Виды охрупчивания сталей и их причины

Виды охрупчивания сталей и их причины [c.185]

Хрупкое разрушение деталей происходит при возникновении больших ударных нагрузок, при работе в условиях низких температур (низкотемпературное охрупчивание некоторых видов конструкционных сталей с примесью азота), больших остаточных напряжениях, например в сварных соединениях, наличии местных дефектов в материале, большой концентрации напряжений, действии факторов, не связанных с механическим напряжением (тепловое и радиационное охрупчивание). Хрупкое разрушение является причиной выхода из строя сварных соединений, чугунных отливок, фасонных деталей с объемной термообработкой до высокой твердости и т. д. [c.32]

Считается, что причина сероводородной хрупкости — проникновение в сталь водорода, образующегося в протонном виде, в результате электрохимической коррозии металла в водных растворах сероводорода. Атомарный водород способен диффундировать в кристаллической решетке металла, достигая микротрещин, пустот, где он накапливается, образует молекулярный водород, создающий по мере накопления огромное давление. Такое давление в сочетании с приложенными растягивающими напряжениями приводит к внезапным разрушениям. Подобный процесс называют водородным охрупчиванием. [c.70]

В большинстве случаев действия концентрационного механизма коррозии в парогенераторах с многократной циркуляцией по ражаются стенки. Самыми чувствительными участками являются сварные швы, где могут получиться большие щели прп неполном удалении наплавленных выступов, и в концевых частях труб, где нет циркуляции воды. Дефекты труб в виде тонкой слоистости также могут быть причиной концентрации хлоридов. Коррозия стали в этих условиях может вызвать выделение водорода в форме, в которой он может легко абсорбироваться поверхностью труб, а затем сможет диффундировать в металл. Этот водород будет реагировать с углеродом стали, присутствующим в виде цементита, и образовывать метан, который нерастворим в ней. В этом случае возникает очень высокое внутреннее давление, которое вызывает охрупчивание. Метан накапливается в полостях, имеющихся в стали, и когда коррозия пронизывает стенку трубы насквозь, материал может катастрофически разрушиться, может произойти вырывание металла или растрескивание трубы вдоль оси. [c.179]

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]

Стали 15Х25Т и 15X28 используют чаще без термической обработки для изготовления сварных деталей, работающих в более агрессивных средах и не подвергающихся действию ударных нагрузок, при температуре эксплуатации не ниже —20 °С. Эти стали обладают крупнозернистостью в литом виде и склонны к сильному росту зерна при нагреве свыше 850 С (например, при сварке), что сопровождается охрупчиванием стали. Измельчить зерно и повысить пластичность термической обработки нельзя, так как стали не претерпевают а-> у-нревращений сварные конструкции из стали 15X28 склонны к межкристаллит-ной коррозии. Углерод и азот способствуют охрупчиванию стали (повышают порог хладноломкости) и являются причиной меж-кристаллитной коррозии. [c.295]

Большое, практическое значение явления обратимой отпускной хрупкости, значительный научный интерес и роль этого явления в формировании современных представлений о влиянии межкристаллитных, меж-фазных и других внутренних границ раздела на прочность и пластичность сплавов, обусловили все возрастающий поток публикаций, посвященных изучению отпускной хрупкости. Однако со времени опубликования книги [1], обобщающей результаты экспериментальных и теоретических исследований обратимой отпускной хрупкости, система тизирующей представления о природе этого явления, прошло уже более 25 лет. С тех пор появилось значительное число новых экспериментальных данных/ полученных с использованием современных ло-кальных методов анализа химического состава приграничных зон зерен в стали, возникли новые представления о природе и механизмах процессов, приводящих к развитию отпускной хрупкости, достигнут определенный прогресс в понимании микромеханизмов охрупчивающего влияния примесей и разрушения охрупЧенной стали. Наконец, в последнее десятилетие начало разрабатываться практически новое научное направление, связанное с изучением взаимосвязи отпускной хрупкости с другими видами охрупчивания, с исследованием причин повышенной склонности стали в состоянии отпускной хрупкости к охрупчиванию в агрессивных средах, при повышенных температурах и Т.Д. [c.7]

При работе изделия в интервале температур 350—500° С в ферритных и аустенитно-ферритных швах, содержащих 15—20% слож-нолегированного феррита, может появиться 475-градусная, или тепловая хрупкость. Она не сопровождается заметными структурными изменениями, и поэтому причины ее до сих пор не выяснены. Предотвращение охрупчивания швов подобного типа достигается ограничением в металле феррита. Выдержка аустенитных и аустенитно-ферритных сталей при температурах 550—875° С приводит к охрупчиванию в результате выпадения а-фазы, представляющей собой ннтер.металлид. Предупреждение этого вида охрупчивания достигается закалкой при температуре 1050—1100° С, а при двухфазных аустенитно-ферритных швах ограничением первичного феррита (менее 20%). [c.382]

Этому виду охрупчивания способствуют такие элементы, как Сг, V, 51,N5,в меньшей мере — Т1 и А . Л ногочисленными исследованиями природа этого явления в полной мере пока еще не установлена. Не найдены также и элементы, наличие которых в высокохромистых сталях исключало бы или существенно ограничивало развитие теплового охрупчивания. Предполагают, что причиной тепловой хрупкости может быть выпадение субмикроскопических частиц по границам зерен феррита. [c.343]

