Коррозионное растрескивание металлов
Другие рефераты
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
УДК 691.3
Кафедра химии
Реферат на тему:
Коррозионное растрескивание
Исполнитель : студент гр._103114_Трашков А.С._
Подпись, дата_________________________________
Руководитель: Меженцев А.А._________________
Подпись, дата_________________________________
МИНСК 2004
Содержание
1. Введение
2. Явление и механизм коррозионного растрескивания
А) Коррозионная среда
Б) Структура и состав
В) Напряжения
Г) Характер коррозионных трещин
Д) Предотвращение коррозионного растрескивания
3. Механизм коррозионного растрескивания
4. Начальная стадия локализованной коррозии
А) Системы сплавов, подверженных межкристаллитному
растрескиванию
Б) Системы сплавов, подверженных внутрикристаллитному
растрескиванию
5. Развитие трещин
6. Общие закономерности явления коррозионного растрескивания
7. Заключение
8. Список использованной литературы
Введение
Широко распространено определение коррозии под напряжением как
увеличение скорости коррозионного процесса под действием статических
напряжений. Коррозионное растрескивание, как предельный случай коррозии под
напряжением, представляет собой полное разрушение металла в результате
одновременного воздействия на него напряжений и коррозии. Важно отличать
коррозионное растрескивание от процесса коррозии, ускоряющегося при
воздействии напряжений.
Очень интенсивная структурная коррозия может происходить в металлах и
при отсутствии внешних приложенных напряжений, как, например,
межкристаллитная коррозия некоторых алюминиевых сплавов или нержавеющих
сталей. Роль напряжений заключается, главным образом, в разрушении
ослабленных коррозией или хрупких границ зерен металла, что обеспечивает
проникновение коррозионной среды в глубь металла. При таких условиях
процесс развития трещин происходит до тех пор, пока нерастрескавшаяся часть
металла выдерживает приложенную нагрузку, после чего наступает механическое
разрушение. Процесс трещинообразо-вания сопровождается непрерывной потерей
прочности материала по мере увеличения коррозионного разрушения.
ЯВЛЕНИЕ И МЕХАНИЗМ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ
В металле, подверженном коррозионному растрескиванию, при отсутствии
внешних напряжений обычно происходит очень незначительное коррозионное
разрушение, а при отсутствии коррозионной среды под воздействием напряжений
почти не происходит изменения прочности или пластичности металла. Таким
.образом, в процессе коррозионного растрескивания, т. е. при одновременном
воздействии статических напряжений и коррозионной среды, наблюдается
существенно большее ухудшение механических свойств металла, чем это имело
бы место в результате раздельного, но аддитивного действия этих факторов.
Коррозионное растрескивание является характерным случаем, когда
взаимодействует химическая реакция и механические силы, что приводит к
структурному разрушению. Такое разрушение носит хрупкий характер и
возникает в обычных пластичных металлах, а также в медных, никелевых
сплавах, нержавеющих сталях и др. в присутствии определенной коррозионной
среды. При исследовании процесса хрупкого разрушения в результате
коррозионного растрескиванир особое значение имеет исследование раздельного
воздействия на металл напряжений и коррозионной среды, а также их
одновременное воздействие. Однако в процессе коррозионного растрескивания
первостепенное значение имеют следующие стадии: 1) зарождение и
возникновение трещин и 2) последующее развитие коррозионных трещин. Обе
стадии, как будет показано ниже, являются индивидуальными ступенями в
процессе коррозионного растрескивания.
