Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) скорость роста трещин

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) паровых котлов 133, 282, 287, 291 скорость роста трещин 145—148 среды разрушающие 137 стали 132—136 теории 138—142 титана 376, 377 характерные признаки 137, 138 циркония 380 Коррозионные потери 17, 18 Коррозионный износ см. Фреттинг-коррозия Коррозия [c.452]

Основные факторы, определяющие склонность к коррозионному растрескиванию титановых сплавов в кислотных растворах, —примерно те же, что и при растрескивании в галогенидах. Общепринятой методикой исследования является построение кривых зависимости коэффициента интенсивности напряжений /Су от длительности нагружения т. Правильнее было бы строить эти кривые в "перевернутом" виде —зависимость времени разрушения (в убывающем порядке) от приложенного /Су. В этом случае кривые будут подобны кривым на рис. 22, поэтому в дальнейшем анализ растрескивания дается именно по кривым убывающая длительность разрушения (что прямо зависит от скорости роста трещины) — коэффициент интенсивности напряжений. Такое построение дает большую информацию относительно порогового значения /С , а также физико-химических стадий коррозионного разрушения. [c.49]

Выше отмечалось, что напряжения в испытуемых образцах создаются с помощью постоянной деформации, постоянной нагрузки, постоянной скорости деформирования. Испытания образцов с постоянной деформацией имитируют коррозионное растрескивание конструкций под действием остаточных напряжений. Эти испытания просты и компактны и могут проводиться в действующих трубопроводах или аппаратах. К недостаткам данных испытаний относятся неопределенность и нестабильность уровня напряжений в образцах, значительная продолжительность и неоднозначность, так как релаксация напряжений вследствие роста трещины может замедлить или даже остановить дальнейшее распространение растрескивания. [c.38]

Следует, однако, отметить, что в ряде случаев скорость роста трещин коррозионного растрескивания оказывается независимой от значений коэффициента интенсивности напряжений (рис. 2.104). [c.226]

Эта ранняя работа иллюстрирует необходимость дополнительных исследований скорости роста коррозионной трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в некоторых обычно встречающихся средах. Она также показывает необходимость дополнительных данных по скорости межкристаллитной коррозии, так как этот вид коррозии может предшествовать ускоренной стадии коррозионного растрескивания. Многие данные в следующем разделе могут быть полезными в этом отношении. Кроме того, необходим более точный и качественный анализ видов коррозии, близких к указанным выше. [c.188]

В том случае, если окружающая среда не приводит к коррозионному растрескиванию данного металла при статическом или квазистатическом нагружении, реализуется механизм так называемой "чистой коррозионной усталости. Тогда кривая скорости роста усталостной трещины при испытании в коррозионной среде в зависимости от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений качественно такая же, как и в воздухе (см. рис. 49, кривая 2), но при низких и средних значениях она располо- [c.98]

Коррозионное растрескивание под напряжением в металлических материалах тесно связано с гетерогенностью их структуры, включая наличие границ зерен, разных по химическому составу и механическим свойствам структурных составляющих, дислокационной структуры, неметаллических включений и т.д. По границам зерен и границам раздела фаз скорость диффузии на порядок и более превышает скорость диффузии по матрице сталей. Скорость выделения карбидов и других упрочняющих фаз, как правило, выше именно по границам зерен. С этими и другими факторами связана более интенсивная электрохимическая коррозия вдоль границ зерен, способствующая зарождению и росту трещин при коррозионном растрескивании под напряжением. [c.289]

Многие недостатки традиционных методов испытаний мОжно исключить, применяя коррозионные испытания при постоянной скорости деформирования [121]. Данный метод испытаний представляет собой разновидность испытаний на растяжение, при котором образец растягивается в коррозионной среде с постоянной скоростью полной деформации до разрушения. Корреляция этого метода испытаний с практической ситуацией менее очевидна, однако фактически в эксплуатационных условиях и во всех типах испытаний на сероводородное растрескивание субкритический рост трещины происходит в условиях медленной динамической деформации в ее вершине, скорость деформации зависит от уровня начальных напряжений и предела текучести материала. [c.49]

