Охрупчивание водородное механизмы

Удаление с поверхности защищаемых труб окалины сильно сокращало время до разрушения в ржавой воде, подкисленной соляной кислотой до pH 2,5. Введение 5 г/л FeS в этом случае в 2 раза сокращает время жизни образцов (2 месяца вместо 4). При введении металлического мышьяка в 30%-ный (по объему) водный раствор соляной кислоты разрушение образцов происходило очень быстро (2—24 ч). Однако если образцы подвергались перед нагружением прогреву в течение 24 ч при 225° С, то разрушения не происходило, что подтверждает водородный механизм охрупчивания. [c.137]

Механизм воздействия коррозионных сред. Различают три основных механизма влияния коррозионных сред на трещино-стойкость конструкционных материалов адсорбционное понижение прочности, водородное охрупчивание и локальное анодное [c.343]

Понимание физико-химической природы коррозионного разрушения наиболее важно в случае роста трещин при низких значениях коэффициента интенсивности напряжений, кинетика которых определяет долговечность изделий с трещиной. Здесь доминирующим является либо водородное охрупчивание, либо локальное анодное растворение. Механизм водородного охрупчивания (см. 41) характеризуется тем, что независимо от состава среды и приложенного потенциала в вершине трещины вследствие гидролиза продуктов коррозии устанавливаются всегда такие значения pH и потенциала, при которых термодинамически воз-моя ен проце.сс разряда ионов водорода [c.344]

Для некоторых систем металл — среда в результате высокой коррозионной активности у вершины трещины происходит избирательное анодное растворение металла и, таким образом, увеличение длины трещины. Роль напряжений в этом случае состоит в активизации металла у вершины трещины. Поскольку границы зерен могут являться местом наибольшей коррозионной активности, то, строго говоря, зернограничное распространение трещины не может служить доказательством проявления только механизма водородного охрупчивания. [c.345]

В последнее время развит метод индикации механизма воздействия коррозионных сред, основанный на сравнении скоростей роста трещин при испытаниях с отсутствием и наложением катодной поляризации [128]. Считается, что если внешняя поляризация приводит к усилению кинетики роста трещины, то доминирующим механизмом является водородное охрупчивание. [c.345]

Сопоставление всех приведенных выше обобщенных данных позволяет считать, что в процессе коррозионного растрескивания невозможно говорить о превалирующей роли только одного процесса. Анодное растворение и водородное охрупчивание являются неотъемлемыми частями механизма коррозионного растрескивания. Можно лишь говорить о последовательности этих процессов как следующих стадий коррозионного растрескивания [c.69]

В работах [61] и [96] предложено связывать сокращение периода зарождения трещин с водородным охрупчиванием материала по следующему механизму. При выдержке t материала под нагрузкой происходит диффузия свободного Н2 в очаг разрушения и его скопление по полосам скольжения или по границам (а , + Р ,)-структуры, при этом крупные размеры зерен и а-пластин активизируют этот процесс. При высоком уровне напряжения водородное охрупчивание сопровождается эффектом ползучести, особенно при нагреве материала. [c.366]

При рассмотрении механизма скачкообразного подрастания трещин коррозионного растрескивания в нейтральных средах вследствие только водородного охрупчивания кардинальный вопрос о том, откуда берется в металле водород, по существу даже не ставится. Роль процесса локальной коррозии на скачкообразном этапе не учитывается [33,37,41]. [c.71]

Изложены вопросы коррозионно-механической прочности металлов, влияние коррозионных сред на характеристики ползучести. Описаны новые представления о механизме коррозионного растрескивания и связи его с водородным охрупчиванием. Рассмотрены кинетика и механизм влияния водородного охрупчивания в процессе коррозионного растрескивания различных сталей и сплавов. Показана зависимость этих видов разрушения от различных структурных факторов. Приведены сведения о коррозионном растрескивании высокопрочных алюминиевых и титановых сплавов, механизме этих процессов и способах защиты. [c.4]

Обычно KP под напряжением определяют как совместное воздействие агрессивной коррозионной среды и растягивающего напряжения (остаточного или приложенного), приводящее к растрескиванию, имеющему макроскопически вид хрупкого разрушения. В этом определении подразумевается, что KP представляет собой явление, а не механизм,-— именно так KP и трактуется в этой главе. К таким же явлениям относится и водородное охрупчивание, которое может (но не обязательно) сопровождать KP. Водород как газ или в виде частиц, возникающих в результате химических или электрохимических реакций, может рассматриваться как агрессивный агент, способный вызывать KP. Но в процессе классических исследований водородного охрупчивания имели дело с водородом, растворенным в металле, что не характерно для коррозионных агентов. В прошлом это приводилось в качестве аргумента против связи KP с водородным охрупчиванием. Данный обзор показывает, что такой вывод не может считаться общим. Известен ряд случаев, когда водород участвует в KP, причем существовавшее мнение о соотношении между водородным растрескиванием и, например, анодным растворением как компонентами KP нуждается в поправке или даже в пересмотре. К целям данной главы относится также анализ роли и соотношения различных механизмов в KP- [c.47]

