Вторичных выделений

йелезоуглеродиотые сплавы устойчивы в щелочных растворах, концентрация которых не превышает 30 %, Вели концентрация превышает ЗОН, то защитное действие вторичных продуктов коррозии уменьшается. При повышенных температурах скорость коррозии желе-зэуглеродястых сплавов в щелочах ревко вовраотает вследствие разрушения защитной плёнки, 2еяв8оутродиотые сплавы, находящиеся под напряжением, в горячих концентрированных растворах щелочей подвержены коррозионному растрескиванию, которое наблюдается и в горячих растворах некоторых солей, например, нитратов,

Предварительное возникновение слоя вторичных продуктов коррозии по одной из реакций (424)—(429) облегчает наступление анодной пассивности (кривая A'B'D'E на рис. 216), вследствие уменьшения истинной поверхности металла и снижает общую плотность предельного тока пассивации in.

Металлы подгрупп А, начиная со второй, склонны образовывать пассивные пленки или пленки труднорастворимых вторичных продуктов коррозии, защитные свойства которых часто определяют коррозионную стойкость металлов. Способность пассивироваться у этих металлов в каждой подгруппе растет снизу вверх, т. е. с уменьшением их атомного номера.

Температура оказывает в большинстве случаев значительное влияние на скорость электрохимической коррозии металлов, так как изменяет скорость диффузии, перенапряжение электродных процессов, степень анодной пассивности, растворимость деполяризатора (например, кислорода) и вторичных продуктов коррозии.

В ряде случаев влияние температуры на скорость электрохимической коррозии металла обусловлено изменением свойств защитной пленки. Так, при коррозии цинка в дистиллированной воде скорость процесса при повышении температуры от 50° С растет, доходит до максимума, а затем резко падает (рис. 253). Это объясняется тем, что в области температур 50—95° С на металле образуется зернистая, плохо пристающая к нему пленка вторичных продуктов коррозии со слабыми защитными свойствами, в то время как ниже и выше этой температурной области образуется плотная, хорошо прилегающая к металлу пленка с высокими защитными свойствами.

ния растворимости вторичных продуктов коррозии и возможной дополнительной катодной деполяризации водородными ионами.

Скорость грунтовой коррозии и характер изменения ее во времени сильно зависят как от природы металлов, так и от грунтовых условий, в особенности от растворимости и защитных свойств вторичных продуктов коррозии (рис. 280).

Морская коррозия металлов протекает по электрохимическому механизму преимущественно с кислородной деполяризацией. При коррозии в морской воде имеет место смешанный диффузионно-кинетический катодный контроль (рис. 283), который в зависимости от условий может переходить в преимущественно диффузионный (неподвижная морская вода, наличие на металле большого количества вторичных продуктов коррозии) или преимущественно кинетический (при быстром движении морской воды или судна). Катодный процесс коррозии при этом идет на поверхности

концентрации ионов водорода, ограниченной пунктирными линиями на рис. 151, скорость коррозии железа определяется доступом к нему кислорода. Скорость коррозии в этой области зависит также от природы солей, находящихся в растворе, их концентрации и других факторов. В щелочной области (справа на рис. 151) наблюдается падение скорости коррозии железа, которое объясняется образованием нерастворимых продуктов коррозии железа — гидратов закиси и окиси железа, обладающих хорошим сцеплением с поверхностью металла и защищающих его от коррозии. Эти защитные пленки на железо, образуются при рН > 9,5. Железоуглеродистые сплавы устойчивы в щелочных растворах, концентрация которых не превышает 30%. Если концентрация щелочи превышает 30%, то защитное действие вторичных продуктов коррозии уменьшается. При повышенных температурах скорость коррозии железоуглеродистых сплавов в щелочах резко возрастает вследствие разрушения защитной пленкл. Железоуглеродистые сплавы, находящиеся под

Железоуглеродистые сплавы устойчивы в щелочных растворах, концентрация которых не превышает 30%. Если концентрация превышает 30%, то защитное действие вторичных продуктов коррозии уменьшается. При повышенных температурах скорость коррозии железоуглеродистых сплавов в щелочах резко возрастает вследствие разрушения защитной пленки. Конструкции из железоуглеродистых сплавов, работающие под нагрузкой в горячих концентрированных растворах щелочей и некоторых солей (например, нитратов), подвержены коррозионному растрескиванию.

Изложены технология изготовления и промышленная эксплуатация малоэнергоемкой тепловой изоляции из ячеистого бетона на основе отходов цветной металлургии. Рассмотрено комплексное использование вторичных продуктов- цветной металлургии: избытков тепла, газов, шлаков и т. д. Разработаны методы и способы решения экологических проблем, стоящих перед предприятиями цветной металлургии.

Нужно отметить, что сплав, концентрация которого лежит левее точки F «e будет иметь вторичных выделений р-кристаллов.

Так как линия CG в отличие от линии FD изображена на рис. 98 вертикальной, т. е. растворимость компонента А в В не зависит от температуры, то вторичных выделений а-<кристаллов нет, но они были бы, если бы линия CG была наклонена вправо, т. е. растворимость уменьшалась бы с понижением температуры.

Результаты опытов со сплавами Си—Со и Al—Zn послужили основанием для вывода, что приведенное критическое напряжение сдвига определяется свойствами краевых дислокаций. Согласно другому выводу дислокации перерезают частицы вторичных выделений малого размера (г„/Ь<20), где г„«Ь/зе), в то время как частицы большего размера они обойдут по механизму Орована.

