Напряжения в защитных пленках и разрушение этих пленок

НАПРЯЖЕНИЯ В ЗАЩИТНЫХ ПЛЕНКАХ И РАЗРУШЕНИЕ ЭТИХ ПЛЕНОК [c.75]

Напряжения в защитных пленках и разрушение этих [c.3]

Если выдержку в метанольных растворах осуществляли так, что защитная пленка оставалась неповрежденной, ни коррозионного растрескивания, ни наводороживания не возникало, соответственно не было и охрупчивания металла при последующем испытании на, воздухе.. Об этом свидетельствуют опыты па коррозионному растрескиванию в метанольных растворах образцов, предварительно нагруженных на воздухе. Если образцы изогнуть на воздухе при достижении напряжений 0,7 выдержать в напряженном состоянии в течение 2 ч в 10 %-ном растворе НМОз для создания на поверхности плотной бездефектной оксидной пленки, а затем поместить в агрессивный метанольный раствор, разрушения не произойдет. Если же образцы загнуть непосредственно в метанольном растворе, произойдет коррозионное разрушение. [c.79]

Предполагается, что процесс коррозионного растрескивания сталей под напряжением протекает по следующей схеме некоторые авторы [535, 603 ] отмечают в начальной стадии индукционный период, в течение которого происходит процесс коррозионного разрушения защитной пленки и образование питтингов в результате взаимодействия среды и металла. В индукционный период наличие приложенного напряжения независимо от его величины влияет мало. За этим периодом следует процесс самого растрескивания, состоящий из зарождения трещин в местах с обнаженной металлической поверхностью и их быстрого развития в направлении, перпендикулярном действующей силе. [c.631]

Адгезионный износ. Контактные поверхности стружки и передней грани резца не являются идеально гладкими, поэтому соприкосновение между ними происходит лишь по выступающим участкам. Это вызывает огромные удельные нагрузки, разрушающие защитные окисные пленки, в результате чего происходит холодное сваривание металла стружки и инструмента в местах истинного контакта. Это сваривание более вероятно при относительно высокой температуре, способствующей местной пластической деформации и разрушению защитной пленки. При непрерывном движении стружки по резцу в местах контакта возникают напряжения среза и в результате на передней поверхности инструмента вырываются мельчайшие частицы металла. Возможность отрыва мягким обрабатываемым материалом частиц более твердого инструмента объясняют неоднородностью инструментального материала, имеющего на своей поверхности размягченные микроучастки [41 ], и изменением соотношения твердостей обрабатываемого и инструментального материалов в процессе резания при различных температурах резания. [c.146]

Разрушение металлов в условиях приложения механической нагрузки и одновременного действия коррозионной среды отличается по своему характеру как от чисто механического, так и от чисто коррозионного разрушения. Растягивающие напряжения увеличивают скорость коррозии вследствие повышения запаса потенциальной энергии при деформации, а также вследствие нарушения защитных свойств пленок и, что очень опасно, способствуют развитию неравномерной, локализованной коррозии. Характерный вид коррозионного разрушения при постоянных растягивающих напряжениях — коррозионное растрескивание по плоскостям наибольших растягивающих напряжений, при этом коррозионная трещина не только распространяется по границам зерен, но и перерезает тело кристалла. [c.135]

Причина неблагоприятного влияния теплового напряжения на поведение стали заключается прежде всего в разрушающем действии этого фактора на защитные пленки корродируемого металла. Главными причинами разрушения защитных пленок в этом случае, по-видимому, являются термические напряжения в пленках, механическое воздействие на них пузырьков пара, интенсивно образующихся на поверхности. металла при больших тепловых нагрузках, и восстанавливающее действие на пленку атомарного водорода. [c.160]

Таким образом, электрохимическая коррозия — это разрушение сплава, сопровождающееся появлением электрического тока в результате работы множества микрогальванических элементов на корродирующей поверхности металла. Многие детали в условиях эксплуатации подвергаются одновременно разрушающему воздействию коррозии и механической нагрузки. Растягивающие напряжения увеличивают скорость коррозии вследствие разрушения защитной пленки и образования трещин. [c.175]

