Охрупчивание в жидких металлах

Склонность твердых металлов к охрупчиванию в жидких металлах [Зв] [c.141]

Механизм охрупчивания в жидких металлах аналогичен механизму КРН только при определенных сочетаниях жидких и напряженных твердых металлов, приводящих к межкристаллитному растрескиванию (табл. 7.2). Например, чтобы избежать катастрофического межкристаллитного растрескивания, ртутные котлы должны быть изготовлены и изготавливаются из - углеродистой стали, а не из титана, его сплавов или латуни. Адсорбированные атомы ртути снижают энергию межатомных связей на границах зерен напряженного титана или латуни, вызывая растрескивание, а в случае железа это не имеет места. [c.142]

Охрупчивание в жидких металлах 141 [c.452]

Некоторые титановые сплавы могут подвергаться охрупчиванию в жидких металлах. Например, в ртути сплав состава Ti — 8 % А1 — 1 % Мо—1 % V подвержен межкристаллитному и внутри-кристаллитному разрушению [4.3 ] с высокими скоростями (Юсм/с). [c.197]

К охрупчиванию в жидких металлах более склонны сплавы при понижении энергии дефектов упаковки [130]. Поскольку с понижением энергии дефектов упаковки увеличивается х, то в соответствии с требованиями, представленными на фиг. 83, станет уменьшаться отношение о<./х. В дополнение было высказано предположение, что при таком легировании можно ожидать понижения а<, в результате изменения отношения числа валентных электронов к числу атомов. [c.198]

Температурная зависимость кинетики роста трещин не установлена, хотя такие измерения могут быть полезными при исследовании процессов в жидких металлах. В работе [160] установлена температурная зависимость охрупчивания металла твердым кадмием и получено значение кажущейся энергии активации 56,7 кДж/моль. В результате сделан вывод, что эта величина может служить доказательством того, что диффузия кадмия в твердом состоянии есть стадия, контролирующая скорость процесса. Однако зависимости v от К не были определены, поэтому сравнения не могут быть сделаны при одинаковых скоростях роста трещин. [c.405]

Взаимодействие жидкого металла с конструкционным материалом отлично от процессов коррозии в воде и других неметаллических жидкостях и газах своим механизмом — сложным комплексом таких явлений, как растворимость материала и его компонентов в жидком металле, перенос массы, межкристаллитная коррозия, охрупчивание, адсорбционное понижение прочности, эрозионное разрушение и др. Рассмотрению воздействия жидких металлов на конструкционные материалы посвящен ряд работ [69 и др.]. Здесь дается лишь краткая характеристика этих специфических явлений. [c.47]

Азот увеличивает растворимость Fe и N в литии и термический перенос массы, азотирует поверхностный слой некоторых нержавеющих сталей. Водород в жидком сплаве натрия с калием вызывает охрупчивание ниобия. Присутствие углерода в жидком натрии приводит к науглероживанию поверхности нержавеющих сталей, находящихся в контакте с жидким металлом. [c.147]

Глава начинается с достаточно элементарного анализа проблемы ползучести и разрушения конструкционных сплавов под напряжением при высоких температурах и описания различных эффектов, наблюдаемых при воздействии внешней среды. Затем следует краткий обзор высокотемпературной коррозии и обсуждение многочисленных путей ее влияния на механические свойства сплавов, после чего уже непосредственно рассмотрены коррозионная ползучесть и разрушение материалов вследствие коррозии под напряжением. Следует отметить, что в данной главе рассматриваются процессы, протекающие при высоких температурах, как правило выше 0,5 Тт, где Тт — абсолютная температура плавления рассматриваемого сплава. Поэтому в круг обсуждаемых вопросов не входят такие сложные явления, как коррозионное растрескивание под напряжением, охрупчивание при контакте с жидким металлом или понижение сопротивления излому, вызванное поверхностно-активными веществами. По этим вопросам имеются авторитетные обзоры [8, 9]. [c.9]

Наконец, надежно доказано, что границы зерен становятся очень склонными к нарушению сплошности, если на них попадает жидкая фаза, как в случае охрупчивания при контакте с жидким металлом [89, 166]. Этот эффект дол кен быть особенно заметен в таких горячих агрессивных средах, в которых эвтектики с низкой температурой плавления не будут разнородными (например, N 382—N1 и Сг5—Сг [91]). Кроме того, известно, что газы, адсорбированные на границах и способные., например, преимущественно диффундировать вдоль них в глубь сплава при низких температурах (когда образование коррозионных продуктов маловероятно), могут понижать поверхностную энергию и, вероятно, силы сцепления на границе [167, 168]. Этот эффект может усиливать проскальзывание по границам зерен и растрескивание. [c.34]