Имеются и другие объяснения механизма растрескивания в коррозионной среде. Однако во всех случаях опасность растрескивания возрастает с ростом скорости анодного растворения металла в вершине трещины. При этом величину анодной плотности тока прогнозировать не представляется возможным. Очевидно, что момент возникновения растрескивания является случайным и поэтому такой вид коррозии относится к наиболее опасным. Основным способом повышения надежности конструкций в рассмотренных условиях является предупреждение растрескивания при воздействии коррозионной среды. Следует, однако, отметить, что растрескивания может и не быть, если деформация не вызывает уси. ления коррозии в трещинах и напряженных зонах. [c.94]

Особенности кинетических диаграмм разрушения. В первых исследованиях, касающихся оценок кинетики докритического роста трещип при длительном статическом нагружении в водных средах, рассматривались преимущественно закаленные низкоот-пущенные стали с пределом текучести выше 1500 Н/мм . Было показано, что скорость распространения трещины прямо пропорциональна коэффициенту интенсивности напряжении растущей коррозионной трещины. Дальнейшее распространение подходов линейной механики разрушения па более широкий круг высокопрочных материалов и коррозионных сред выявило более сложный характер зависимости viK). Типичная кинетическая диаграмл1а коррозионного растрескивания в координатах gv-K представлена на рис. 42.3. На участках I и III скорость роста трещины увеличивается с повышением X, а в пределах участка II, охватывающего значительный диапазон значений К, наблюдается стабилизация скорости. Существуют различные суждения о причинах четко выраженных участков диаграммы коррозионного растрескивания. Их связывают с влиянием в пределах каждого участка доминирующего механизма воздействия среды. Второй горизонтальный участок часто связывают с релаксацией напряжений в вершине трещины вследствии ее интенсивного ветвления. Характер зависимости v K) во многом зависит от структуры сплава и типа среды. Для высокопрочных сталей с мартенситной структурой с пределом текучести 1500 Н/мм и выше на кине- [c.341]

На коррозионное растрескивание оказывают влияние температура раствора и вязкость среды [30]. Установлено, что с повышением температуры увеличивается скорость роста трещины. По-видимому, это связано с уменьшением растворенного в воде кислорода, а также скорости пассивации титана. Критический коэффициент интенсивности напряжен ний сплава Т — 8 % А1 — 1 % V — 1 % Мо в 3,5 %-ном растворе Na I мало изменяется [ 30]. [c.37]

Оценку склонности к коррозионному растрескиванию в расплавах солей ведут. по скорости роста трещины при определенном коэффициенте интенсивности разрушения. Зависимости скорости развития трещины от коэффициента интенсивности напряжений имеют тот же характер, что и эависимости, получаемые при растрескивании титана в водных растворах галогенидов (см. рис. 22). С повышением температуры расплава Солей скорость раэвития коррозионной трещины увеличивается. Наличие небольшого количества воды (10—50 мг/кг) в расплаве незначительно сказывается на коррозионном растрескивании. Существенную роль играет состав [c.47]

В работах [61, 62] рассматривается возможность реализации при коррозионном растрескивании титановых сплавов обоих механизмов. При этом с увеличением коэффициента интенсивности напряжений доля анодного растворения (повышенное растравливание на полосах скольжения) уменьшается, а количество выделяющегося водорода и соответственно водородное охрупчивание увеличиваются. Близкие представления подробно развит1 1 В.А. Маричевым [63, 64]. Он считает, что критическая скорость роста трещин —и соответствующая ей критическая величина интенсивности напряжений, при которой происходит водородное охрупчивание (Kg, являются количественными показателями роли локального анодного растворения и водородного охрупчивания при росте трещин. При и ,< а.ох основным механизмом корро- [c.59]

