Растрескивание адсорбционное

В свете накопленных данных возникло предположение [3, 30], что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление когезионных связей между поверхностными атомами металла вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм был назван адсорбционным. Так как хемосорбция специфична, разрушающие компоненты среды также обладают специфичностью. С уменьшением поверхностной энергии металла увеличивается тенденция к образованию трещин при растягивающих напряжениях. Следовательно, этот механизм соответствует критерию образования трещин на стекле и других хрупких твердых телах — так называемому критерию Гриффитса, согласно которому энергия деформации напряженного твердого тела должна превышать энергию общей увеличившейся поверхности, образованной зарождающейся трещиной [31 ]. Любая адсорбция, снижающая поверхностную энергию, должна способствовать образованию трещин, однако вода, адсорбированная на стекле, снижает напряжение, необходимое для растрескивания. [c.140]

Критический потенциал коррозионного растрескивания — это такой потенциал, выше которого происходит адсорбция разрушающих ионов, а ниже — их десорбция. В принципе, он может быть как отрицательнее, так и положительнее коррозионного потенциала. Ингибирующие анионы, сами не вызывающие растрескивания, конкурируют с разрушающими ионами за адсорбционные места требуется приложить более высокий потенциал для достижения поверхностной концентрации разрушающих ионов, достаточной для адсорбции и растрескивания. Когда под воздействием ингибирующих ионов критический потенциал становится выше потенциала коррозии, растрескивание прекращается, потому что разрушающие ионы больше не могут адсорбироваться. Механизм конкурентной адсорбции сходен с ранее описанным механизмом питтингообразования, критический потенциал которого также сдвигается в положительном направлении в присутствии посторонних анионов (разд. 5.5.2). [c.141]

Согласно другой гипотезе, водородное растрескивание происходит вследствие диффузии и адсорбции водорода на дефектах в вершине трещины, что снижает поверхностную энергию атомов напряженного металла [35] (адсорбционное растрескивание). [c.150]

Мартенситные нержавеющие и дисперсионно-твердеющие стали, термообработанные с целью получения предела текучести- олее 1,24 МПа, самопроизвольно растрескиваются в атмосфере, солевом тумане или при погружении в водные среды, даже если они не находятся в контакте с другими металлами [55—58]. Лопасти воздушного компрессора из мартенситной нержавеющей стали [59 ] разрушались вдоль передней кромки, где были велики остаточные напряжения и конденсировалась влага. Для сверхпрочных мартенситных нержавеющих сталей с 12 % Сг, которые находились в морской атмосфере под напряжением, составляющим 75 % от предела текучести, срок службы не превышал 10 дней [60]. Приведенные данные получили разнообразные объяснения, однако они убедительно доказывают, что сталь в указанных случаях разрушается в результате или водородного растрескивания, или КРН. При наличии в стали высоких напряжений, она может растрескиваться в воде без внедрения водорода, который образуется при взаимодействии воды с металлом. По-видимому, в этом случае вода непосредственно адсорбируется на поверхности и уменьшает прочность металлических связей в степени, достаточной для зарождения трещин (адсорбционное растрескивание под напряжением). [c.320]

Радиация, действие на металл 154, 155 Растворители 252 Растрескивание 28, 29 адсорбционное 320 водородное 58, 148 сл. транскристаллитное 156 Ржавление 16 Ржавчина, удаление 253 Ряд [c.453]

Для предотвращения растрескивания крепежа нефтегазопромыслового оборудования его изготавливают из коррозионно-стойких материалов или применяют защитные покрытия [25]. В условиях ОНГКМ наиболее перспективна защита крепежа с помощью плазменных и диффузионных покрытий или нанесения ингибирующей смазки. Согласно [29], механизм защитного действия ингибирующих смазок заключается в том, что с поверхности металла вытесняется вода, и под действием сил адгезии образуется защитный адсорбционный слой, который предохраняет металл от коррозии благодаря механической изоляции его поверхности от влаги и кислорода воздуха. Пленка покрытия замедляет коррозию и защищает металл в результате формирования на его поверхности хемосорбционных слоев маслорастворимых ингибиторов коррозии. [c.41]

