Приложенного напряжения

После такой обработки магнитные свойства сплавов становятся анизотропными, их магнитные характеристики (Br, Hc, (B//)max) сильно возрастают в направлении приложенного магнитного поля (магнитная текстура). Термомагнитной обработке подвергают сплавы, содержащие свыше 18 % Со. Кристаллическая текстура образуется в случае направленной кристаллизации отливки магнита, при этом возникают столбчатые кристаллы, растущие в направлении [100]. Это сильно повышает магнитные свойства, поскольку они зависят от кристаллографической ориентации ферромагнитных фаз.

Магнитный контроль деталей сложной формы из магни-томягких материалов (сталь 3, сталь 10, сталь 20 и др.) проводится способом приложенного магнитного поля. При этом выявляются подповерхностные дефекты при слабой мощности дефектоскопа.

3. Теория направленного упорядочения возникла в связи с исследованиями явления временного спада проницаемости, объясняемого наличием в твердом растворе атомов внедрения. Если большинство атомов внедрения будет расположено в междуузлиях вдоль одной определенной оси, например [100], то возникнет одноосная анизотропия. В любом твердом растворе, который неполностью упорядочен, имеется совокупность 'пар одинаковых атомов. Эти пары атомов выстраиваются вдоль приложенного магнитного поля. Необходимо показать, что энергии внешнего магнитного поля достаточно для того, чтобы создать направленное упорядочение, а в том случае, если направленное упорядочение уже возникло, то оно может объяснить величину наблюдаемой магнитной анизотропии. Теоретически и экспериментально было показано, что каждая пара атомов обладает энергией, зависящей от угла между локальной намагниченностью и осью пары. При температурах ниже температуры Кюри, но достаточных для того, чтобы диффузия успевала проходить за конечный промежуток времени,, пары одинако-

Магнитный контроль деталей сложной формы из магни-томягких материалов (сталь 3, сталь 10, сталь 20 и др.) проводится способом приложенного магнитного поля. При этом выявляются подповерхностные дефекты при слабой мощности дефектоскопа.

Магнитопорошковый контроль осуществляется способом приложенного магнитного поля (СПП) или способом остаточной намагниченности (СОН).

Способ приложенного магнитного поля характеризуется тем, что технологические операции (намагничивание детали, нанесение суспензии и основную часть осмотра) производят одновременно. Этим способом контролируют детали из магнитомягких материалов (Ст. 3, 10, 20) или детали, имеющие сложную форму и малое удлинение, вследствие чего ее не удается намагнитить до требуемого значения индукции для контроля на остаточной намагниченности. Способ приложенного магнитного поля применяют также при контроле деталей с немагнитным покрытием толщиной более 30 мкм; для обнаружения подповерхностных дефектов или при недостаточной мощности дефектоскопа (источника питания). Контроль СПП не всегда обеспечивает более высокую чувствительность, что объясняется осаждением порошка по следам грубой обработки поверхности.

Способ приложенного магнитного поля может применяться для любых деталей; для деталей подвесных устройств ПКН и ПКР, изготовленных из сталей 35, Ст. 3, Ст. 5, он единственно возможный. Намагничивание зон вокруг отверстий, мест переходов, пазов щек ККБ, осуществляется СОН с помощью гибкого кабеля (рис. 5.8, а, б). При намагничивании пазов, мест переходов необходимо использовать планку из магнитомягкой стали, накладываемую на паз (переход). В этом случае магнитный поток замыкается через планку. Контроль подобных зон на деталях из магнитомягких сталей производится СПП с помощью электромагнита (см. рис. 5.8, в).

Уже давно было выявлено, что если сверхпроводник поместить в магнитное поле, то при определенном значении индукции приложенного магнитного поля ВКр сверхпроводимость может, исчезнуть и металл становится обычным проводником. Значения Вкр для чистых металлов очень низкие и меняются в зависимости от температуры, как показано на рис. 9.12. На этом рисунке Вкр приводится в теслах (Тл). Значение Вкр для металлов весьма мало, что видно из рис. 9.5.

