Влияние напряжений на химическую стойкость металлов

Влияние напряжений на химическую стойкость металлов [c.51]

Так же как в случае наводороживания при катодной поляризации, проницаемость стали для диффундирующего водорода, образующегося в процессе коррозии стали, зависит от химического состава стали, ее структурного состояния, степени механической деформации, наличия внутренних напряжений, дефектов кристаллической структуры металла. Эти вопросы рассмотрены в разделах 2.6—2.9. Количество абсорбированного водорода при коррозии должно быть связано с вышеперечисленными факторами в основном таким же образом, как и при катодной поляризации. Однако здесь возможны и отклонения, обусловленные неравномерным растворением выходящих на поверхность стального образца зерен и межзеренных прослоек, включений примесей и т. д. Исследованию влияния указанных факторов на способность стали абсорбировать водород, выделяющийся при коррозии, посвящено очень немного работ. Исследователи предпочитали изучать действие этих факторов при наложении на образцы катодной поляризации от внешнего источника тока, что объясняется рядом причин 1) при коррозии стали происходит одновременно диффузия водорода внутрь образца и удаление его поверхностных слоев, уже насыщенных водородом (согласно [323], наводороживание стали уменьшает ее коррозионную стойкость, т. е. облегчает переход ионов железа в раствор), 2) образующиеся, при коррозии микрощели по границам зерен и т. д. искажают результаты эксперимента, 3) результаты искажают также переходящие из стали в раствор примеси, среди которых особенно опасны элементы-стимуляторы наводороживания. [c.116]

Горячие трещины могут возникать как в основном ме- , талле, так и в металле зоны термического влияния. Они могут быть продольными, поперечными, продольными с поперечными ответвлениями, могут выходить на поверхность или оставаться скрытыми. Вероятность образования горячих трещин зависит от химического состава металла щва, скорости нарастания и величины растягивающих напряжений, формы сварочной ванны и шва, размера первичных кристаллитов. Она увеличивается с повышением содержания в металле шва углерода, кремния, никеля, вредных примесей серы и фосфора. Повышению стойкости сварных швов, образованию горячих трещин способствуют марганец, хром и отчасти кислород, а также снижение величины и скорости нарастания растягивающих напряжений, что достигается уменьшением жесткости узлов, применением способа сварки с оптимальным термическим циклом, например, сварки с [c.16]

Коррозия — это процесс физико-химического разрушения металла под влиянием внешней среды. По характеру процесса различают химическую и электрохимическую коррозию. В первом случае процесс окисления металла происходит при непосредственном воздействии соприкасающейся с ним среды без появления электрического тока, а во втором случае коррозия протекает в электролитах и сопровождается появлением электрического тока. В зависимости от характера агрессивной среды электрохимическая коррозия может быть атмосферной, почвенной, структурной (вследствие неоднородности металла по структуре), биологической (протекает в подземных условиях при участии микроорганизмов), щелочной, кислотной, контактной (при контакте двух разнородных металлов), коррозией, вызванной блуждающими токами или водными растворами солей. Стойкость против коррозии зависит от химического состава, структуры, состояния поверхности, напряженного состояния металла, а также химического состава, концентрации, температуры и скорости перемещения агрессивной среды по поверхности изделия. Мерой коррозионной стойкости является скорость коррозии металла в данных условиях и среде, которая выражается глубиной коррозии в миллиметрах в год или в потере массы в граммах за час на 1 м поверхности металла. [c.20]

Чем чище металлы, тем больше их сопротивление коррозии. Например, алюминий с 0,01 % примесей более стоек против коррозии в атмосферных условиях, чем технический алюминий с 0,05 о примесей. Чистые металлы корродируют в меньшей степени, чем их сплавы. Посторонние включения в значительной степени понижают коррозионную устойчивость металлов и сплавов. Степень влияния легирующих примесей на сопротивление металлических сплавов коррозии зависит не только от характера этих примесей, но и от их количества. Например, введение меди и хрома повышает коррозионную устойчивость стали в атмосфере однако если медь вводится в незначительном количестве, то только большое содержание хрома ( 12%) делает сталь нержавеющей в атмосфере и других промышленных средах. Значительное влияние на коррозионную устойчивость оказывает структура. Наибольшей коррозионной устойчивостью обладают однофазные сплавы (чистые металлы, твердые растворы, химические соединения). Многофазные сплавы (механические смеси) корродируют быстрее. Однако известны случаи, когда многофазные сплавы обладают высокими антикоррозионными свойствами (например, силумины). Чем чище поверхность металлов и сплавов, тем их сопротивление коррозии больше. Напряженность поверхности металла повышает его коррозию металл, подвергнутый деформации, корродирует больше. Влияние внутренних факторов усиливается или уменьшается в зависимости от корродирующей среды. Например, изменение содержания углерода в стали незначительно влияет на ее стойкость против коррозии в атмосфере и слабых электролитах в кислых же средах повышение содержания углерода заметно снижает коррозионную стойкость стали. [c.247]