Помимо сплошности первоначально образующегося слоя окислов на защитные свойства окисных пленок оказывают влияние и другие факторы. Большое значение имеет соответствие между кристаллическими структурами образующихся окислов и металла. Чем больше различия между этими структурами, тем большие напряжения возникают в соприкасающихся кристаллических решетках металла и окисла. Накопление в растущей пленке остаточных внутренних напряжений приводит к механическому ее разрушению (вспучиванию, отслаиванию, растрескиванию). Когда объем окислов намного больше объема окислившегося металла (Уок> ме), в окисной пленке возникают напряжения сжатия. У вольфрама, имеющего соотношение ок Уме=3,35, условие получения сплошной пленки окислов выполняется. Однако большая разница в объемах окисла Оз и металла обусловливает возникновение значительных внутренних напряжений. В результате окисная пленка на вольфраме получается очень хрупкой, со слабыми защитными свойствами. Предпосылкой высоких защитных свойств пленки является малая электропроводность образующихся окислов. Большая стойкость алюминия к окислению кислородом объясняется низким значением электропроводности АЬОз, которая при 1000°С равна 10 " Ом Х Хсм- . При относительно высокой электропроводности окислов возможно образование пленок с хорошими защитными свойствами в связи с решающим влиянием других факторов. Например, удельная электропроводность СггОз больше, чем у N 0, почти в 10 раз, в то же время защитные свойства у окислов хрома выше, чем у окислов никеля. [c.28]

Для протекания окислительно-восстановительного процесса, описываемого этим уравнением, необходим контакт ионов меди с металлическим железом. В действительности поверхность стальных труб, омываемых водой, всегда покрыта более или менее прочной пленкой окислов, которая препятствует осуществлению такого контакта. Механические и тепловые напряжения в металле, процессы электрохимической коррозии способствуют частичному разрушению защитных окисных пленок и обеспечивают на отдельных участках контакт котловой воды с железом. По данным ВТИ решающая роль во всей совокупности протекающих процессов, приводящих к выделению на поверхностях нагрева металлической меди, принадлежит мощным тепловым потокам. [c.191]

При теоретических рассуждениях, подобных проводившимся Вагнером [470], обычно предполагается, что объемы двух образующихся на сплаве окислов равны между собой и что значения объемного отношения для них немного превышают единицу. Подобные упрощения редко соответствуют действительности. В пленках могут возникать сжимающие напряжения, величина которых возрастает по мере течения процесса окисления затем пленки могут растрескаться и утратить свою защитную способность, как это схематически показано на рис. 66. При условии, чго к поверхности раздела будет по-прежнему поступать достаточное количество легирующего металла, возможно образование новых защитных слоев и их последующее разрушение. В таком случае кривая зависимости скорости окисления от времени должна, вероятно, иметь типичную форму, изображенную на рис. 67. Подо б-ные кривые наблюдались в действительности при окислении, например, сплавов хром — ниобий — тантал в атмосфере воздуха [c.185]

Рассматривая в совокупности изложенные выше представления о соответствующем балансе между электрохимической активностью и пассивностью, можио считать, что локализованная коррозия возникает различными путями и является следствием проявления ряда различных механизмов, вызывающих коррозионное растрескивание. Если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются непрерывные области сегрегации или выделений (обычно по границам зерен), отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, тогда потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии (МКК) может быть под действием механических напряжений реализована в межкристаллитное разрушение. В том случае, когда предварительно существующие активные участки находятся в пассивном состоянии, тогда деформация может активизировать их за счет разрушения защитной пленки и, возможно, за счет растворения возникающих ступенек сдвига, обладающих повышенной электрохимической активностью. В последнем случае решающая роль напряжений или деформации проявляется для таких сплавов, которым присуща недостаточная пластичность и склонность к хрупкому разрушению. Энергия, необходимая для хрупкого разрушения, может быть уменьшена за счет или адсорбции специфических компонентов, или образования хрупких фаз в вершине трещины, или внедрения водорода в решетку впереди вершины развивающейся трещины. Предполагают, что эти три различных механизма коррозионного растрескивания должны рассматриваться как протекающие непрерывно с постепенным переходом от одного механизма к другому, поскольку постепенно над коррозионным процессом начинают преобладать процессы, обусловленные действием напряжений или деформации. Переход от одного механизма к другому может быть следствием изменения или характеристик самого сплава, или условий внешней среды. [c.231]