Образцы ДКБ особенно удобны для испытания полуфабрикатов из высокопрочных сплавов в высотном направлении, поскольку межкристаллитный характер коррозионного растрескивания в этих сплавах препятствует выходу коррозионной трещины из плоскости. Таким образом на образцах ДКБ направления ВД и ВП, изготовленных из плиты (см. рис. 7), коррозионная трещина в большей степени будет развиваться в средней плоскости материала, а не уклоняться в сторону, как это часто происходит в магниевых, титановых сплавах и в сталях. Это показано на рис. 20, где трещина межкристаллитного охрупчивания жидким металлом развивается в виде прямой линии по центральной плоскости образца ДКБ длиной 300 мм из высокопрочного алюминиевого сплава. [c.173]

Опасными компонентами, вызывающими охрупчивание, почти однозначно являются сами жидкие металлы. В недавнем обзоре [158] высказано предположение, что процесс происходит по типу [c.404]

Сальник в трубопроводной арматуре препятствует проходу рабочей среды в атмосферу через зазор в подвижном соединении шпинделя с крышкой. Во многих случаях неудовлетворительная работа арматуры связана с плохим техническим состоянием сальника, поэтому материал набивки сальника должен выбираться обоснованно. Материал должен обладать следующими свойствами иметь высокие упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стойкость против действия рабочей среды, износостойкость и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в отечественной арматуре для АЭС в основном применяются асбест с графитом, асбест с фторопластом, фторопласт и некоторые другие материалы. Наиболее часто используются асбестовый плетеный шнур квадратного или круглого сечения. Целесообразно применение набивки из заранее приготовленных и отформованных колец. В арматуре первого (реакторного) контура с жидкометаллическим теплоносителем применение набивок, содержащих графит, недопустимо, так как последний, попадая в жидкий натрий, вызывает при высокой температуре науглероживание металла оборудования контура, способствуя его охрупчиванию. [c.35]

Для серебрения в настоящее время в огромном больщинстве случаев применяются цианистые электролиты, в состав которых входят соли серебра, карбонат натрия и цианид, причем концентрация последнего должна обеспечивать нормальную работу анодов, т. е. в растворе всегда содержится свободный цианид . В этих электролитах непосредственное серебрение меди и медных сплавов не может проводиться из-за большой величины токов контактного обмена между медью и ионами серебра и образования вследствие этого плохо сцепленных пленок контактно выделенного серебра. Для предотвращения контактного обмена применяется специальная операция — амальгамирование. Однако амальгамирование при обработке тонкостенных деталей из медных сплавов, особенно латуни (трубки, контактные лепестки, пружинящие элементы), вызывает охрупчивание вследствие воздействия жидкого металла — ртути, сопровождающееся разрушением деталей при дальнейших операциях сборки, запрессовки в пластмассу [c.128]

При выходе на поверхность металла скоплений дислокаций могут возникать трещины. Проникновение среды в трещины приводит к расширению их и охрупчиванию металла. Адсорбционное воздействие жидких металлов на Твердые изучено недостаточно, и исследования в этом направлении продолжаются. [c.144]

Жидкий металл и особенно примеси, содержащиеся в нем, могут повлиять на механические свойства металла емкости путем растворения и диффузии в твердый металл стенки с образованием новой фазы. Известно, например, что натрий диффундирует в медь при 1000° С с образованием новой фазы и вызывает охрупчивание ее. Интерметаллиды образуются и при длительной выдержке ванадия в жидком свинце и его сплавах при 1000° С [94]. Перенос углерода металлическим натрием часто вызывает науглероживание (цементацию), опасное для хромоникелевых сталей. [c.301]

Вместе с тем при быстром нагреве могут возникать большие внутренние напряжения в паяемом металле, что особенно нежелательно при пайке конструктивно-жестких и тонкостенных элементов при слишком быстром нагреве может не произойти достаточно полного отжига нагартованных при сборке деталей. Все это может привести к повышенной чувствительности паяемого металла, к охрупчиванию в контакте с жидкими припоями. [c.77]

Для объяснения природы снижения предела прочности и пластичности металлов под действием жидких металлов было предложено несколько гипотез. Согласно одной из них охрупчивание объясняется только поверхностным адсорбционным (физически обратимым) эффектом понижения поверхностного натяжения твердого металла в контакте с жидким [80, 98]. [c.81]