Флокены - это волосовидные трещины с кристаллическим строением поверхностей стенок, образующиеся внутри толстого проката или поковок. На изломах флокены имеют вид пятен круглой или овальной формы. Причина образования флокенов - значительные структурные напряжения и охрупчивание стали в сердцевине, вызванное присутствием водорода, не успевшего вьще-литься из металла при быстром охлаждении. [c.277]

Хромистые ферритные стали при сварке и некоторых видах термического воздействия приобретают склонность к межкрис-таллитной коррозии. Охрупчивание и снижение коррозионной стойкости связаны с выделением карбида хрома и других хрупких фаз по границам зерен и обеднением хромом твердого раствора в областях, прилегающих к границам зерен. Рост зерна в околощов-ной зоне и в металле сварного шва ограничивают путем уменьшения погонной энергии сварки. По этой причине нежелательно применение сопутствующего или предварительного подогрева и последующего отпуска. [c.246]

Разрушению в диапазоне комнатных температур могут подвергаться сварные изделия во время ремонта и последующего испытания конструкций, бывших в эксплуатации при высоких температурах. Причиной их в этих случаях обычно являются процессы высокотемпературного охрупчивания, не сказывающиеся заметно на пластичности и вязкости при высоких температурах, но заметно повышающие хрупкость при комнатной температуре. К таким процессам относится тепловая хрупкость и деформационное старение низколегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей, 475-градусыое и а-охрупчиваиие ферритных и аустенитных сталей и ряд других процессов старения. Механизм развития указанных видов хрупкости и способы ее устранения будут рассмотрены в главах, посвященных соответствующим сталям. [c.71]

Типичным повреждением отремонтированных сварных соединений паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей могут быть поперечные трещины, развившиеся при эксплуатации по механизму дисперсионного охрупчивания при повторном нагреве (см. рис. 2.14, а). Причиной повреждения такого вида преимущественно является необоснованная отмена термической обработки по режиму высокого отпуска после выполнения подварочного шва 09X1МФ. [c.282]

Во-первых, эффект коррозионного растрескивания установлен в общем только для сплавов,, однако следут иметь в виду, что наблюдалось межкристаллитное растрескивание меди 99,999%-ной чистоты в аммиачном растворе [102]. Хотя это может быть связано с загрязнениями на границах зерен, т. е. с содержанием сплава в металле высокой чистоты, называть такой материал сплавом не принято. Сообщалось также о межкристаллитном растрескивании железа высокой чистоты [103], которое вызывалось загрязнениями по границам зерен. Во-вторых, растрескивание возникает в сплавах только при воздействии некоторых специфических сред (например, а-латуни в аммиаке, как это показано в табл. 13), однако число этих сред возрастает по сравнению с первоначально установленной номенклатурой. Когда вызывающей растрескивание средой является вода, ее происхождение не имеет существенного практического значения. В-третьих, коррозионное растрескивание — явление, возникающее при сочетании наличия напряжений в детали и пребывания ее в коррозионной среде. Устранение либо среды, либо напряжений будет предотвращать возникновение трещин или пр юстановит дальнейший рост уже образовавшихся трещин. В-четвертых, при любом характере приложенного напряжения оно должно иметь растягивающую поверхностный слой компоненту. Наконец, следует отметить, что не совсем ясна определяющая коррозионная реакция, вызывающая развитие трещин. Растрескивание ииожет возникнуть из-за коррозии, т. е. разъедания металла, на очень узком фронте по описанным ниже причинам, но может быть также следствием локального охрупчивания, вызванного поглощением атомов водорода, которые разряжаются на локальных катодах близко к острию трещины. Иногда между этими двумя обш ими механизмами делают различие, называя первый механизмом активного пути, а второй — механизмом водородного охрупчивания. Хотя уже стало привычным рассматривать их по- [c.173]

Растрескивание металла трубопроводов от водородного охрупчивания зарождается на участках стали с твердой мартен-ситной структурой, обычно в местах концентрации напряжений, которые возникают при изготовлении труб на металлургических заводах. Коррозионное растрескивание кольцевых швов трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие среды, как правило, связано с непроваром в корне шва или внутренним подрезом. Любая прерывистость в корне шва может явиться причиной коррозионного растрескивания, при этом скорость распространения коррозионных трещин в процессе эксплуатации газопроводов сернистого газа определяется глубиной и радиусом в вершине поверхностного дефекта сварного соединения [81, 82]. Исследование коррозионных повреждений трубопроводов из сталей 17Г2С, транспортирующих газ с примесью сероводорода до 2 %, показали, что общим для всех случаев разрушений сварных соединений является зарождение трещин на внутренней поверхности трубопровода в зоне сплавления корневого или подварочного шва и дальнейшее их распространение по металлу шва или металлу околошовной зоны до наружной поверхности. В металле труб наблюдаются внутренние и выходящие на внутреннюю поверхность трещины ступенчатого вида, а также внутренние расслоения под действием наводороживания в местах залегания вытянутых вдоль проката сульфидных включений [4, 11]. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...