Коррозионная среда
Средами, в которых происходит коррозионное растрескивание металлов,
являются такие среды, в которых процессы коррозии сильно локализованы
обычно при отсутствии заметной общей поверхностной коррозии. Интенсивность
локализованной коррозии-может быть весьма значительной, в результате чего
прогрессирует процесс развития очень узких углублений, достигая, вероятно,
наибольшей величины на дне углублений, имеющих радиусы порядка одного
междуатомного расстояния. Тщательное изучение литературы показывает, что во
многих случаях процесс начальной коррозии может иметь место и при
отсутствии напряжений, хотя такое коррозионное разрушение может быть совсем
незначительным. Некоторые вопросы, относящиеся к роли напряжений в развитии
этих чувствительных зон в определенных системах сплавов, еще остаются
неясными, но в общем случае это ясно. Кроме того, большинство
экспериментальных работ показывает, что в том случае, когда начальные
локализованные коррозионные углубления межкристаллигаы,. то при последующем
растрескивании преобладает также межкри-сталлитное разрушение. Если
начальная коррозия происходит внутри зерен металла, то последующее
растрескивание имеет внутри-кристаллитный характер. Нет определенных
указаний о том, что межкристаллитная трещина будет развиваться из
внутрикристаллитного коррозионного углубления, и наоборот. Смешанный тип
растрескивания, который иногда наблюдается, может быть обусловлен побочным
процессом, связанным с динамикой быстро развивающейся трещины.
При воздействии на материал коррозионной среды, которая влияет на
склонность сплава к коррозионному растрескиванию и характер разрушения,
основными факторами являются следующие:
1) относительная разность потенциалов микроструктурных фаз,
присутствующих в сплаве, что вызывает вероятность местного разрушения
2) поляризационные процессы на анодных и катодных участках
3) образование продуктов коррозии, которые оказывают влияние на
коррозионный процесс.
Структура и состав
Если локализованная коррозия является важным фактором в общем процессе
растрескивания, то вполне очевидно, что микроструктура металла должна иметь
еще большее значение, определяющее вероятность возникновения такого
коррозионного разрушения. Опыты со всей очевидностью показывают, что
изменения в составе, термообработке, механической обработке и способах
изготовления приводят к изменению микроструктуры, а, следовательно, влияют
и на устойчивость металла против коррозионного растрескивания. Опыты
показывают, что структура металла влияет не только на характер начального
местного разрушения, но также определяет путь и скорость коррозионного
растрескивания.
Кроме того, небольшие изменения в составе сплава, без какого-либо
очевидного изменения микроструктуры, приводят к заметному изменению
устойчивости сплава против коррозионного растрескивания. Например, чистая
медь в аммиачных средах не подвержена растрескиванию, но примесь менее чем
0,1 % фосфора, мышьяка или сурьмы в однородном твердом растворе делает ее
подверженной разрушению. Добавление 0,3% хрома защищает от коррозионного
растрескивания алюминиевый сплав марки 755, что важно в промышленном
отношении и что еще раз подчеркивает значение изменений состава сплава на
устойчивость против коррозионного растрескивания.
Напряжения
Для того чтобы произошел процесс коррозионного растрескивания,
необходимо наличие поверхностных или внутренних растягивающих напряжений.
Обычно встречающиеся на практике разрушения обусловлены наличием остаточных
напряжений, возникающих, при производстве и обработке металла, но в целях
исследования не следует делать разграничения между остаточными
напряжениями и напряжениями, возникшими в результате приложенных
внешних нагрузок. Коррозионное растрескивание никогда не наблюдалось в
результате действия поверхностных сжимащих напряжений; наоборот,
сжиающие поверхностные напряжения разрушения могут использоваться для
защиты от коррозионного растрескивания.
При увеличении величины приложенных напряжений уменьшается время до
полного разрушения металла. Для коррозионного растрескивания обычно
необходимы высокие напряжения, приближающиеся к пределу текучести, однако,
часто разрушение может наступить и при напряжениях, значительно меньших
предела текучести. Для многих систем сплавов наблюдается какой-то «порог»
или «предел» напряжений, т. е. напряжения, ниже которых коррозионное
растрескивание не происходит за определенный период времени. Такая
зависимость, наблюдавшаяся, например, при замедленном растрескивании
сталей, указывает, что основную роль в процессе разрушения играют
напряжения.
Имеются доказательства, что основное влияние при коррозионном
растрескивании напряжения оказывают незадолго до полного разрушения, т. е.
эффективность напряжений не сказывается до определенного периода времени,
после чего наступает внезапное разрушение. Этот вывод в дальнейшем
подчеркивается рядом наблюдений, в которых указывается на зависимость
времени до полного разрушения от времени приложения напряжений. Показано,
что время до полного разрушения ,не зависит от того, приложены ли
напряжения в н
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
