Поведение алюминиевых

Рассмотрим теперь задачу определения параметров сопротивления материала росту трещин при наличии водорода, позволяющих установить связь между поведением лабораторных образцов в процессе испытаний и поведением материалов в конструкциях при тех же условиях. Заметим, что обычные методы механики разрушения [144] при изучении водородного охрупчивашш металлов не являются корректными. Так, анализируя типичные результаты опытов по оценке влияния водорода на кратковременную статическую трещиностопкость металлов [200] (рис. (47.1) нетрудно установить, что определяемый стандартным методом параметр трещиностойкости KQ, будучи весьма чувствительным к воздействию водорода [83, 200, 319, 334], является лишь одним значением коэффициента К из интервала Kih< ЖХсН, в кото-

Исследования в области усталости материалов показали, что существует связь между разрушением вследствие усталости и неупругим поведением материалов [1]. На базе этого предложены критерии определения циклической долговечности, использующие рассеянную энергию в качестве основного параметра. Рассеянная энергия может быть использована и для оценки демпфирующих свойств материала. Поэтому представляет интерес разработка метода определения удельной рассеянной энергии, который применим не только при одноосном напряженном состоянии на образце материала, но и для реальной конструкции.

экспериментальных данных. С целью иллюстрации соответствия теории эксперименту выбраны результаты, касающиеся распространения усталостных трещин, которые дюжно связать с характеристиками прочности, вязкости разрушений, а также с поведением материалов при малоцикловой усталости.

Представлены сведения о природе, технология и особенностях производства и применения металлических жаропрочных сплавов (суперсплавов на основе Ni, Со, Fe, а также — впервые — Nb и Мо) и других высокотемпературных конструкционных материалов. Рассмотрены такие вопросы, как использование 'оксидного дисперсного упрочнения в комЬинации с механическим легированием, применение быстрой кристаллизации и др. Изложены современные фундаментальные металло-физические и физико-химические представления о природе связи структуры и состава с поведением материалов в разных температурио-силовых режимах работы, в том числе в агрессивных средах. Рассмотрены материалы, полученные направленной кристаллизацией, и моиокристаллические, лишь недавно получившие применение в реальных двигателях.

Представлены сведения о природе, технологии и особенностях производства и применения металлических жаропрочвых сплавов (суперсплавов на основе Ni, Со, Fe, а также— впервые— Nb и Мо) и других высокотемпературных конструкционных материалов. Рассмотрены такие вопросы, как использование оксидного дисперсного упрочнения в комбинации с механическим легированием, применение быстрой кристаллизации и др. Изложены современные фундаментальные метал-лофизические и физико-химические представления о природе связи структуры и состава с поведением материалов в разных температурно-силовых режимах работы, в том числе в агрессивных средах. Рассмотрены материалы, полученные направленной кристаллизацией, и монокристаллические, лишь недавно получившие применение в реальных двигателях.

Внутреннее трение связано с диссипативными процессами, происходящими во время колебаний в материале системы. Разнообразие свойств конструкционных материалов, в частности их диссипативных свойств, обусловило многообразие моделей учета диссипации энергии при динамических процессах. Условно эти модели можно разделить на два класса: к первому относят нелинейные модели, описывающие гистерезисные явления при циклическом деформировании (использование этих моделей приводит к нелинейным уравнениям движения, поэтому эти модели в данной книге не рассматривают [82, 84]); ко второму — модели, связанные с вязкоупру-гим поведением материалов при деформировании.

. Рассмотрим теперь задачу определения параметров сопротивления материала росту трещин при наличии водорода, позволяющих установить связь между поведением лабораторных образцов в процессе испытаний и поведением материалов в конструкциях при тех же условиях. Заметим, что обычные методы механики разрушения [1441 при изучении водородного охрупчнванпя металлов не являются корректными. Так, анализируя типичные результаты опытов по оценке влияния водорода на кратковременную статическую трещйностойкость металлов [200] (рис. (47.1) нетрудно установить, что определяемый стандартным методом параметр трещиностойкости Kq, будучи весьма чувствительным к воздействию водорода [83, 200, 319, 334], является лишь одним значением коэффициента К из интервала Kth < К =? /СсН, в кото-

Очевидно, что данные о горючести полимерных материалов, полученные при их испытаниях в лабораторных условиях, не могут в полной мере отражать поведение материалов в реальных условиях, однако имеется ряд работ, устанавливающих удовлетворительную корреляцию между поведением материалов при лабораторных испытаниях и их поведением в реальных условиях, которое может быть оценено с помощью методов натурных испытаний.

Следует отметить, что стандартные методы не всегда лучше нестандартных. Одной из целей стандартизации испытаний является упрощение и унификация методов испытаний, поэтому стандартные методы часто не дают требуемой специфической научной информации. Результаты стандартных испытаний часто не коррелируют с поведением материалов в реальных условиях их испытаний.

