Анодная поляризация и коррозионное растрескивание

Анодная поляризация и коррозионное растрескивание [c.127]

В связи с тем, чю многие подверженные коррозионному растрескиванию металлы эксплуатируются в атмосферных условиях, часто в контакте с другими металлами, т. е. в условиях колебания температуры н возможной анодной и катодной поляризации, несомненный интерес представляют данные о влиянии температуры на эффект катодной и анодной поляризации при коррозионном растрескивании металлов. [c.32]

Экспериментальный факт, показывающий влияние масштабного фактора на эффект катодной и анодной поляризации при коррозионном растрескивании металла позволяет сделать вывод о том, что природа влияния масштабного фактора преимущественно электрохимическая. [c.164]

Рас. 21. Влияние катодной и анодной поляризации на коррозионное растрескивание стали ВКС-,1 при напряжении 6Э0 МН/м (60 кг с/мм ) в 20%-иой Н,50< (/) и 20%-ной ( зО кг/м- ) [2) [c.82]

С. Ш. Подольской показали, что коррозионное растрескивание металлов в нейтральных электролитах, по крайней мере в начальных стадиях, является следствием локального анодного активирования поверхности и ускоряется анодной поляризацией и полностью тормозится катодной поляризацией, причем с уменьшением кислотности среды расширяется область потенциалов, при которых возможно коррозионное растрескивание по этому механизму. Особо эффективно способствуют коррозионному растрескиванию металлов ионы СГ и S N . [c.335]

При коррозионном растрескивании под напряжением в слабо кислых средах, которое вызывается выделяющимся водородом, электрохимическая защита в общем случае не может дать эффекта [2]. Для пояснения этого на рис. 2.20 представлены кривые срок службы — потенциал для углеродистой стали в среде, содержащей сероводород [75]. При pH = 4 стойкость при катодной поляризации действительно заметно повышается (в некотором узком диапазоне потенциалов в результате образования поверхностного слоя FeS). Однако для длительного защитного действия этот эффект не может быть использован. По результатам измерений видно также, что по мере снижения потенциала, стойкость (по времени до разрушения) уменьшается. Анодная защита от коррозионного растрескивания под напряжением, вызываемого водородом, теоретически возможна, но нерациональна, поскольку при этом усилится равномерная поверхностная коррозия. Коррозионное растрескивание под напряжением под влиянием водорода в углеродистых и низколегированных сталях обычно может развиваться только в присутствии стимуляторов, которые не допускают рекомбинации выделившихся на катоде атомов водорода в молекулы Hj, вследствие чего в структуру материала может внедриться (диффундировать) повышенное количество водорода (см. рис. 2.1). К числу таких стимуляторов могут быть отнесены, например, гидриды элементов 5 и 6 групп Пери- [c.75]

Сопоставление приведенных выше результатов с данными по коррозионному растрескиванию титановых сплавов.в метанольных средах показывает, что характер изменения процессов растрескивания титановых сплавов в метанольных средах идентичен процессам, идущим в агрессивных коррозионных средах, в которых отсутствует репассивация. Именно отсутствием области пассивности на анодных поляризационных кривых можно объяснить наблюдаемое на титановых сплавах в метанольных средах непрерывное увеличение анодного тока с увеличением потенциала. Повышенное содержание воды в метаноле приводит на об- разцах титановых сплавов к появлению области пассивности. Особенности влияния катодной поляризации и устранение коррозионного растрескивания на образцах титановых сплавов в метаноле связано с тем, что при наложении катодной поляризации на поверхности образуется плотный слой гидридов, создающий пассивное состояние. [c.84]

В случае систем, изображенных на рис. 2.17,6 для принятия решения о выборе типа защиты нужно учесть уровень защитного тока, распределение тока по формуле (2.44), вторичные продукты электролиза и эксплуатационную надежность в связи с характером поляризационных кривых по рис. 2.14. Для пояснения на рис. 2.18 показано относительное положение нестационарных и квазистационарных кривых ](U) по отношению к критическому диапазону потенциалов для коррозионного растрескивания под напряжением. Очевидно, что нестационарные измерения кривых 1 (U) ведут к ошибочным выводам и что р.виду меньшего расстояния между областью защиты и стационарным потенциалом, меньшей плотности защитного тока и большего сопротивления поляризации более выгодна анодная защита [69]. [c.73]