По принципу действия магнитоупругие датчики можно разделить на две группы. К первой относятся те, в которых изменение намагниченности регистрируется в направлении приложенного магнитного поля, а ко второй — в направлении, перпендикулярном направлению поля. Датчики последнего типа называют часто анизотропными [2]. Однако если проявление магнитоупругого эффекта для первого типа датчиков изучено достаточно подробно i[l—3], особенно для случая наложения одноосных напряжений растяжения — сжатия, то проявление анизотропного магнитоупругого эффекта почти не исследовано, несмотря на то, что в практике нашли более широкое применение именно датчики второго типа. Это объясняется тем, что для исследования проявления магнитоупругого эффекта необходимо создать некоторый угол между направлением при-

Исследования анизотропного магнитоупругого эффекта проводились в переменных и постоянных магнитных полях при продольном и циркулярном намагничивании трубчатых образцов. Одновременно регистрировалось проявление магнитоупругого эффекта и в направлении приложенного магнитного поля.

Контролируемые изделия могут быть магнитомягкими или магнитотвердыми. Магнитотвердыми считаются материалы с коэрцитивной силой свыше 10—15 А/см и остаточной индукцией не менее 1—1,21 [28]. В связи с этим применяют два способа испытания: способ приложенного магнитного поля (СПП) для магнитомягких материалов и способ остаточной намагниченности (СОН) для магнитотвердых материалов.

плоскости трещины: Gy = Ki(2TLr)~ 'КИН, кроме приложенного напряжения а и длины трещины I, зависит от формы образца. Ограничение размеров модели с трещиной

На основании полученных кривых ползучести строят диаграмму зависимости между напряжением и удлинением или между напря-ж<мшем и среднем равномерной скоростью ползучести на прямолинейном участке в логарифмической системе координат. Зависимость среднем равномерной скорости ползучести от приложенного напряжения в логарифмической системе координат имеет вид прямой, угол наклона которой к оси абсцисс определяется температурой испытания (рис. 1Г>4, б].

нержавеющей стали 18-8 (содержащей 74 % Fe) обусловливают ионы С1~, а не МОз, а для углеродистой стали картина обратная. Латунь (70 % Си—30 Zn) имеет склонность к медленной меж-кристаллитной коррозии в различных электролитах (например, в разбавленной H2SO4, растворах Fe2(SO4)3 или BiCl2 [20]), но в средах, содержащих NH3 или амины, происходит быстрое разрушение вследствие КРН, которое также обычно является меж-кристаллитным. Кроме того, неправильно отожженная нержавеющая сталь 18-8 (например, выдержанная при 650 °С в течение 1 ч) подвержена межкристаллитному растрескиванию в самых различных электролитах независимо от приложенного напряжения; однако, эта же сталь, помещенная при растягивающем напряжении в кипящий раствор хлорида магния, подвергается транскристаллитному КРН, несмотря на хорошо обозначенные коррозионные разрушения вдоль границ зерен [21].

Рис. 7.8. Зависимость времени до разрушения латуни (66 % Си, 34 % Zn) в атмосфере аммиака от приложенного напряжения и размера зерна [43]

зависимость времени до разрушения от приложенного напряжения, ни типичные данные рис. 7.8 не подтверждают концепцию о существовании некоего порогового значения приложенного напряжения, ниже которого КРН не происходит. Низкие значения поверхностного растягивающего напряжения означают лишь то, что время до разрушения относительно велико.

Механическая обработка усиливает склонность к КРН аусте-нитных нержавеющих сталей, и можно предположить, что радиация вызовет аналогичные изменения. В опытах Дэвиса и др. [65] нержавеющая сталь 316 (17 % Сг, И % Ni, 2,5 % Mo) после облучения быстрыми нейтронами разрушалась в кипящем растворе 42 % MgCl2 в течение 1 ч, тогда как на разрушение необлученных 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, 1 % Nb не разрушалась ни до, ни после облучения.

Для того чтобы коррозионный процесс оказывал влияние на усталостную прочность, скорость коррозии должна превышать некое минимальное значение. Эти величины удобно определять путем анодной поляризации опытных образцов в деаэрированном 3 % растворе NaCl. При этом скорость коррозии рассчитывают по закону Фарадея из плотностей тока и определяют критические значения, ниже которых коррозия уже не влияет на усталостную прочность. (Эти измеренные плотности тока не зависят от общей площади поверхности анода.) Значения минимальных скоростей коррозии при 30 цикл/с для некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 7.5.'Можно ожидать, что эти значения будут увеличиваться с возрастанием частоты циклов. Для сталей критические скорости коррозии не зависят от содержания углерода, от приложенного напряжения, если оно ниже предела усталости, и от термообработки. Среднее значение 0,58 г/(м2-сут) оказалось ниже общей скорости коррозии стали в аэрированной воде и 3 % NaCl, т. е. 1—10 г/(м2-сут). Но при рН = 12 скорость общей коррозии падает ниже критического значения и предел усталости вновь достигает значения, наблюдаемого на воздухе [72]. Существование критической скорости коррозии в 3 % NaCl объясняет тот факт, что для катодной защиты стали от коррозионной усталости требуется поляризация до —0,49 В, тогда как для защиты от коррозии она составляет —0,53 В.