Механизм коррозионного растрескивания, согласно существующей точке зрения, сводится к тому, что щелочь взаимодействует с металлом нли растворяет содержащиеся в нем межкристаллитные примеси. При этом предполагается, что в воде имеются некоторые вещества, как, например, силикаты, которые образуют защитную пленку только на поверхности зерен, вызывая тем самым коррозию по границам зерен. Повышение напряжения в металле способствует проникновению щелочной воды по границам зерен и разрушению конструкции. [c.151]

Если задержка водородного охрупчивания связана не с переносом водорода в зону предразруше-Н1Ш, а с его проникновением в металл сквозь барьерную окисную пленку, образовавшуюся в результате взаимодействия металла со средой, то кинетика коррозионного роста трещины будет определяться условиями их образования и разрушения. Это в первую очередь касается циклического нагружения, когда от уровня коэффициента интенсивности напряжений и частоты нагружения будет зависеть плотность защитных пленок, препятствующих проникновению водорода в металл. [c.345]

Экспериментально установлено, что при качении со скольжением, например сО Г,>г),г,. сл . рис. 8.8, а), цилиндры / и 2 обладают различным сопры 1 Г лс1 ем устэлости. Это объяснястся следующим. Усталостные микротрещины при скольжении располагаются не радиально, а вытягиваются в иаправлении сил трения. При этом в зоне контакта масло выдавливается из трещин опережающего цилиндра 1 и запрессовывается в треш.ипы отстающего цилиндра 2. Поэтому отстающий цилиндр обладает меньшим сопротивлением усталости. Ускорение развития трещин при работе в масле не означает, что без масла разрушение рабочих поверхностей замедлено. Во-первых, масло образует на поверхности защитные пленки, которые частично или полностью устраняют непосредственный металлический контакт и уменьшают трение. При контакте через масляную пленку контактные напряжения уменьшаются, срок службы до зарождения трещин увеличивается. Во-вторых, при работе без масла увеличивается 1 итенсивность абразивного износа, который становится главным критерием работоспособности и существенно сокращает срок слу кбы. [c.104]

Из изложенного следует, что для наступления коррозионного растрескивания необходимо совместное воздействие на металл меха-нйческих напряжений и коррозионной среды. Коррозионная среда должна вызывать селективное разрушение поверхности металла [111,83]. Этому условию отвечают, в частности, растворы, содержащие ионы галогенов. По мнению Д. Д. Харвуда [111,75], механические напряжения способствуют в ряде случаев локализации коррозии, увеличению электрохимической активности металла, нарушению защитной пленки, изменению фазового состава сплава. Д. В. Ментер [111,84] считает, что в присутствии ионов хлора окис-ная пленка разрушается в первую очередь на тех участках металла, где имела место пластическая деформация. [c.141]