При исследовании было установлено, что катодная и анодная поляризация могут резко уменьшить время до разрушения. Так, при плотности тока 1 мА/см анодная поляризация снижает это время в 12 раз, катодная — в 57 раз, а при плотности тока 15 мА/см анодная — в 17 раз, катодная — в 1700 раз. Такое резкое снижение прочности при катодной поляризации указывает на водород- ную проницаемость адсорбированной пленки ингибитора и наводороживание образца. Действие анодной поляризации, по-видимому, связано с катионным типом ингибитора КПИ-1. При стационарном потенциале этот ингибитор эффек-1 тивно защищает металл от коррозии и, значительно повышая перенапряжение ) водорода, одновременно предохраняет металл от наводороживания. Поэтому для изучения коррозионного растрескивания на различных уровнях нагружения (статической коррозионной усталости) был выбран ингибитор КПИ-1, как наиболее эффективный из указанных выше. [c.163]

Рис. III-28. Влияние катодной и анодной поляризации на развитие коррозионного растрескивания аустенитной нержавеющей стали 18-8 при испытаниях в кипящем насыщенном растворе хлористого магния (по Улигу)

На основании приведенных результатов можно высказать предположение о применимости анодной защиты или метода катодных протекторов также и для защиты от коррозионного растрескивания. Их эффективное действие для этого случая, очевидно, будет проявляться лишь тогда, когда, с одной стороны, коррозионное растрескивание вызвано именно процессом наводороживания металла, а не другими причинами, и, с другой стороны, когда анодная поляризация в данных условиях может обеспечить перевод защищаемого металла в пассивное состояние. [c.165]

Склонность к коррозионному растрескиванию стимулируется анодной поляризацией, тогда как незначительная катодная поляризация в пределах области пассивности является защитной [220]. При потенциалах поляризации, отрицательнее тех, при которых сохраняется пассивное состояние, имеет место также коррозионное растрескивание. В этом случае проявляется водородное охрупчивание металла. При этом изломы стали обнаруживают хрупкое строение и продукты коррозии на них отсутствуют. Для сравнения отметим, что на поверхностях изломов образцов при анодной поляризации наблюдаются отложения продуктов коррозии. [c.351]

Изучая влияние анодной поляризации, Зарецкий обнаружил, что по мере повышения анодной плотности тока время до растрескивания первоначально сокращается, достигает минимального значения, затем несколько увеличивается, после чего остается неизменны.м, несмотря на повышение плотности тока до 233 ма/см (фиг. 10). Зарецкий объясняет полученную закономерность взаимодействием процессов общей коррозии и разрущения по зонам растрескивания, протекающих при коррозионном растрескивании. По его мнению, при увеличении плотности анодного тока скорость общей коррозии вначале возрастает в меньшей степени, чем скорость разрушения по зонам растрескивания, что приводит к более быстрому разрушению сплава. [c.13]

Можно отметить исследование, посвященное влиянию температуры на эффект катодной и анодной поляризации при коррозионном растрескивании сплава МА2 в 0,1 н растворе H2SO4 + 35 г л Na l [47], [c.32]

Катодная поляризация от внешнего источника тока способствует прекращению коррозионного растрескивания, причем значение требуемой плотности тока увеличивается при понижении содержания воды. Анодная поляризация ускоряет коррозионное растрескивание, и наблюдае я линейная зависимость между скоростью процесса и потенциалом вплоть до потенциала питтин-гообразования [1]. Выдержка напряженных образцов в агрессивных метанольных средах с последующим испытанием под нагрузкой на воздухе приводит к транскристаллитному растрескиванию, имеющему все признаки коррозионного растрескивания. Это указывает на то, что некоторые специфические компоненты абсорбируются из коррозионной среды, и объясняется абсорбцией водорода, как это обычно бывает в водных средах [22]. Хотя механизм рас- [c.276]

И. Г. Подгорный [63] нашел, что время до растрескивания углеродистых сталей в начетом растворе едкого натра (200 кг/м ) с добавкой силиката натрия (0,56 кг/м ) и хлористого натрия (0,2 кг/м ) при постоянном напряжении зависит от величины электродного потенциала. При анодной поляризации время до раст ре-скивания увеличивается повышение плотности тока при катодной поляризации приводит сначала к уменьшению, а затем увеличению времени до растрескивания. Влияние катодной и анодной поляризации на коррозионное растрескивание углеродистой стали в растворах щелочей отмечается в работе [53, с. 323—333], [c.29]

