Растрескивание ст-феррита

До недавнего времени считалось общепринятым, что процесс обезуглероживания идет только на поверхности границ зерен. При этом вследствие создания градиента концентрации углерода в микрообъемах, внутри зерна происходит диссоциация цементита и выделившийся углерод диффундирует к пограничным участкам, где взаимодействует с водородом. Подтверждением этой точки зрения служило видимое отсутствие растрескивания внутри перлитного зерна. Однако наличие мелкодисперсного феррита после опытов и некоторых факторов при обезуглероживании стали в условиях повышенных температур и давлений водорода трудно объяснить, исходя из общепринятого механизма обезуглероживания, Например, сильное влияние давления водорода на скорость обезуглероживания (рис. 20), низкие значения коэффициентов диффузии углерода (табл. 7) в феррите при температурах 300-500 и быстрое обезуглероживание стали в этих условиях. [c.167]

Кремний повышает стойкость к растрескиванию и уменьшает потери пластичности, если его концентрация достаточно велика [66, 67, 69, 83, 87, 90]. Эффект кремния особенно заметен при концентрациях свыше 4%, причем, по некоторым данным, при этом подавляется как зарождение, так и распространение трещин [91]. Однако такие высокие концентрации кремния стабилизируют б-феррит в микроструктуре стали, поэтому не исключено, что этот эффект в основном обусловлен изменением микроструктуры, а не состава. Как растворенная примесь в аустените кремний несколько снижает значение ЭДУ [77], и, следовательно, служит примером того, что уменьшение ЭДУ не обязательно приводит к усилению растрескивания или других форм разрушения. Правда, уменьшение ЭДУ при введении малых добавок кремния невелико и может быть просто недостаточным, чтобы вызвать заметный эффект [68]. В пользу последнего предположения свидетельствует то, что при концентрациях 0,8—1,5% кремний (слабо влияющий в этом случае на б-феррит и присутствующий, следовательно, в аустените) не изменяет поведение сплава при КР [69, 82, 92]. Предполагается, что в водных растворах влияние кремния имеет электрохимическую природу [66], однако и в этом случае исследования микроструктуры были бы очень полезны. Испытания в газообразном водороде также могли бы дать интересную информацию. [c.72]

Представляется, что сплавы с о. ц. к. решеткой (феррит и мартенсит), более устойчивы к коррозионному растрескиванию, чем с г.ц.к. решеткой (аустенит), и некоторые композиции фаз с о. ц. к. решеткой совершенно устойчивы к коррозионному растрескиванию. Поведение двойных сплавов, но-видимому, зависит от сопротивления коррозии самой фазы с о. ц. к. решеткой и распределения этой фазы вероятно, к сплавам, устойчивым к коррозионному растрескиванию, можно отнести сплавы систем, не имеющих непрерывно расположенной аустенит-иой фазы, а имеющих фазу с о. ц. к. решеткой, которая устойчива к коррозионному растрескиванию. [c.256]

Выделение а-фазы может происходить либо непосредственно из аустенита у о. либо через феррит 7 а -> о. Прочность сталей, содержащих а-фазу, уменьшается также уменьшается сопротивление удару. Установлено, что сплавы, имеющие а-фазу, обладают худшей стойкостью против растрескивания в результате действия тепло-сме , чем сплавы без д-фазы. [c.911]

Вспучивание ферритных нержавеющих сталей наблюдалось, когда они были катодно защищены в морской воде. Вероятно, это происходило вследствие того, что были применены защитные плотности тока выше минимальной величины, необходимой для полной защиты. Если при контакте активных металлов с мартенситными нержавеющими сталями образуются гальванические пары, то нержавеющая сталь (катод) может разрушиться вследствие выделения на ней водорода. Такие разрушения наблюдались при лабораторных испытаниях [25]. Наблюдалось самопроизвольное растрескивание винтов из нержавеющей мартенситной стали вскоре после того, как они находились в контакте с алюминием в атмосфере морского побережья. Пропеллеры из упрочненной мартенситной нержавеющей стали, соприкасающиеся со стальным корпусом корабля, вскоре после пуска в эксплуатацию подверглись коррозионному растрескиванию. Сильно наклепанная аустенитная нержавеющая сталь 18-8 также может разрушаться в условиях, описанных для мартенситных сталей [26, 27]. В данном случае сульфиды ускоряют разрушение, и так как сплав при холодной обработке претерпевает фазовое превращение и образуется феррит, то наблюдаемый эффект может служить также примером водородного растрескивания. [c.260]

