Растрескиванию подвержены

новках оборудования подвергается интенсивному межкристал-•литному растрескиванию. Это-явление связано с образованием политионовых кислот (Н28з.Ов, где х.— 3, 4, 5) при взаимсн действии остающейся на поверхности оборудования пленки сульфида металла с влажным воздухом при комнатной температуре [65, 66]. Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную SO2. Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (H2S или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде Na2S либо продуктов катодного восстановления сульфитов SOg" или тиосульфатов S2Og~ вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей с 0,77 % С, а та'кже ферритных и мартенситных нержавеющих сталей [67]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие.

3. Ажогин Ф. Ф. Коррозионное растрескивание высокопрочных конструкци-^ онных сталей.— Физико-химическая механика материалов, 1967, т. 3, № 3, с. 273—281.

Коррозионное растрескивание высокопрочных сталей. В настоящее время широкое применение нашли стали с высокими прочностными характеристиками (ав = 2000 МПа и более). Однако они обладают высокой чувствительностью к концентраторам напряжений и к воздействию внешней среды. Одной из важнейших проблем для этих сталей является повышение сопротивления КР, поскольку они склонны к КР при растягивающих напряжениях гораздо ниже их предела текучести. Тем самым в значительной степени обесцениваются высокие прочностные характеристики таких сталей.

Растрескивание высокопрочных сталей в сероводородсодер-жащих средах происходит при весьма низких уровнях напряжений. В этом - основная опасность сероводородс'одержащих сред. Считается, что наилучшим путем повышения стойкости сталей против сероводородного растрескивания может служить их высокотемпературный отпуск (8].

Глава 3. Коррозионное растрескивание высокопрочных алюминиевых

Коррозионное растрескивание высокопрочных сплавов

Из всех известных в настоящее время материалов титан и его сплавы относятся к числу наиболее стойких к морским средам при обычных температурах. Тонкая окисная пленка, образующаяся на поверхности титановых сплавов, обеспечивает полную защиту металла от коррозии. Разрушение этой пассивной пленки происходит только в специальных условиях. Несмотря на очень высокую общую стойкость титана, все же существует несколько коррозионных проблем, связанных с его использованием в морских условиях [68]: питтинговая коррозия, наблюдающаяся в щелевых условиях при недостатке кислорода и температуре морской воды выше 120 °С; коррозионное растрескивание высокопрочных титановых сплавов при наличии поверхностных • дефектов на металле, к которому приложено растягивающее напряжение; коррозионное растрескивание в солях при нагреве выше 260 °С. Эффективными мерами борьбы с этими видами преждевременного разрушения титановых сплавов являются легирование и термообработка.

Существенное значение на эффективность действия ингибиторов коррозионного растрескивания оказывает величина растягивающих напряжений. В [123] было исследовано влияние ряда ингибиторов на коррозионное растрескивание высокопрочных сталей в соляной, серной и кислых сероводородных средах в

Коррозионное растрескивание высокопрочных сталей происходит в растворах NaCl, Na2S02,, NaNO,, аммиаке, а также в морской и промышленной атмосфере i\2,\it,l5] .

первого рода) характеризуется образованием трещин в плоскостях, нормальных к направлению растягивающих напряжений (см. рис. 3, 2 и). Коррозионные трещины могут при этом распространяться не только межкристаллитно, т. е. по границам зерен, но и транскристаллитно, т. е. перерезая отдельные кристаллиты. Коррозионному растрескиванию подвержены многие металлы: щелочная хрупкость металла паровых котлов (рис. 231), сезонное растрескивание деформированных латуней (рис. 232), растрескивание некоторых конструкционных и коррозионностой-ких, в частности аустенитных хромоникелевых сталей. Этот вид коррозионного разрушения вызывает особое беспокойство в связи с тенденцией применения в технике высокопрочных сталей, особенно склонных к коррозионному растрескиванию.

Коррозионно-механичеекне разрушения металлов носят общее название «коррозии под напряжением», но характер этих разрушений различен в связи с особенностями воздействия механического фактора. Напряжения могут вызвать общее коррозионное разрушение, хотя часто последнее носит местный характер, например коррозионное растрескивание, вызываемое одновременным воздействием на металл агрессивной среды и растягивающих напряжений. Коррозионному растрескиванию подвержены выпарные аппараты, трубопроводы, автоклавы, емкости и различные детали аппаратов, а также металл паровых котлов в условиях совместного действия подщелоченной воды и повышенных механических напряжений.

