Деформация металла при коррозии под напряжением

Деформация металла при коррозии под напряжением [c.42]

Таким образом, немногочисленные данные показывают, что ингибиторы могут эффективно подавлять коррозию сталей под напряжением. Однако пока не установлена зависимость между способностью ингибиторов тормозить коррозию под напряжением и их строением, что не позволяет научно обоснованно подходить к их выбору. На основе теоретических соображений можно пред-. положить [103], что при воздействии растягивающих напряжений наиболее эффективными ингибиторами будут являться те, которые хорощо адсорбируются на отрицательно заряженной поверхности растянутого металла. Это прежде всего ингибиторы катионного типа, а также ингибиторы, образующие На поверхности плотные пленки. В случае пластической деформации, когда в кристаллической решетке металла образуются линейные дефекты — дислокации, сжатая часть которых заряжена положительно, а растянутая отрицательно, можно ожидать, что эффективными ингибиторами могут являться вещества Как катионного, так и анионного типа, а также ингибиторы образующие плотные полимолекулярные слои или пленки. [c.65]

В некоторых системах металл — окружающая среда образование внутренних шеек не может быть принято в качестве модели роста трещин, ориентированных по действующим плоскостям скола или скольжения. Во всех случаях подсчитать скорость растворения трудно, так как по крайней мере часть поверхности у вершины трещины покрыта пленкой. Роль напряжений пока еще не выяснена полностью кроме того, картина усложняется тем, что часть трещины растет в условиях плоской деформации, а часть — в условиях плоского напряженного состояния, способствующего росту сопротивления коррозии под напряжением. Так как размер пластической зоны при плоском напряженном [c.249]

Поведение фосфатного шлама в условиях работы котельного, агрегата существенно отличается от поведения окислов железа и меди. Фосфатный шлам на поверхности труб образует рыхлый сравнительно равномерно распределенный слой отложений, который не только не вызывает коррозии, но даже и затормаживает ее. При анализе полученных данных необходимо принимать во внимание факт существования электрохимической неоднородности внутренней поверхности труб, обусловленной, в основном не одинаковым состоянием на ней окисных пленок, часть из которых может отслаиваться или разрушаться под действием тепломеханических напряжений. Такое явление, в частности, может наблюдаться вследствие циклических деформаций металла труб, обусловленных резким изменением теплового потока при периодическом шлаковании котла, пульсации в расходе пара и воды. [c.252]

В соответствии с этими представлениями, в условиях коррозионной усталости отдельные участки поверхности металла, вследствие многочисленных причин, находятся под действием различных по величине напряжений. Напряжения облегчают разрушение металлической связи между ион-атомами металла и снижают работу выхода. Поэтому электродные потенциалы различно напряженных участ сов различны — участки с максимальными напряжениями имеют более низкие потенциалы, т. е. под действием этих напряжений они становятся анодными. Разрушение защитной пленки на металле при действии механических нагрузок приводит к появлению наиболее раз-благороженных анодных участков. Далее, напряжения могут вызвать распад пересыщенного твердого раствора под влиянием деформации и образование новых фаз с новыми электрохимическими характеристиками. Все это усиливает электрохимическую неоднородность металла и вызывает коррозию, протекающую избирательно. [c.170]

Увеличение скорости коррозии в кислых средах под действием напряжений обычно объясняется разблагораживанием значений потенциала металла при его деформации, перераспределением катодных включений или разрушением защитной пленки. [c.55]

Напряжения и деформации, как правило, всегда ускоряют коррозионный процесс, но при равномерном распределении напряжений он не столь интенсивно протекает, как в случаях неравномерного распределения напряжений в металле. Однако в ряде случаев равномерная коррозия под влиянием напряжений переходит в межкристаллитную. [c.56]

Описанные уравнения роста трещин многоцикловой усталости используют также и для оценки долговечности конструкционных элементов, работающих на циклические нагрузки в условиях воздействия агрессивных сред. При этом физико-химические свойства среды, а также условия нагружения, прежде всего такие, как частота и температура металла и среды, отражаются определенным образом на коэффициентах Вит. Имеющиеся в обширной литературе по коррозионной усталости экспериментальные данные о характере этого влияния достаточно разноречивы, причем в любом случае большую роль играют индивидуальные свойства металла и агрессивной среды. По некоторым данным рост трещин под воздействием агрессивной среды ускоряется, по иным данным, наоборот, замедляется, что объясняют образованием защитного слоя из продуктов коррозии, усиленным теплоотводом от зоны местных напряжений перед фронтом трещины в жидких средах и т. п. Однако в целом следует считать, что по мере углубления и расширения коррозионно-усталостных трещин влияние агрессивной среды (каким бы оно не было) должно ослабевать в сторону преобладания чисто механического фактора. Достаточно развитые трещины должны распространяться при прочих равных условиях в агрессивной среде примерно с той же скоростью, что и на воздухе. Это вытекает из тех очевидных соображений, что деструкция материала в зоне местных напряжений перед устьем трещины определяется в первую очередь местными пластическими деформациями, которые зависят в свою очередь от циклического напряженного состояния всего конструкционного элемента, а не от свойств агрессивной среды. Однако среда играет [c.135]