Примесь меди в стали уменьшает технологическую пластичность вследствие дисперсионного твердения, обусловленного переменной растворимостью меди в феррите. Кроме того, происходит растрескивание поверхностного слоя стальных заготовок при горячей прокатке или ковке. Нагрев металла под прокатку сопровождается образованием окалины. При этом медь не окисляется и накапливается в поверхностном слое вплоть до образования жидкой фазы. Поэтому деформирование стали сопровождается растрескиванием. [c.25]

Легирование малоуглеродистой стали никелем (пока структура остается фирритно-перлитной) не вызывает склонности стали к сероводородному растрескиванию. С увеличением содержания углерода выше 0,2 % и никеля вьшJe 2 % в структуре стали образуются игольчатый феррит и перлит, что приводит к понижению ударной вязкости при комнатной температуре и повьплению склонности к сероводородному растрескиванию. Отпуск стали при 923 К, приводящий к распаду игольчатых структур, повышает стойкость стали к этому виду разрушения. При содержании никеля выше 2 % и углерода более 0,2 % растет склонность к самозакаливанию при охлаждении на воздухе, что может служить при-36 [c.36]

Аустенитные стали имеют, как правило, однофазную микроструктуру. Основными исключениями являются присутствие б-феррита (при наличии в достаточном количестве стабилизирующих его элементов, таких как хром, кремний или титан) и образование (в некоторых сталях) индуцированного деформацией мартенсита. Мартенсит может быть представлен или о, ц. к. а -фазой, или г. п. у. 8-фазой, или обеими фазами вместе в зависимости от стали. Согласно некоторым данным присутствие б-фазы повышает стойкость против КР [66, 91, 96], хотя этот вывод мог быть более однозначным, если бы одновременно были исследованы и стали без феррита [66, 91]. При испытаниях в водороде, где основным эффектом является уменьшение параметра относительного сужения, наличие 6-феррита влияет на морфологию разрушения растрескивание происходит по границам аустенита и б-фазы [97]. В сталях 304А и 3095 такое изменение морфологии разрушения не сопровождалось дополнительным уменьшением относительного сужения по сравнению со сплавом без феррита [72, 97, 98], Можно предположить, что б-феррит способен оказывать влияние на распространение трещины либо как менее растрескивающаяся фаза, либо как фаза, в которой затруднен процесс электрохимического заострения вершины трещины (этот процесс будет более подробно рассмотрен в дальнейшем) [60, 64]. Поскольку при испытаниях в водороде этот процесс не происходит, в этих условиях (потери вязкости) роль б-феррита должна быть другой. [c.75]

К- Эделеану [111,82 111,92] указывает, что особенно склонна к коррозионному растрескиванию нержавеющая сталь, содержащая квазимартенсит . В том случае, когда весь аустенит превратился в мартенсит, разность в объемах фаз, а соответственно и механические напряжения, отсутствуют. Сталь в этом случае не подвергается коррозионному растрескиванию [111,82 111,94]. К- Эделеану [111,92] считает, что если превращение аустенита в мартенсит прошло не полностью, то зерна аустенита в углах коррозионной трещины находятся в весьма напряженном состоянии, а это значительно усиливает дальнейшее развитие коррозионного растрескивания. По мнению X. И. Роха [111,97], сталь, содержащая 19% хрома и 7,5% никеля, тем более склонна к коррозионному растрескиванию, чем глубже она после закалки при температуре 1050° С лежит в у-области. Эта же сталь в отожженном состоянии содержит 4% феррита и после холодной обработки не растрескивается в растворе хлористого кальция. По мнению автора, в этом случае феррит, являясь анодом, защищает от разрушения зерна аустенита. Вместе с тем X. И. Роха [111,97] указывает, что уже небольшое количество выделившейся ферритной составляющей может существенным образом изменить напряженное состояние в металле.Это обстоятельство видимо, и является решающим для чувствительности стали к коррозионному растрескиванию. Большинство авторов [111,83 111,92 II1,94 111,69] указывает, что чисто аустенитные стали более склонны к коррозионному растрескиванию, чем ферритные и мартенситные. Однако наличие в структуре стали феррита не всегда обеспечивает полный иммунитет к коррозионному растрескиванию [111,99]. Если же в ее структуре имеется б-фаза, время испытаний до разрушения образца увеличивается [111,82 111,100]. [c.146]