Как уже указывалось выше, явление коррозионного растрес- кивания аустенитных нержавеющих сталей в растворах хлоридов рассматривается двояко во-первых, с точки зрения воздействия ионов хлора и напряжений на защитные свойства пассивной пленки, образующейся на поверхности металла, и во-вторых, с точки зрения распада аустенита под воздействием напряжений и активного растворения образующейся при этом а-фазы в растворах, содержащих ионы хлора. Оставаясь в рамках первого направления, трудно объяснить интенсификацию процесса коррозионного растрескивания при наличии в растворе кислорода. Ведь с точки зрения пленочной теории пассивности присутствие кислорода в растворе должно способствовать пассивации металла и увеличению защитных свойств, пленки. С этих же позиций непонятно отсутствие влияния механических напряжений и хлоридов на скорость катодного процесса ионизации кислорода. Если ионы хлора и напряжение в металле способствуют разрушению пассивной пленки, то оба эти фактора должны изменять скорость и анодного, и катодного процессов. Ниже будет показано, что напряжения не влияют на скорость катодного процесса в растворах хлоридов и других анионов. Об отсутствии влияния напряжения на скорость катодного процесса на сталях 18-8 и 18-10 в кипящем растворе насыщенного хлористого магния указывали Т. П. Хор и Ж- Г. Хайнес [111,133]. Сточки зрения пленочной теории, увеличение стойкости сталей к коррозионному растрескиванию-трудно увязать с ростом содержания никеля в них и практически невозможно объяснить, почему аустенитная нержавеющая сталь . практически одинаковая по составу (особенно по хрому и никелю), но в силу тех или иных причин становится магнитной, является значительно более стойкой к коррозионному растрескиванию, нежели та же сталь, не обладающая магнитными свойствами [111,12 [c.159]

Исследования по эксплуатации деталей машин показывают, что с повышением класса чистоты поверхности коррозионная стойкость повышается. Это объясняется тем, что корродируюшие вещества при химической коррозии собираются на дне впадины гребешков и образуют очаги коррозии. Чем меньше глубина впадин, тем меньше условий для образования очагов коррозии и разрушения поверхности металла. При электрохимической коррозии в первую очередь разрушаются гребешки. Поэтому с уменьшением шероховатости разрушение поверхности уменьшается. Кроме того, пассивирующие пленки, более устойчивые на гладкой поверхности, также защитят металл от коррозии. С увеличением наклепа и остаточных напряжений в поверхностном слое уменьшается коррозионная стойкость деталей. Коррозионная стойкость снижается также с увеличением упругих деформаций, возникающих при нагрузках в процессе эксплуатации машин. Это объясняется тем, что первичная защитная пленка на деформированном металле менее прочна, чем основной металл, и легко разрушается от влияния внутренних напряжений в металле. Для увеличения коррозионной стойкости необходимо повышать чистоту поверхности деталей, уменьшать наклеп и остаточные напряжения в поверхностном слое. [c.408]

По этому методу нержавеющая сталь поляризуется анодно от внешнего источника тока и измеряется ее потенциал. По мере увеличения приложенного извне напряжения потенциал нержавеющей стали все более и более облагораживается. При достижении некоторой величины наложенного потенциала электродный потенциал анодно поляризованной стали достигает максимального значения, после чего начинает падать (разблагораживается). Допускается, что в этот момент происходит разрушение защитной пленки в одной или нескольких точках поверхности и это вызывает падение потенциала стали. Максимальное значение электродного потенциала, с которого начинается падение потенциала (рис. 136), носит название потенциала пробоя и характеризует, по мнению многих авторов, устойчивость нержавеющих сталей по отношению к питтингу или склонность к питтингообразованию. [c.281]

Во многих других работах обнаружено, что в окисных слоях часто возникают значительные напряжения как при сжатии, так и при растйжении. Если эти напряжения достаточно велики, чтобы вызвать разрушение, то при этом снижается защитная способность окисных пленок по отношению к металлу. В то ке разрушения остаточная толщина окисла будет значительно меньше средней и скорость роста пленок станет более высокой. Если разрушение распространяется и имеет периодический характер, то кинетика окисления [c.28]

В литературе выделяют два вида коррозионного растрескивания под напряжением водородное и анодное. Анодное коррозионное растрескивание под напряжением выявлено как у не легированных, так и у высоколегированных аустенитных сталей. Необходимая предпосылка для этого вида растрескивания - наличие или образование в коррозионной среде защитного пассивного слоя (пленки), локальное разрушение которого можно рассматривать как причину появления трещин. При этом характер трещин может быть как транскристаллит-ным, так и межкристаллитным (межзеренным). [c.292]

