Исследование коррозионной усталости сталей

В первой статье сборника рассматривается целесообразность использования понятия контролирующего фактора для характеристики механизма защитного действия и систематизации различных видов антикоррозионной защиты. Остальные работы сборника посвящены конкретным вопросам экспериментального исследования процессов коррозии и защиты металлических систем. В сборнике нашли отражение такие важные разделы, как исследование газовой коррозии при термообработке сплавов, коррозии и защиты металлов при травлении в кислотах, кислотостойкости металлов при повышенных температурах, коррозии нового металлического конструкционного материала — титана, его сплавов, сплавов ниобия с танталом и новые исследования по межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей. В сборнике помещены последние работы по исследованию коррозионной усталости сталей и по коррозии и защите в некоторых производствах химической промышленности. Цель сборника — на основе современных методов исследования и имеющихся научных достижений указать некоторые новые пути и дать вполне определенные рекомендации нашей промышленности по борьбе с коррозионным разрушением. [c.3]

Для исследования коррозионной усталости стали в различных электролитах строят диаграмму числа циклов до разрушения в исследованных средах при постоянной нагрузке, а также графики V=f( gN) или У== =/( lg т) и определяют степень анодного контроля. [c.181]

В виду создания новых марок сталей, обладающих лучшими эксплуатационными свойствами, за последние два десятилетия нами проведены обширные исследования коррозионной усталости нержавеющих сталей различных классов (табл. 9). Для получения сопоставимых данных испытание проводили на однотипных машинах при одинаковых условиях (диаметр рабочей части образцов 10 мм, вид нагружения — чистый изгиб с вращением, частота нагружения 50 Гц). [c.59]

Обобщая данные о влиянии лакокрасочных и полимерных покрытий на коррозионную усталость сталей, можно сделать заключение, что ряд полимерных покрытий является эффективным средством повышения сопротивления усталости сталей в коррозионной среде, особенно при отсутствии в них несплошностей и сравнительно небольших базах испытания. Увеличение амплитуды деформации, как и увеличение числа циклов нагружения, может привести к усталости покрытия и потере его защитных свойств. Поэтому исследования процессов разрушения неметаллических покрытий, в частности полимерных, под воздействием агрессивных фед, механических напряжений и других эксплуатационных факторов очень актуальны. [c.190]

На примере исследования выносливости образцов из стали 45 с протектором в виде электролитически осажденного цинкового пояска показано [20], что протекторная защита существенно повышает сопротивление коррозионной усталости стали в любом структурном состоянии. Степень защиты зависит от обработки детали (табл. 23). Наиболее высокий эффект [c.196]

При одновременном длительном действии на сталь статических или циклических напряжений и коррозионно-активных сред ее выносливость значительно уменьшается. Это явление получило название коррозионной усталости стали. Как показали наши исследования, это явление сложное, включающее в себя явление адсорбционной и водородной усталости. [c.46]

Значения pH, при которых коррозия и коррозионная усталость стали перестают зависеть от изменения содержания ионов водорода, различны для растворов различных кислот ( о чем уже говорилось в1—2) например, в растворах слабых кислот водород выделяется при больших значениях pH, чем в растворах сильных кислот, поэтому отрезки кривых 1, 2 (фиг. 55) для слабых кислот станут параллельными оси абсцисс при больших значения pH, чем в исследованном нами случае. [c.113]

При исследовании влияния других факторов ( , pH и др.) на коррозионную усталость стали строят графики lgЛ = /(/, pH и др.) или gx f t, pH и др.). [c.143]

Всесторонние исследования адсорбционной усталости сталей в ее сопоставлении с коррозионной усталостью были проведены Г. В. Карпенко и его сотрудниками [63—68]. [c.117]

Азотирование поверхностного слоя металла — также действенный метод борьбы с коррозией и коррозионной усталостью стали. Как показали исследования А. В. Рябченкова [72], [c.131]

Реальность данного механизма коррозионной усталости подтверждают исследования, показавшие что ползучесть (медленная пластическая деформация), которая также осуществляется путем переползания дислокации, ускоряется общей коррозией напряженного металла. Чем выше скорость коррозии, тем выше и скорость ползучести. Прекращение коррозии, например путем катодной защиты, ведет к уменьшению скорости ползучести до исходного значения. Влияние коррозии на ползучесть мелкозернисты, металлов наблюдается у меди, латуни [82], железа и углеродистой стали [831. [c.164]

В результате исследований малоцикловой усталости жаропрочных и коррозионно-стойких сталей при неизотермическом нагружении в диапазоне переменных температур 100. .. 700 °С показано, что предельное состояние определяется параметрами термомеханического нагружения (максимальной температурой, формой циклов нагрузки и температуры, длительностью выдержки при экстремальных значениях нагрузки и температуры), а также механическими свойствами применяемых материалов (пределами статической и длительной прочности, деформационной способностью) в рассматриваемом диапазоне температур. [c.28]

