Минимальной концентрации

(рис. 10.1, (г). »то позволяет получать сварные соединения с минимальной концентрацией напряжений при относительно прослои подготовке' элементов иод сварку. Однако требуется проведение последующей термической обработки готового узла или изделия. Иногда ограничиваются минимальными размерами швов (рис. 10.1, б), но в этом случае производят плотную подгонку мест сопряжений листов и постановку разгрузочных заплечиков, штифтов, шипов и пазов. Дополнительные затраты на подгоночные работы компенсируются снижением трудоемкости сварочных работ. Кроме того, малый объем наплавленного металла позволяет обходиться без последующей термообработки конструкций.

При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения. При сварке встык деталей, имеющих различную толщину, возникают остаточные напряжения, которые приводят к усилению коррозии. Для уменьшения напряжений желательно уравнивание толщины свариваемых деталей на участке шва. Необходимо избегать наложения швов в высоконапряженных зонах конструкции, так как остаточные сварные напряжения, суммируясь с рабочими напряжениями, вызывают опасность коррозионного растрескивания. Рекомендуется не деформировать металл около сварных швов, заклепок, отверстий под болты. Механическая обработка швов фрезой, резцом или абразивным кругом обеспечивает плавное сопряжение шва и основного металла и этим способствует уменьшению концентрации напряжений в соединении и повышению его коррозионно-механической прочности. Особенно эффективна механическая обработка стыковых соединений, предел выносливости которых после обработки шва растет на 40—60 %, а иногда достигает уровня предела выносливости основного металла. Стыковые соединения по сравнению с другими видами сварных соединений характеризуются минимальной концентрацией напряжений и наибольшей усталостной прочностью. Повышения усталостной проч-

Извилистая траектория трещины рассматривается в качестве доказательства того факта, что смещение берегов усталостной трещины в ее вершине происходит не только в направлении приложения нагрузки при одноосном циклическом растяжении, но и по типу Кп — поперечное смещение берегов трещины [81], как это показано на рис. 3.15б. Оно вполне естественно в силу уже указанной выше неоднородности процесса формирования зоны пластической деформации вдоль всего фронта трещины. Ее формирование происходит в условиях реализации волнового процесса передачи энергии от одной зоны к другой. Поэтому неизбежно возникновение участков с наибольшей и наименьшей концентрацией энергии. Там, где реализован максимальный уровень энергии, имеет место подрастание трещины в локальном объеме после исчерпания пластической деформации [82]. В зонах фронта трещины с минимальной концентрацией энергии происходит запаздывание разрушения по отношению к другим зонам фронта трещины, что создает предпосылки к реализации эффекта мезотуннелирования трещины (рис. 3.16). Эта ситуация может определяться различиями локальных пластических свойств материала из-за различий пространственной ориентировки кристаллографических плоскостей от зерна к зерну. Такая ситуация, например, характерна для формирования фронта трещины в титановых сплавах (см. рис. 3.166). Процесс распространения усталостной трещины в срединных слоях материала вдоль вершины трещины оказывается сложным и связан с различными эффектами, в том числе и с эффектом изменения траектории трещины, ветвлением и мезотуннелированием. В результате этого реальная поверхность излома после распространения трещины является шероховатой, что создает предпосылки в процессе роста трещины для возникновения различных эффектов контактного взаимодействия ее берегов. Они препятствуют закрытию берегов усталостной трещины, что влияет на темп подрастания трещины.

Вопросы гомогенизации очень существенны при разработке сплавов для прецизионных магнитов. В любом неоднородном материале концентрация меняется приблизительно периодически относительно ее среднего значения ([13]. За счет диффузии концентрация постепенно выравнивается. В работе [13] показано, что для повышения скорости гомогенизации целесообразно уменьшать расстояние между максимумами и минимумами концентрации. Это служит одной из причин более быстрой гомогенизации обработанного давлением материала по сравнению с литым, так как обработка давлением приводит к сближению областей с максимальной и минимальной концентрацией {13]. Надо полагать поэтому, что для повышения однородности рассматриваемых материалов большое значение может иметь применение при обработке ковки с большими степенями обжатия, а также горячей прокатки [37].

Вода и некоторые электролиты могут реагировать с частицами или способствовать их агломерации, поэтому имеются определенные рекомендации для подбора сред: в первую очередь жидкость должна иметь высокую энергию смачивания. Для достижения такой энергии к выбранной жидкости иногда добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ) с минимальной концентрацией, достаточной для образования монослоя на поверхности частиц. Подбор седиментационной жидкости производят опытным путем: наиболее подходящей является та, в которой достигается максимальная оптическая плотность суспензии. Хорошая смачиваемость порошка жидкостью (капля ее быстро впитывается порошком) позволяет определять и концентрации ПАВ (для водных растворов чаще всего применяют пирофосфат или метафосфат натрия). Влияние различных пептизаторов на кажущиеся размеры частиц можно проследить по рис. 4.