По некоторым данным [Л. 32], в сталях типа 18-8 феррит тормозит оррозиоиное растрескивание. Отмечается, что коррозионные трещины при развитии в указанных сплавах минуют б-фазу. Коррозионное растрескивание однофазных сплавов связывается с возможностью автокаталирического протекания анодной реакции, приводящей к образованию коррозионных язв с дальнейшим развитием их в коррозионные трещины. [c.183]

Характеры разрушения железа и малоуглеродистой стали в основном подобны. При —196°С микротрещины скола образуются практически в любом месте структуры. При 0°С зарождение трещин происходит только на наблюдаемых дефектах структуры включениях, границах зерен, двойниках. Развитие разрушения при указанных температурах связано с образованием полостей в зонах интенсивного растрескивания и их слияния в небольшие микротрещины. При температуре 400 °С зарож ение разрушения в железе происходит на выделениях цементита, в стали Ст.З — на сульфидных включениях. Растущие повреждения имеют форму вязких микротрещин. При температуре 800 °С (см. рис. 5.11, а) трещины в железе зарождаются на выделениях и включениях в феррите, в стали Ст.З — в основном на сульфидных включениях. Процесс разрушения становится более вязким, т. е. сопровождается значительными местными пластическими деформациями. В железе начинают образовываться микроразрушения в виде сферических пор. Для стали 12Х18Н10Т при всех температурах испытания повреждения в виде пор концентрируются на карбидных включениях путем отделения матрицы материала от включения. При температуре —196°С наблюдается (см. рис. 5.11,6) образование мартенсита во всем объеме образца. При 0 °С мартенситное превращение происходит лишь [c.154]

Mn 0,41 Si 0,3 Mo 0,3 u) подвергалась коррозии под. напряжением в концентрированном кипящем растворе Mg b-(среда, обычно применяемая при изучении коррозионного растрескивания нержавеющих сталей) как в исходном состоянии,, так и после холодной прокатки с промежуточными отжигами с целью создания различной степени деформации (от 7 до 73% уменьшения начальной толщины листа). С увеличением степени деформации сплав, как показал рентгеноструктурный анализ, постепенно превращался из аустенита в феррит. Как видно из. рис. 3.11, при отсутствии внешне приложенного тока время дО разрушения образца, нагруженного ниже предела пластичности,, сокращается с увеличением степени деформации. Слабая анодная поляризация (Да = 0,1 мА/см ) заметно сокращает 1время до разрушения вследствие стимулирования работы анодных участков коррозионных локальных микроэлементов. Катодная поляризация, наоборот, увеличивает стойкость образцов в растворе Mg b, так как подавляет работу микропар. [c.126]

При исследовании нержавеющих сталей мартенситного класса было обнаружено [34], что минимальная склонность к коррозионному растрескиванию наблюдается тогда, когда в структуре присутствует от 5 до 10% дельта-феррита. Трещины концентрировались вокруг дельта-феррита и поэтому было сделано заключение, что дельта-феррит нрепятствует распространению трещин. [c.109]

По данным Эделяну [97], в сталях типа 18-8 феррит торм зит коррозионное растрескивание (фиг. 86). Эделяну [90] отм чает, что коррозионные трещины при развитии в указанных сплавах минуют б-фазу (фиг. 85). [c.104]