Очевидно, что для решения проблемы водорода в алюминиевых сплавах предстоит сделать еще очень много. Еще раз отметим, что, согласно уже имеющимся данным, гипотеза об участии водорода в КР представляется достаточно плодотворной. Мы полагаем, что при экспериментальных исследованиях следует и в дальнейшем рассматривать водородное охрупчивание из возможных механизм КР [c.95]

ЗАМЕЧАНИЯ О МЕХАНИЗМАХ ВОДОРОДНОГО ОХРУПЧИВАНИЯ [c.145]

Данный обзор предполагает, что ни один из существующих в настоящее время механизмов не обладает достаточной общностью для описания поведения широкого круга рассмотренных здесь металлургических факторов. Такой же вывод встречается и в других обзорах [370]. Исключая вероятность существования неоткрытого механизма, в настоящее время с неизбежностью приходится признать, что единого и достаточно общего механизма водородного охрупчивания нет. Такая же ситуация, по-видимому, сложилась и в отношении многочисленных предположений о механизмах анодного растворения, однако обзор этих вопросов не входит в нашу задачу. [c.146]

Водородное охрупчивание вызывается также прониканием водорода в металл, в результате чего образуются хрупкие гидриды и зацепления дислокаций, уменьшающие скольжение. Однако механизм водородного охрупчивания до конца еще не выяснен. Водородное охрупчивание более опасно для подверженных ему сплавов с высокими пределами прочности, к которым относится большинство высокопрочных сталей. Снижения или предотвращения водород-, кого охрупчивания можно добиться удалением водорода с помощью высушивания при относительно низких температурах в течение нескольких часов, применением ингибиторов коррозии и использованием менее чувствительных сплавов. [c.600]

О механизме водородного охрупчивания. Несмотря на обширную литературу с описанием экспериментальных работ, единой точки зрения на механизм водородного охрупчивания нет. Это объясняется многочисленностью факторов, влияющих на этот механизм, сложностью и недостаточной изученностью отдельных элементарных физико-химических процессов. [c.126]

Подавляющее большинство методов борьбы с водородным изнашиванием не может быть использовано для снижения интенсивности водородного охрупчивания металлов ввиду принципиальных различий этих явлений. Водородное изнашивание — явление самоорганизующееся по сложности и масштабам проявления оно превосходит явление водородного охрупчивания. Между тем, процессы водородного охрупчивания, а также сходные с ними процессы коррозионного растрескивания сталей и сплавов изучены в большей степени (хотя и не до конца). Это облегчает изучение механизма разрушения стали при водородном изнашивании. [c.128]

Механизм влияния воды на снижение контактной усталости, по мнению авторов, состоит в следующем. Поверхностные микротрещины, образованные в условиях контакта при качении, действуют как тонкие капилляры. Смазочный материал заполняет эти капилляры, а растворенная в нем вода, конденсируясь в вершинах трещин, образует богатую водой фазу. Циклические напряжения, сконцентрированные у вершины трещины, водная коррозия и водородное охрупчивание действуют совместно, увеличивая скорость роста трещины. Вода может привести к образованию небольших коррозионных повреждений, которые становятся концентраторами напряжений. [c.142]

Механизм КР сталей типа Х13 мартенситного класса в нейтральных и слабокислых хлоридных растворах при температурах до 100 °С зависит от режима термообработки. Сталь, термообработанная на высокую прочность путем закалки с низким отпуском, разрушается по механизму водородного охрупчивания. После отпуска при температурах выше 450 °С растрескивание связано с локальным анодным растворением. Этот же механизм наиболее вероятен и для ферритных сталей. [c.132]

Механизм КР сталей мартенситного и аустенито-мартенситного класса после термообработки на максимальную прочность по всем имеющимся данным связан с водородным охрупчиванием. С повышением пластичности материалов увеличивается вклад процессов локального анодного растворения. В целом механизм КР коррозионностойких сталей с 2—7 % Ni исследован недостаточно. [c.134]

Примесные элементы. Примесные элементы по механизму их воздействия на сопротивление стали водородному охрупчиванию и хрупкому разрушению разделяются на три группы [c.148]

