Стали нержавеющие напряжением

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]

Можно различать два тиа коррозионного растрескивания нержавеющих сталей под напряжением межкристаллитное и транскристаллитное. [c.119]

КОРРОЗИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ [c.63]

Широкое применение разнородных материалов в атомных реакторах (перлитная сталь — нержавеющая сталь, циркониевые сплавы — нержавеющие стали), имеющих различные коэффициенты линейного расширения, сопряжено с возникновением соответствующих температурных напряжений как при изотермических, так и при неизотермических условиях. Эти напряжения достигают наибольших величин в антикоррозионных наплавках корпусов реакторов при их аварийном расхолаживании. [c.29]

Процесс передела нержавеющих сталей характеризуется также рядом других особенностей при нагреве и охлаждении металла (в связи с чувствительностью ряда сталей к напряжениям), при деформации (склонность к налипанию), при порезке и зачистке прокатанного металла. [c.291]

Представляет собой очень опасный вид коррозионного разрушения, поскольку ему подвержены многие металлы. Например, разнообразные чугуны, стали, нержавеющие стали, медные и алюминиевые сплавы подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением в некоторых коррозионных средах. [c.22]

Глава XLI КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ нержавеющих сталей под НАПРЯЖЕНИЕМ [c.625]

После горячей деформации в изделиях появляются остаточные напряжения вследствие одновременного действия самой деформации и температуры, при которой происходит образование и выделение избыточных карбидов. Эти напряжения снимаются и пониженная коррозионная стойкость восстанавливается термической обработкой, которая для аустенитных сталей состоит из нагрева стали до высоких температур (1000—1150° С) — аусте-низации и быстрого охлаждения, что подробно рассматривается при описании соответствующей стали, и в главе о коррозионном растрескивании нержавеющих сталей под напряжением. [c.712]

Коррозионному растрескиванию особенно подвержены высокопрочные стали, нержавеющие стали и сплавы, титановые, алюминиевые и магниевые сплавы, т. е. самые современные конструкционные материалы. Анодное растворение металла под напряжением на локальных, экстремальных его участках, имеющее термодинамическую возможность протекать до или одновременно с водородным охрупчиванием, с точки зрения электрохимии имеет много общего с питтингом. [c.228]

Коррозионное разрушение углеродистой и нержавеющих сталей под напряжением при контролируемом потенциале [c.18]

Коррозионное растрескивание — это разрушение металлов и сплавов при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих механических напряжений, приводящее к ускоренному образованию коррозионных трещин. Оно наблюдается для многих металлов и сплавов углеродистых и низколегированных сталей, нержавеющих сталей, сплавов меди, алюминия, титана, магния и др. Различные аспекты явления коррозионного растрескивания усиленно изучаются и обобщены в ряде трудов [51, 96, 99, 114—123]. [c.110]

КОРРОЗИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ В НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ В ВОДЕ ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ [c.234]

Большое влияние на межкристаллитную коррозию нержавеющих сталей оказывают напряжения, возникающие на границе кристаллитов в связи с выпадением карбидов. [c.71]

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]

Коробления при сварке. По сравнению с обычными углеродистыми сталями нержавеющие стали имеют низкую теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения. При сварке нержавеющей стали благодаря этим свойствам образуются большие внутренние напряжения, которые при малой жесткости конструкции приводят к значительному короблению (деформации) сварной конструкции. При этом холодные трещины, возникающие при остывании металла от 700° С до комнатной температуры, благодаря высокой пластичности стали обычно не образуются. [c.61]

Трещины в зоне спая часто образуются при пайке разнородных материалов с резко различными физико-химическими свойствами. Особенно часто этот дефект образуется при пайке пластин твердых сплавов к корпусу инструментов из конструкционных сталей. Трещины возникают также при пайке серебряными и медными припоями нержавеющих сталей в напряженном состоянии. [c.246]