Методика определения водорода [19] дает возможность подобрать для данного парогенератора водный режиме минимальной концентрацией водорода в питательной воде и паре. Большая роль в развитии пароводяной коррозии принадлежит высокому уровню локальных тепловых нагрузок. Было бы принципиальной ошибкой считать, что путем улучшения водно-химического режима котлов при высоком уровне теплового напряжения можно ликвидировать пароводяную коррозию. При нарушениях топочного режима, шлаковании, вялой циркуляции воды в барабанных котлах, пульсирующего потока в прямоточных котлах (особенно при высоких тепловых нагрузках) средствами химической обработки воды практически невозможно предупредить разрушения металла в результате пароводяной коррозии. При недостаточной скорости воды в парогенерирующих трубах, обусловленной рядом теплотехнических факторов и конструктивными особенностями котлов (малый угол наклона, горизонтальное расположение труб), «ядерный» режим кипения может переходить в менее благоприятный — «пленочный». Последний вызывает перегрев металла и, как правило, пароводяную коррозию. Развитию ее сильно способствуют вносимые в котел с питательной водой оксиды железа и меди, которые, образуя отложения на поверхностях нагрева, ухудшают теплопередачу. Стимулирующее действие меди на развитие пароводяной коррозии заключается также в том, что она вместе с оксидами железа и другими загрязнениями, поступающими в котел, образует губчатые отложения с низкой теплопроводностью, которые сильно способствуют перегреву металла. Прямое следствие парегрева стали и протекания пароводяной коррозии — появление в паре котла молекулярного водорода. Вполне понятно, что по его содержанию можно оценивать лишь среднюю скорость пароводяной коррозии, локализацию же разрушений таким методом выявить трудно.

Кислородный индекс (КИ), %, определяется минимальной концентрацией кислорода в потоке смеси кислорода с азотом, движущемся со скоростью 4 см/с, которая поддерживает горение образца пластмассы в течение 180 с или на длину 50 мм, в зависимости от того, какое условие будет выполнено раньше. Определение производится по ГОСТ 21793—76.

В работе П. Ф. Власова [6-1] предлагается осуществлять гидрофобизацию металлической поверхности за счет дозировки гидрофобизатора в виде паровой фазы, вводимой в основной пар. Эксперименты с водяным паром и медной поверхностью показали, что минимальной концентрацией, обеспечивающей поддержание устойчивой •конденсации, является 0,03—0,04 мг/кг пара, что значительно ниже минимально допустимой нормы содержания масла в питательной воде барабанных котлов максимального давления.

нограмм при скоростном нагреве, когда длительность пребывания образца при высоких температурах исчисляется долями секунды, первые эксперименты в этом направлении были осуществлены А.В. Белоцким и В.Н. Гридневым путем рентгенографирования образца, переохлажденного до 300°С после скоростного нагрева до разных температур. При этом предполагалось, что состав аустенита в результате охлаждения и изотермической выдержки при 300°С не менялся и характеризовал у-фазу, возникшую при высоких температурах. В этих работах для высокоуглеродистых сталей (У8,У12, У16) был обнаружен аустенит с содержанием 0,5 - 0,6 % С. Однако эти цифры нельзя считать минимальной концентрацией, поскольку эксперименты проводились на углеродистых сталях, в которых, как известно, аустенит весьма неустойчив. В связи с этим как в процессе охлаждения, так и при выдержке, длившейся не меньше минуты, мог начаться распад у-фазы, причем в первую очередь малоуглеродистой, что исключало возможность ее фиксирования.

Фирма «Hoganas» с помощью процесса «Ancor-dense» получила мате-риалы на основе железа с плотностью 7,25...7,55 г/см3 при однократном прессовании и одностадийном спекании. Процесс включает приготовление смесей с оптимальным содержанием основных компонентов и минимальной концентрацией пластифицирующих добавок. Используется традиционное оборудование для прессования (давление 690 МПа), но с подогревом порошка и матрицы до 130...155 °С (с точным контролем температуры ±2 °С), спекание проводят при 1260 °С.

Как и в случае термореактивных композитов, отверстия должны иметь фаску для облегчения входа метчика и предотвращения срыва нескольких первых ниток у резьбы. Резьба с закругленной впадиной предпочтительнее, так как обладает минимальной концентрацией напряжений. Резьба может быть нерезана как резцом на токарном станке, так и с помощью метчиков и плашек. Для получения качественных резьб используются метчики из быстрорежущей стали, с прямыми канавками и слегка увеличенного размера из-за упругой деформации КМ. Передний угол метчика лежит между 10 и 15°, а задний угол приблизительно равен 5°. При использовании метчиков желательно применять охлаждение потоком сжатого воздуха или СОЖ, которое уменьшает забивание канавок и повышает скорость резания.