Многочисленные причины, вызывающие появление и развитие трещин при коррозионном растрескивании, сводятся к двум основным механизмам локальное анодное растворение в вершине трещины и водородное охрупчивание. Роль каждого зависит от состава сллава и его термической обработки, среды, условий нагружения и потенциала. Рассмотрим основнью положения этих механизмов. [c.56]

В настоящее время нет единой точки зрения о приоритете того или другого механизма в процессе коррозионного растрескивания. Выводы о ведущей роли одного из процессов в вершине трещины в большинстве работ носят, как правило, альтернативный характер. Обосновывая ведущую роль одного из механизмов, авторы не обсуждают или отвергают возможность разрушения при коррозионном растрескивании по любому другому механизму. Так, Дж. Скалли [60] даже вводит новое понятие— водородное растрескивание, относящееся к сплавам, которые разрушаются под напряжецием в коррозионной среде вследствие внедрения атомов водорода в кристаллическую решетку. До недавнего времени для выяснения механизма коррозионного растрескивания считалось достаточным изучить влияние поляризации при одних и тех же условиях нагружения на скорость разрушения. Если анодная поляризация, активирующая растворение у вершины трещины, приводит к уменьшению времени до разрушения, а катодная поляризация, наоборот, снижает скорость роста коррозионной трещинь), значит, коррозионное растрескивание протекает в основном по механизму локального анодного растворения. Если же катодная поляризация ускоряет разрушение, а анодная, наоборот, его задерживает или замедляет, ведущим процессом при коррозионном растрескивании является проникновение водорода в кристаллическую решетку и связанное с этим охрупчивание металла в вершине трещины. [c.58]

В работах [61, 62] рассматривается возможность реализации при коррозионном растрескивании титановых сплавов обоих механизмов. При этом с увеличением коэффициента интенсивности напряжений доля анодного растворения (повышенное растравливание на полосах скольжения) уменьшается, а количество выделяющегося водорода и соответственно водородное охрупчивание увеличиваются. Близкие представления подробно развит1 1 В.А. Маричевым [63, 64]. Он считает, что критическая скорость роста трещин —и соответствующая ей критическая величина интенсивности напряжений, при которой происходит водородное охрупчивание (Kg, являются количественными показателями роли локального анодного растворения и водородного охрупчивания при росте трещин. При и ,< а.ох основным механизмом корро- [c.59]

В последние десятилетия, когда проблема коррозионно-механической стойкости материалов стала достаточно острой, появилась необходимость исследования механохимических аспектов зарождения и развития трещин коррозии под напряжением. Было предложено несколько теорий, скорее гипотез, для объяснения механизма коррозионного растрескшания и коррозионной усталости. Наибольший интерес из них представляют следующие адсорбционного понижения прочности, водородного охрупчивания и электрохимическая. [c.56]

Авторы концепции водородного охрупчивания основную причину разупрочняющего воздействия среды видят в так называемой водородной хрупкости ма териалов [26, 41, 99]. Наличие в высокопрочных сталях растворенного водорода (1 см на 100 граммов металла) заметно сказывается на их прочности. Отмечено, что водород, закрепощая дислокации, уменьшает вязкость разрушения. Кроме того, наличие водорода в металле обусловливает высокие внутренние напряжения [94]. До настоящего времени еще нет полного единства взглядов на механизм водо-56 [c.56]

В С1 ге современных представлений развитие трещины коррозионного растрескивания в высокОпрочньхх закаленных сталях может протекать по двум механизмам. Вначале трещина равномерно углубляется вследствие локальной коррозии ее вершины, а затем, в результате смены механизма, развивается дискретно, т. е. трещина начинает с некоторого момента углубляться в тело металла скачками. При коррозионном углублении трещина разветвляется. При скачкообразном механизме ветвление не наблюдается, поскольку, по мнению бодащинства исследователей, определяющим в развитии трещины является водородное охрупчивание [37,40,41]. [c.70]

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]

Широкую формулировку общих модельных представлений следует начать с обсун<дения взимодействия процессов водородного охрупчивания и анодного растворения. Анодное растворение, протекает ли оно как процесс, определяемый конкуренцией между локальным разрушением пленки и репассивацией [99] (как впервые предложил Логан [321]), или как процесс, облегченный податливостью материала в вершине трещины (согласно формулировке Хоара [322]), или же по какому-либо другому локализованному механизму, является хорошо известным явлением в КР. В некоторых системах (например, в медных сплавах) процесс типа растворения является, ио-видимому, единственным действующим фактором [323, 324]. С другой стороны, во всех рассмотренных системах сплавов в определенных внешних условиях может происходить растрескивание, вызванное поглощением водорода. Из этого можно заключить, что даже несмотря на то, что для протекания КР обычно требуется довольно специфическое сочетание состава и микроструктуры сплава, состава среды и некоторых других условий (таких как определенная область потенциалов), в соответствующим образом выбранной системе растрескивание может быть вызвано как водородом, так и процессами растворения, при условии необходимой модификации среды (например, приложенного потенциала). [c.133]