Исследование скорости развития трещины в зависимости от уровня нагружения, свойств материала, среды и внешних факторов (поляризации, давления и температуры) [8,50]. При таком подходе данные о закономерностях роста трещин иод воздействием агрессивной среды и механических напряжений представляют в виде зависимостей скорости роста трещин при статическом (ко розионное растрескивание) или- динамическом (коррозионная усталость) нагружении от максимального (амплитудного) коэффициента интенсивности К цикла. При этом данные для построения указанных зависимостей (диаграмм разрушения) получают при испытании стацдаргных образцов с трещинами, образовавшимися на образцах в процессе периодического (усталостного) нагружения их на воздухе. Подрастание трещины во времени измеряют по изменению электросопротивления образца, оптическим методам по податливости материала и т. п. Испытания проводят iipn заданной температуре среды, накладывая, по необходимости, на образец анодную или катодную поляризацию. По полученнь м данным рассчиты- [c.132]

Коррозионное растрескивание. В этом случае распространение трещины происходит при одновременном воздей-ствнп коррозионной среды и статического растягивающего напряжения [36]. Эксперимеитально показано, что для данного материала и среды имеется пороговое значение коэффициента интенсивности напряжения Kis ), ниже которого трещина не растет. Величина Kis не зависит от формы образца и может рассматриваться как свойство материала, характеризующее его поведение в данной среде [37]. Исследования кинетики также показывают, что иоле напряжений у вершины трещины является движущей силой процесса коррозионного растрескивания, т. е. скорость роста трещины является функцией К [38]. [c.22]

Первое предельное состояние защитного покрытия, наступающее в результате коррозионного растрескивания, характеризует величина порогового значения коэффициента интенсивности напряжения Kis , выше которого наблюдается резкое увеличение скорости роста трещин. Значения порогового Krs определяют с помощью оптического индикаторного метода, которым контролируется глубина проникновения среды в вершине трещины, В тех случаях, когда коэффициент интенсивности напряжений Ki меньше критического, трещина не растет и агрессивная среда равномерно проникает в глубь материала через трещину. Если Ki больше критического, в устье трещины возникает зона разрыхленного материала (зона предразрушения), в которую более интенсивно проникает агрессив- [c.48]

На рис. 62 показано влияние температуры и коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионных трещин на сплаве 7079-Т651. Из этого видно, что повышение температуры вызывает не только более быстрое растрескивание в области И на кривой V — /С, но и смещение области I к более низким значениям К. Другими словами, при повышении температуры трещины растут не только быстрее, но и при более низких значениях коэффициента интенсивности напряжений. На рис. 63 нанесены логарифмы скорости роста трещины в зависимости от обратной величины температуры. Очевидно, что скорость роста коррозионной трещины в области II может быть выражена в виде следующего уравнения [c.212]

Из ЭТИХ различных видов представления данных следуют два пути описания или определения чувствительности к коррозионному растрескиванию титановых сплавов 1) абсолютная величина Сгкр и отношение KiupIKi и 2) скорость роста трещины при различных значениях коэффициента интенсивности напряжений. [c.313]

Типичная диаграмма коррозионного растрескивания представлена на рис. 4. Она описывает зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений и характеризует статическую трещино-стойкость металлов в коррозионной среде. Диаграмма состоит из трех участков 1—111 и ограничена справа критическим коэффициентом интенсивности напряжения К ., при достижении значения которого трещина в воздухе развивается спонтанно, а слева — низшим пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений (see - stre orrosion ra king - коррозионное растрескивание). Ниже напряжения трещина не развивается. [c.21]