Нельзя также исключить, что некоторое ослабление водородом границ зерен феррита, особенно у вершины трещины, способствует протеканию анодного механизма щелочного растрескивания. Это растрескивание обусловлено частичной пассивацией поверхности и разрушением защитных пленок по границам зерен. Межкристаллитный характер разрушения вызван электрохимической коррозией, интенсифицированной приложенными напряжениями [47, 218]. Особенно интенсивно щелочное растрескивание при высоком уровне растягивающих напряжений, близком к пределу текучести. Механизм разрушения связывают с хемосорбцией ионов ОН на дефектных местах поверхности, образующих межзеренную границу, и снижением поверхностной энергии у вершины трещины. Растрескивание сталей в щелочном растворе наблюдается в определенном диапазоне потенциалов (ф = -900... -500 мВ), соответствующем активно-пассивному переходу стали, и области существования растворимого гипоферрита НГеОз, оксидных пленок Fe(0H)2 и FegO . При значениях потенциала Ф -550 мВ обеспечивается стабильная пассивация железа. [c.347]

Процесс коррозии расчленяется на стадии возникновения и разрушения. Стадия возникновения коррозии носит электрохимический характер и протекает медленно. В латунях она вызывается пластической деформацией защитной поверхностной пленки под воздействием местных напряжений постепенно эта пленка разрывается у выходов плоскостей скольжения к поверхности или над границами зерен [54]. Это объяснение подтверждается измерениями потенциала и тока образцов, подвергаемых растяжению до наступления пластической деформации. При пластическом растяжении происходят дискретные процессы, характеризующиеся тем, что при увеличении растяжения синхронно уменьшается потенциал и возрастает ток или величина максимумов тока [55]. С другой стороны, трещины под напряжением наблюдаются у сплавов, образующих защитные пленки в условиях, при которых образование защитной пленки маловероятно. Поэтому в качестве общей гипотезы принимается положение [53, 56], что, кроме электрохимического взаимодействия между более благородным и менее благородным компонентами, должен оказывать свое влияние также и так называемый эффект твердого раствора. Упомянутее явление состоит в том, что [c.260]

В КОТЛОВОЙ воде присутствует свободный едкий натр, то в зазорах и щелях считают возможным сильное упаривание раствора, причем концентрация NaOH повыщается настолько, что вызывает растворение защитной окисной пленки. Высокие растягивающие напряжения в металле способствуют проникновению агрессивного щелочного раствора к границам зерен. Микроструктура металла в области первоначальной трещины показана на рис. 2.8. Связь межкристаллитной коррозии с наличием в котловой воде едкого натра подчеркивается и другим названием этого йида коррозии — щелочная хрупкость . Слово хрупкость указывает на характер возможного разрушения металла при развитии трещин — разрушение без предварительной деформации. [c.64]

МПа, считали 1676—1886 тыс. кДж/(м -ч), т. с. 400—450 тыс. ккал/(мУч). Такой тепловой поток способен приводить к нарушению нормального пузырькового режима кипения в экранных трубах, переходу на нестабильное пленочное кипение, частым и значительным колебаниям температуры стенки, разрушению защитной пленки магнетита, коррозии оголенного металла под действием кипящей воды [2]. Исследования коррозионных повреждений экранных труб котлов ТГМ-151 (11 МПа) и ТГМ-96 (15,5 МПа) Волгоградской ТЭЦ-2 показали ошибочность изолированного рассмотрения основных факторов, определяющих повреждения, т. е. теплового напряжения и водно-химического режима. Эти факторы взаимосвязаны, и требуется сов.местное пх рассмотрение [3]. Там же было признано целесообразным условное разделение различных видов повреждений экранных труб от внутренней коррозии на два типа I — вязкие повреждения, когда результатом коррозии является потеря металла , т. е. утонение стенки трубы II— хрупкие повреждения, когда такое утоиенне отсутствует либо оно совсем незначительно. К первому типу отнесли пластичные повреждения в результате протекания под слоем относительно рыхлых отложений электрохимической коррозии (подшламовой, ракушечной, щелочной) [3]. К нему же, очевидно, относятся и повреждения в результате пароводяной и стояночной коррозии, протекающие как при наличии, так часто и при практическом отсутствии отложений. Ко второму типу отнесли бездеформационные хрупкие повреждения межкристаллптного характера, обусловленные влиянием водорода на металл труб [3, 4]. [c.10]

