Реферат: Коррозионное растрескивание металлов

Министерство образования РеспубликиБеларусь

Белорусскийнациональный технический университет

УДК691.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра химии

Реферат на тему:

Коррозионное растрескивание

Исполнитель: студентгр._103114_Трашков А.С._

Подпись, дата_________________________________

Руководитель:  Меженцев А.А._________________

Подпись, дата_________________________________

 

 

МИНСК 2004

 

 

Содержание

Введение Явление и механизм коррозионного растрескивания

А)Коррозионная среда

Б)Структура и состав

   В) Напряжения

   Г)  Характер коррозионных трещин

   Д) Предотвращениекоррозионного растрескивания

      3.  Механизм коррозионного растрескивания

      4.  Начальная стадия локализованной коррозии

            А) Системы сплавов, подверженныхмежкристаллитному растрескиванию

            Б) Системы сплавов, подверженных внутрикристаллитному растрескиванию

      5.  Развитие трещин

      6.  Общие закономерности явления коррозионного растрескивания

      7.  Заключение

      8.  Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Широко распространено определение коррозии под напряже­ниемкак увеличение скорости коррозионного процесса под дейст­вием статическихнапряжений. Коррозионное растрескивание, как предельный случай коррозии поднапряжением, представляет собой полное разрушение металла в результатеодновременного воздействия на него напряжений и коррозии. Важно отличать кор­розионноерастрескивание от процесса коррозии, ускоряющегося при воздействии напряжений.

Очень интенсивная структурная коррозия может происходить вметаллах и при отсутствии внешних приложенных напряжений, как, например,межкристаллитная коррозия некоторых алюминие­вых сплавов или нержавеющихсталей. Роль напряжений заклю­чается, главным образом, в разрушении ослабленныхкоррозией или хрупких границ зерен металла, что обеспечивает проникнове­ниекоррозионной среды в глубь металла. При таких условиях про­цесс развития трещинпроисходит до тех пор, пока нерастрескав­шаяся часть металла выдерживает приложеннуюнагрузку, после чего наступает механическое разрушение. Процесстрещинообразо-вания сопровождается непрерывной потерей прочности материала помере увеличения коррозионного разрушения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЯВЛЕНИЕ ИМЕХАНИЗМ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ

Вметалле, подверженном коррозионному растрескиванию, при отсутствии внешнихнапряжений обычно происходит очень незна­чительное коррозионное разрушение, апри отсутствии коррозион­ной среды под воздействием напряжений почти непроисходит из­менения прочности или пластичности металла. Таким.образом, впроцессе коррозионного растрескивания, т. е. при одновремен­ном воздействиистатических напряжений и коррозионной среды, наблюдается существенно большееухудшение механических свойств металла, чем это имело бы место в результатераздельного, но аддитивного действия этих факторов. Коррозионное растре­скиваниеявляется характерным случаем, когда взаимодействует химическая реакция имеханические силы, что приводит к структурному разрушению. Такое разрушениеносит хрупкий характер и возникает в обычных пластичных металлах, а также вмедных, никелевых сплавах, нержавеющих сталях и др. в присутствии  определеннойкоррозионной среды. При исследовании процесса хруп­кого разрушения в результатекоррозионного растрескиванир особое значение имеет исследование раздельного воздействия на металлнапряжений и коррозионной среды, а также их одновременное воздействие. Однако впроцессе коррозионного растрескивания первостепенное значение имеют следующиестадии: 1) зарождение и возникновение трещин и 2) последующее развитиекоррозионных трещин. Обе стадии, как будет показано ниже, являютсяиндивидуальными ступенями в процессе коррозионного растрескивания.

Коррозионнаясреда

Средами,в которых происходит коррозионное растрескивание металлов, являются такиесреды, в которых процессы коррозии сильно локализованы обычно при отсутствиизаметной общей по­верхностной коррозии. Интенсивность локализованнойкоррозии-может быть весьма значительной, в результате чего прогрессирует процессразвития очень узких углублений, достигая, вероятно, на­ибольшей величины надне углублений, имеющих радиусы по­рядка одного междуатомного расстояния.Тщательное изучение ли­тературы показывает, что во многих случаях процессначальной коррозии может иметь место и при отсутствии напряжений, хотя такоекоррозионное разрушение может быть совсем незначитель­ным. Некоторые во­просы,относящиеся к роли напряжений в развитии этих чувстви­тельных зон вопределенных системах сплавов, еще остаются неяс­ными, но в общем случае этоясно. Кроме того, большинство экспе­риментальных работ показывает, что в томслучае, когда началь­ные локализованные коррозионные углублениямежкристаллигаы,. то при последующем растрескивании преобладает такжемежкри-сталлитное разрушение. Если начальная коррозия происходит вну­три зеренметалла, то последующее растрескивание имеет внутри-кристаллитный характер. Нетопределенных указаний о том, что межкристаллитная трещина будет развиваться извнутрикристаллитного коррозионного углубления, и наоборот. Смешанный типрастрескивания, который иногда наблюдается, может быть обусловлен побочнымпроцессом, связанным с динамикой быстро разви­вающейся трещины.

