Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) теории

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]

Согласно адсорбционной теории П. А. Ребиндера, зарождение трещин— концентраторов напряжения, приводящих к коррозионному растрескиванию, может происходить в результате расклинивающего действия поверхностно-активных веществ при адсорбции их в микрощелях на поверхности металла. [c.111]

Теория механизма анодного коррозионного растрескивания под напряжением [184] связывает электрохимический процесс растворения металла с водородным охрупчиванием в основании треп ины, вызванным катодным выделением водорода при коррозии. Согласно этой теории возможен постепенный переход от анодного коррозионного растрескивания под напряжением к катодному. [c.293]

Опыты на сжатие показали, что при сжимающих напряжениях трещины не образуются. Результаты испытания образцов на растяжение и кручение показали, что при напряжениях ниже определенного уровня, даже при значительной продолжительности испытания, разрушение не наступает. Было показано, что при коррозионном растрескивании применима I теория прочности, подтверждением чего является характер трещин и вид излома (отрыв). [c.155]

В настоящее время нет единой теории, объясняющей механизм явления. Коррозионное растрескивание обусловлено одновременным действием двух главных факторов коррозионной среды и растягивающих напряжений. Имеется три группы теорий, объясняющих роль основных факторов коррозионного растрескивания [1, 6—11] [c.72]

Электрохимическая теория коррозионного растрескивания. По этой теории главной причиной возникновения и развития коррозионного растрескивания является процесс электрохимической коррозии. Напряжения ускоряют процесс электрохимической коррозии в вершине развивающейся трещины. [c.72]

Из теории КРН [2 3] известно, что развитию стресс-коррозии способствует сочетание трех групп факторов. Первая группа факторов определяет исходное качество металла и его чувствительность к растрескиванию, вторая - характеризует соответствующий уровень и цикличность растягивающих напряжений третья - отражает параметры коррозионной среды, возможность ее доступа и взаимодействие с поверхностью металла. [c.93]

Ряд исследователей [111,70 111,75] считает, что механические напряжения способствуют разрушению защитной окисной пленки на металле и тем самым интенсифицируют коррозионный процесс. Следует, однако, заметить, что подобные представления теряютсилу, если рассматривать коррозионное поведение нержавеющей стали с точки зрения адсорбционной теории пассивности или теории модификаций [111,76]. Как было показано Л. В. Рябченковым [111,77] и другими исследователями [111,70 111,72], коррозионное растрескивание связано с электрохимическими процессами. Наличие механических напряжений способствует возникновению анодных участков и интенсификации анодного процесса. В связи с этим наложение поляризующего тока должно существенным образом влиять [c.140]

Как уже указывалось выше, явление коррозионного растрес- кивания аустенитных нержавеющих сталей в растворах хлоридов рассматривается двояко во-первых, с точки зрения воздействия ионов хлора и напряжений на защитные свойства пассивной пленки, образующейся на поверхности металла, и во-вторых, с точки зрения распада аустенита под воздействием напряжений и активного растворения образующейся при этом а-фазы в растворах, содержащих ионы хлора. Оставаясь в рамках первого направления, трудно объяснить интенсификацию процесса коррозионного растрескивания при наличии в растворе кислорода. Ведь с точки зрения пленочной теории пассивности присутствие кислорода в растворе должно способствовать пассивации металла и увеличению защитных свойств, пленки. С этих же позиций непонятно отсутствие влияния механических напряжений и хлоридов на скорость катодного процесса ионизации кислорода. Если ионы хлора и напряжение в металле способствуют разрушению пассивной пленки, то оба эти фактора должны изменять скорость и анодного, и катодного процессов. Ниже будет показано, что напряжения не влияют на скорость катодного процесса в растворах хлоридов и других анионов. Об отсутствии влияния напряжения на скорость катодного процесса на сталях 18-8 и 18-10 в кипящем растворе насыщенного хлористого магния указывали Т. П. Хор и Ж- Г. Хайнес [111,133]. Сточки зрения пленочной теории, увеличение стойкости сталей к коррозионному растрескиванию-трудно увязать с ростом содержания никеля в них и практически невозможно объяснить, почему аустенитная нержавеющая сталь . практически одинаковая по составу (особенно по хрому и никелю), но в силу тех или иных причин становится магнитной, является значительно более стойкой к коррозионному растрескиванию, нежели та же сталь, не обладающая магнитными свойствами [111,12 [c.159]

Все перечисленные выше экспериментальные факты легко объясняются с точки зрения превращения аустенита под действием механических напряжений. Одним из сильных аргументов в пользу пленочной теории считается влияние обработки поверхности на стойкость аустенитной стали к коррозионному растрескиванию. Считают даже, что этот факт невозможно объяснить лишь с точки зрения теории нестабильности аустенита. Следует при этом напомнить, что характер обработки может существенным образом влиять на фазовый состав поверхностных слоев металла. Так, по данным С. Ямагухи [111,135], после механической полировки поверхностный слой аустенитной нержавеющей стали 18-8становится ферромагнитным. Кристаллы поверхностных слоев её имеют объемноцентриро-ванную кубическую решетку с параметром 2,86 Л. Аналогичный эффект наблюдается и у стали 18-8, легированной дополнительно 3% молибдена. После электрополировки поверхность стали теряет ферромагнитные свойства. При увеличении количества феррита в аустенитной нержавеющей стали до определенной величины (об этом будет сказано далее) стойкость стали к коррозионному растрескиванию существенным образом меняется. Таким образом, и этот экспериментальный факт может быть объяснен с точки зрения теории нестабильности аустенита. [c.160]