Пренебрегая при малых концентрациях Me* перемещением поверхности металла вследствие окисления и полагая, что образуется прочно сцепленная с основой пленка чистого окисла Me*, Вагнер получил следующее уравнение для определения минимальной концентрации Me* в сплавах, при которой образуется

У хромата цинка, в котором ингибирующим ионом является СгС>4~, растворимость вполне достаточна для создания по крайней .мере минимальной концентрации ионов (>-10~* моль/л), необходимой для достижения оптимальных условий пассивирования стали. Растворимость тетраоксихромата цинка составляет 2-Ю-4 моль/л [3].

пиальное значение имеет вопрос о минимальной концентрации кислорода, необходимой для проявления им пассивирующих функций. Этот вопрос был подробно рассмотрен Я. М. Колотыркиным с сотрудниками [23]. Они сформулировали условия, благоприятствующие снижению концентрации кислорода, требуемой для осуществления кислородной защиты (очистка воды от примесей, повышение скорости потока воды, легирование стали элементами, склонными к пассивации, и пр.).

Концентрация касательных напряжений на поверхности раздела в композите увеличивается с понижением модуля упругости волокна, особенно при относительно высоком объемном "содержании наполнителя, например более 75% (рис. 39). Чтобы добиться минимальной концентрации касательных напряжений, следует подбирать компоненты материала с относительно высокими коэффициентами жесткости Ef/Em. При действии термической нагрузки концентрация касательных напряжений; на межфазной границе возрастает с понижением относительной жесткости компонентов материала (рис. 40). Для минимизации этих напряжений и сохранения целостности адгезионного соединения в композите 'волокна должны обладать достаточной жесткостью.

В до X — при об. т. в водных растворах при ограниченном доступе воздуха и минимальной концентрации фтористоводородной кислоты; в 10%-ном растворе VKn> < 0,7,5 мм/год.

В — при об. т. в 1—30%-ном растворе при минимальной концентрации фтористоводородной кислоты.

В — при об. т. в 1—30%-ном растворе при ограниченном доступе воздуха и минимальной концентрации фтористоводородной кислоты.

ной. Проволоку нагревали электрическим током до 98 ± 1 °С и выдерживали при этой температуре заданное время (не менее 0,5 ч). Температуру поверхности проволоки измеряли микротермопарой, приваренной методом лазерной сварки. Опыт начинали с минимальной концентрации ионов Сиа+ (в форме CuSO4) при заданном постоянном значении рН раствора. Для создания и поддержания рН использовали боратные буферные растворы с добавлением щелочи. Если выпадения осадка на поверхности проволоки не наблюдалось, то концентрацию раствора Си2+ увеличивали и выдерживали в нем проволоку до тех пор, пока не достигалась критическая концентрация осадкообразования, о чем свидетельствовало появление темного осадка оксида меди, хорошо заметного на поверхности проволоки. Опыт вели при непрерывном барботировании азота через раствор. Результаты опытов на медной и платиновой проволоке были идентичными. Полученные данные приведены на рис. 11.12 (кривая 2) [3].

Скорость щелевой коррозии зависит от площади внешних катодных участков поверхности, а также от растворимости кислорода в воде. Роль этих факторов была наглядно продемонстрирована в работе Уитфолла [34], проведшего эксперименты как на больших глубинах, так и в поверхностных водах (рис. 35). Видно, что при любой фиксированной концентрации кислорода в морской воде наблюдался рост потерь массы в щели при увеличении площади внешней поверхности, служившей катодом. При наибольшем содержании кислорода в воде (6,77 мг/кг) потери массы были на порядок выше, чем в случае минимальной концентрации кислорода (0,60 кг/кг). На графиках зависимости максимальной глубины питтинга от площади внешней поверхности наблюдается сильный разброс данных, что вполне естественно, так как не глубина коррозии, а только потери массы непосредственно связаны с величиной протекающего тока. Из этих результатов можно заключить, что методом борьбы с щелевой коррозией является уменьшение площади катода, например путем окраски внешних поверхностей.

Питтинговая коррозия. Алюминиевые сплавы склонны к питтингу в морской воде. Присутствие хлор-ионов значительно усиливает этот вид локального разрушения. Локализация питтингов часто определяется металлургическими факторами, например они могут располагаться вдоль границ зерен [89]. В принципе можно было бы ожидать, что повышение концентрации растворенного кислорода в морской воде уменьшает скорость роста питтингов, однако на практике это может не проявляться из-за наличия других эффектов. Как показал Рейнхарт [90] , в Тихом океане питтинговая коррозия определяется в основном именно содержанием в воде кислорода и в меньшей степени глубиной. В этих экспериментах наименьшая питтинговая коррозия нескольких алюминиевомагниевых сплавов серии 5000, испытанных при трех различных концентрациях кислорода, наблюдалась в условиях минимальной концентрации (рис. 66).

Океанографические данные, собранные между 1961 и 1963 гг. [1, 2J показывают, что на глубинах 600—900 м при общей глубине до 4000 м имеется зона минимальной концентрации кислорода в воде.