Коррозионное поведение

происходят по механизму вязкого или хрупкого разрушения. Заметим, что в кислых средах, вызывающих общую коррозию, часто отмечается заметное снижение относительного сужения, хотя равномерное удлинение может быть таким же, как и при испытаниях на воздухе. Важно подчеркнуть, что только лишь в условиях общей коррозии может реализоваться вязкое разрушение бездефектного металла оборудования при нормальных режимах эксплуатации. Это можно объяснить тем, что несмотря на постоянство действующей на объект нагрузки, из-за уменьшения рабочего сечения при коррозии напряжения и деформации возрастают, и в определенный момент времени возможно наступление текучести металла, а затем потеря устойчивости пластических деформаций (шейкообразова-ние) по аналогичному механизму при растяжении образца монотонно возрастающей нагрузкой (рис. 2.7). В условиях локализованной (язвенной, точечной) коррозии коррозионные поражения инициируются в областях с выраженной механохимической неоднородностью свойств. При этом окончательное разрушение происходит в результате сдвига или отрыва (рис. 2.6). Часто имеет место сквозное коррозионное поражение в виде язв без участков долома. Коррозионное растрескивание возможно даже при отсутствии макроскопических дефектов или концентраторов напряжений, например, в средах, содержащих влажный сероводород. Разрушение при коррозионном растрескивании, как правило, хрупкое. В сварных соединениях в большинстве случаев коррозионное растрескивание инициируется в местах перехода от металла шва к основному металлу (рис. 2.6,г). Особенностью разрушений при кор-розионно-механическом воздействии является наличие на изломах продуктов коррозии, большого количества коррозионных поражений, ветвление трещин и др.

сто сквозное коррозионное поражение в виде язв без участков долома. Коррозионное растрескивание возможно даже при отсутствии макроскопических дефектов или концентраторов напряжений, например, в средах, содержащих влажный сероводород. Разрушение при коррозионном растрескивании, как правило, хрупкое. В сварных соединениях в большинстве случаев коррозионное растрескивание инициируется в местах перехода от металла шва к основному металлу. Особенностью разрушений при коррозионно-механическом воздействии является наличие на изломах продуктов коррозии, большого количества коррозионных поражений, ветвление трещин и др.

Коррозионное поражение

оказывают существенного влияния на коррозионное поражение. Исключение составляет медь. Повышение содержания меди в стали повышает сопротивляемость последней. Это влияние проявляется уже при содержании меди более 0,2%.

Наименование конструкционных материалов Условия эксперимента Время испытаний, годы Коррозионное поражение поверхности образцов после испытаний, %

Рис.22, Щелевое коррозионное поражение фланца из нержавеющей стали (AISI 316) в системе подачи морской воды

Эрозионо-коррозионное поражение, как правило, сосредоточено в местах нарушения потока, например в местах изгиба труб (рис. 31), на входе в трубы теплообменника, в частях насоса, подверженных действию быстродвижущихся жидкостей, в седлах

Рис. 31. Эрозионно-коррозионное поражение в колене медного водопровода 32

Ряс. 33. Фреиинг-коррозионное поражение латунной ленты; поражение возникло в местах соприкосновения при длительной транспортировке рулона ("Metallverken") (x 1/5)

Рис. 52. Коррозионное поражение стальной трубы [пипинги (3)] у границы между глиной

Рис. 53. Коррозионное поражение покрытых глиной (7) участков стальной трубы (2) в песчаной почве, содержащей куски глины

- возможные внешние влияния на коррозионное поведение материала (механические нагрузки или напряжения, скорость движения среды, е»рация, примеси в агрессивной среде и т.п.);

Влияние контакта с другими металлами в короткозамкнутой многоэлектродной системе на коррозионное поведение каждого металла можно установить, сопоставляя коррозионные характеристики данного металла при отсутствии контакта с другими металлами с его характеристиками при работе в контакте с другими металлами.

Механические напряжения оказывают большое влияние на коррозионное поведение металла, так как они: а) понижают термодинамическую устойчивость металла, сообщая ему дополнительную энергию; б) могут вызвать пластическую деформацию и фазовые превращения, например распад пересвгщенного твердого

Установлено, что вредное влияние на коррозионное поведение металлов оказывают растягивающие напряжения. Постоянные растягивающие напряжения (внешние или внутренние) увеличивают скорость общей коррозии металла примерно пропорционально их величине (рис. 230) и часто ухудшают распределение коррозии (что более опасно), переводя ее из общей в местную, вызывая в частности коррозионное растрескивание.

Следует отметить успешное применение методов математического планирования эксперимента в исследованиях влияния отдельных компонентов сплавов или примесей и совместного влияния этих элементов на коррозионное поведение сплава. Эти методы используют также для выяснения допустимого содержания примесей (метод Бокса—Уильсона), для исследований состав много-компетентной среды — коррозионная стойкость (метод симплексной решетки Шеффе), для построения математической модели атмосферной коррозии металлов (ИФХ АН СССР).

При проведении испытаний в аппаратах, заполненных электролитами, должно быть обеспечено отсутствие контакта опытных образцов с металлом аппарата и влияния продуктов коррозии металла аппарата на коррозионное поведение опытных образцов. Несоблюдение этого требования может привести к грубому искажению результатов коррозионных исследований. Иногда для удовлетворения первого требования испытуемые металлические образцы помещают в дырчатые стеклянные ампулы, которые загружают в аппарат или крепят в нем.

Коррозионное поведение углеродистых сталей и низколегированных сталей и чугунон в различных грунтах примерно одинаково. Средняя скорость коррозии, определенная за длительный промежуток времени, находится в пределах 0,2—0,4 мм/год, максимальная же проницаемость может достигать в особо агрессивных грунтах 1—2 мм/год. Медистые стали (добавка меди порядка 0,2-2%) в грунтовых условиях не показали повышенной стойкости.

Благодаря тому, что значение электродного потенциала титана и пассивном состоянии близко к значению потенциала нержавеющей стали, титан, находясь в контакте с нержавеющей сталью типа X18II9, не оказывает вредного влияния на коррозионное поведение этой стали.

События последнего десятилетия отчетливо показали, что всем специалистам-материаловедам1 равно как и инженерам широкого профиля, следует больше знать о влиянии окружающей среды на свойства материалов, включая и коррозионное поведение металлов и "сплавов.

Ввиду того, что коррозия включает химические превращения, для лучшего понимания коррозионных реакций необходимо знать основы химии, и особенно электрохимии, так как коррозионные процессы по большей части являются электрохимическими. Поскольку структура и состав металла зачастую определяют коррозионное поведение, надо быть знакомым с основами металлургии. Следовательно, химия и металлургия составляют фундамент при изучении коррозии, так же как биология и химия — при изучении медицины.

Электронная конфигурация сплавов, состоящих из двух и более переходных металлов, и их пассивация не столь хорошо изучены, как в случае медно-никелевых систем; тем не менее можно принять несколько полезных упрощающих допущений. Например, принимают, что наиболее пассивный компонент сплава является акцептором электронов, стремясь заимствовать электроны у менее пассивного'компонента. Следовательно, в нержавеющих сталях d-электронные вакансии хрома заполняются электронами, заимствованными от атомов железа [46]. При критическом составе сплава (менее 12 % Сг) все вакансии хрома заполнены, и коррозионное поведение сплава подобно поведению железа. При содержании Сг выше 12 % его d-электронные вакансии не заполнены и сплав по коррозионному поведению подобен хрому.