Как следует из приводимых в табл. 31 данных, все ингибиторы незначи- тельно изменяют критическое напряжение и существенно влияют на константу коррозионного растрескивания К, характеризующую степень увеличения скорости распространения трещины с возрастанием растягивающих напряжений. Так, БА-6 и ОПИ в 2М H2SO4 увеличивают в 12 и 22 раза соответственно, т. е. эффективно тормозят распространение трещины, а тиомочевина, наоборот, бо- лее чем в 20 раз увеличивает скорость роста трещины. В соляной кислоте и] кислой сероводородной среде способность ингибиторов тормозить распростра- j нение трещины более низкая, чем в серной. [c.72]

Согласно пленочной пипотезе [4] коррозионное растрескивание связано с механическим- разрушением защитной пленки в местах концентрации растягавающих напряжений. Местное механическое разрушение защитной пленки приводит к образованию коррозионного элемента пленка — металл, за счет работы которого могут возникнуть коррозионные трещины. В соответствии с этой гипотезой коррозионное растрескивание происходит только в таких случаях, когда скорость образования пленки у вершины треоцины меньше скорости роста трещины. Влияние механического разрушения пленки на коррозионное растрескивание сплавов отмечается также авторами [2, 74, 75]. [c.34]

Рис. 2.104. Графики зависимости скорости роста трещин коррозионного растрескивания наклепанной аустенитной нержавеющей стали X6Mn rN1818 ((Го,2 = = 1500 Па) от коэффициента интенсивности напряжений

Проявление данного явления можно увидеть при технологических пробах на снижение числа перегибов или числа закручиваний образцов наводороженной стали, например в сероводородной воде с 1.6 кг/м H2S число перегибов упало на 84 %, а число закручиваний - на 95 %. Электролитическое наводороживание особенно уменьшает сосредоточенные удлинения на сравнительно небольшом участке образца, подвергающемся максимальной пластической деформации (что сокращает диаграмму деформации P-D1 по оси абсцисс). В случае роста коррозионной трещины по механизму водородного охрупчивания продвижение роста трещины происходит скачками. Зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений сложная. Кривая dl/da = f (Ki) состоит из трех участков. На первом участке (K >Kjs ) скорость растрескивания резко увеличивается с ростом К], затем наблюдается зона независимости скорости роста трещины от К (участок11). Третий участок вновь характеризуется повышением скорости распространения трещины с ростом К] и заканчивается спонтанным развитием трещины при Kl = К]с, т.е. механическим разрывом образца. [c.29]

К числу характерных особенностей роста трещин при коррозионном растрескивании следует отнести неоднозначность зависимостп v K) для ряда систем металл — среда, обусловленную начальными условиями нагружения [254]. Как следует нз рис. 48.4, для системы сталь 50Х — изобутиловый спирт расположенпе кинетической диаграммы обусловлено значением коэффициента пнтенсивности напряжений Кц (при котором начинается до-критический рост трещин) при этом с повышением выход на стабилизированный участок достигается при более высоких значениях скоростей. Как показали фракто-графические исследования, такая неоднозначность кинетических диаграмм во много.м обусловлена ветвлением трещин, интенсив-иость которого зависит от начальных условий нагружения. [c.366]

Практически коррозионное растрескивание происходит только тогда, когда к детали или конструкции приложены напряжения, превышающие некоторый критический для данных условий предел. Существует мнение, что важен не столько уровень приложенных напряжений, сколько скорость их приложения, вернее скорость деформации. Снижение скорости деформации ведет к снижению скорости развития трещин [27]. В реальных условйта, когда общая нагрузка на деталь или конструкцию во многих случаях постоянна, растрескивание возможно в связи с ростом интенсивности напряжений перед вершиной трещины по мере ее коррозионно-механического подрастания. [c.42]

