Процессы механохимические

Хемомеханическим эффектом нами названо [2] явление, представляющее собой изменение физикомеханических свойств и тонкой структуры (пластифицирование) тела под влиянием химических (электрохимических) реакций на его поверхности, вызывающих дополнительный поток дислокаций. Это явление было установлено и показано с привлечением методов неравновесно [ термодинамики, поскольку необратимые процессы механохимической коррозии связаны с возникновением энтропии в системе. [c.117]

Степень механохимической неоднородности зависит от исходных свойств металла, способа и режимов сварки, применяемых сварочных материалов и др. Механическая и электрохимическая неоднородность взаимосвязаны между собой. Под действием термодеформационного цикла сварки в сталях и других сплавах образуются характерные зоны, различающиеся пластической деформацией и дислокационной структурой. Происходит изменение свойств металла вследствие процессов плавления и кристаллизации в сварном шве (III), [c.93]

В настоящее время, например, аппараты и нефтепроводы рассчитывают лишь на прочность от действия статических нагрузок, без учета временных факторов разрушения. Между тем они работают в режиме малоциклового нагружения, которое в десятки раз ускоряет процессы повреждаемости металла в зоне дефектов и конструктивных концентраторов напряжений. Кроме того, недостаточная степень подготовки нефти на промыслах способствует коррозионной активности рабочей среды. Циклические нагрузки в условиях коррозионной активности рабочей среды вызывают усиление усталостных процессов и особенно сильно в зонах концентрации напряжений. Это объясняется проявлением локального динамического механохимического эф- [c.365]

Поскольку при упругих деформациях механохимическая активность металла не столь велика, как при пластической, локализация анодного процесса на поверхности деформированного железа может оказаться более существенным фактором формирования реальных коррозионных элементов. Такая локализация облегчает протекание катодной реакции на поверхности образца более эффективно по сравнению с анодной и сдвигает компромиссный потенциал в сторону положительных значений (хотя и на весьма малую величину). [c.34]

Нами исследовалась кинетика механохимического эффекта в условиях активационного контроля катодного процесса (водородная деполяризация) и активного анодного растворения железа при пластическом деформировании с постоянной скоростью [2]. [c.66]

Для сопоставления механохимического поведения стали при динамическом и статическом режимах нагружения изучали влияние напряжений на гальваностатические поляризационные характеристики стали Св-08 в 7-н. растворе серной кислоты при деформации одноосным растяжением. Кривые снимали последовательно при напряжениях, отвечающих всем характерным участкам кривой деформационного упрочнения. Анализ показал, что анодный и катодный процессы облегчаются в области упругой деформации, несколько затрудняются в области площадки, текучести и затем вплоть до максимального деформационного упрочнения вновь облегчаются. В области динамического возврата [c.76]

Более сложной задачей является предотвраш,ение коррозионного растворения минералов, не участвующих в технологическом процессе механического разрушения, но присутствующих в области действия кислотного раствора (например, выбуриваемого шлама или готового продукта помола), с тем чтобы предотвратить излишний расход реагентов. Здесь следует выбирать раствор такого состава, который обеспечивал бы относительно пассивное состояние твердой фазы при отсутствии деформации и ее активное растворение при механическом воздействии, т. е. добиваться сочетания механохимического и хемомеханического эффектов в локальных областях механического воздействия. Для кальцита таким раствором является раствор серной кислоты, которая образует пассивирующий слой гипса на поверхности минерала, не растворяющийся без механического воздействия. Исследование зависимости устойчивости пассивного состояния от концентрации кислоты показало, что в 10%-ном ее растворе быстро происходит устойчивая пассивация поверхности кальцита, обеспечивающая экономное расходование реагентов. [c.131]

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И АВТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛА [c.131]

Полученные результаты показывают возможность управления механохимическими реакциями в технологических процессах, связанных с переработкой минерального сырья, путем использования малых добавок поверхностно активных веществ. [c.158]

Таким образом, увеличение истинной поверхности вследствие шероховатости пластически деформированного металла дает незначительный вклад в механохимический эффект, который может на несколько порядков увеличить скорость химических процессов. [c.185]

Таким образом, так как первая стадия в целом неравновесного гетерогенного процесса является равновесной, механохимическое поведение твердой фазы определяется абсолютной величиной гидростатической части тензора напряжений. [c.24]