Отбел — твердые места в отливках, характеризующиеся светлой лучистой поверхностью излома, обусловленной соде ржа-нием структурно-свободного цементита. Отбел образуется при заливке металла для тонкостенных изделий во влажную форму, а также в случае применения при шихтовке ржавленного чугунного лома или перегорелых колосников. Очень часто отбеленные йеста получаются от чрезмерного увлажнения отдельных мест формы. Поскольку эти отбеленные места имеют другую структуру, чем вся остальная поверхность отливки, они обладают и другими физическими и механическими свойствами и, в частно-]сги, другим коэфициентом теплового расширения. Это и является причиной растрескивания изделий при обжиге. Примером таких трещин служат и накрайники. Появлению отбела способствует повышенное содержание серы и марганца в чугуне при недостаточном содержании кремния. Если отбеленные места имеют очень небольшие размеры и рассеяны по всей отливке в виде мелких пятен, то во время обжига происходит разложение цементита на феррит и чрезвычайно активный углерод отжига. Вследствие этого в эмали образуются пузырьки и поры. Довольно часто эти отбеленные места находятся на поверхности изделий в виде очень тонкой Пленки, которая является причиной пористости эмали. Изделия, имеющие такой дефект, подлежат обжигу вчерне до эмалирования с последующей очисткой песком. [c.280]

На коррозионное растрескивание аустенитных сталей легирующие добавки оказывают различное влияние в зависимости от значения потенциала, который они создаю г. Коррозионное растрескивание имеет место лишь при тех значениях потенциала, когда может возникнуть активнопассивный коррозионный элемент. Многочисленные экспериментальные данные [37] показывают, что к числу элементов, которые существенно влияют на устойчивость аустенитной стали к коррозионному растрескиванию, относится прежде всего никель. Стойкость стали, содержащей 18% хрома, снижается до минимума при легировании ее никелем в количестве 8—10%. При таком содержании никеля аустенит неустойчив. С увеличением содержания никеля повышается стабильность аустенита. Кроме того, облегчается поперечное скольжение дислокаций. Это обстоятельство препятствует образованию плоских скоплений дислокаций и зарождению трещин. При содержании никеля менее 8—10% в стали присутствует а-фаза (феррит) и количество ее тем больше, чем ниже содержание никеля. Стали и сплавы, содержащие 45—47% никеля, обладают склонностью к межкристаллитной коррозии. [c.117]

Ни межкристаллитное растрескивание, ни обезуглероживание в зоне повреждения, как правило, не связаны с какими-либо структурными изменениями металла в результате его эксплуатации или перегрева до температур, превышающих расчетные. Микроструктура глеталла абсолютного большинства из многих десятков исследованных труб вблизи и вдали от места хрупкого повреждения — феррит+перлпт, размер зерен соответствует 6— 8-му баллу стандартной шкалы зернистости, сфероиди-зация перлита не наблюдается, что свидетельствует об отсутствии перегрева металла. Так, на рис. 2.24,а, б показаны микроструктура металла и строение перлита вблизи и вдали от места хрупкого разрушения экранной трубы котла ТГМ-84 (внешний вид этого разрыва представлен [c.59]

Повышенная устойчивость к коррозионному растрескиванию двухфазных сталей идентифицирована цротектирующим действием феррит-ной составляющей. [c.129]

Таким образом, в низкоуглеродистых сталях (с содержанием углерода до 0,1%) углерод выделяется иа границах или в виде растворенного углерода, или в виде частиц или включений карбида, если превышена предельная растворимость углерода в феррите. Если содержание углерода увеличивается, то возрастает и количество перлита в стали и соотпетственио увеличивается на границах количество карбидных частиц, приводя к изменению распределения фаз, что в конечном итоге приводит к изменению места протекания процесса селективной коррозии, которая способствует коррозионному растрескиванию. [c.243]