Горячие трещины возникают при температуре, близкой к линии солидуса, в процессе уменьшения объема затвердевающей прослойки жидкого металла, находящейся в замкнутом объеме между уже затвердевшими кристаллами. На процесс образования горячих трещин большое влияние оказывает химический состав металла шва, определяющий свойства жидких прослоек. Для некоторых прослоек рост механической прочности идет медленнее, чем рост напряжений, возникающих от сокращения объема. Это и приводит к образованию горячих трещин. Сера, углерод, кремний и водород способствуют образованию горячих трещин, а марганец повышает стойкость металла к трещинообразованию. Чем больше в металле шва элементов, способствующих образованию легкоплавких эвтектик и химических соединений, располагающихся при кристаллизации по границам зерен и затвердевающих в последнюю очередь, тем больше вероятность образования горячих трещин. [c.14]

Состав и структура стали оказьтают на стойкость к СВУ гораздо большее влияние, чем на общую коррозию. Существенно влияет на сульфидное растрескивание углерод. С увеличением количества углерода склонность закаленных сталей к сульфидному растрескиванию растет вследствие увеличения внутренних напряжений, прочности стали. Малое количество водорода, проникающего в металл, не может вызвать достаточных для развития трещин локальных пластических деформаций в прочном материале. Считается, что сталь теряет пластичность при окклюзии водорода 7-12 см на 100 г металла. Однако водородное охрупчивание может происходить даже при незначительном количестве поглощенного водорода. Так, для стали марки 4340 (предел прочности 1600 МПа) химический состав следующий. [c.36]

Изложены основы механохимии твердого тела применительно проблеме защиты деформированных металлов от коррозии Пред принята попытка количественного анализа механохимических яв лений на границе фаз твердое тело — жидкость и приведены дан> ные Экспериментальных исследований. Рассмотрена модель механо химического эффекта (ускорения растворения металла при дефор мации) и описано явление, названное хеыомеханическим эффектом. Установлены закономерности влияния напряженного состояния и тонкой структуры металла на коррозионную стойкость и образование коррозионных элементов на поверхности неоднородно деформированных участков металла, а также рассмотрены некоторые методы защиты металлов. [c.2]

При легировании металла шва азотом химическая дендритная неоднородность в нем по кремнию (и меди) не уменьшается (см. табл.1У.2). Не замечено также влияния азота на количество и форму высококремнистой малопластичной второй фазы. Практически мало измельчается при этом и структура металла шва [15]. Поэтому положительное влияние азота на стойкость против образования горячих трещин объясняют [15, 16] образованием в твердом растворе группировок атомов, так называемых облаков Котрелла (или атмосфер Сузуки,[109, 12]), блокирующих дислокации и другие дефекты кристаллической решетки и затрудняющих их перемещение в твердом растворе [107, 50, 108] и концентрацию на вторичных границах в остывающем металле шва под действием возникающих и возрастающих сварочных и усадочных напряжений. С ростом количества и плотности указанных облаков уменьшается вероятность перемещения в твердом растворе и концентрации дефектов кристаллической решетки на вторичных границах, что, в свою очередь, благоприятно сказывается на стойкости металла аустенитного шва против образования и раскрытия горячих трещин. Вместе с тем в металлах с гранецентрированной кубической решеткой атомы внедрения (в частности, азота) блокируют только линейные дислокации, оставляя свободными винтовые [79]. С увеличением темпа нарастания сварочных напряжений и деформаций (при увеличении погонной энергии сварки и толщины свариваемого металла) подвижность незакрепленных дислокаций и вакансий и, следовательно, концентрация их на вторичных границах возрастает. Кроме того, достаточно большие сварочные напряжения могут отрывать дислокации от тормозящих их облаков [87], что также способствует развитию физической неоднородности металла шва. [c.308]