Поскольку коррозионное растрескивание, так же как и питтинговая коррозия, является по своей природе электрохимическим процессом, развивающимся в результате депассивации части металлической поверхности, стойкость металла к данному виду разрушения определяется прежде всего стабильностью возникающей на нем пассивирующей пленки [152,15 3] и может регулироваться за счет регулирования электродного потенциала металла. В настоящее время хорошо известно, что наложение катодной поляризации затрудняет, а анодной - облегчает развитие коррозионного растрескивания. Так, например, катодная поляризация аустенитной нержавеющей стали в кипящем растворе Mg l2 током 3 10" а/см обеспечило защиту ее от растрескивания на протяжении всего опыта, длившегося 24 ч [154]. Показано также [ 155], что полную защиту стали 18/9 в кипящем 42%-ном растворе Mg l2 удается обеспечить катодной поляризацией ее током 1,5 10-4 а/см2. [c.35]

Для проверки применимости электрохимической теории коррозионного растрескивания был поставлен специальный эксперимент. Он заключался в измерении критического потенциала инициирования КРН нержавеющей стали 18-8 в кипящем при 130 °С растворе хлорида магния с добавками и без добавок ингибирующих анионов [22]. Анодная поляризация тем скорее вызывает растрескивание, чем положительнее потенциал катодная поляризация, наоборот, увеличивает время до растрескивания. При потенциале ниже критического значения —0,145 В сплав становится практически устойчив (рис. 7.5, а). Добавление различных солей (например, СНзСООНа) к раствору Mg lj повышает критический потенциал. Когда критический потенциал становится положительнее потенциала коррозии, КРН прекращается (рис. 7.5, Ь). Следовательно, если критический потенциал равен потенциалу анода разомкнутой цепи, характеризующему катодную защиту, при которой скорость коррозии равна нулю (см. разд. 4.10), потенциал коррозии не может быть ниже критического. Однако, ввиду того что критический потенциал может быть и ниже, и выше потенциала коррозии, он должен иметь другое объяснение. [c.140]

Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющей стали типа 304, которое наблюдается при комнатной температуре в растворе 5/л H2SO4 + + 0,5/п НС1, предотвращается анодной поляризацией стали до потенциала 0,7 В 132а], См. также [64] к гл. 18 и сноску на с. 322. — Примеч. авт. [c.229]

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 работе [143] приведены результаты исследования коррозионного растрескивания стали 4340 с пределом текучести 1380 МПа в условиях анодной и катодной поляризации в 3,5 % -ном растворе Na l. Растрескивание происходило при обоих видах поляризации. Продолжительность экспозиции до начала разрушения возрастала при катодной поляризации, уменьшалась при более отрицательных потенциалах. Для объяснения наблюдавшихся результатов рассмотрены процессы, связанные с выделением водорода. [c.179]

Д. Г. Хайнс [111,81] исследовал влияние поляризующего тока на коррозионное растрескивание аустенитной нержавеющей стали в подкисленном растворе хлористых солей. По его мнению, металл растворяется в порах окисной пленки. Выделяющийся при этом водород способствует разрыхлению пленки и тем самым ускоряет разрушение металла. По мнению Д. Г. Хайнса, подщелачивание приэлектродного слоя при катодной поляризации способствует восстановлению пленки и улучшению ее защитных свойств. Анодная поляризация ускоряет разрушение металла. Разрушение аустенитных сталей в кислых средах необходимо рассматривать особо. Как указывает К- Эделеану [111,82], при наличии водородной деполяризации наблюдается наводораживание, а следовательно, металл становится хрупким. [c.141]

Большинство источников указывает на то, что полуферритные и ферритные хромистые стали практически не подвержены коррозионному растрескиванию в растворах хлоридов. Хромистые же стали, имеющие мартенситную структуру, подвержены коррозии под напряжением. Между коррозионным растрескиванием аустенитных и мартенситных сталей имеется определенное различие. В аустенитных сталях растрескивание интенсифицируется при анодной поляризации, а в мартенситных — катодной. Последнее обстоятельство позво-ляетпредположить, что растрескивание мартенситных сталей связано а водородной хрупкостью. При наличии катодной поляризации увеличивается скорость выделения водорода и интенсифицируется коррозионное растрескивание мартенситных сталей. Контакт с более электроотрицательным металлом, например алюминием, также ускоряет процесс растрескивания мартенситных сталей. При растрескивании стали 410 (12—13% хрома) разрушение распространяется вдоль неотпущенного мартенсита по граням прежних аустенитных зерен. Отпуск при температуре 635° С снижает склонность стали к коррозионному растрескиванию [111,156]. Д. С. Поль [111,36] считает, что ферритные и мартенситные стали с низкой твердостью не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением в воде высокой частоты при температуре до 300° С. Мартенситные же нержавеющие стали, закаленные до твердости Ядс= 30, коррозионному растрескиванию в этих условиях подвержены. Хромистые стали, так же как и малолегированные и аустенитные нержавеющие стали. [c.177]