Влияние напряжений на коррозию (механохимическая кор- розия) усиливается в местах различных концентраторов напряжений на поверхности металла (резьбовые и сварные соединения, выточки, дефекты, трещины и пр.), вызывает неравномерность коррозии и ее локализацию, предельным выражением которой служат явления коррозионного растрескивания и коррозионной усталости, характеризующиеся концентрацией коррозионного процесса в вершине коррозионно-механической трещины. Ряд мероприятий могут снизить интенсивность механохимической коррозии и тем самым предотвратить ускоренное развитие коррозионно-механических разрушений. Так, уменьшение скорости коррозии стали до рекомендованной допустимой начальной величины Vq = 0,03 мм в год с помощью ингибиторов коррозии в условиях Оренбургского газоконденсатного месторождения [30] позволило исключить коррозионно-механические повреждения оборудования, трубопроводов и даже узлов аварийного предупреждения. [c.39]

Используя изложенные выше принципы анализа, определим долговечность сосудов высокого давления в условиях механохимической коррозии с учетом их конструктивных параметров и сложно-напряженного состояния [31 ]. Предположим, что в процессе работы сосуда поддерживается постоянное внутреннее давление среды, вызывающей равномерную коррозию. Зависимость скорости коррозии от напряжений рассчитываем по урав- [c.39]

Таким образом, механохимический эффект должен интенсивно нарастать при пластической деформации на стадиях деформационного упрочнения этот эффект будет значительно меньше на стадии легкого скольжения и на заключительной III стадии, когда наблюдается затухание деформационного упрочнения в связи с развитием процессов поперечного скольжения дислокаций. Эти процессы приводят к исчезновению дислокационных скоплений, несмотря на рост общего числа дислокаций, выходящих на поверхность и дающих основной вклад в деформацию в ходе легкого скольжения. Ускорение анодного растворения металла обусловлено локальным понижением равновесного (стандартного) потенциала в окрестности дислокаций по мере увеличения их числа в группах, образующих плоские скопления перед барьерами в процессе деформационного упрочнения. [c.57]

При механической обработке твердого тела резанием в химически активной среде хемомеханический эффект, пластифицируя поверхностный слой, способствует уменьшению усилия резания, если нагружение режущего инструмента производится в жестком режиме (с постоянной подачей), и увеличению усилия при мягком режиме нагружения за счет более глубокого проникания режущего инструмента в пластифицированный материал. Одновременно интенсифицируется процесс избирательного травления вследствие механохимического эффекта. [c.136]

При количественном анализе механохимических явлений выше / рассматривались два процесса — механический и химический i (электрохимический). Между тем взаимодействие твердого тела i с активной внешней средой включает также адсорбционные про- 1 цессы, вклад которых зависит от поверхностно-активных компо- нентов среды и связан с изменением площади поверхности контакта фаз. [c.137]

I Механохимические и адсорбционные явления, как это теперь I общепризнано, лежат в основе процессов разрушения твердых I тел в активных средах, развиваясь в вершине растущей коррозион-I но-механической трещины. [c.146]

Автокаталитический механизм химико-механического разрушения металла в локальных областях пересечения поверхности металла плоскостями скольжения приводит к высокой интенсивности процессов фреттинг-коррозии и коррозии под напряжением вследствие нелинейной концентрации механохимической активности. [c.148]

Особенностью механохимического растворения поверхности алюминиевого сплава является некоторая задержка активного растворения относительно роста нагрузки (см. рис. 58, пунктирная кривая). Это торможение обусловлено эластичностью окисной пленки, которая не теряет своей сплошности вплоть до заметных значений пластической деформации и испытывает воздействие двух конкурирующих процессов — механического разрушения и химического восстановления (репассивации). Когда процессы механического разрушения становятся преобладающими (в областях пересечения плоскостями скольжения поверхности металла), механохимический эффект резко увеличивается, и в соответствии с теорией коррелирует с ростом деформационного упрочнения сплава, как и в случае нержавеющих сталей. [c.154]

При этом возможны два противоположных действия коррозионного растворения металла в концентраторе обычный механохимический процесс, приводящий к появлению коррозионно-механической трещины, и растравливание металла с затуплением вершины концентратора, приводящее к уменьшению теоретического коэффициента концентрации напряжений. Какое из них будет преобладающим, зависит от конкретных условий, степени агрессивности среды, формы концентратора, условий нагружений, микроструктурных и химических неоднородностей и т. д. [c.230]