На поведение нержавеющей стали большое влияние оказывает механическая обработка известны случаи как понижения, так и увеличения коррозионной стойкости в результате деформирования. Этот вопрос осложняется тем, что в некоторых марках нержавеющих сталей при деформации образуется мартенсит, значительно повышающий ее прочность. Можно было бы ожидать, что такое изменение структуры создаст слабые места, на которых сможет начаться процесс коррозии, по крайней мере, при работе стали под напряжением (стр. 623). Однако часто наблюдается обратная картина, и имеются сведения, что некоторые марки нержавеющих сталей, закаленные при очень низких (ниже нуля) температурах, становятся особенно стойкими в кислотах [72] известен случай, когда деформация снизила стойкость стали с 13% хрома [73]. [c.311]

Установка для исследования влияния давления на гидродинамические характеристики псевдоожиженного слоя отличалась тем, что вместо цилиндрической колонны из нержавеющей стали была использована колонна из шлифованного и термически обработанного, для снятия внутренних напряжений, органического стекла с внутренним диаметром 105 мм и высотой рабочей зоны 0,38 м. [c.105]

Почти все конструкционные металлы (например, углеродистые и низколегированные стали, латунь, нержавеющие стали, дюраль, магниевые, титановые и никелевые сплавы и многие другие) подвержены в определенных условиях КРН. К счастью, число химических сред, вызывающих подобные разрушения, ограничено, а требуемый для растрескивания уровень напряжений достаточно высок и нечасто достигается на практике. Накопив знания об условиях возникновения опасности коррозионного растрескивания (воздействие специфических сред, уровень допустимых напряжений), в дальнейшем при проектировании конструкций удастся исключить возможность коррозионного растрескивания под напряжением. К сожалению, не все металлические конструкции, испытывающие большие напряжения, проектируются сейчас о учетом возможности растрескивания. [c.29]

Пассивным называется металл, являющийся активным в электрохимическом ряду напряжений, но тем не менее корродирующий с очень низкой скоростью. Пассивность — это свойство, лежащее в основе естественной коррозионной устойчивости многих конструкционных металлов, таких как алюминий, никель и нержавеющая сталь. Некоторые металлы и сплавы можно перевести в пассивное состояние, выдерживая их в пассивирующей среде (например, железо в хроматном или нитритном растворах) или с помощью анодной поляризации при достаточно высоких плотностях тока (например, железо в серной кислоте). [c.70]

В условиях, благоприятных для инициирования КРН, скорость роста трещины зависит от напряжения чем оно больше, тем быстрее идет разрушение. Найдена эмпирическая линейная зависимость между приложенным напряжением и логарифмом времени до разрушения для гладких образцов аустенитной и мартен-ситной нержавеющих сталей, углеродистой стали, латуни и сплавов алюминия. Эта зависимость для латуни показана на рис. 7.8. При небольших напряжениях наклон прямой для некоторых металлов уменьшается, поскольку расширяется диапазон времени до разрушения при данном напряжении. Однако ни эмпирическая [c.145]

Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

При наличии приложенного или остаточного растягивающего напряжения нержавеющие стали в некоторых средах могут подвергаться транскристаллитному растрескиванию (рис. 18.6). Сжимающие напряжения не опасны. Чем выше растягивающее напряжение, тем короче время до разрушения. Хотя при малых напряжениях время до разрушения может быть большим, практически не существует минимального напряжения, ниже которого не происходит растрескивания при достаточно длительной выдержке металла в соответствующей агрессивной среде. [c.316]

Ионы тяжелых металлов, особенно свинца, уменьшают не только общую коррозию, но и локальную. Так, есть сведения, что малые добавки ионов свинца почти полностью подавляют коррозионное растрескивание нержавеющей стали под напряжением и в условиях активного растворения в серной и азотной кислотах [214]. При эффективных концентрациях ионов свинца (10— — 10- моль/л) равновесные потенциалы свинца отрицательнее стационарного потенциала нержавеющей стали и поэтому контактное выделение с образованием фазового осадка здесь исключено и на поверхности стали возникает лишь субмономолекулярный слой свинца. Природа этого процесса еще окончательно не выяснена, но реальность процесса несомненна [209 238]. [c.88]