Для катодной защиты необходимы источник постоянного тока и вспомогательный электрод, обычно железный или графитовый, расположенный на некотором расстоянии от защищаемого объекта. Положительный полюс источника постоянного тока подключают к вспомогательному электроду а отрицательный — к защищаемому сооружению. Таким образом, ток протекает от электрода через электролит к объекту. Значение приложенного напряжения точно не определено, оно должно быть лишь достаточным для создания необходимой плотности тока на всех участках защищаемого сооружения. В грунтах или водах, обладающих высоким сопротивлением, приложенное напряжение должно быть выше, чем в средах с низким сопротивлением. Напряжение приходится также повышать, когда необходимо защитить как можно больший участок трубопровода с помощью одного анода. Схема подсоединения анода к защищаемому подземному трубопроводу представлена на рис. 12.1.

вводить в воду буферные добавки, такие как РО^МазРО^, которые препятствуют увеличению рН независимо от того, по какой причине возросла концентрация щелочи. Действие этих ионов оказывается также полезным для предупреждения коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) различных элементов котла, которое может происходить при высоких значениях рН под действием остаточного или приложенного напряжения. Минимальное количество ионов РО^", рекомендуемое для этих целей, колеблется от 30 мг/л при рН = 10,5 до 90 мг/л при рН = 11. Количество добавок определено в работе Перселла и Уэрла [33] и в [ЗЗа]. По сообщению Голдштейна и Бертона [28], добавка фосфата в количестве 5—10 мг/л при рН = 9,5-^10,0 более эффективно защищает от коррозии трубы котлов высокого давления при различных условиях эксплуатации, чем обработка воды NaOH или NH3.

Имеются доказательства, что при пластической деформации атомы цинка концентрируются преимущественно у границ зерен. Различия в составе приводят к электрохимическому взаимодействию таких участков с зернами. По этой причине в ряде агрессивных сред небольшая межкристаллитная коррозия может происходить и без приложенного напряжения. Однако участки пластической деформации при определенных значениях потенциала могут способствовать адсорбции комплексных ионов аммония, что в свою очередь приводит к быстрому образованию трещин. Аналогичный эффект может наблюдаться и вдоль линий скольжения (транскристаллитное растрескивание). По-видимому, выделение цинка на границах зерен является существенной причиной наблюдаемой межкристаллитной коррозии латуней; в то же время наличие структурных дефектов в области границ зерен или линий скольжения играет большую роль в протекании КРН. Следовательно, разрушение медных сплавов в результате растрескивания наблюдается не только в сплавах меди с цинком, но также и со множеством других элементов, например кремнием, никелем, сурьмой, мышьяком, алюминием, фосфором [2] и бериллием [31].

Сплав 8-1-1 представляет собой смесь двух фаз: преобладающей а-фазы (гексагональной плотноупакованной) и некоторого количества ji-фазы (кубической объемно-центрированной). Наблюдающиеся трещины проходят по зернам а-сплава, однако р-фаза подвергается пластическим разрушениям. Термическая обработка и изменение состава (например, понижение содержания алюминия), способствующие образованию р-фазы, увеличивают стойкость к КРН. Состав фазы также может иметь определяющее значение: установлено, что в ряде других титановых сплавов Р-фаза склонна к КРН [37]. Механизм растрескивания титановых сплавов находится еще на стадии обсуждения. Однако влияние структуры сплава, особенностей среды, а также действие посторонних анионов и приложенного напряжения в значительной степени сходно с влиянием этих факторов на поведение нержавеющих сталей (см. разд. 7.3.1 и 7.3.2). Это, по-видимому, свидетельствует об идентичности механизма КРН титана и нержавеющих сталей.