Коррозионные продукты могут играть двойственную роль и в процессе роста трещин, что также зависит от многих факторов. Дисперсия оксидных частиц может вызывать растрескивание впереди верщины распространяющейся трещины [5], но может и способствовать ее притуплению [25—29, 152, 155]. Аналогичные эффекты могут вызываться коррозионными продуктами, образующимися в результате внутренних реакций [22] или у верщины трещины [27, 29, 155]. Вероятно, продукты коррозии могут уменьщать концентрацию напряжений впереди трещины [27]. Таким замедлением роста трещин объясняют случаи увеличения длительной прочности t при неизменной скорости ползучести е-, [152]. Соединение оксидов, растущих на противоположных стенках трещин, приводит к их залечиванию и может быть причиной наблюдаемых иногда псевдочетвертой и псевдопятой стадий ползучести, которые [c.44]

В то же время в случаях ускоренного роста трещин при окислении предполагается [18—21, 173, 177], что стимулирующее влияние окисления на поверхностное растрескивание и распространение трещин аналогично некоторым механизмам коррозионного растрескивания, таким как расклинивающее действие окисла [102] или растрескивание путем разрушения поверхностной пленки и репассивации [101, 178—182]. В обоих случаях ускорение растрескивания объясняется усиленной напряжением коррозией, заключающейся в чередующемся разрущении оксидной пленки и последующем быстром окислении незащищенного металла. Повышение скорости ползучести в средах, содержащих Na l, объяснялось либо подобным же ускорением растрескивания [183], либо общей коррозией под действием Na l [40], либо одновременным действием обоих факторов [184]. В любом случае следовало ожидать уменьшения пластичности, что и наблюдалось в действительности [40]. [c.45]

До сих пор мы рассматривали влияние отпускной хрупкости на коррозионное растрескивание в сёнзи с воздействием адсорбции примесей на границах зерен на процессы растворения и пассивации. Отметим еще один возможный путь воздействия отпускной хрупкости на разрушение при коррозионном растрескивании, связанный с изменением механической проЦности границ зерен. Известно, что долговечность Тр в условиях коррозионного растрескивания (в результате как анодного (эастворения, так и водородного охрупчивания) для гладких образцов при постоянном напряжении а определяется инкубационным периодом Гу зарождения поверхностной трещины длиной / о, способной к росту, скоростью V ( К), ее до критического подрастания до критической длины / к /°> после чего следует практически мгновенная стадия быстрого закритического разрушения, при- [c.174]

Паркинс [56] указывает, что если бы для развития коррозионных трещин требовалось только лишь определенное соотношение между скоростью роста пленки и концентрацией напряжения, то коррозионное растрескивание должно наблюдаться в значительно большем числе сред, чем это наблюдается в действительности. [c.34]

Много работ посвящено поведению сплава, отвечающего по своему составу соединению СидАи, в растворе хлорного железа. Скорость коррозии зависит от того, на какую плоскость воздействует раствор. Полученные результаты подтверждают мысль, что только грани октаэдра действительно стойки это наблюдается й в случае меди (см. стр. 359). В результате коррозии в растворе хлорного железа в отсутствие напряжений в отдельных местах (некоторые из которых могли являться участками несовершенного строения решетки, получившегося при первоначальном росте кристалла) коррозионные поражения имеют круглую форму. Если кристалл деформировали, эти участки становились зародышами трещин. При отсутствии несовершенств решетки, образовывающихся в процессе роста кристалла, трещины начинались преимущественно в местах пор, расположенных внутри деформированного материала в полосах скольжения. За макроскопическим изломом следовал рост трещин, сопровождавшийся локальной пластической деформацией в конце концов, отдельные трещинки соединялись вместе, и образец ломался на две части. Без коррозионного воздействия кристаллы обычно были пластичны если разложенное напряжение среза было достаточным, то скольжение проходило по граням октаэдра или додекаэдра. Растрескивание происходило только в присутствии раствора хлорного железа. Если после зарождения трещин раствор хлорного железа удалялся, то деформация имела пластический характер и завершалась она типичным нехрупким разрушением. Хрупкое разрушение можно было предотвратить протекторной защитой, контактируя сплав с медью. [c.630]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...