В первоначальных теориях коррозионного растрескивания рассматривался двухстадийный процесс сначала электрохимическая реакция создает точечное поражение, являющееся концентратором напряжений, от которого затем распространяется на короткое расстояние трещина, после чего электрохимическая реакция повторяется. На такое двухстадийное развитие процесса в низкоуглеродистых сталях в нитратных растворах и в некоторых алюминиевых сплавах указывали внезапные всплески потенциала образцов, неравномерное их удлинение (затруднительное для объяснения, если образцы содержат много трещин) и акустические методы. В аустенитных нержавеющих сталях двухстадийный процесс не был обнаружен. Неравномерное распространение трещин в низкоуглеродистых сталях можно объяснить выделениями по границам зерен или связать с известными интерметаллическими соединениями в некоторых алюминиевых сплавах. Однако аустенитные нержавеющие стали являются сплавами с высокой вязкостью, и маловероятно, что в них возможно существование надреза, служащего концентратором напряжений и способного вызвать образование коротких трещин хрупкости скорее всего пластическая релаксация приведет к затуплению соотвествующего острия. Подобное же возражение можно высказать относительно коррозионного растрескивания а-латуней, хотя было Доказано, что в их локальных областях ближнего порядка могут существовать хрупкие трещины [115]. [c.185]

По адсорбционной теории, развиваемой Г. Улигом, процесс коррозионного растрескивания объясняется ослаблением межатомных связей в напряженном состоянии сплава при адсорбции анионов раствора, происходящей преимущественно на подвижпых дислокациях или других несовершенствах структуры. Это приводит к снижению поверхностной энергии и облегчает разрыв межатомных связей металла. На основе этой теории объясняется специфичность сред, вызывающих коррозионное растрескивание, действие коррозионной защиты. [c.111]

Таким образом, на основании рассмотренных представлений о причинах коррозионного растрескивания можно заключить, что еще не создана теория, которая бы полностью описывала процессы, происходящие при различных случаях коррозионного растрескивания. По-видимому,, больщинство случаев коррозионного растрескивания пассивных металлов и сплавов можно более исчерпывающе истолковать на основе объединенного механо-электрохимического механизма. В начальный период, основную роль в возникновении концентратора напряжений и перерас- [c.113]

Металлические соединения — источник развития коррозионных трещин. Теорию механизма коррозионного растрескивания металлов, связанную с преимущественным разрушением металлических соединений, выпадающих по границам зерен, разработал Голубев [9], [10] применительно к сплаву А1 — Zn — Мд. В первый момент коррозии под напряжением из металлического соединения Мд2п2, расположенного по границам зерна сплава, в раствор переходит магний. [c.39]

Механическая теория. Автор этой теории Киттинг [12] предполагает, что функцией напряжений при коррозионном растрескивании является чисто механический разрыв металла, лежащего под дном трешин, вследствие чего происходит их развитие, т. е., если первоначальные концентраторы, создаваемые локальным коррозионным процессом, достигают критического размера, концентрация напряжений открывает их до полного разрыва металла. По-видимому, в связи с тем, что чисто механическая картина растрескивания мало соответствует действительности Киттинг пытается увязать ее с коррозионным электрохимическим процессом. [c.41]

В тех случаях, когда дислокации при своем движении огибают частицы выделений (частицы некоторых метастабильных переходных, а также стабильных фаз, частицы тугоплавких компонентов переходных металлов и т. п.), деформация по зерну носит экстенсивный характер, и поэтому напряжения на границах зерен не достигают критических значений. У сплавов с таким структурным состоянием, как правило, наблюдается достаточно высокое сопротивление коррозионному растрескиванию. Электрохимическая неоднородность, обусловливающая коррозионное растрескивание, может возникать и в результате приложенных напряжений, и не всегда должна являться следствием исходного структурного состояния самого сплава, как это предполагается в теории Дикса и др. С этой точки зрения становится ясным отсутствие в некоторых [c.519]

Коррозия под напряжением. Щелочная хрупкость является в действительности одним из видов коррозионного растрескивания под напряжением. Это один из тех видов коррозии, который наиболее часто встречается в котлах и таким образом заслуживает особого внимания. Общая теория коррозионного растрескивания под напряжением была выдвинута Диксом [54] и дополнена Вабе-ром, Макдональдом и Лонгтином [55]. Согласно этой теории, металл должен иметь естественную склонность к селективной коррозии по такому определенному направлению, как границы зерен. Коррозия будет происходить, когда металл имеет микроскопически гетерогенную структуру, а непрерывная фаза является анодом по отношению к остальному металлу в рассматриваемой коррозионной среде. Кроме того, вдоль этой непрерывной фазы должно [c.38]