Дисперсионнотвердеющие нержавеющие стали подвергались напряжениям, эквивалентным от 35 до 85 % их пределов текучести. Стали экспонировались в морской воде на поверхности, на глубине 760 и 1830 м в течение различных периодов времени. Данные об этих испытаниях приведены в табл. 126. Для некоторых сплавов в целях наложения на них остаточных напряжений в центре образцов с размерами 15,2х Х30,5 см были сделаны круговые сварные швы с неснятым напряжением диаметром 7,6 см. В других образцах былп сделаны поперечные стыковые швы с неснятым напряжением в целях имитации напряжений, возникающих в процессе конструирования или промышленного производства. Эти остаточные напряжения были многоосными в отличие от одноосных напряжений с точно вычисленными значениями, которым подвергались образцы из табл. 125. Кроме того, значения этих остаточных напряжений было невозможно определить. Образцы со сварными швами экспонировались в морской воде в тех же условиях, что и образцы, приведенные в табл. 125. Результаты испытаний приведены в табл. 126. [c.351]

Контактная коррозия развивается в растворах электролитов при контакте металлов, обладающих различными электрохимическими свойствами, например, системы углеродистая сталь/нержавеющая сталь, углеродистая сталь/алюминий (или его сплавы) и др. Контактная коррозия может возникать также в случаях, если различие элек-трохимичес1сих свойств обусловлено применением пайки или сварки при изготовлении конструкции из одного и того же металла или при контакте деталей, изготовленных из металла одной и той же марки, но существенно различающегося по своим свойствам в ее пределах. Механические напряжения, приводящие к изменению электрохимических характеристик металла, также могут вызвать возникновение контактной коррозии при соединении деталей из одного и того же металла, но по-разному механически обработанных. Таким образом, плохо продуманные с точки зрения конструкционного оформления сложные металлические объекты могут досрочно выходить из строя вследствие контактной коррозии. [c.134]

Для явления коррозионного растрескивания нержавеющих сталей под напряжением в хлоридсодержащей среде характерно развитие разрушения по механизму хрупкого транскристаллитного скола. Такая картина разрушения отмечена [213] при изучении стали 12Х18Н10Т после испытания на коррозионное растрескивание в кипящем 30% -ном водном растворе Mg l2. При снижении уровня растягивающих напряжений с 0,7 до 0,2 g в изломе значительно возрастает доля фасеток хрупкого транскристаллитного скола с сеткой вторичных трещин. Фасетки скола имеют характерный для металлов с ОЦК решеткой ручьистый узор. [c.339]

Исходя из этих соображений, мы исследовали ряд нержавеющих сталей, полученных с трех разных французских металлургических заводов. С этой целью мы разработали специальную методику вместе с соответствующей аппаратурой, предназначенную для юбобщеняого исследования коррозии и для изучения коррозии стали в напряженном состоянии. [c.217]

Другим удачным примером использования метода измерения потенциалов может служить работа Хора и Хайнера [10]. Авторы по кривым изменения потенциала во времени судили о развитии процесса коррозионного растрескивания нержавеющих сталей. Для напряженных и ненапряженных образцов закономерности изменения потенциала различны, а начало появления трещины четко фиксируется по появлению характерного пика на кривой 1 (рис. 70). [c.127]

В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритно-го класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения. В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения. [c.34]

Успехи, достигнутые в коррозионной науке и технике машиностроения с момента выхода первого издания, требуют обновления большинства глав настояш,ей книги. Детально рассмотрены введенное недавно понятие критического потенциала ииттингообразования и его применение на практике. Соответствующее место отводится также критическому потенциалу коррозионного растрескивания под напряжением и более подробному обзору различных подходов к изучению механизма этого вида коррозии. Раздел по коррозионной усталости написан о учетом новых данных и их интерпретации. В главу по пассивности включены результаты новых интересных экспериментов, проведенных в ряде лабораторий. Освещение вопросов межкристаллитной коррозии несенсибилизированных нержавеющих сталей и сплавов представляет интерес для ядерной энергетики. Книга включает лишь краткое описание диаграмм Пурбе в связи с тем, что подробный атлас таких диаграмм был опубликован профессором Пурбе в 1966 г. [c.13]