Как показали наши исследования, различие в абсолютных величинах условного предела коррозионной выносливости стали с различным структурным состоянием уменьшается с увеличением базы испытания. Использование закалки с последующим отпуском не дает заметных преимуществ при коррозионной усталости по сравнению с отожженной или нормализованной сталью при длительной эксплуатации, а применение сталей с мар-тенситной структурой без дополнительной защиты может привести к значительному (иногда в десятки раз) снижению условного предела выносливости сталей в коррозионных средах. С увеличением содержания углерода в отожженной стали с 0,03 до 1,09 % имеет место повышение условного предела коррозионной выносливости в пресной воде с 105 до 140 МПа [114]. [c.49]

В одной из первых работ Мак-Адама были приведены результаты исследований усталости и коррозионной усталости хромованадиевой стали (С 0,46 % Сг 0,88 % V 0,34 % =689 МПа). В воздухе при Л/= Ю циклов = 300 МПа т., = 190 МПа, в пресной воде соответственно = = 170 МПа =85 МПа. Та же сталь после термической обработки [c.114]

В результате исследования влияния остроты надреза на усталость и коррозионную усталость образцов диаметром 5 мм из отожженной стали 40Х установлено резкое снижение коррозионной выносливости образцов с концентраторами напряжений в широком интервале радиусов по сравнению с испытаниями в воздухе, т.е. на образцах малых диаметров очень слабо проявляется разгружающее действие коррозионной среды из-за разъедания дна концентратора напряжений [209]. [c.137]

Достоинство покрытий протекторного типа (например, цинка или кадмия, электроосажденных на сталь) в том, что основной металл катодно защищен и на тех участках, где на покрытии есть дефекты. В одном из наиболее ранних исследований коррозионной усталости, проведенном Б. Хэйгом в 1916 г. в связи с преждевременным разрушением стальных буксировочных тросов, контактирующих с морской водой, было показано, что гальванические покрытия заметно увеличивают срок службы тросов [77]. Цинковые покрытия по алюминию эффективны, в отличие от кадмиевых [c.161]

Для сравнительных лабораторных исследований коррозионной усталости сварных соединений труб и основного металла вырезали образцы размером 180Х38Х 10 мм из прямошовных (сталь 17ГС) и спирально-шовных (сталь 17Г2СФ) сварных труб диаметром 820 мм. Механические свойства и химический состав соответствовали ГОСТам и техническим условиям. Учитывая, что в реальных условиях эксплуатации концентраторы напряжений испытывают упруго-пластические деформации, тогда как остальное тело трубы деформируется упруго, т. е. в концентраторах имеет место жесткая схема нагружения, усталостные испытания проводили на машине с задаваемой амплитудой деформации (максимальная тангенциальная деформация 0,22 и 0,3% или интенсивность деформации 0,25 и 0,34% в наружных волокнах) чистым изгибом с частотой 50 циклов в минуту. Коррозионную среду подавали с помощью капельницы (для обогащения кислородом) или влажного тампона. [c.230]

Более высокие характеристики стали 08Х2Г2М, полученные при опытах, предопределили ее повышенную усталостную и коррозионно-усталостную долговечность. Испытания проводили в малоцикловой области в интервале деформаций 0,6—1,33%. Выбранный уровень деформаций соответствовал реальным деформациям, развиваемым в местах концентрации деформаций — в резьбовой части головок штанг. Подвод коррозионной среды при исследовании коррозионной усталости осуществляли из герметичной емкости через капельницу в зону действия максимальных деформаций. [c.251]

На рис. 21 представлена конструкция камеры для исследования коррозионной усталости при повышенных температуре и давлении водной среды. Корпус рабочей камеры 5, как и все детали, выполнен из нержавеющей стали. Для визуального наблюдения за развивающейся трещиной крышка 12 имеет две щели, закрытые кварцевым стеклом. Стекло 10 устанавливают изнутри камеры 1 прижимают планками 9, что обеспечивает дополнительное равномерное его прижатие через прокладку при создании внутри камеры давления. Чтобы избежать травмирования обслуживающего персонала в случае растрескивания стекла, щели закрываются предохранительной планкой 11т оргстекла. Крышка 2 открывает доступ к узлу зажима образца 8 в захватах / и 7. Через эту крышку также вводят термопару 4 для контроля температуры в камере. Среда нагревается нагревателем закрытого типа 3. Камеру монтируют на нижнем неподвижном захвате 1 через герметизирующую прокладку. Для уплотнения подвижного захвата 7 npeflv MOTpen многослойный сильфон 6 из нержавеющей стали (тип НС73-8-0,2/6), рассчитанный на допустимое давление 5 МПа). [c.47]