Свою основную роль, упрочнение сплава, карбид М23С6 играет в том случае, если присутствует в виде распределенных в матрице мелкодисперсных вторичных выделений. Реакция их образования идет наиболее активно в интервале температур 704—841 °С. Ранее уже отмечено, что эти тонкие выделения образуются преимущественно вдоль дефектов упаковки и границ двойников, особенно при более низких температурах. Неблагоприятным следствием образования выделений М23С6 может быть ухудшение низкотемпературной пластичности, это особенно относится к литейным сплавам, содержащим более 0,5 % (по массе) С.

выделение только карбидов, богатых Сг, — М23С6, М7С3 и М3С2; примером служит сплав Х-40 и его модификации Х-45 и FSX-414. Частицы первичных карбидов в процессе охлаждения отливки занимают свое место внутри зерен; чаще всего это крупные компактные округлые выделения. Порции расплава, затвердевающие в последнюю очередь, порождают псевдоэвтектическую структуру с карбидными выделениями, напоминающими по форме токарную стружку и и располагающимися между ветвями дендритов и по границам зерен (см. рис. 5.7). Эвтектика состоит из пластинок М23С6, чередующихся с прослойками уматрицы. В зависимости от соотношения концентраций Сг и С в сплаве или от скорости охлаждения любая из двух фаз в этой псевдоэвтектике может оказаться преобладающей. В утолщенных частях отливки могут образовываться частицы вторичных выделений М23С6; обычно они располагаются по соседству с эвтектическими островками. Могут создаваться и удлиненные иглоподобные выделения, которые на самом деле состоят из отдельных карбидных частичек (см. рис. 5.7,6). В сплавах с несколько более низким содержанием Сг отношение Cr/С в карбидах ниже (М7С3 и М3С2), однако морфологические особенности этих карбидных выделений подобны только что описанным.

Механизмы упрочнения, которые реализуют в кобальтовых сплавах, зиждутся на тщательно соразмеренном соотношении вклада тугоплавких легирующих элементов в твердораствор-ное и в карбидное упрочнение. И тот и другой вид упрочнения необходим для обеспечения высокотемпературной длительной и усталостной прочности. Карбидные выделения в сильной степени подавляют зернограничное проскальзывание и рост зерен, а также снижают дислокационную подвижность. В интервале 538-816 °С вдоль дефектов упаковки и в зоне их взаимного пересечения происходит активное образование мелкодисперсных вторичных выделений М23С6, оказывающих сильное разнонаправленное влияние на прочность и пластичность. Зернограничные карбидные выделения подавляют зер-ноГраничное проскальзывание при 7">982 °С. Роль твердо-растворного упрочнения при участии тугоплавких легирующих элементов возрастает, коль скоро упрочняющее влияние внутризеренных карбидных выделений снижается в результате их срастания.

Ранее мы упоминали, что образование вторичных выделений М23С6 в процессе эксплуатации при 538-871 °С оказывает заведомо вредное влияние на низкотемпературную пластичность. Снижение пластичности может не дойти до полного охрупчиваиия, но быть достаточным для создания проблем при ремонтно-сварочных операциях, резании и других видах воздействия на детали, побывавшие в эксплуатации. Рис. 5.16 иллюстрирует сказанное применительно к сплаву ММ-509, работавшему при ~816°С в течение различных периодов 208

Рекрисгаллизованные зерна. В случае направленной кристаллизации суперсплавов в них могут возникать и другие дефекты, не свойственные сплавам при обычном литье. К таким дефектам относятся рекристаллизованные зерна; их появление может быть следствием холодного деформирования готовой отливки при ее последующем переделе, вслед за которым осуществляют высокотемпературную эксплуатацию изделия. Если температуры эксплуатации достаточно высоки, у '-фазы может не хватать для торможения миграции границ, и происходит обычная рекристаллизация. Если температуры эксплуатации не столь высоки, так чта дислокации "вынуждены" перерезать частицы у '-фазы, рекристаллизация идет медленнее и не столь интенсивна. В этих условиях происходит рекристаллизация так называемого ячеистого типа, при нем частицы перед движущейся границей зерен растворяются, а когда граница зерен прошла — выделяются вновь. В результате движение границы оказывается замедленным. При обычной рекристаллизации рекристаллизованные зерна могут содержать двойники, а при ячеистой рекристаллизации -нет. На границах рекристаллизованных зерен относительно мало вторичных выделений или понижено содержание благоприятных легирующих элементов, таких как Hf, Zr, С или В, которые непосредственно после кристаллизации присутствуют там в более высокой концентрации в связи с сегрегационными явлениями, присущими процессам затвердевания расплава. На границах такого типа встречаются лишь отдельные частицы М23С6, прочность этих границ низка, и при нагружении

Чтобы воздействовать на размер вторичных выделений у'-фазы, влияющий на механические свойства, необходимо регулировать скорость охлаждения от температуры сольвус до той температуры, ниже которой огрубление частиц фазы потребует длительного времени, т.е. примерно до 1090 °С. Влияние скорости охлаждения от температуры гомогенизации на размер выделений у '-фазы в сплаве PWA 1480, типичном представителе суперсплавов для монокристаллических отливок, иллюстрировано на рис. 7.7. Механические свойства определяются именно скоростью охлаждения от температуры гомогенизации (фактически от температуры сольвус), а не скоростью охлаждения в процессе направленной кристаллизации. Обычно для термической обработки на твердый раствор

Если при гомогенизации температура превышает допустимые значения, то происходит частичное оплавление эвтектики, вызывающее, в крайнем случае, появление бугорков на поверхности детали. Этот дефект называют пережогом. Микроструктура сплавов после пережога характеризуется укрупненными зернами твердого раствора, окисленными границами зерен и наличием вторичных выделений.

Нужно отметить, что сплав, концентрация которого лежит левее точки F не будет иметь вторичных выделений р-кристал-