Большой ущерб народному хозяйству наносит так называемое щелочное растрескивание сталей. Оно наблюдается на де-компазерах алюминиевых заводов, на теплоэнергетическом оборудовании, на предприятиях нефтехимических производств, ртутных установках по производству хлора, в выпарных аппаратах для концентрирования щелочи [3]. Щелочному растрескиванию подвержены высокопрочные мартенситные стали, аустенит-ные нержавеющие стали, в некоторых случаях углеродистые и 44

Коррозионное растрескивание магниевых сплавов — образование трещин в сплавах при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений (внешних и внутренних) . Осн. факторами, влияющими на склонность к коррозионному растрескиванию, являются состав и структура сплавов, величина растягивающих напряжений и характер коррозионной среды. Коррозионному растрескиванию подвержены, как правило, деформируемые сплавы. По склонности к коррозионному растрескиванию в атм. условиях деформируемые магниевые сплавы разделяют на три группы: 1) сплавы, практически не склонные к коррозионному растрескиванию, — MAI, MA8, МАИ, ВМД1, ВМ17; 2) сплавы, обладающие небольшой склонностью к коррозионному растрескиванию,— МА2, ВМ65-1, МА2-1; 3) сплавы, обладающие большой склонностью к коррозии под напряжением, — МАЗ, МА5 и МАЮ, особенно сплав МАЮ (рис. 6). Склонность к корро-

Некоторые медные сплавы при экспозиции в морской воде иногда разрушаются в результате коррозии под напряжением. Коррозионному растрескиванию подвержены, например, гребные винты из марганцовистой латуни с высоким уровнем остаточных напряжений. По той же причине в периоды остановки работы происходит разрушение развальцованных труб из медных сплавов в трубчатых теплообменниках, особенно при развальцовке за пределами стенки трубной доски. Считается, что кор-

Коррозионному растрескиванию подвержены все нержавеющие аустенитные стали 18-8 — как стабилизированные, так и нестабилизированные [111,72]. На сталях, склонных к межкристаллитной коррозии, разрушения при коррозионном растрескивании наблюдаются преимущественно по границам зерен. В остальных случаях разрушение имеет транскристаллитный характер < [III, 74; 111,84]. JL В. Рябченков [111,86] и Т. П. Хор [111,74-] исследовали влияние температуры на продолжительность испытаний до разрушения образца из стали 18-8 и установили зависимость между временем до разрушения образцов т и температурой

ние трещинами заклепочных швов наблюдалось из-за коррозии под напряжением, вызываемой довольно высоким напряжением в металле перемычек между отверстиями под заклепки и воздействием рабочей среды, фильтрующейся через защитную футеровку. В данном случае трещинами поражался металл соединяемых частей и металл накладок заклепочного соединения; сами заклепки растрескиванию подвержены не были.

Совместное действие на металл коррозионной среды и статических растягивающих напряжений вызывает коррозионное растрескивание, которое имеет хрупкий характер. Разрушение происходит перпендикуярно действию растягиваю-^их напряжений. В отсутствие одного из этих факторов, например растягивающих напряжений, коррозионного растрескивания не происходит. Коррозионному растрескиванию подвержены углеродистые, низколегированные, нержаве-К)щие стали Особенно склонны к коррозионному растрескиванию высокопроч-Нь'е стали, имеющие мартенситную структуру.

Коррозионному растрескиванию подвержены выпарные аппараты, трубопроводы, автоклавы и др. аппараты.

Коррозионное растрескивание появляется в результате одновременного действия активной среды и растягивающих напряжений. Коррозионные трещины в металле возникают без заметной макропластической деформации, когда напряжение больше критического (<ткр = 0,60-0,2) и в активной среде содержится активатор, разрушающий пассивное состояние металла. Для коррозионно-стойких сталей с хромом активатором являются ионы С1~~. Кроме аустенитных сталей типа 12Х18Н10Т коррозионному растрескиванию подвержены мартенситные стали после закалки и низкого отпуска и аустенитно-мартенситные стали после обработки на максимальную прочность. Повышение концентрации никеля в аустенитных сталях увеличивает сопротивление растрескиванию, начиная с 30 - 40 % Ni стали становятся стойкими к этому виду коррозии.

Коррозионное растрескивание возникает при одновременном воздействии коррозионной среды и статических растягивающих напряжений. Напряжения могут быть внешние и внутренние. Коррозионному растрескиванию подвержены некоторые металлы и сплавы, а также высокопрочные и коррози'онностойкие стали. Склонность к этому виду коррозионных разрушений определяется