В щелочных растворах углеродистая сталь легко пассивируется анодной поляризацией в широком интервале концентраций и температур. Поверхностная пленка обычно состоит из магнетита (Рез04) при низких потенциалах в области устойчивой пассивности и геманита (РедОз) при более высоких потенциалах. Как уже сообщалось в первой главе, использование анодной защиты прежде всего направлено на предотвращение коррозионного растрескивания. Плотности защитных токов обычно велики, и анодная защита в чистых щелочах не дает большого эффекта. Так, используя анодную защиту, можно уменьшить скорость коррозии углеродистой стали в 33%-ном растворе NaOH при 100°С с 0,7 до 0,5 мм/год [98]. [c.69]

Исходя из рассмотренной коррозионной диаграммы, следует, что возможны следующие электрохимические методы оценки склонности металла к коррозионному растрескиванию 1) по разнице потенциалов выхода из псевдопассивной ф2—ф1 (см. рис. 30,/) и пассивной ф5—ф4 [III) областей, определенных по поляризационным кривым, снятым на реальном металле 2) по разнице потенциалов для деформированного и недеформированного образцов при поляризации их анодным током /г. (для области I) или ц (для области III) 3) по разнице скоростей анодного процесса, при выдержке деформированного и недеформированного образцов при постоянном потенциале в области I или III. [c.71]

Аустенитные стали после холодной деформации с большим обжатием могут в дополнение к коррозионному растрескиванию подвергаться также водородному растрескиванию. Применение как анодной, так и катодной поляризации сокращает время до разрушения такого материала. Особо высокопрочные стали очень склонны к охрупчиванию, и их следует с особой осторожностью сваривать и подвергать другим видам обработки. Некоторые стали такого типа при нагружении разрушаются даже в обычной влажной атмосфере. Такие способы защиты, как гальванопокрытия, бывают вредными, так как могут способствовать внедрению водорода. Во всех случаях следует принимать особые меры предосторожности, например фосфатирование должно быть ускоренным. Одной замечательной осо нностью водородного охрупчивания является возможность обнаружения его только при малых скоростях деформации, а стандартные испытания образцов с надрезом неспособны указать на этот эффект охрупчивания. Так как водород в решетке, по-видимому, ди(Й)ундирует в деформированную зону у острия трещины, высокая скорость деформации не обеспечивает необходимого времени для такого перемещения водорода. [c.192]

Не всегда просто отличить коррозионное растрескивание от водородного охрупчивания, в особенности в ферритных и аусте-нитных материалах. Как уже объяснялось, катодная поляризация должна бы обеспечить явное отличие, однако и при этом результаты ае всегда убедительны. Как фрактографические исследования, так и зависимость скорости развития трЩин от потенциала показывают, что даже при анодной поляризации высокопрочные стали разрушаются вследствие водородного охрупчивания. Так, например, в мартенситных сталях, погруженных в воду, нагретую до высоких температур, могут развиваться в соответствии с электрохи- [c.192]

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]

Коррозионное растрескивание сталей при потенциале коррозии и при анодной поляризации имеет одну и ту же электрохимическую природу, что подтверждается измерением pH в вершине развивающейся трещины для сталей 12ХН4МФ, 20ХН9К4МФ и чистых металлов, входящих в их состав [220] [c.350]

Таких же результатов, как и при введении добавок, ускоряющих коррозионный процесс, можно достигнуть, применяя при ускоренных испытаниях сплавов анодную поляризацию от внещнего источника тока, приводящую к смещению стационарного потенциала в положительную сторону. Если образец склонен к коррозионному растрескиванию, то растворение должно концентрироваться в трещинах, а если склонности к коррозионному растрескиванию нет, то коррозия будет протекать по всей поверхности образца. [c.280]

Одним из наиболее важных экспериментальных факторов, проливающих свет на природу и механизм коррозионного растрескивания, являются данные о влиянии катодной и анодной поляризации на этот процёсс. Во всех опубликованных экспериментальных работах установлено, что достаточной катодной поляризацией от внешнего источника тока или путем присоединения протектора можно предупредить возникновение или остано-аить развитие уже зародившихся коррозионных трещин. [c.11]

Геришер и Риккерт [105], исследуя коррозионное растрескивание сплавов системы Си—Au в 1 н растворах КС1 и USO4, установили, что повышение анодной плотности тока существенно увеличивало скорость растрескивания металла. В растворе КС1 на образцах возникала и развивалась обычно одна трещина, и растрескивание протекало быстрее при тех же условиях, по сравнению с растрескиванием в растворе USO4, в котором при анодной поляризации зарождалось одновременно большее количество мелких трещин. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...