солей и кислот, в которых происходит резкое, иногда катастрофическое снижение предела выносливости металлов. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники, но наиболее она распространена в химической, энергетической, нефтегазодобывающей, горнорудной промышленности, в транспортной технике. Коррозионно-усталостному разрушению подвергаются стальные канаты, элементы бурильной колонны, лопатки компрессоров и турбин, трубопроводы, гребные винты и валы, корпуса кораблей, обшивки самолетов, детали насосов, рессоры, пружины, крепежные элементы, металлические инженерные сооружения и пр. Потеря гребного винта современным крупнотоннажным судном в открытом океане приносиГ убытки, исчисляемые миллионами рублей. [c.11]

Кривые коррозионной усталости, построенные по офаниченному количеству образцов фафическим интерполированием экспериментальнь1Х данных или способом наименьших квадратов, являются в определенной мере субъективными. [c.35]

Как показано выше (см. рис. 23, 27, 31 и 34), величина и характер изменения электродного потенциала в процессе коррозионной усталости железа, сталей, алюминиевых и титановых сплавов, а также изменение токов коррозии существенно зависят от амплитуды циклических напря- (ений и отражают определенным образом состояние приповерхностного слоя испытываемого объекта. Так как электрохимические характеристики металла чувствительны к состоянию его поверхности, электрохимический анализ можно эффективно использовать для изучения начальной стадии коррозионно-механического разрушения металлов. [c.85]

В атмосферных условиях и в условиях повышения влажности ненагру-женные детали из мартенситных нержавеющих сталей не подвергаются заметной коррозии. Однако исследования коррозионной стойкости при повышенных температурах (образцы нагревали до 250 или 350°С, окунали в 3 %-ный раствор Na I и переносили во влажную камеру, где при 50°С выдерживали 22 ч. Затем цикл повторялся. База испытаний составляла 30 суточных циклов) с периодическим смачиванием 3 %-ным раствором Na I показали, что эти стали подвержены точечной коррозии. Общим иеж-ду исследованием выносливости сталей при повышенных температурах и периодическом их смачивании коррозионной средой, определением коррозионной стойкости без приложения к образцам внешних нагрузок при повышенных температурах и периодическом смачивании является то, что в обоих случаях металл поверхностных слоев образцов подвержен усталости вследствие резко циклического изменения температуры с большим градиентом. Определение коррозионной стойкости сталей при периодическом смачивании коррозионной средой может дать качественную картину влияния химического состава и структуры стали на ее коррозионно-механическую стойкость при повышенных температурах. [c.109]

К лабораторным испытаниям относятся также электрохимические измерения и специальные испытания определение коррозионной усталости, склонности к интеркристаллитиой коррозии и др. [c.125]

Заметим, что влияние масштабного фактора на стадии диссеминированных повреждений коррозионной усталости следует учитывать не через объем или площадь сечения, а через площадь поверхности конструкции, омываемой агрессивной средой. В стадии развития магистральной трещины эффект размеров (и формы) детали учитывается косвенно при определении коэффициента интенсивности напряжений. При этом стадия развития трещины от некоторого начального до критического размера может оказаться при больших размерах деталей более продолжительной, чем при меньших размерах деталей. [c.172]

Предел коррозионной усталости сталей зависит от ряда факторов, в том числе от базы испытаний, с увеличением которой он уменьшается. До числа циклов 2-10 база испытания оказывает большое влияние, а затем оно ослабевает. Поэтому при определении коррозионно-усталостной прочнос -и при пульсирующем и резкоасимметричном цикле нагружения база испытания для стали 20ГСЛ принималась равной 2-10 циклов. [c.71]

Определение параметров трещиностойкости сталей в условиях малоцикловой коррозионной усталости Учебно-методическое пособие к лабораторной работе./ Сост. А.Г. Гареев, М.А. Худяков, А.А. Шнайдер.- Уфа УГНТУ, 2000.-12 с. [c.22]

Шнайдер А.А. Определение остаточного ресурса нефтепровода в условиях малоцикловой коррозионной усталости.// Трубопроводный транспорт нефти и газа Материалы Всероссийской науч.-техн. конф.- Уфа УГНТУ, 2002.-С.153-155. [c.24]

Чем больше время пребывания детали в коррозионно-агрессивной среде и чем больше число циклов переменных напряжений в условиях коррозии, тем глубже будут трещины коррозионной усталости, тем меньше будет сопротивление усталости. В связи с этим кривая коррозионной усталости все время снижается, и предел выносливости, в обычном смысле слова, не существует. В качестве примера на рис 3.41 представлены кривые коррозионной усталости трех марок сталей, применяемых в гидротурбостроении, из которой следует, что почти до 1 млрд. циклов наблюдается систематическое падение кривой усталости, которое, однако, до некоторого числа циклов является более интенсивным, чем после него. Поэтому под пределом коррозионной выносливости понимается ограниченный предел выносливости, соответствующий определенному числу циклов по кривой коррозионной усталости. Из рис. 3.41 видно, что с увеличением базы испытаний с 10 до 10 циклов предел выносливости гладких образцов из стали 20ГСА снижается на 27%, из стали 0Х12НДЛ—на 42% и из стали 00Х12НЗД на 18%. [c.120]

Нами [65] исследовано влияние концентрации Na l и сероводорода на общую коррозию и коррозионную усталость нормализованной стали 45. Известно, что скорость коррозии стали в растворах соли зависит от характера аниона. Выше (см. I—2) мы указывали, что в большинстве случаев при увеличении до определенного предела концентрации соли в растворах (до 0,1—0,2 н), наблюдается увеличение скорости общей коррозии, которая, однако, при дальнейшем увеличении концентрации начинает понижаться. Это объясняется тем, что увеличение концентрации соли до определенного предела способству-114 [c.114]

В отличие от мехагической, для коррозионной усталости отсутствует горизонтальный участок на кривой напряжение а — число циклов N, поэтому определяется только условный предел коррозионной выносливости на определенной базе oj,. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...