Длительное время внутренняя коррозия барабанных котлов объяснялась в основном недостатками водно-химического режима. В последние 10—15 лет со всей очевидностью установлено важное, а иногда и решающее влияние иа протекание и интенсивность коррозии экранных труб тепловой иагрузки и гидродинамических факторов. Установлена также непосредственная связь внутренней коррозии многих котельных элементов с их конструктивными особенностями. Неправильна постановка вопроса, какой из факторов является определяющим в протекании коррозии парогенерирующих труб внутритрубные отложения или тепловая нагрузка. Эти факторы жестко взаимосвязаны, и требуется конкретный подход в каждом отдельном случае [3]. Роль теплового напряжения в вязких (первого типа) и хрупких (второго типа) повреждениях иаро-генерирующих труб (см. 2.2) действительно значительна, но механизм воздействия теплового потока иа эти повреждения различен. При повреждениях первого типа его влияние при традиционном водном режиме связано с зависимостью скорости железоокисного накипеобразования от тепловой нагрузки. В дальнейшем протекает процесс электрохимической коррозии с утонением стенки труОы, скорость которого существенно зависит от качества котловой воды и ряда других факторов, в том числе и от тепловой иагрузки. При повреждениях второго типа, т. е. связанных с водородным охрупчиванием, разрушение труб фактически определяется только высоким уровнем теплового потока, вызывающего переход на нестабильный режим кипения при данном характере отложений (см. 2.3). Необходимо совместно рассмотреть влияние и водного режима, и тепловой иагрузки на коррозию экранных труб. Увеличение тепловой нагрузки вызывает существенную интенсификацию железоокисного и медного накипеобразования. Но в свою очередь наличие опасных пористых, мало-теилоироводиых отложений приводит к снижению того теплового потока, когда нарушается нормальный режим кииения и возникают частые и значительные теплосмены с разрушением защитных пленок, развитием пароводяной и водородной коррозии (см. 2.3, 3.1, 3.3). [c.199]

Пораженные участки поверхности нагруженного металла становятся концентраторами напряжений. По мере локализации процесса коррозии и углубления язв растет концентрация напряжений. Участки с максимальными напряжениями (дно язвы) имеют более отрицательный потенциал, т. е. являются анодами, поэтому коррозионные язвы углубляются до В031никн0-вения трещин (рис. 5). В процессе возникновения и развития трещины концентрация напряжений вызывает разрушение защитной пленки на поверхности металла, структурные превращения под действием местной пластической деформации и некоторые другие явления, которые смещают потенциал в вершине трещины в отрицательную сторону и усиливают электрохимиче-ческую неоднородность. Таким образом, развитие трещины при контролирующем электрохимическом процессе обусловлено анодным процессом, активированным действующими напряжениями. В этих условиях роль сорбционного процесса заключается в поверхностно-адсорбционном эффекте снижения прочности и облегчения деформирования металла в вершине развивающейся трещины. [c.73]

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 смесях Na l-fK2 r04 скорость растрескивания зависит как от абсолютной концентрации каждого отдельного вещества, так и от соотношения их концентраций. Установлено, что в растворах KHFj также наблюдается коррозионное растрескивание. Проведено мало исследований по действию этого-электролита, но, поскольку ионы F являются ингибиторами коррозии магния, то в какой-то мере можно объяснить их влияние на растрескивание с помощью применения электрохимических представлений о разрушении защитной пленки и кинетике ее восстановления. Соответственно растрескивание не имеет места в растворах фторидов при концентрациях выше определенной предельной величины. В растворах, не содержащих фториды, возникновение коррозионного растрескивания подавляется при значениях рН>Ю,2 [42]. Последнее, вероятно, также связано с облегчением образования пленки которое имеет место в сильно щелочных растворах на поверхности магния. В условиях анодной поляризации или без нее иа ненапряженных образцах для всех состояний термообработки наблюдается только образование питтингов в средах, в которых происходит растрескивание напряженных образцов. [c.278]