Исследования усталости образцов из стали 45 диаметром 5 мм в воздухе с относительной влажностью 40 75 95 и 100 %, а также при капельной подаче дистиллированной воды (имитация дождя), показали, что заметное влияние на уменьшение условного предела выносливости гладких образцов начинает оказывать влажность не менее 95 %. Увеличение влажности до 100 % привело к снижению условного предела коррозионной усталости стали 45 более чем на 13 % по сравнению с испытанием при влажности 40 % t162]. [c.105]

Из результатов исследования коррозионной усталости образцов стали 12Х17Н2 следует, что при сравнительно небольших базах испытаний наблюдается существенное различие между условным пределом коррозионной выносливости при изгибе и осевом растяжении — сжатии [183]. Испытания и в воздухе, и в 3 %-ном растворе Na I проводили при симметричном цикле чистого изгиба вращающихся образцов с частотой нагружения 50 Гц и при симметричном цикле растяжение — сжатие на гидравлическом пульсаторе с частотой нагружения 20 Гц. В обоих случаях образцы были полностью погружены в этот раствор, причем обеспечивалось удовлетворительное перемешивание среды специальным приспособлением. [c.115]

К наиболее часто встречающимся и хорошо зарекомендовавшим себя на практике методам поверхностного упрочнения деталей машин относится поверхностный наклеп (обкатка шариками и роликами, обдувка дробью, алмазное выглаживание, виброгалтовка, i гидродробеструйная < обработка, инерционно-динамическое упрочнение и др.). Значительный вклад в разработку теории и практики поверхностного наклепа, исследование его влияния на усталость и коррозионную усталость сталей внесли И.В.Кудрявцев, Г.В.Карпенко, А.В.Рябченков, В,А.Гладковский и др. Краткий обзор этих работ приведен автором [113]. [c.158]

На рис. 88 приведены результаты исследования усталости и коррозионной усталости стали 13Х12Н2ВМФ после обкатки. Эти результаты находятся в соответствии с данными других исследователей и показывают, что ППД гладких образцов повышает их предел выносливости на 20— 30 %. По влиянию обкатки на коррозионную усталость сталей нами получены чрезвычайно важные с практической точки зрения результаты, четко указывающие на ограниченность защитного действия поверхностного пластически деформированного слоя. Действительно, при базе до 5-10 -10 10 цикл нагружения выносливость стали после ППД в 3 %-ном растворе Na I мало отличается от выносливости в воздухе, т.е. подтверждается высокая эффективность ППД как метода повышения сопротивления коррозионно-усталостному разрушению. Однако увеличение базы испытания выше указанной привело к неожиданным результатам — резкому снижению уровня разрушающих циклических нагрузок. В довольно узком диапазоне долговечности разрушающее напряжение у обкатанных образцов в коррозионной среде снизилось с 550—600 МПа до 200— 240 МПа, т.е. в 2—3 раза. Условный предел коррозионной выносливости образцов, подвергнутых ППД [c.161]

Исследованию эффективности электрохимической защиты для повышения сопротивления металлов коррозионно-усталостному разрушению посвящены работы Г.В.Акимова, Н.Д.Томашова, Г.В.Карпенко, А.В.Рябчен-кова и др. Показано [20], что катодная поляризация при плотности тока 0,2 А/дм существенно повышает предел выносливости образцов из нормализованной стали 45 в 3 %-ном растворе Na I, а при плотности тока 0,5 А/дм предел выносливости стали в воздухе и в коррозионной среде при базе 10 цикл практически одинаков. Установлено также, что для эффективного повышения сопротивления коррозионной усталости сталей необходимо выбирать плотность тока несколько большую, чем для защиты деталей, находящихся в ненапряженном состоянии для конкретных условий существует оптимальная плотность тока, обеспечивающая наибольшее сопротивление стали коррозионно-усталостному разрушению. При оптимальной плотности тока предел коррозионной выносливости возрастает почти до значений, полученных в воздухе, и даже больших. [c.192]

М H2SO4 вводили галоидные ионы [135]. Исследования показали, что добавка анионов Вг , ]- в количестве 0,1 М позволяет существенно повысить пре дел малоцикловой коррозионной усталости стали. Однако эффективность совме стного действия галоидных ионов с ингибитором остается все же ниже, чем i случае использования одного только ингибитора ХОСП-10. [c.80]