В соответствии с адсорбционной теорией разупрочняющее воздействие pe i при статическом и циклическом нагружении металла объясняется преимущественно снижением поверхностной энергии вследствие адсорбции компонентов среды на поверхности металла 91]. Имеются весомые экспериментальные результаты, подтверждающие значительную роль адсорбционных явлений в разупрочнении сталей и сплавов. Так, между адсорбцией и склонностью сталей к растрескиванию в среде в ряде случаев просматривается определенная корреляция. Стали, обладающие высокой адсорбционной способностью по отношению к компонентам среды, характеризуются низким сопротивлением растрескиванию. Никель, например, уменьшая адсорбируемость ионов хлора на поверхности, повышает стойкость аустенитных сталей к растрескиванию. Высокомолекулярные спирты, активно адсорбирующиеся на поверхности стали, ускоряют рост трещин [о, 17, 18, 71]. Однако адсорбционная теория при всей ее важности не универсальна. [c.56]

В зависимости от свойств среды и сплава коррозионное растрескивание может протекать по-разному. Для объяснения механизма коррозионного растрескивания сплавов и сталей предложены различные гипотезы. Наиболее убедителен адсорбционно-электрохимический механизм. [c.254]

Во многих случаях эти процессы протекают одновременно, что значительно усложняет анализ механизма явления. При напряженном состоянии образца поверхностно-адсорбционное взаимодействие может внешне не проявляться и не приводить к растрескиванию за измеримые промежутки времени. В то же время процессы объемного набухания и химического взаимодействия могут вызывать растрескивание и разрушение ненапряженных образцов полимеров (см. раздел II. I). [c.133]

Можно предположить, что при растрескивании аморфных полимеров в жидкости одновременно с формированием адсорбционных слоев на растущей поверхности образца дополнительно под действием фазовых сил раздвигаются створки микротрещин. При развитии шейки в кристаллических полимерах жидкость способствует расщеплению исходной структуры полимера по внутренним поверхностям раздела, облегчая их взаимное перемещение, и заполняет пустоты, образующиеся при переупаковке частей исходных кристаллов в материал шейки . [c.168]

Несколько особняком стоят водородная гипотеза, которая объясняет растрескивание повреждением металла водородом, выделяющимся при коррозии, и адсорбционная гипотеза, которая связывает развитие трещины со снижением поверхностной энергии металла при адсорбции компонентов раствора [1.74]. [c.109]

Разница в воздействии реакций (2.1) и (2.2) на сульфидное коррозионное растрескивание стали обусловливается природой образующихся анионов — SH и СО " соответственно, обладающих разной адсорбционной способностью [2.61. [c.141]

Износ от коррозионного растрескивания. Коррозионное растрескивание в настоящее время понимается как анодное растворение металла под напряжением, сопровождаемое такими явлениями, как адсорбционное понижение прочности металла (эффект Ребиндера), образование и разрушение оксидных пленок, капиллярное течение коррозионной среды в микротрещине. [c.228]

Анализ длительной статической трещиностойкости сплавов — неотъемлемая часть проблемы оценки их склонности к замедленному хрупкому разрушению. Наиболее универсальной разновидностью такого разрушения сплавов является их растрескивание при воздействии коррозионных сред. У высокопрочных закаленных сталей также наблюдается так называемое задержанное разрушение в результате развития внутренних дефектов под воздействием водорода и адсорбционно-активных примесей или вследствие миграции закалочных дефектов. [c.345]

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]

В данной работе была сделана попытка, исходя из адсорбционной гипотезы, установить функциональную зависимость времени до начала растрескивания стали при наводороживании от величины растягивающих напряжений. [c.104]

Адсорбционно-электрохимическая теория не может быть использована при рассмотрении механизма коррозионного растрескивания. Этот вопрос более подробно освещен в главе о влиянии поверхностно-активных элементов среды на скорость растрескивания. [c.41]

Таким образом, водопоглощение происходит путем заполнения дефектов материала водой. В результате происходит растрескивание связующего в местах концентрации остаточных напряжений, ослабление адсорбционного воздействия на границе волокно — смола, снижение прочности волокна, а значит, и прочности материала. Как показывают исследования [55], возникают трещины, перпендикулярные оси волокна. Это приводит к уменьшению [c.61]