В сплавах типа дюралюминий (4% Си—А1) после низкотемпературного нагрева по границам зерен выпадает интерметаллическое соединение uAi,, что сопровождается обеднением соседних участков структуры медью. В электролите, например растворе Na I, между границами зерен и самими зернами начинается гальваническое взаимодействие, протекающее с разрушением металла по границам зерен. Дикс [13] высказал предположение, что избирательная коррозия, распространяющаяся либо вдоль границ зерен, либо через сами зерна, в сочетании с высокими растягивающими напряжениями является необходимым условием для возникновения растрескивания у любого металла. По его мнению, влияние внутренних напряжений заключается в расширении мелких трещин, в результате чего разрушается защитная пленка и новые анодные участки приходят в соприкосновение с коррозионной средой. В этой схеме участки, по которым в дальнейшем будут развиваться трещины, образуются в процессе затвердевания сплава или при последующей термической обработке. [c.112]

А. В. Рябченковым с сотрудниками [47, 81, 82, 86], роль растягивающих напряжений сводится прежде всего к созданию между отдельными микроучасткам поверхности металла разности потенциалов, способствующих образованию корро31ионных элементов, работа которых и является причиной коррозионного растрескивания. Эту разность (Потенциалов авторы рассматривают как электрохимический показатель склонноспи сталей к коррозионному растрескиванию. Образование разности потенциалов при приложении растягивающих напряжений, по мнению авторов, может происходить за счет выпадения новой фазы, разрушения защитной пленки и т. п. Для протекания процесса коррозионного растрескивания необходимо наличие коррозионной среды, которая создавала бы устойчивую разность потенциалов. [c.35]

Коррозионные процессы в щелочной среде развиваются следующим образом. Углеродистая сталь в щелочном растворе покрывается защитной пленкой продуктов коррозии (окислов), которые затрудняют водородную деполяризацию. При pH = 9,5 и достаточном количестве кислорода образуется пассивный слой из гематита РегОз, а при отсутствии кислорода из магнетита Рез04. Эти. продукты не растворимы, поэтому в растворах до pH = 12 сталь разрушается в допустимых пределах и считается вполне устойчивой. При повышении концентрации, особенно при высокой температуре, защитный слой разрушается и углеродистая сталь интенсивно корродирует. Разрушение углеродистой стали, находящейся под напряжением, в концентрированных растворах носит межкристаллитный характер. В горячих растворах углеродистая сталь подвергается растрескиванию, это явление называют щелочной хрупкостью. [c.545]

Ультразвуковая сварка обладает рядом принципиальных преимуществ. Прежде всего она не сопровол<дается в оптимальных режимах нежелательными явлениями, присущими различным видам сварки плавлением (появление трещин, поводок, резкого изменения механических свойств на границе литое ядро—основной металл, насыщение газом, образование хрупких интерметаллических фаз и т. д.). Отсутствие значительных тепловых воздействий (сварка происходит в твердом состоянии при температурах, не превышающих обычно температуру рекристаллизации металла, см. гл. 2) и небольшие изменения в металле в зоне сварки по сравнению с основным металлом делают в ряде случаев этот вид сварки единственно возможным способом соединения металлов. Традиционный и наиболее наглядный пример — это соединение фольг со значительно более толстыми деталями (например, медной фольги с толстыми пластинами алюминиевого сплава). В этом случае основной бич сварки плавлением — прожог фольги. В случае приварки металлических проводников к полупроводниковым приборам особенно важно незначительное тепловое и механическое воздействие. Ультразвуковая сварка позволяет получить, например, высококачественное соединение кремния с золотом, причем не только не происходит диффузионного насыщения золотом тонкого полупроводникового слоя, но сохраняются защитные пленки, нанесенные на кремний [13]. При термокомпрессионной сварке свойства полупроводникового перехода могут меняться и происходит разрушение защитных пленок. Следует отметить также весьма низкий по сравнению со сваркой плавлением уровень остаточных напряжений в ультразвуковом сварном соединении. [c.74]