Полагают, что в нитратны.х средах коррозионные поражения, зависящие от структуры, имеют место преимущественно в феррите вблизи областей, обогащенных углеродом, потому что эти участки работают как очень эффективные катоды [13]. Подобные эффекты наблюдаются и в других коррозионных средах, вызывающих расгрескиванис, за исключением концентрированных растворов щелочи, в которых, как полагают, преимущественное растворение может происходить в самом цементите. Нет основания считать невозможным растворение относительно термодинамически стабильных структурных составляющих сталей феррита и цементита — независимо от потенциала или pH раствора, также нет оснований считать взаимодействие этих двух фаз основным процессом, исключая возможность подобного действия других компонентов. Поэтому, хотя предполагается, что для обычных промышленных малоуглеродистых сталей в отожженном или нормализованном состояниях коррозионное растрескивание обусловлено главным образом обогащением границ зерен углеродом, однако вполне возможно, что и другие химические элементы могут играть подобную роль. Аэот, сера и фосфор, например, мигрируют к границам зерен феррита и могут влиять на межкристаллитную коррозию. Однако эти элементы в обычных мягких сталях присутствуют в очень малых количествах и, что наиболее важно, интервалы изменения их концентраций слишком незначительны, поэтому неудивительно, что не установлено никакой корреляции между чувствительностью ниэкоуглеродистых сталей к растрескиванию и содержанием этих элементов в сталях. [c.244]

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

Небольшие количества мартенсита вредны, особенно при низких напряжениях Содержание в стали довольно больших количеств б-феррита может вызвать значительное иоиышеиис сопротивления коррозионному растрескиванию. Последнее зависит как от состава стали, так и от распределения фаз [18]. Если еодержапне углерода, азота и молибдена низкое, то стали, содержащие большие количества мартенсита, очень устойчивы к коррозионному растрескиванию [1, 18, 33], но в отличие от ферри-то-аустенитных сталей устойчивость к растрескиванию мартенситно-аустенитных сталей в очень сильной степени зависит от термической обработки и поэтому никаких нро-мышленных сплавов на этой основе не разработано. [c.256]

Если анодный процесс продолжается, то образуется достаточная концентрация ионов Ре + и Ре " , чтобы превысить произведение растворимости магнетита, который и выделяется в виде осадка. Мы могли бы ожидать получения защитной пленки из магнетита. Однако скорость зарождения центров кристаллизации у магнетита низка если произведение растворимости превышено лишь слегка, то число образующихся зародышей кристаллов будет ограниченным, причем магнетит преимущественно осядет на существующие кристаллы, а не образует новые зародыши. Таким образом, получится небольшое число кристаллов значительных по размеру, покрывающих лишь часть поверхности, а не массу мелких кристалликов, образующих защитную пленку. Кроме того, кристаллы выделяются не обязательно в точке взаимодействия металла с коррозионной средой. Напротив, если концентрация щелочи увеличилась в трещине, а вне трещины раствор более разбавленный, то образующиеся в трещине ферроат и феррит могут диффундировать наружу и выделиться в виде магнетита снаружи, поскольку разбавление сдвигает равновесие влево и, следовательно, приводит к образованию простых катионов. Мысль, что образование в котлах в процессе щелочного растрескивания магнетита, не обладающего защитными свойствами, является следствием взаимодействия ферроата и феррита, принадлежит Уиру, [c.416]

Затруднения встречаются также на сгибах, где трубы становятся овальными, и ярко выраженная кривизна в сочетании с переменными напряжениями может вызвать растрескивание защитного слоя окалины и последующую коррозию. Однако главной опасностью являются солевые отложения, которые иногда появляются, несмотря на двойную дистилляцию воды для обнаружения следов солей в воде был разработан фотометр. Если только расплавленная соль отлагается на горячей трубе, окалина может отшлако-ваться при щелочном характере отложения происходит непосредственное образование феррита натрия, однако Вернер считает, что, даже при сульфатном или хлоридном характере отложений феррит натрия может быть образован, что должно сопровождаться вытеснением хлористого водорода или серного ангидрида. Из сказанного следует, что очистку воды нужно производить особенно тщательно [82]. [c.426]

Несмотря на уменьшенное содержание никеля, стали-замени-тели обладают достаточно высокой стойкостью по отношению к общей и межкристаллитной коррозии и не склонны к коррозионному растрескиванию. Стали этого типа, относящиеся к феррит-но-аустенитному классу, обладают хорошими прочностными и пластическими свойствами и нормальной свариваемостью, т. е. комплексом свойств, необходимых для аппаратостроительных материалов. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...