Именно с адсорбционной природой воздействия поверхностно-активных компонентов (ионов хлора), содержащихся в сухих теплоизоляционных покрытиях, связано ускоренное разрушение аустенитных паропроводов. В качестве аргументов, подтверждающих это положение, выдвигаются следующие [52, 53] малое количество активного вещества (ионов хлора) ускоренное разрушение происходит при отсутствии электролита уровень температур превышает типичный длн протекания процесса коррозионного растрескивания. [c.27]

Прослойки из аустенитной фольги между поверхностью паропроводов из аустенитных сталей и теплоизоляцией были применены для защиты от адсорбционного растрескивания на Челябинской ТЭЦ N 1. Защищались участки со сварными соединениями на паропроводах котлов, работающих при давлении 21 МПа и температуре перегретого пара 565 °С. На рис. 2.19 приведены части трасс паропроводов, на которых была уста новлена защита, а в табл. 2.4 указаны размеры и материалы труб. Материал теплоизоляции — перлитные плиты. [c.43]

Первые две теории отражают частные случаи коррозионного растрескивания. Более общий характер имеет электрохимиче-ско-адсорбционная теория. Однако эти теории не объясняют явлений растрескивания некоторых металлов в коррозионно-активных средах вследствие абсорбции продуктов коррозии с образованием химических соединений. Пример растрескивания сварных соединений легированных титановых сплавов, вызванного образованием гидридной фазы при наводороживании в процессе коррозии с водородной деполяризацией, приведен в работе [5]. [c.72]

Сорбционные явления вызывают адсорбционное и абсорбционное понижение прочности и облегчение деформирования при растрескивании. [c.73]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутетвие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Ромашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором на коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

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]

Суммируя сказанное, можно утверждать, что адсорбционная теория объясняет большую часть характерных особенностей КРН металлов, а также некоторые виды неэлектрохимического растрескивания, например растрескивание стекла в воде, пластмасс в органических растворителях, металлов в органических средах, в жидких металлах, в атмосфере водорода. Справедливость этой модели подтверждается тем, что основной механизм влияния разрушающей среды одинаков для всех материалов. [c.142]

Изменение строения двойного слоя, связанное с повышением общей концентрации электролита, приводит к уменьшению толщины двойного слоя и увеличивает, следовательно, градиент поля при постоянной величине электродного потенциала. По-видимому, с этим обстоятельством связан подбор опытным путем в качестве модельного электролита для ускоренных испытаний стали на коррозионное растрескивание насыщенного раствора Mg la [58]. Увеличение концентрации водного раствора HjSO монотонно снижает время до разрушения закаленной стали (см. рис. 58), хотя концентрационная зависимость скорости общей коррозии имеет два максимума. Это явление можно объяснить адсорбционным эффектом Ребиндера и усилением избирательности коррозии, т. е. локализацией растворения под действием напряжений. При максимальных напряжениях ниже предела текучести скорость общей коррозии [c.170]

Изменение строения двойного слоя, связанное с повышением общей концентрации электролита, приводит к уменьшению толщины двойного слоя и увеличивает, следовательно, градиент поля при постоянной величине электродного потенциала. По-видимому, с этим обстоятельством связан подбор опытным путем в качестве модельного электролита для ускоренных испытаний стали на коррозионное растрескивание насыщенного раствора Mg la [64]. Увеличение концентрации водного раствора H2SO4 монотонно снижает время до разрушения закаленной стали, хотя концентрационная зависимость скорости общей коррозии имеет два максимума. Это явление можно объяснить адсорбционным эффектом Ребиндера и усилением избирательности коррозии, т. е. локализацией растворения под действием напряжений. При максимальных напряжениях ниже предела текучести скорость общей коррозии высокопрочных сталей увеличивается всего в несколько раз [22], а коррозионное растрескивание наступает быстро, что обусловлено локализацией растворения напряженного металла. В опытах [132] с концентрированной серной кислотой поверхность стали не имела следов коррозии, хотя образцы растрескивались в течение нескольких минут. По-видимому, под влиянием одновременно действующих кислоты высокой концентрации и механических напряжений происходят локализация коррозии, адсорбционное понижение прочности (эффект Ре- биндера) и, следовательно, повышение склонности к коррозионному pa -f трескиванню. [c.172]