При определенных толщинах этот довод мало применим, так как уменьшение энергии вследствие снятия напряжений может быть достаточным для отделения пленки (стр. 29, сноска). Поэтому можно ожидать, что пленки разрушатся самопроизвольйо, когда будет достигнута определенная толщина. Эти рассуждения подтверждаются. Окисление титана в значительной степени происходит по механизму прохождения кислорода внутрь через пленку. Анионы кислорода используют свободные места в решетке и, когда кислород достигнет промежуточной поверхности металл—окисел, часть его образует с металлом твердый раствор, а часть его расходуется на образование нового окисла, и пленка растет. Пленка находится в деформированном состоянии, и, когда достигается определенная толщина, она разрушается и теряет защитные свойства. Вопрос был тщательно изучен Дженкинсом, который пишет Наблюдение структуры пленок, образовавшихся на титане, показывает, что тонкая, плотная, сероватая пленка, возникшая при низких температурах, заменяется при высоких — толстой, пористой, желто-коричневой. Эта окалина в значительной степени состоит из разрушенных слоев окисла, подобно естественному пласту горной породы. Изменение в пленке, вероятно, происходит,, когда тонкая, плотная пленка вырастает выше некоторой толщины, и тогда увеличившиеся в пленке напряжения могут частично разрушить наружные слои. Эти напряжения являются следствием образования окисла на промежуточной поверхности между пленкой и металлом [56]. [c.47]

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]

Ударное разрушение. Разрушение, вызываемое пузырьками, вблизи входного конца конденсаторных трубок (стр. 435) одно время рассматривалось, как явление совершенно отличное от того, которое вызывается вакуумными пустотами, образуемыми винтами. Однако здесь, по-видимому, нет резкого различия. В настоящее время считают, что вакуумные пустоты в действительности представляют собой воздушные пузыри с низким давлением воздуха и что разрыв не вызывает их уничтожения однако существует достаточно оснований считать, что так называемый разрыв состоит из вибрации пузырек становится попеременно большим и меньшим. Эта идея цикличного расширения и сжатия, которая подтверждается работой Рейлейя, за последние годы является одной из выдающихся [46]. Однако существует реальная разница между 1) пузырьками, содержащими воздух под давлением, мало отличающимся от атмосферного, которые повреждают конденсаторные трубки и 2) пузырьками с низким давлением, которые разрушают винты. В первом случае пузырьки подпрыгивают, а не разрываются, и, если они малы, то больших разрушений произойти не может. Если они велики, то они разрываются на большое число частей и вызывают значительные разрушения разрыв должен вызвать образование сложной системы напряжений, и если металл при этом деформируется, даже в границах предела упругости может произойти разрушениё защитного слоя, что будет тем более опасным, поскольку в конденсаторной трубке поток пузырьков обычно ударяется в одну и ту же точку. Там, где остатки разрушившихся пузырьков уходят с металла, частицы вещества пленки могут прилипать к ним и могут отрываться от металла это чаще всего может наблюдаться, еслй адгезия пленки к металлу слабая, что может иметь место если пленка образовалась из катионов, уходящих с поверхности, и оставляющих пустоты между пленкой и поверхностью металла (стр. 50). Таким образом, ударное действие пузырьков с относительно высоким давлением воздуха может ввести в действие новый фактор, весьма способствующий разрушению пленки, — фактор, отсутствующий при разрушении пузырьков с низким давлением. Против этого вида разрушения действует имеющийся в пузырьках кислород, который способствует залечи- [c.694]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...