Позднее эта точка зрения была распространена и на металлы, которые не образуют интерметаллидных соединений, но для которых характерно изменение фаз йли образование сегрегаций легирующих элементов или примесей в вершине трещины в ходе пластической деформации вследствие градиента состава здесь образуются гальванические элементы. Варианты этой теории содержат предположение, что трещины образуются механически и что электрохимическое растворение необходимо только для периодического сдвига барьеров при росте трещины [25]. Но хрупкое разрушение пластичного металла вряд ли возможно в вершине трещины. Кроме того, было показано, что удаление раствора Fe lg из трещины, образованной в напряженном монокристалле ujAu, сопровождается релаксацией напряжений в кристалле и —. .в результате —немедленным прекращением растрескивания, сменяющимся пластической деформацией [26]. Аналогичным образом, трещина, распространяющаяся в напряженной нержавеющей стали 18-8, погруженной в кипящий раствор Mg lj, останавли- [c.138]

Механическая обработка усиливает склонность к КРН аусте-нитных нержавеющих сталей, и можно предположить, что радиация вызовет аналогичные изменения. В опытах Дэвиса и др. (651 нержавеющая сталь 316 (17 % Сг, 11 % Ni, 2,5 % Мо) после облучения быстрыми нейтронами разрушалась в кипящем растворе 42 % Mg ia в течение 1 ч, тогда как на разрушение необлучен-ных образцов понадобилось 10 ч. Время разрушения после (но не перед) облучения не зависело от приложенного напряжения (34— 152 МПа) это может свидетельствовать о вызванных облучением высоких остаточных напряжениях, к которым внешнее напряжение оказывается лишь незначительной добавкой. Однако авторы предпочли объяснить свои результаты изменением свойств поверхностной оксидной пленки. Нержавеющая сталь 20 % Сг, 25 % Ni, [c.154]

На практике катодную защиту можно применять для предупреждения коррозии таких металлических материалов, как сталь, медь, свинец и латунь, в любой почве и почти всех водных средах. Можно предотвратить также питтинговую коррозию пассивных металлов, например нержавеющей стали и алюминия. Катодную защиту эффективно применяют для борьбы с коррозионным растрескиванием под напряжением (например, латуней, мягких и нержавеющих сталей, магния, алюминия), с коррозионной усталостью большинства металлов (но не просто усталостью), межкристаллитной коррозией (например, дуралюмина, нержавеющей стали 18-8) или обесцинкованием латуней. С ее помощью можно предупредить КРН высоконагруженных стрей, но не водородное растрескивание. Коррозия выше ватерлинии (например, водяных баков) катодной защитой не предотвращается, так как пропускаемый ток протекает только через поверхность металла, контактирующую с электролитом. Защитной плотности нельзя также достигнуть на электрически экранированных поверхностях, например на внутренней поверхности трубок водяных конденсаторов (если в трубки не введены вспомогательные аноды), даже если сам корпус конденсатора достаточно защищен. [c.215]

Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющей стали типа 304, которое наблюдается при комнатной температуре в растворе 5/л H2SO4 + + 0,5/п НС1, предотвращается анодной поляризацией стали до потенциала 0,7 В 132а], См. также [64] к гл. 18 и сноску на с. 322. — Примеч. авт. [c.229]

Рис. 18.6. Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющей стали 18-8 (марка 304) в слое изоляции из силиката кальция, содержащего 0,02—0,5 % хлоридов, при 100 °С (Х250). Трещина в этой среде начинается в питтинге. Видимость извилистого хода трещины создается из-за того, что в одной плоскости оказалось множество несвязанных между собой трещин [47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...