Таким образом, на скачкообразном этапе развития трещин коррозио1шого растрескивания работа коррозионной коротко-замкнутой гальванопары СОП - бывшая , т. е. состарившаяся СОП, определяет чисто коррозионное подрастание треиошы на величину А /к, а также охрупчивающее металл наводороживание. Значит, работа данной гальванопары прямо определяет величину А/к и косвенно (через водород) величину А/ ,, т. е. величину чисто механического скачка трещины. Роль эффекта адсорбционного разупрочнения (эффект Ребиндера) на скачкообразном этапе, по-видимому, несущественна, поскольку трещина продвигается из толщи металла к ее вершине, а в толще металла среда отсутствует. [c.88]

Делая выводы, отметим, что зарождение и развитие трещин коррозионного растрескивания металлов и сплавов происходит, по-видимому, в пять этапов (рис. 9). Продолжительность I (инкубационного) этапа определяется временем до появления на поверхности металла аноднь1х деформационных образований (линий и полос скольжения, локального разрыва пленок). Роль среды на этом этапе сводится лшш> к адсорбционному облегчению их возникновения на поверхности. Этапы II и III являются чисто коррозионными. На II происходи1 коррозионное зарождение трещины путем локальной коррозии по месту полосы скольжения или разрыва пленки, на III — равномерно ускорен" ное подрастание уже зародившейся трещины в результате работы деформационной гальванопары ( пара Эванса ). Скорость чис-92 [c.92]

Процесс зарождения и развития трещин коррозионной усталости также можно разделить на несколько этапов. Этап I, как и при растрескивании, - инкубационный. На этом этапе вследствие деформационного выхода на поверхность дислокаций и образования полос скольжения на металле формируются анодные зоны локальной коррозии. Роль среды, по-видимому, сводится к адсорбционному облегчению (ускорению) выхода полос скольжения на поверхность металла, т. е. в определешой степени проявляется эффект Ребиндера. После формирования на металле стойких полос скольжения с более отрицательным электродным потенциалом, чем потенциал остальных участков поверхности [12], начинается локальная коррозия по месту полос скольжения, т. е. реализуется П этап развития трещин — их коррозионное зарождение. [c.95]

Высказано положение, что при механическом нагружении сталей в агрессивных средах, содержащих ингибиторы коррозии, существует конкуренция двух противоборствующих факторов разупрочнение Материала из-за адсорбционного снижения поверхностной энергии и упрочнение в связи с адсорбционным ингибированием локальной коррозии. Преобладание одного из этих факторов зависит от уровня адсорбционной и ингибирующей активности веществ. Так, при явно выраженной химической адсорбции, когда образуются адсорбционные пленки с высокой защитной способностью j преобладает адсорбционное упрочнение. При обратимой (физической) адсорбции, когда ингибирующее действие незначительно, возможно преобладание адсорбционного разупрочнения (тог а проявляется эффект Ребин-дера)> Поскольку физическая и химическая адсорбции взаимосвязаны и адсорбция во многих случаях обусловливает ингибирование коррозии, эффект Ребиндсра вследствие введения в среды ингибиторов, как правило, не проявляется [69]. В настоящее время подобран ряд достаточно эффективных ингибиторов, существенно повышающих сопротивление металлов и сплавов коррозионному растрескиванию [8,19]. [c.109]

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]

Внешнее проявление поверхностно-адсорбционных, объемнодиффузионных и химических процессов взаимодействия среды с напряженно-деформированными полимерами может быть трудно различимо они проявляются в поверхностном растрескивании, резком снижении долговечности и изменении критической деформации при разрыве. [c.133]

Использование ПИНС-РК для предотвращения или снижения коррозионного растрескивания, локального анодного растворения и водородного охрупчивания весьма эффективно, если эти продукты образуют на металле хемо-сорбционные пленки, которые не могут быть вытеснены в широком диапазоне потенциалов водой, атомарным кислородом и водородом. В этой связи необходимо учитывать адсорбционно-хемосорбционные свойства ингибиторов коррозии и пленок пине, а также проницаемость этих пленок, в кислых и сверх-кислых средах, т. е. в условиях кислотной коррозии. Целесообразно испытывать плс ки пине при защите ими сталей и сплавов от коррозионного рас трескивания (ГОСТ 9.019—74 и др., а также электрохимическими методами) не только в нейтральных, но и в кислых средах. Большинство ПИНС являются весьма эффективными ингибиторами кислотной коррозии металлов. [c.228]