Адсорбционный механизм растрескивания лежит в основе растрескивания под напряжением пластмасс в органических растворителях [33, 34], а также растрескивания твердых металлов под действием жидких металлов (охрупчивание в жидких металлах). Таков и механизм, предложенный ранее Петчем и Стейблсом Т35], объясняющий коррозионное растрескивание стали, вызванное на-водороживанием (см. разд. 7.4). [c.142]

На рис. 7.11 показаны участки I и II роста трещины в Al-сплаве (1,2—2,0 % Си 2,1—2,9 % Mg 0,3 % Сг 5,5 % Zn) в растворе Na l, а также в жидкой ртути (охрупчивание в жидких металлах) при комнатной температуре. Скорости растрескивания в ртути выше, чем в водных растворах, но характер зависимости скорости от интенсивности напряжения одинаков. Металлургические факторы, влияющие на скорость роста трещин в одной среде, аналогичным образом влияют и в других. Вполне возможно, что некоторые аспекты механизма растрескивания справедливы в различных условиях. [c.147]

Элемент, способный формировать интерметаллическиё соединения с высокой точкой плавления, может ингиби- ) вать охрупчивание в жидких металлах. Например, барий (Оу4 %), добавленный к ртути, предотвращает охрупчивание алюминия [4 J. [c.551]

Имеется ограниченное число данных о характере разрушения титановых сплавов в жидких металлах. Разрушение сплава Т1— —8 А1—I Мо—IV в ртути согласуется с обобщенным поведением, представленным на рис. 83. Так, в области II рост трещины происходит за счет транскристаллитного скола при низких уровнях К (область I) растрескивание в основном межкристаллитное [104], Все другие наблюдения за растрескиванием, вызываемым воздействием жидкого металла, были получены в опытах, в которых зависимости о от /С не были определены точно. Например, было показано, что титан марки СР-50 [157] и сплав Т1—13 V— —11 Сг—3 А1 [103] разрушаются в жидком кадмии транскристал-литно. Наблюдался смешанный транскристаллитный и межкристаллитный характер разрушения сплавов Т1—8 А1—1 Мо—IV и Т —б А1—4А" после охрупчивания твердым кадмием [160]. В противоположность этому поведению в жидком кадмии, сплав Т1—13 V—ПСг—3 А1 разрушается в жидком цинке преимущественно транскристаллитно [103]. [c.382]

Промышленные титановые и все другие сплавы растрескиваются в бурой дымящейся HNO3, содержащей 20% NO2. При исключении NO2 коррозионное растрескивание наблюдается только для некоторых сплавов, а добавка 2% Н2О устраняет растрескивание полностью [1]. В расплавленных солях, содержащих галоидные соединения, также наблюдается коррозионное растрескивание [36]. Смеси хлоридов и бромидов при 350° С вызывают как межкристаллитное, так и транскрнсталлитное растрескивание с максимально высокими скоростями (7 мм/с). Растрескивание в сильной степени зависит как от температуры, так и от количества присутствующих галоидных соединений. Как установлено, в ряде жидких металлов происходит охрупчивание некоторых титановых сплавов. Например, в ртути сплав Ti—8А1—1Мо—IV подвержен межкристаллитному и транскристаллитному разрушению [36] с высокими скоростями (10 см/с). Термическая обработка оказывает аналогичное влияние на коррозионное поведение титановых сплавов, как в водных, так и метанольных растворах. Некоторые сплавы ох-рупчиваются в расплавленном кадмии и цинке. Весьма интересно охрупчивание металла— основы, обнаруженное на деталях из титанового сплава, покрытого кадмием, серебром и цинком [37, 38]. Сообщается о разрушении в процессе эксплуатации крепежных деталей (винты, болты, гайки) из сплава Ti—6А1—4V, гальванически покрытых кадмием [35]. Растрескивание этого сплава и сплава Ti—8А1—1Мо—IV воспроизведено в лабораторных испытаниях на образцах с гальваническим покрытием в области температур 38—316° С [38]. Механизм этого разрушения не установлен, однако кадмий обнаружили на поверхности излома. По-видимому, процесс растрескивания подобен разрушению за счет охрупчивания, происходящего в жидком металле. Как полагают, в данном случае водород не [c.277]