При изучении влияния центробежных сил на течение аномальновязкой жидкости исследуются гидродинамические характеристики и теплообмен неньютоновских жидкостей — растворов и расплавов полимеров. На основании этих исследований определяются оптимальные условия стационарного и пульсационного течения реологических сред в каналах, являющихся рабочими частями машин и аппаратов химической и добывающей промышленности. Для оптимизации условий течения рассматриваются вопросы управления гидродинамическими параметрами потока. Исследования влияния на поток жидкости поля действия центробежных сил позволили разработать новую алмазную пилу, заполненную жидкостью. В этом инструменте снижены температурные напряжения в алмазоносном слое, благодаря чему повышается его стойкость. Помимо этого наличие в инструменте двухфазной среды металл — жидкость снизило уровень звукового давления, что улучшает санитарные условия труда рабочих при обработке различных материалов. В настоящее время проводятся конструкторско-технологические работы по созданию алмазной пилы с улучшенными характеристиками за счет эффективного использования жидкости для снятия температурного напряжения и уменьшения звукового давления в процессе ее эксплуатации. [c.111]

Исследования по эксплуатации деталей машин показывают, что с повышением класса чистоты поверхности коррозионная стойкость повышается. Это объясняется тем, что корродируюшие вещества при химической коррозии собираются на дне впадины гребешков и образуют очаги коррозии. Чем меньше глубина впадин, тем меньше условий для образования очагов коррозии и разрушения поверхности металла. При электрохимической коррозии в первую очередь разрушаются гребешки. Поэтому с уменьшением шероховатости разрушение поверхности уменьшается. Кроме того, пассивирующие пленки, более устойчивые на гладкой поверхности, также защитят металл от коррозии. С увеличением наклепа и остаточных напряжений в поверхностном слое уменьшается коррозионная стойкость деталей. Коррозионная стойкость снижается также с увеличением упругих деформаций, возникающих при нагрузках в процессе эксплуатации машин. Это объясняется тем, что первичная защитная пленка на деформированном металле менее прочна, чем основной металл, и легко разрушается от влияния внутренних напряжений в металле. Для увеличения коррозионной стойкости необходимо повышать чистоту поверхности деталей, уменьшать наклеп и остаточные напряжения в поверхностном слое. [c.408]

Учет структурных изменений, воз-никаюш,их в металле при сварке, имеет большое значение для получения химически стойкой аппаратуры. В некоторых высокопрочных и нержавеющих сталях наблюдается часто сильное изменение структуры металла в зоне термического влияния на расстоянии 10— 15 мм от сварного шва. Эта зона имеет, как правило, пониженную коррозионную стойкость и подвергается более сильной общей коррозии. В этих местах часто наблюдается и коррозионное растрескивание. Кроме структурных изменений, в этом явлении играют определенную роль и остаточные напряжения в металле. Вообще отмечено, что даже в отсутствие структурных изменений наибольшая коррозия при сварке листов внахлестку наблюдается в зоне, лежащей между швами это, очевидно, объясняется концентрацией напряжений в этом месте. Поэтому рекомендуется там, где габариты аппарата позволяют, снимать внутренние напряжения посредством последующей термической обработки готового аппарата. При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения с целью восстановления исходной структуры и снятия внутренних напряжений. Методы и аппаратура для местного нагрева разработаны. Вопро- [c.432]

В 1979 г. на ОГПЗ имели случаи разрушения корпусов шаровых кранов 6" французской фирмы Со-Дю-Тарн , работающих на технологических линиях при давлении 6,5 МПа. Исследованиями установлено, что в месте установки резинового уплотнения между крышкой и корпусом крана в корпусе обнаружена кольцевая наплавка (наплавленный металл имел структуру мартенсита). В зоне термического влияния у границы сплавления металл корпуса крана также имел структуру мартенсита, а по мере удаления от наплавленного металла - тростита, а затем - феррита + перлита. Результаты анализа химического состава наплавленного металла позволили сделать предположение, что наплавка производилась хромистыми электродами ферритного класса для придания антикоррозионных свойств металлу корпуса крана в зоне уплотнения и расположения винтов (концентраторов напряжения). Вследствие перемешивания в процессе сварки наплавленного металла с основным металлом корпуса крана содержание хрома в наплавленном слое уменьшилось до 8,5 %. Такого содержания хрома недостаточно для получения коррозионностойкой ферритной структуры. В результате в наплавленном слое был получен металл с мартенситной структурой, не обладающий стойкостью против СР, что в итоге приводило к образованию трещин в корпусе 6" кранов и нарушению их герметичности. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...