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]

Данные Скорчелетти и Титовой (фиг. 133) показывают, что усиление действия поверхностно-активных элементов коррозионной среды путем введения в раствор поверхностно-активного вещества вначале несколько сокращает время до коррозионного растрескивания, а затем резко увеличивает его. Авторы связывают полученный минимум на кривой коррозионного растрескивания со снижением поверхностной энергии металла при адсорбции аниона. Дальнейшую защиту металла авторы объясняют либо изменением строения двойного электрического слоя — уменьшением заряда поверхности металла, либо закрытием, всей поверхности адсорбционным слоем, препятствующим окислению. [c.165]

Фосфор, адсорбированный на границе зерна, с одной стороны, повышает скорость растворения границ, а с другой — за счет адсорбционного вытеснения пассивирующей примеси (углерода) и легирования окислов фосфором уменьшает скорость пассивации границ. В сплаве Ре — Р — С скорость пассивации в вершине трещины, зависящая от соотношения концентраций фосфора и углерода на границе зерна, вь(ше, чем в сплаве Ре — Р. а это означает, что при одинаковой скорости анодного растворения треи 1ина будет более острой, локализованной по границам зерен. В безуглеродистом сплаве Ре — Р из-за меньшей скорости пассивации вершина трещины растравливается "вширь", поэтому скорость коррозионного растрескивания меньше, чем в сплаве Ре — Р — С. Когда высокая скорость анодного растворения обеспечивается благодаря механо-химическому эффекту при образовании дислокационных ступенек в вершине трещины в процессе пластической деформации, влияние фосфора на скорость растворения может оказаться несущественным. Вместе с тем, повышение стабильности пассивного слоя в сплавах с углеродом должно затруднять образование зародышевых микротрещин-питтингов на границах зерен, причем примесь фосфора, депассивирующая пленку [ 205 ], вероятно ускоряет этот процесс в сплаве Ре — Р — С по сравнению со сплавом Ре С и в сплаве Ре — Р по сравнению с чистым железом. [c.169]

Эти данные, вместе с представленными на рис. 71 и 73, указывают возможные пути ослабления провоцирующего влияния фосфора на коррозионное растрескивание (очистка стали, микролегирование примесями, "связывающими" фосфор, оптимальная термическая обработка, приводящая к адсорбционному вытеснению фосфора с границ зерен), которые, впрочем, совпадают с путями ослабления отпускной хрупкости. Более специфический для коррозионного растрескивания и межкристаллитной коррозии путь может состоять во введении в сплав примесей, образующих стабильные пассивирующие пленки а границах. Так, в работе [199] показано, что,действуя по такому механизму, добавка кремния в сталь Х20Н80 значительно замедляет вызванную адсорбцией фосфора на границах зе> рен межкристаллитную кЪррозию в сильноокислитепьных средах. [c.173]

При сварке титановых сплавов у сварных соединений наблюдается склонность к замедленному разрушению, причиной которого является повышенное содержание водорода в сварном соединении в сочетании с растягивающими напряжениями первого рода (остаточными сварочными и от внешней нагрузки). Влияние водорода на склонность к трещинооб-разованию возрастает при увеличении содержания других примесей (кислорода и азота) и вследствие общего снижения пластичности при образовании хрупких фаз в процессе охлаждения и старения. Отрицательное влияние водорода при трещинообразовании - результат гид-ридного превращения и адсорбционного эф-фекга снижения прочности. Наибольшее влияние водород оказывает на а-сплавы в связи с ничтожной растворимостью в них водорода (<0,001 %). Растворимость водорода в Р-фазе значительно выше, поэтому сплавы, содержащие Р-фазу, менее чувствительны к водородному охрупчиванию вместе с тем повышенная растворимость водорода в Р-фазе увеличивает опасность наводороживания. Склонность к растрескиванию увеличивается при повышенном содержании водорода в исходном материале насыщении водородом в процессе сварки (из-за недостаточно тщательной подготовки сварочных материалов, свариваемых кромок и т.д.) насыщении водородом в ходе технологической обработки сварных соединений и эксплуатации. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...