В свете теории коррозионного растрескивания как разрушения, вызванного одновременным воздействием электрохимического, механического и сорбционного факторов, особенностями сварных соединений, снижающими стойкость сварных соединений против коррозионного растрескивания, являются 1) повышенная термодинамическая неустойчивость, приводящая к повышенной электрохимической гетерогенности по сравнению с основным металлом 2) более сложное и неблагоприятное напряженное состояние 3) возможность более интенсивного протекания сорбционных процессов. Эти особенности сварных соединений обусловлены теплофизичеакими процессами при неравномерном нагреве и охлаждении металла во время сварки. [c.76]

Большинство металлов неизбежно содержит либо внутренние или поверхностные. дефекты, либо настоящие трещины и поэтому при наложении напряжений Ста любой из этих дефектов может развиваться вплоть до разрушения. В настоящее время различными псследователями [1—3] для изучения роста трещин, ускоренных воздействием внешней среды (коррозионное растрескивание, водородное охрупчивание), используются положения линейной механики разрушения. Такой подход является, по существу, развитием предложенной Гриффитсом теории хрупкого разрушения для упруго-пластического состояния. [c.308]

Рассмотрены теория коррозионных процессов, локальная коррозия (питтинговая, межкристаллитная, щелевая) и коррозия при одновременном воздействии механических напряжений (коррозионное растрескивание, коррозионная усталость и кавитация). Изложены научные принципы создания металлических сплавов повышенной пасоивнруемостн н коррозионной стойкости. Описаны свойства важнейших современных конструкционных коррозионностойких сплавов. [c.4]

По адсорбционной теории, развиваемой Улигом, коррозионное растрескивание объясняется (Ослаблением межатомных связей в напряженном сплаве при адсорбции специфических К1ом1понантов, главным образом анионов раствора. Активные анионы адсорбируются (преимущественно на подвижных дислокациях или других несовершенствах структуры, что снижает поверхностную энергию. Это облегчает разрыв межатомных связей в металле, находящемся под растягивающими напряжениями. На основании этой теории объясняется специфи- [c.120]

Работа Хора и Хайнса совершенно четко показывает, что для создания возможности растрескивания часто необходимо, чтобы защитная пленка была разрушена электрохимическим или механическим путем. Однако навряд ли этот механизм может служить в качестве общей теории развития трещин. Если бы напряжение само по себе могло непрерывно поддерживать разрушенное состояние пленки на конце трещины, то алюминиевый сплав должен был бы быть подвержен коррозионному растрескиванию в отсутствие кислорода, причем катодный процесс заключался бы в выделении водорода. Обычно это не имеет места. Кроме того, некоторые из экспериментов Фармери трудно объяснить на основе теории разрушения пленки. В образце алюминиево-магниевого сплава, находившемся в состоянии склонности к коррозионному растрескиванию, процесс растрескивания был доведен до такого состояния, когда глубина трещины не достигала половины толщины образца, после чего дальнейшее развитие трещины было задержано наложением катодного тока по истечении 30 мин, подача тока была прекращена, но развитие этой трещины не возобновилось спустя 15 час. появились новые трещины, но уже в других местах. Еще в одном опыте глубина трещины достигла примерно одной трети толщины образца, и ее развитие тоже было приостановлено с помощью катодной поляризации поляризация продолжалась 30 мин., после чего подача тока была прервана, а механическая нагрузка на образец была увеличена все же и по истечении 48 час. образец оставался неразрушенным. Если механическое разрушение пленки на конце трещины является решающим фактором для ее развития, то разрушение пленки началось бы после прекращения подачи тока, по крайней мере в том случае, когда механическая нагрузка была увеличена. Если же образование кислоты на аноде является тем фактором, который поддерживает процесс растрескивания, после того как он начался, то полученные результаты легко объясняются. Причины развития процесса растрескивания, если он начался, те же, что и развития питтинга (стр. 117). [c.633]

ПИЯ на термодинамику и кинетику окиеления и коррозии [100— 112]. Высказывались предположения, что механические напряжения влияют на скорости коррозии путем изменения формы кинетического закона [106], хотя такие представления и вызывают возражения [109]. Кроме того, некоторые теории [101] и экспериментальные наблюдения [35, 108] указывают на возможность ускорения коррозии вследствие разрушающего воздействия приложенного напряжения на поверхностную пленку коррозионных продуктов. Недавние исследования коррозии жаростойких сплавов Со—Сг—А1 и N1—Сг—А1 (без добавок и с добавками иттрия, улучшающими адгезию окисла [Ш]) показали, что, хотя деформация под действием высоких сжимающих напряжений может приводить к короблению и растрескиванию пленок АЬОз, степень последующего отслаивания и повторного окисления, т. е. кинетика окисления, существенно не изменяется [110]. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...