Процесс коррозии многокомпонентных конструкционных материалов в жидкометаллических теплоносителях является сложным и состоит из нескольких параллельно идущих многостадийных гетерогенных процессов. При повышенном содержании кислорода в жидком щелочном металле в сталях на некоторой глубине происходит образование сложных оксидов типа MeO-NajO и Me0-(Na20)2—так называемое внутреннее окисление. Кроме того, как в циркулирующей, так и в неподвижной жидкометаллической системе происходит селективное растворение и перенос компонентов, перераспределение углерода и азота между различными конструкционными материалами или участками конструкции, находящимися при разных температурах, проникновение жидкого металла в твердый. Эти процессы вызывают не только коррозионные потери массы, но и физико-химические и структурные изменения материалов охрупчивание, азотирование, эрозионное разрушение, изменение состава поверхностного слоя. Скорость переноса массы и селективного растворения компонентов сталей [c.259]

Методическая трудность при изложении данных по КР титановых сплавов связана с большим разнообразием сред, способных вызывать такое разрушение, от дистиллированной воды и обычных хлоридных растворов до спиртов и других органических жидкостей, горячих твердых и жидких солей, четырехокиси азота, жидких металлов и др. Это вызывает необходимость определенного отбора результатов, поэтому в данном разделе, как и во всей главе, основное внимание уделено КР в хлоридсодержащих водных растворах. Отчасти это обусловлено тем, что большинство экспериментов проводится именно в таких средах. Данные об охрупчивании в водороде во многих отношениях аналогичны данным по-КР -Там, где это возможно, для подтверждения выводов будут использованы результаты, полученные в других средах. [c.95]

Рис. 20. Образец ДКБ ориентации ВД длиной 300 мм из плиты сплава 7075-Т651, используемый для изучения охрупчивания жидким металлом. Сочетание межкристаллнтной природы развития трещины с вытянутым ориентированным зерном обеспечивает распространение трещины в центральной плоскости образца [44а1.

Тнтан I его сплавы могут охрупчиваться иод действием нескольких жидких металлов, Охрупчивание жидким металлом — одна из первых проблем в эксплуатационных условиях, вызванная сообщением о растрескивании дисков компрессора из сплава Ti—4 Al—4V в Westinghouse XJS 4 Engine [3]. Такое растрескивание происходило в результате воздействия кадмиевого покрытия болтов на деталь. Хотя рабочие температуры конструкций были близки к температуре плавления кадмия, наблюдаемое охрупчивание могло быть вызвано и твердым кадмием, как обсуждается в дальнейшем. [c.353]

При предварительной укладке припоя у зазора или в зазор место контакта его с паяемым металлом в процессе нагрева до рабочей температуры пайки (нензотермическнй контакт) может попадать в температурно-временнук) область пониженной смачиваемости повышенной химической эрозии паяемого металла в жидком припое или в результате контактно-реактивного плавления Мк с компонентами Мп, развития диффузионной пористости, охрупчивания паяемого металла в контакте с жидким припоем, интенсивного роста Химических соединений и др. [c.61]

При наличии в паяемом металле растягивающих напряжений, возникающих при его наклепе, образовании неравновесных структур или концентрационных изменений в них, температурном граднеите в контакте паяемым металлом жидким припоем, может наступить охрупчивание Мк и образование в нем трещин. [c.71]

Наиболее сильное охрупчивание и понижение прочности имеют место при коетакте твердых материалов с жидкими с аналогичной химической связью (металлы с металлическими расплавами, ионные кристаллы с расплавами солей). Потеря прочности или пластичности особенно резко проявляется при контактво-реак-тивном плавлении металлов, находящихся под действием растягивающих напряжений. Оказалось, что многие случаи самопроизвольного разрушения твердых металлов в контакте с жидкими сопровождаются химической эрозией по границам твердых зерен, хотя наблюдались разрушения и без видимого проникновения жидких металлов по границам твердых, а также в монокристаллах. [c.71]

Был предложен механизм ускоренного разрушения шарикоподшипников, основанный на образовании вакансионной диффузии водорода в высоконапряженную сталь и ее охрупчивании. Эту гипотезу проверяли на четырехшариковой машине со смазочным материалом, содержащим 6 % тритие-вой воды высокой активности. На испытуемом приводном шарике образовались питтинги, на остальных трех шариках напряжения были меньше и признаков поверхностных усталостных разрушений не наблюдалось. После испытания в тритиевой воде шарики промывали в ацетоне, погружали в жидкий сцинтиллятор и подсчитывали радиационную активность. После испытаний было зарегистрировано от 1000 до 2000 импульсов в 1 с. Не подверженная усталости часть шариков давала 40 импульсов в 1 с при фоне около 30 импульсов в 1 с. Активность на поврежденном участке со временем уменьшалась и через 5 сут приближалась к уровню фона. Описанный эксперимент подтверждает гипотезу, что в присутствии воды водород внедряется в.металл, подвергаемый поверхностному усталостному воздействию. Уменьшение радиг-ционной активности со временем может быть отнесено к выводу трития из металла. [c.140]