В одной из работ семь различных материалов для полов испытывали на 21 абразивной машине [91 ]. Данные, полученные на различных машинах, довольно резко отличались друг от др.уга и все они плохо коррелировали с реальным поведением материалов. Поэтому необходимо с осторожностью использовать данные, получаемые с помощью абразивных машин.

Было изучено электрохимическое поведение алюминиевых покрытий, полученных методом электрофоретического осаждения с последующим гидростатическим и гидроимпульсным обжатием, в хлорсо-держащей среде.

Благоприятное действие оказывает титан на электрохимическое поведение алюминиевых покрытий в сероводородсодержащей среде (1200 г/л HjS). Введение 1,1 % Ti приводит к некоторому облагораживанию стационарного потенциала (от —570 до —550 мВ), не оказывает влияния на потенциал полной пассивации (Епп = —500 мВ), способствует появлению обширной области пассивности, смещает потенциал пробоя от —180 до +140 мВ, уменьшает плотность тока полной пассивации в 2 раза (/ппА1 = 0,2 мкА/см2, znnAl-Ti О-1 мкА/см2).

Из алюминиевомагниевых сплавов за 2 года испытаний наиболее кор-розионностойкими оказались сплавы системы А1—Mg—Zn и Al—Mg так как изменение массы этих сплавов по сравнению с остальными алюминиево-магниевыми сплавами с самого начала опыта было наименьшей. У сплавов системы А1—Mg—Си потеря в весе была примерно в полтора раза больше как в открытой атмосфере, так и в павильоне жалюзийном. Магниевый сплав МА2-1 корродировал в 6 раз сильнее в открытой атмосфере, чем в павильоне. Сплавы систем А1—Mg—Си; А1—Mg—Zn; Al—Mg—Si корродировали в павильоне с жалюзи примерно в 2 раза больше, чем на воздухе. Такое своеобразное поведение алюминиевых сплавов в павильоне и в открытой субтропической атмосфере зависит от свойств образующихся продуктов коррозии. В павильонах жалюзийных создается своеобразный микроклимат, в результате чего амплитуда колебаний метеорологических элементов ниже, чем в атмосфере. Вследствие этого конденсация влаги и ее абсорция продуктами коррозии уменьшаются, что уменьшает скорость коррозии металлов и сплавов. Однако для некоторых алюминиевых сплавов более существенным фактором оказывается длительность пребывания пленки электролита на поверхности металлов, которая в павильоне больше, чем в открытой атмосфере, где солнечная радиация, ветры высушивают поверхность металла быстрее. Как видно, множество факторов, влияющих на атмосферную коррозию, не позволяет по одному какому-нибудь параметру предсказывать коррозионное поведение металлов и изделий в субтропиках.

89. Михайловский Ю. Н., Скурихин А. А., Черны М. и др. Атмосферная коррозия металлических систем III. Коррозионное поведение алюминиевых и магниевых сплавов в различных атмосферных условиях // Защита металлов. Т. XV, № 5. С. 523—533.

Гетерофазная структура композиционных материалов, наличие в них волокон, имеющих, как правило, иной электрохимический потенциал, чем матрица, приводит к образованию в местах контакта волокон с матрицей гальванической пары. Большинство из имеющихся композиционных материалов склонно к коррозионному разупрочнению в значительно большей степени, чем чистый материал матрицы. Таково коррозионное поведение алюминиевых сплавов, армированных стальной проволокой, борными или углеродными волокнами.

Поведение алюминиевых сплавов в промышленной атмосфере, в 0,01 и 3%-ном растворах NaC!, 30%-ном растворе СаС12, в концентрированной HNO3 при постоянном и периодическом погружении, в парах и жидких продуктах химической промышленности следующее:

КОРРОЗИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА РАЗЛИЧНЫХ

Сварка не влияла на коррозионное поведение алюминиевых сплавов 2024-ТЗ и 2219-Т81.

После 1 года экспозиции средние скорости коррозии всех сплавов серии 5000 увеличивались с глубиной, но не линейным образом. Максимальные глубины питтингов во всех сплавах также увеличивались, но линейно. Максимальная глубина щелевой коррозии всех сплавов увеличивалась с глубиной, но без видимого закона. Таким образом, наблюдается более определенное влияние глубины экспозиции на коррозионное поведение алюминиевых сплавов серии 5000, чем длительности экспозиции или изменений концентрации кислорода в морской воде.

Изменения скоростей коррозии и максимальных глубин питтинговой и щелевой коррозии других алюминиевых сплавов серии 5000 по отношению к изменениям концентрации кислорода в морской воде были неустойчивыми и неопределенными. Изменения концентрации кислорода в морской воде не оказывали постоянного или одинакового влияния на коррозионное поведение алюминиевых сплавов серии 5000. Такое поведение, подобно поведению нержавеющих сталей или некоторых никелевых сплавов, можно отнести за счет двойственной роли, которую кислород может играть по отношению к сплавам, коррозионная стойкость которых зависит от пассивных пленок на их поверхности.

Таблица 111-40 Коррозионное поведение алюминиевых сплавов в воде при ?=300° С