Таким образом, в соответствии с гипотезой Хора рас-тресвивание металла при коррозии под напряжением происходит вследствие электрохимической коррозии, а чисто мехаиическое разрушение не играет роли в процессе растреснивания. Роль растягивающих напряжений по этой гипотезе сводится к пластической деформации металла около вершины трещины, в результате чего облегчается анодный процесс. Хор считает, что несмотря на то, что образоваяие трещин значительно задерживается при напряжениях, меньших тех, которые соответствуют перегибу кривой Ig времени до разрушения — напряжение, недопустимо делать вывод о наличии критических напряжений. [c.33]

Механические напряжения. Сильно влияют на кинетику и механизм разрушения металлов в агрессивных средах. В зависимости от вида напряжений и характера разрушения различают коррозию под напряжением, когда в результате действия внешних и внутренних, вернее, остаточных (после сварки, пластической деформации, термической обработки) напряжений изменяется скорость коррозионных процессов. В этом случае разрушение приобретает локализованный характер. В результате действия растягивающих напряжений и агрессивной среды может возникнуть весьма опасный вид разрушения — коррозионное растрескивание. Оно происходит при почти полном отсутствии заметной макропластической деформации н приводит к серьезным авариям. 11аблюдается в агрессивных средах (аммиак, цианистый водород, растворы щелочей, нитратов, хлоридов, кислот и др.) [7, 14]. [c.254]

Такая модель кажется слишком упрощенной, поскольку не учитьизает динамический характер процессов, происходящих в вершине трещины в условиях коррозии под напряжением. Между тем известно, что растворение здесь преимущественно идет на свежей поверхности дислокационных ступенек, образуемых при пластической деформации, при наличии покровного пассивирующего металла слоя продуктов реакции (обычно окислов) на берегах трещины, причем коррозионное растрескивание наблюдается лишь при вполне определенном соотношении между скоростью образования, растворения и репассивации новой поверхности. В связи с этим влияние примесей, адсорбированных на границе зёрна, на коррозионное растрескивание может быть связано также и с влиянием на свойства пассивирующего слоя, и на морфологию ступенек деформации. [c.168]

Слой магнетита по имеющимся данным [34] разрушается при остаточной деформации растяжения от 0,2 до 0,8%. Содержание хрома в перлитной стали не влияет на деформационную способность магнетита. Растяжение при одних и тех же напряжениях быстрее приводит к разрушению магнетитового слоя, чем сжатие. Под нагрузкой коррозионные язвы растут быстрее. Можно предположить, что края трещин в магнетите раскрываются и доступ кислорода к металлу облегчается. Разрушения от коррозии под напряжением наблюдаются значительно реже, чем от коррозионной усталости. Следует также отметить, что металл многих поврежденных гибов имел повышенное содержание неметаллических включений, в частности сульфидов. Подобные повреждения имели место также в перепускных трубах экранов нижних радиационных частей прямоточных котлов сверхкритического давления. [c.195]

Конечно, присущая сплаву чувствительность к межкристаллитной коррозии не является единственным условием, определяющим его чувствительность к межкристаллит-ному коррозионному растрескиванию. Последнее будет происходить в том случае, если межкристаллитная коррозия будет поддерживаться или увеличиваться при наложении напряжений. Кроме этого, имеются силавы, которые проявляют чувствительность к межкристаллитной коррозии, ио их чувствительность к коррозии под напряжением не так очевидна. Роль напряжений может быть решающей в ряде случаев, когда материал имеет чувствительность к межкристаллитному растрескиванию в отсутствие коррозионно активной среды, например, это характерно для некоторых высокопрочных алюминиевых сплавов, или для сплавов со структурой, обусловливаю-И1ей локализованную деформацию, благодаря чему металл по границам зерен в области вершины трещины находится в исходном состоянии, т. е. без окисной пленки. Следует, однако, отметить, что а-латунь в условиях испытания при заданной деформации претерпевает межкристаллитное разрушение в аммиачном растворе при рН-7,3, однако при постоянной скорости деформации разрушение в большей степени носит [c.232]

Итак, в качестве физической модели твердого тела для описания механохимических явлений при коррозии металла под напряжением можно принять модель упругого континуума. (имеющего квазисвободные электроны) с дефектами структуры типа дислокаций. В этой модели потенциал деформации, обусловленный средней дилатацией упругодеформированного металла или средним нелинейным расширением дислокаций, реализуется в значениях, практически не влияющих на работу выхода иона металла, но оказывающих воздействие на электромагнитные явления переноса в металле и работу выхода электрона. [c.14]