Процесс абразивного изнашивания рассматривается в двух формах с преобладанием механохимического разрушения (пластическое деформирование поверхностных слоев, их окисление и последующее разрушение пленок) и с преобладанием механического разрушения поверхностных слоев (внедрение абразивных частиц, отделение основного металла со снятием стружки). [c.13]

ДО разрушения конструктивного элемента аппарата. Наряду с механохимической повреждаемостью в процессе циклического нагружения имеет место усталостная (малоцик-повая и многоцикловая) повреждаемость. [c.386]

Кроме этого, локальный электрохимических коррозионный процесс ускоряется действующими в стенке, трубы растягивающими остаточшми напряжениями металлургического происхоадения и напряжениями в стенке трубы от давления перекачиваемого продукта. Причём последние возрастают по мере её утонения во впадине канавки, в такие за счёт постепенного увеличения концентрации напряжений (геометрический К08ф4иийент концентрации напряжений профиля канавки,в момент предразрушения достигает 0( 1,6... 2,0). За счет действующих суммарных напряжений механохимическая активность металла трубы в канавке возрастает по экспоненциальному закону о показателем экспоненты, пропорциональным действующим напряжениям [c.10]

На процесс коррозии аустенитной стали при действии механических напряжений оказывают совместное влияние два основных фактора выделение а-фазы пониженной коррозионной стойкости с образо--ванием электрохимической гетерогенности (неоднородности) металла и повышение энергии кристаллической решетки (механохимический эффект), в результате чего облегчаются анодная и катодная полуреак-ЦИИ /7/. [c.79]

Основными признаками нормального окислительного изнашивания, отличающими его от различных видов повреждаемости или недопустимых (патологических, по Б.И. Костсцкому) видон износа, являются отсутствие люб1.1х видов разрушения основного материала, локализация разрушения в тончайших поверхностных слоях вторичных структур, образующихся при трении, динамическое равновесие механохимических процессов образования и разрушения вторичных структур. [c.133]

В реальных металлических конструкциях и сооружениях напряженное состояние изменяется в процессе эксплуатации даже при постоянных внешних нагрузках вследствие изменения сечения силонагруженных элементов в результате коррозионного износа. В свою очередь концентрация напряжений усиливает механохимическую коррозию, что может привести к ускоренной потере несущей способности. [c.38]

В свете развитой выше теории нет необходимости искать причину механохимического эффекта в увеличении числа активных мест на поверхности твердого тела (как это делают Бокрис и Хор [49, 58]), так как главное — их качество, т. е. локальное увеличение стандартного химического потенциала вещества. Термодинамическая активность (или концентрация активных атомов) металла при этом может оставаться без изменений или даже не-сколькр уменьшаться при достаточно высокой степени деформации механохимичёскбе поведение металла определяется локальными процессами в ограниченном числе мест (эффект нелинейной концентрации механохимической активности), как это подтверждается импедансными измерениями (гл.IV). [c.71]

Уменьшение механохимического э( )фекта на стадии динамического возврата проявляется в условиях статического нагружения (см. рис. 21, кривая /) сильнее, чем в условиях динамического (см. рис. 21, кривые 2, 3, 4), что указывает на более полное протекание процессов возврата в статических условиях. Особенно значительно уменьшается мехапохимический эффект на этой стадии при потенциостатической поляризации в случае более высоких значений плотности тока (ср. кривую и кривую г а на рис. 21). Это связано с тем, что одна и та же величина деформационного сдвига потенциала вызывает одинаковое приращение логарифма плотности тока (в тафелевской области), т. е. приращение плотности тока больше при более высоком ее исходном значении. - [c.84]

Таким образом, присутствие углерода и азота в стали способствует деформационномуупрочнению и тем самым повышает химический потенциал дислокаций и атомов металла, т. е. создает необходимые условия для механохимического растворения. Кроме того, адсорбция атомов углерода и азота на полигональных субграницах в некоторой мере способствует также увеличению химической активности. Этим, в частности, обусловлено некоторое увеличение [97, 98] скорости коррозии металла, прошедшего низкотемпературный отпуск, по сравнению с неотпущенным полигонизация приводит к увеличению общей протяженности субграниц с сегрегированными на них атомами примеси (процессы диффузии примесей к субграницам облегчаются нагревом), которые повышают химическую активность этих границ. Однако следует иметь в виду, что сегрегация углерода и азота на субгра- [c.115]