В этой связи интересны исследования влияния аэрации среды на коррозионную усталость нормализованной стали 40, проведенные в нашей лаборатории Ю. И. Бабеем и В. Т. Степуренко. При испытании в 3%-ном растворе Na l в открытой ванне (с доступом кислорода из воздуха), когда не образовывался защитный щелочной слой, условный предел коррозионной усталости стали —был на 26% ниже, чем при испытании в закрытой ванне без доступа воздуха. При испытаниях в дистиллированной воде наблюдался обратный эффект в окрытой ванне a был на 5% выше, чем в закрытой. В последнем случае кислород сначала повышает скорость коррозии, а затем снижает ее за счет пассивации корродирующей поверхности адсорбировавшимся кислородом, чего не наблюдается в растворе соли. Эти опыты подчеркивают необходимость указывать при условном пределе коррозионной усталости не только базу испытаний, состав среды и ее температуру, при которой он найден, но и возможность насыщения среды кислородом, а также, находится ли среда в покое или в движении. [c.113]

Особенно резкое изменение коррозионно-усталостной прочности с изменением температуры наблюдается в расплавах солей. Исследования усталостной прочности нормализованной стали 20Х в нитратно-нитритном расплаве, проведенное в нашей лаборатории М. И Чаев-скимиВ. Ф. Шатинским, показали, что при температуре расплава, равной 400° С, кривые коррозионной усталости стали 20Х незначительно отличаются от кривых усталости, полученных при той же температуре в воздухе, тогда как при 500° С в расплаве наблюдается повышение выносливости (примерно на 30%), а при 600° С, при малом времени нагружения в нитратно-нитритном расплаве, кривая коррозионной усталости проходит выше соответствующей кривой, полученной в воздухе при той же температуре с увеличением же времени пребывания циклически нагруженной стали в расплаве наблюдается катастрофическое снижение ее выносливости — образцы постепенно разрыхляются и разваливаются. [c.114]

Сульфиды железа имеют низкую защитную способность в связи с пониженной концентрацией собственных ионов возле поверхности металла 2], поэтому, на наш взгляд, трудно ожидать в результате сульфидирования повышения коррозионной стойкости, но неясность этого вопроса вынудила нас провести ряд исследований с сульфиди-рованными образцами как на общую коррозию, так и на коррозионную усталость стали. [c.156]

В результате проведенных исследований на усталость стали ШХ15 были получены значения пределов усталости в воздухе и в коррозионной среде, сведенные в табл. 17, где также приведены коэффициенты и [c.160]

Аналогичные результаты были получены [36] при исследовании коррозионной усталости образцов из стали 12Х11Н2В2МФ, окрашенных эрозионностойкой эпоксидно-полиамидной эмалью, и неокрашенных образцов (рис. 4.8). [c.68]

Действие внешней среды проявляется по-разному в зависимости от структуры и состава металла (например, у мягкой стали с малым содержанием углерода предел усталостной прочности в агрессивной среде снижается на 3—7%, а у сталей с повышенным содержанием углерода — на 15—20%). Изучение вредного действия поверхностно-активных веществ на усталостные свойства металлов привело к созданию методов повышения стойкости металлов (и особенно стали) к усталости в агрессивных средах. Детальное Исследование вопросов прочности предварительно напряженных элементов конструкций и сооружений, подвергающихся коррозионному воздействию, коррозионной усталости стали и растрескивания металлов содержится в работах А. В. Рябченкова (1953), В. В. Романова (1960, 1967), Я. М. Потака (1955), Г. В. Карпенко (1963, 1967), Э. М. Гутмана (1967). [c.437]

Азотирование поверхностного слоя металла — также действенный метод борьбы с коррозией и коррозионной усталостью стали. Как показали исследования А. В. Рябченкова [77], кратковременное антикоррозионное азотирование углеродистой стали повышает ее усталостную прочность при работе в 3 7о-ном растворе хлористого натрия в 2—3 раза, а предел усталости в водопроводной воде оказался даже выше предела усталости неазотированной стали в воздухе на 40—50 /о- [c.167]

В табл. 29 приведены результаты исследования защитной способности разработанных ингибиторов в условиях коррозии стали 20 под напряжением в среде NA E, которые свидетельствуют о том, что эти реагенты в жестких условиях эксплуатации металлического оборудования эффективно препятствуют развитию сероводородного растрескивания (СР) и коррозионной усталости (КУ) металла. [c.276]

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]

Проведенные нами исследования [115] на образцах диаметром 5 мм при чистом изгибе их в 3 %-ном растворе Na I также показали увеличение условного предела коррозионной выносливости. Так у стали 20 при базе 5 10 циклов = 30 МПа, в то время как у сталей 45 и У8 при тех же условиях испытания = 50 МПа. Положительное влияние углерода на коррозионную выносливость углеродистых сталей можно объяснить по-видимому, уменьшением общей гетерогенности металла и повышением прочности при сохранении относительно низкой химической активности. В.В.Романов [116] указывает, что низкоуглеродистые стали при коррозионной усталости разупрочняются меньше, чем средне- или высокоуглеродистые стали. [c.50]

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

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...