При длительном действии статических или циклических напряжений на сталь в коррозионной среде, вызывающем явление коррозионной усталости, может происходить макроскопически хрупкое разрушение стали без признаков пластической деформации, которая могла бы фиксироваться визуально. Кроме хрупкого разрушения, происходит также коррозионное поражение поверхности металла и появление на ней более или менее толстого слоя окислов. Окисленной может быть или вся поверхность металла, или только отдельные ее места, что будет зависеть от агрессивности среды и свойств стали. Опыты показали, что длительное статическое или циклическое нагружение практически не влияет на интенсивность общей коррозии, и потеря в весе от коррозии металла, который находился в коррозионной среде как под нагрузкой, так и без нее, почти равна. Напряженное состояние стали влияет не на увеличение потерь от общей коррозии, а на усиление избирательной коррозии коррозия, в этом случае, обычно развивается как ножевая коррозия. Под таким термином мы объединяем как межкристаллитную, так и транскристаллит-ную коррозию в виде трещин, обычно перпендикулярных к действующим нормальным напряжениям. [c.100]

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]

При выборе покрытия и метода его получения для узла изделия, подвергаемого деформации во время обработки и эксплуатации, необходимо принимать во внимание такие факторы, как внутреннее напряжение, пластичность и хрупкость металлических покрытий (и иногда сплавов). Электроосаждаемые покрытия хромом и никелем могут выдержать только незначительную деформацию, не образуя трещин и не отслаиваясь. Чрезмерное утолщение слоев сплава при погружении в расплавленный металл также приводит к хрупкости покрытия и разрушению под действием деформации. Твердость, пластичность и антифрикционные свойства металлических покрытий имеют важное значение при дальнейшей обработке. Мягкое покрытие (так же, как свинец и в меньшей степени алюминий) деформируется под действием нагрузки, что обусловливает эффективное уничтожение некоторых трещин, но вызывает локализованное утоньшение покрытия или даже коррозию основного слоя. Нанесение цинкового или алюминиевого покрытия на сталь обеспечивает ей антифрикционные свойства, поскольку указанные покрытия имеют высокие коэффициенты скольжения 0,45— 0,55 для цинка и 0,7 для алюминия. [c.128]

Характер разрушения образцов существенно зависит от природы контактирующей детали (рис. 77). Ширина зоны фреттинг-пораженин L определяется жесткостью системы вал - втулка, амплитудой деформации и примерно соответствует зоне распространения максимальных переменных контактных напряжений. С понижением жесткости системы, уменьшением натяга и увеличением амплитуды циклических напряжений ширина зоны, подвергнутой фреттинг-коррозии, увеличивается. При испытании образцов с жесткими металлическими накладками под ними у торца, вследствие взаимного микроперемещения и высоких контактных давлений, протекают процессы микропластических деформаций, поверхность контактирующих металлов активируется и взаимодействует с окружающей средой, в частности, с кислородом. При этом образуются продукты фреттинг-коррозии, представляющие собой оксиды металла, а в отдельных случаях — тонкодисперсный металлический порошок. [c.146]

Описанные опыты дают возможность предположить, что в таких поликристаллических металлах, как сталь (которая имеет на разделе двух фаз среда — металл огромное количество микрокатодных и. микроанодных участков), в процессе ее деформации при одновременной коррозии с водородной деполяризацией происходит достаточно быстрое наводороживание пластически деформируемых катодных участков. Очевидно, эти участки будут слабыми местами, в которых может возникнуть хрупкое разрушение. Такое разрушение возможно, например, при больших амплитудах циклических напряжений, если оно происходит вскоре после нагружения образцов. Это объясняется тем, что другие слабые места еще не возникли, так как времени в этом случае еще недостаточно для значительного коррозионного поражения анодных участков, т. е. для возникновения слабых мест в стали под влиянием уменьшения ее прочности вследствие коррозионного поражения.. [c.173]