Важные результаты исследования растрескивания сплава Т1 — 6А1 — 4V при длительном нагружении опубликовали Бойер и Спурр [387, 388]. Полученные ими данные о температурной зависимости процесса убедительно свидетельствуют в пользу механизма охрупчивания с участием гидридов [387], что согласуется и с ранее высказывавшимися предположениями [224]. На примере сплава Т1 — 6А1 — 4V вновь подчеркнута зависимость стойкости материала к КР от таких факторов, как содержание кислорода, текстура и присутствие 02 [388]. Гидридный механизм растрескивания был принят также в других работах [389—392], включая исследования Нельсона [393] и Марголина [394], связанные с предполагаемыми механизмами. Согласно работе [392]. водородное разрушение происходит целиком в а-фазе или в области границы раздела, но не по самой границе. [c.148]

Данные по КР алюминиевых сплавов по-прежнему продолжают рассматриваться некоторыми авторами исключительно с точки зрения механизмов анодного растворения [395—397], однако новые данные все больше свидетельствуют в пользу большого вклада водорода в растрескивание [398—404]. Микроструктурные исследования на сплавах 7075 показали [405] одинаковый характер зависимости водородного охрупчивания и КР от микроструктуры. Недостаренный материал наиболее чувствителен к КР, а перестаренный сплав (Т73) склонен к КР в меньшей степени, чем Тб. Эти наблюдения согласуются С представлением об определяющей роли водорода в КР сплавов 7075, хотя и не доказывает его. По-прежнему уделяется внимание проблеме сегрегации растворенных элементов в алюминиевых сплавах и возможной роли этого процесса в КР и водородном охрупчивании [402, 406, 407]. Пока точно неясно, насколько важны такие эффекты. [c.148]

Предполагается, что и в этом случае галоидные ионы и водород в качестве опасных компонентов ответственны за высокотемпературное растрескивание. Предположение о роли водорода бы ло впервые сделано в работе [139], авторы которой остались его наиболее активными сторонниками. В основе предложенной гипотезы лежит образование водорода в результате пирогидролиза хлорида. Этот водород абсорбируется либо в металле, либо в области концентрации напряжений в вершине трещины, снижая энергию разрушения. Доказательства, приводимые в пользу механизма водородного охрупчивания, следующие 1) водород образуется в процессе высокотемпературной солевой коррозии 2) данные ASTM [144] и результаты [148] показывают, что водород может абсорбироваться в условиях высокотемпературного солевого коррозионного растрескивания 3) при комнатной температуре [c.402]

Прежний постулат, что отношение HNO3 Н2О является критическим параметром, был отвергнут. Было предположено, что водородное охрупчивание является причиной растрескивания титановых сплавов. Однако авторадиографические и потенциостати-ческие исследования не подтвердили этот механизм. [c.403]

Гц, т. е. в этих условиях определяющим фактором является корро-зиоиное воздействие среды. Скорость распростраиеиия трещины на стали HY-80 в 3,5 %-иом растворе Na l возрастала при уменьшении частоты нагрузки от 10 до 0,1 Гц, что свидетельствует об усилении коррозии из-за воздействия среды на свежие участки поверхности в усталостных трещинах. В условиях катодной защиты скорости распространения трещин на обоих металлах возрастали. Это показывает, что механизм коррозионного разрушения связан с водородным охрупчиванием. [c.180]

Механизм водородного охрупчивания стал общепринятым при объяснении КР высокопрочных низколегированных и коррозионностойких сталей и ряда других сплавов. Однако распространение его на пластичные стали встречает трудности, связанные в том числе с повышенной растворимостью и малой скоростью диффузии водорода в аустените. Охрупчивание внедренным водородом отмечается лишь у структурно- и деформационно-нестабильных сталей, в частности у наиболее распространенных сталей типа Х18Н10. Стабильно аустенитные стали с 15— [c.110]

Никельмолибденовые сплавы (Н70МФВ-ВИ и Н65М-ВИ) имеют высокую стойкость против коррозии под напряжением в высокоагрессивных средах восстановительного характера, например в кипящих растворах соляной кислоты. Однако после таких технологических режимов, как холодная деформация + отпуск при 700 или 800 °С никельмолибденовые сплавы в кислых неокислительных средах могут проявлять склонность к коррозии под напряжением по механизму водородного охрупчивания [3.1]. Ха- [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...