Повышение степени однородности исходного материала СО ферросплавов может быть достигнуто и более активными технологическими приемами, например термической обработкой сплавов перед дроблением. Известно, что одним из типов структурных превращений, вызывающих изменение механической прочности металла, является первичная и собирательная (вторичная) рекристаллизация, приводящая к заметному охрупчиванию сплавов. Так, рекристаллизационный отжиг ферровольфрама в интервале температур 900 — 950°С приводит к значительному охрупчиванию сплава и повышению его однородности после 1,5 — 3 ч отжига. При подготовке материала государственного СО Ф18 (ферровольфрам) термическую обработку сплава перед дроблением проводили в муфельной печи в течение 2 ч с последующим охлаждением кусков в воде. Изучение распределения вольфрама и углерода, принятых в качестве индикаторов однородности, показало, что такой режим термической обработки резко снижает уровень межфракционной изменчивости состава дисперсного материала СО. Для повышения однородности порошка феррохрома при выпуске СО состава низко-и среднеуглеродистого феррохрома успешно применяется разработанная в 70-х годах технологическая схема, заключающаяся в разливке жидкого металла в цилиндрические слитки диаметром 160 — 180 и высотой 180 — 200 мм с последующим их измельчением на токарных станках проходными резцами с твердосплавной напайкой или гребенчатыми резцами шириной 90 мм и шагом зуба 1,25 мм [74]. [c.128]

Легирование палладием и никелем медносеребряных припоев повышает их температуру плавления. Такие припои отличаются высокой смачивающей способностью при пайке сталей, почти полным отсутствием химической эрозии паяемого металла, высокой теплопроводностью и в жидком состоянии не вызывают охрупчивания паяемого материала при их контакте. Состав таких припоев Ag-(1- -7,5) % Си - (0,5- -3,5) % № - (1 10) % Pd и Ag — (3,94-4,9) % Си — (0,94-1,2) % Ni - (4,5- -5,2) % Pd. Содержание примесей в припоях не должно превышать 0,15% [59]. [c.115]

Металлоконструкции при воздействии жидких металлов могут терять прочностные свойства (подвергаться охрупчиванию). Это явление стимулируют следующие факторы наличие растягивающих напряжений существование трещин или пластических деформаций, способных вызывать скопление дислокаций, концентрирующих растягивающие напряжения в плоскости потенциальц ( го излома адсорбция частиц, вызывающих охрупчивадае в зоне препятствий ограниченная взаимная растворимость металлов, так как в противном случае будет проис- [c.550]

Степень межзеренного охрупчивания металла, вызванную ослаблением границ зерен из-за наводороживания, сульфидного и хлорид-ного растрескивания и иных неблагоприятных процессов, определяют по величине межзеренного разрушения Д/, в хрупком изломе по сравнению с хрупким изломом исходного состояния. Изломы для электронно-фрактографического анализа получают при разрушении микропроб, предварительно охлажденных в жидком азоте для получения хрупкого излома, обеспечивающего наличие на поверхности хрупкого квадрата . Определение доли межзеренной составляющей указывающей на повреждение границ зерен, осуществляют в соответствии с методическими указаниями МР8-81 Расчеты на прочность в машиностроении, фрактографический метод определения критической температуры хрупкости металлических материалов (М. ВНИИНМАШ, 1981). [c.202]

В настоящее время металлофизикой накоплена достаточно обширная информация о воздействии жидкометаллических сред на мета,.11лы и сплавы, Устаковлено, что жидкометаллическая среда в зависимости от степени химического родства граничных фаз, энергии смешения и способов деформирования и разрушения может привести к уменьшению предела прочности металла, его быстрому охрупчиванию, к активному трещинообразованию по границам зерен (уменьшению сил межатомных связей, обусловленного адсорбцией атомов жидкого металла на поверхносг.чх и у вершины трещин), нагреву металла и другим физико-химическим явлениям. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...