РАЗРУШЕНИЕ ЗАМЕДЛЕННОЕ — разрушение детали через онредел. время после первоначального нагружения (затяжка болтов, пружин, баллоны под постоянным давлением, сварные изделия с внутренними напряжениями и т. п.) без дополнит, увеличения нагрузки. Р. з. связано с отдыхом закаленной стали (при вылеживании при 20° после закалки прочность и пластичность растут). Прочность при Р. з. обычно ниже кратковременной прочности этих же деталей, а характер разрушения — более хрупкий, при низких напряжениях трещины растут медленно. Окончание Р. з. часто имеет взрывной характер, напр, часть затянутого болта при окончат, разрушении выстреливает с большой ки-нетич. энергией. Р. з. наблюдалось у различных сталей с мартенситной структурой, т. е. закаленных и низкоотпущешшх у нек-рых цветных металлов, в пластмассах, силикатных стеклах, фарфоре и т. п. Р. 3. способствует неравномерность нагружения (надрезы, трещины, перекосы и т.д.), а также неравномерность и неоднородность структуры (напр., закалка стали без последующего отпуска перегрев при закалке наводороживание стали избират. коррозия латуни и др.). Неоднородность нагружения и структуры вызывают неравномерное развитие пластич. деформации различных зон тела во времени и по величине. Это приводит к разгрузке одних зон и к перегрузке и последующим трещинам в др. Причины Р. 3. связывают с искажениями вблизи границ зерен. Во многих случаях Р. 3. усиливается или возникает при воздействии коррозионных и поверхностноактивных сред. Р. 3. способствует увеличение запаса упругой энергии нагруженной системы, наир. Р. з. происходит большей частью у тех болтов, к-рые стягивают у.злы с малой жесткостью, т. е. с увеличенным запасом упругой энергии. Наоборот, при затягивании стальных болтов на жесткой стальной плите Р. з. обычно не [c.104]

РЕБИНДЕРА ЭФФЕКТ — физико-хи-мич. влияние среды па механич. св-ва материалов, не связанное с коррозией, растворением и др. химич. процессами, Р. э. проявляется в понижении прочности и облегчении упругой и пластич. деформации под влиянием адсорбции (поглощения молекул из окружающей среды поверхностями, развивающимися в деформируемом теле). Р. э. проявляется у металлич. моно-и поликристаллов, полупроводников, ионных кристаллов, бетонов, стекол, горных пород и т. д. Величина Р. э. зависит от темп-ры, величины напряжения, способа нагружения, состава и структуры материала и резко зависит от времени нагружения. Наиболее сильно Р. э. проявляется в тех случаях, когда за время деформации, предшествующей разрушению, вновь возникающие поверхности успевают покрыться адсорбционными слоями. Это имеет место в процессах ползучести при длит, статич. нагружении, в процессах усталости. При переходе от моно- к поликристаллич. металлам Р. э. значительно ослабляется, т. к. облегчение деформации сосредоточивается в поверхностных слоях и не распространяется в глубь тела. Наибольшее понижение поверхностной энергии материалов (почти до нуля) вызывают расплавленные среды, близкие по мол. природе к деформируемому телу напр., если более тугоплавкие металлы и сплавы при нагружении находятся в среде жидких более легкоплавких металлов (в частности, наличие ртутной пленки на монокристаллах цинка уменьшает прочность и пластичность в десятки раз). Р. э. часто вреден для конструкционных материалов, т. к. понижает их прочность и пластичность. Для облегчения обрабатываемости резанием и для ускорения и улучшения ирирабатываемости при трении Р. э. полезен. Защита поверхности деталей от [c.112]

Повреждения, происходящие в результате коррозионной усталости, обычно легко установить. Поверхность металла поражается точечной коррозией, причем на дне раковин часто видны трещины. Направление этих трещин обычно перпендикулярно направлению напряжений, послуживших причиной их возникновения. Если трещины невидимы при небольших увеличениях, то их можно обнаружить глубоким травлением поверхности, пластической деформацией или магнитным анализом. В этом отношении коррозионная усталость отличается от обычной усталости, так как под влиянием последней на пораженном участке редко образуется более одной трешлны. [c.607]

Помимо перечисленных, так называемых внешних факторов, существует большое число факторов, отражающих реакцию материала на возникшие состояния и протекающие процессы, т. е. то, что принято называть свойствами материалов в широком смысле этого понятия. Свойства материалов и элементов конструкции, в которых они физически воплощены, крайне многообразны а) упругость, характеризуемая модулем упругости Е, и пластическая деформируемость, описываемая диаграммой о = / (е) б) прочность, выражаемая при однократном нагружении пределом текучести, временным сопротивлением, истинным разрушающим напряжением в) пластичность в виде относительного удлинения и поперечного сужения г) упрочняемость материала и пластическая неустойчивость при растяжении д) упругая неустойчивость при сжатии е) сопротивляемость накоплению усталостных повреждений, в том числе у острия трещины ж) прочность при повторных пластических нагружениях з) сопротивление ползучести и) длительная прочность и пластичность при высоких температурах к) старение металла под воздействием деформации, температуры, времеии л) сопротивление началу разрушения в присутствии концентраторов — надрезов, трещин м) сопротивление быстрому динамическому распространению трещин н) стойкость против общей межкристаллитной коррозии, а также против коррозионного растрескивания о) сопротивление замедленным разрушениям п) хладостойкость и др. [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...