В ряде работ, однако, отрицается прямое влияние запасенной энергии остаточной деформации углеродистой стали на ускорение анодного растворения авторы их [97, 100, 101] объясняют ускорение коррозии деформированной стали в децинормальйом растворе соляной кислоты сегрегацией катодных примесей на дислокациях. Вряд ли это справедливо, так как опыты проводились на образцах, подвергнутых после деформации длительной выдержке (старению). В этом случае возможно образование сегрегаций примесей в результате-деформационного старения, хотя для этого требуется значительное время, что и было отмечено [2, 69]. Однако даже в случае состаренных (предварительно деформированных) образцов стали 08кп скорость коррозии в растворе серной кислоты [53] оказалась меньше, чем несостареннцх. На поверхности этих образцов в процессе старения появляются линии скольжения, а это прямо свидетельствует о наличии скоплений дислокаций под поверхностным барьером и упрочненных областей, которые в процессе старения разряжаются, что снижает механохимическую активность металла. Таким образом, попытка [100, 97] объяснить ускоренное растворение деформированного металла только сегрегацией примесей на дислокациях, основываясь на отсутствии влияния деформации на коррозию в случае чистого металла после старения, несостоятельна в чистых металлах старение приводит к рассасыванию дислокационных скоплений и элиминированию механохимической активности. [c.116]

Таким образом, присутствие углерода и азота в стали способствует деформационному упрочнению и тем самым повышает химический потенциал дислокаций и атомов металла, т. е. создает необходимые условия для механохимического растворения. Кроме того, адсорбция атомов углерода и азота на полигональных субграницах в некоторой мере способствует также увеличению химической активности. Этим, в частности, обусловлено некоторое увеличение [105, 106] скорости коррозии металла, прошедшего низкотемпературный отпуск, по сравнению с неотпуш,енным полигонизация приводит к увеличению общей протяженности субграниц с сегрегированными на них атомами примеси (процессы диффузии примесей к субграницам облегчаются нагревом), которые повышают химическую активность этих границ. Однако следует иметь в виду, что сегрегация углерода и азота на субграницах повышает скорость коррозии в кислых растворах вследствие снижения перенапряжения водорода на выделениях [107], а не вследствие облегчения анодной реакции. Последняя замедляется из-за понижения энергии, связанной с дислокациями, адсорбировавшими примеси старые дислокации травятся труднее, чем свежие . [c.116]

При этом уравнение (223) описывает механохимический эффект, а уравнение (222) — эффект, названный нами хемомехани-ческим. Оба эффекта взаимодействуют, усиливая друг друга механохимическая активность тела увеличивается с появлением новых дислокаций из-за хемомеханического эффекта, а усиление хемомеханического эффекта обусловливается увеличением скорости механохимического растворения. Такой самоускоряю- щийся процесс назовем автокаталитическим механизмом химика- [ механического разрушения твердого тела в активной среде, обу- [ словленным развитием перекрестных и сопряженных эффектов. [c.139]

Процесс механического разрушения пленок окислов может сопровождаться, при соответствующих режимах обработки инструментом, упруго-пластическим деформированием поверхностного слоя металла и вскрытием его отдельных участков, что обеспечивает контакт ХАС с границей раздела фаз Рбз04 и FeO, а также металла с окислами. Механическая активация металла в процессе упруго-пластического деформирования должна, вследствие проявления механохимического эффекта, привести к ускоренному растворению поверхностных атомов железа и нарушению связи с окислами, что облегчает последующее их механическое удаление. Следовательно, регулируя степень механической активации, можно регулировать скорость растворения и интенсивность удаления окисленного слоя металла. Растворение окислов, прилегающих к металлу, и поверхностных атомов железа создает условия для развития хемомеханического эффекта, что обобщенно должно проявиться в снижении твердости поверхностного слоя металла и внедрении в него режущей кромки инструмента на большую глубину по сравнению с механической обработкой в аналогичных режимах. Выше было показано, что применение механохимического способа обработки, заключающегося в совместном действии механического воздействия и электролита, позволяет не только резко уменьшить поверхностное упрочнение, но и снизить микротвердость тонкого поверхностного слоя относительно исходного состояния, что улучшает адгезию защитного покрытия и повышает коррозионную стойкость металла. [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...