Привоздействии на материал коррозионной среды, которая вли­яет на склонностьсплава к коррозионному растрескиванию и характер    разрушения, основными факторами  являются   следую­щие:

1)   относительная разность потенциаловмикроструктурных фаз, присутствующих в сплаве, что вызывает вероятностьместного раз­рушения

2)  поляризационные процессы на анодных икатодных участках

3)  образование продуктов коррозии, которыеоказывают влияние на коррозионный процесс.

 

 

Структура и состав

 

Еслилокализованная коррозия является важным фактором в об­щем процессерастрескивания, то вполне очевидно, что микрострук­тура металла должна иметьеще большее значение, определяющее вероятность возникновения такогокоррозионного разрушения. Опыты со всей очевидностью показывают, что измененияв составе, термообработке, механической обработке и способах изготовленияприводятк изменению микроструктуры, а, следовательно, влияют и на устойчивость металлапротив коррозионного растрескивания. Опыты показывают, что структура металлавлияет не только на ха­рактер начального местного разрушения, но такжеопределяет путь и  скорость коррозионногорастрескивания.

Кроме того, небольшие изменения в составе сплава, безкакого-либо очевидного изменения микроструктуры, приводят к заметному изменениюустойчивости сплава против коррозионного растрески­вания. Например, чистая медьв аммиачных средах не подвержена растрескиванию, но примесь менее чем 0,1 %фосфора, мышьяка или сурьмы в однородном твердом растворе делает ееподверженной разрушению. Добавление 0,3% хрома защищает от коррозион­ногорастрескивания алюминиевый сплав марки 755, что важно в промышленном отношениии что еще раз подчеркивает значение изменений состава сплава на устойчивостьпротив коррозионного растрескивания.

 

Напряжения

Длятого чтобы произошел процесс коррозионного растрескива­ния, необходимо наличиеповерхностных или внутренних растяги­вающих напряжений. Обычно встречающиеся напрактике разруше­ния обусловлены наличием остаточных напряжений, возникающих, припроизводстве и обработке металла, но в целях исследования не следует   делать разграничения   между остаточными   напряжениями и   напряжениями, возникшими врезультате приложенных   внешних нагрузок.   Коррозионное   растрескивание<span Arial",«sans-serif»;color:black">

никогда ненаблюдалось в результате действия поверхностных сжимащих   напряжений;  наоборот,   сжиающие поверхностныенапряжения разрушения  могут использоваться   для   защиты от коррозионного  растрескивания.

Приувеличении величины приложенных напряжений умень­шается время до полногоразрушения металла.  Для кор­розионногорастрескивания обычно необходимы высокие напряже­ния, приближающиеся к пределутекучести, однако, часто разруше­ние может наступить и при напряжениях,значительно меньших предела текучести. Для многих систем сплавов наблюдаетсякакой-то «порог» или «предел» напряжений, т. е. напряжения, ниже кото­рыхкоррозионное растрескивание не происходит за определенный период времени. Такаязависимость, наблюдавшаяся, например, при замедленном растрескивании сталей,указывает, что основную роль в процессеразрушения играют напряжения.

 Имеются доказательства, что основное влияниепри коррозионном растрескивании напряжения оказывают незадолго до полногоразрушения, т. е. эффективность напряжений не сказывается до определенногопериода времени, после чего наступает внезапное разрушение. Этот вывод вдальнейшем подчеркивается рядом на­блюдений, в которых указывается назависимость времени до пол­ного разрушения от времени приложения напряжений.Показано, что время до полного разрушения, не зависит от того, приложены линапряжения в начале испытания или на последующих стадиях его.

Характеркоррозионных трещин

 

Коррозионныетрещины развиваются в плоскости, перпендику­лярной плоскости растягивающихнапряжений, независимо от ха­рактера приложенных или остаточных напряжений. Сточки зрения микроструктуры коррозионные трещины могут иметь как внутрикристаллитный,так и межкристаллитный характер. Можно предположить, что направление и характерразвития трещин в металле до некоторой степени зависят от формы и размеразерен, поскольку эти факторы влияют на распределение внутренних напряжений.

Одноиз наиболее важных исследований, относящихся к изуче­нию характера развитиятрещин, устанавливает, что этот процесс не является непрерывным. На прерывистыйхарактер развития тре­щин указано в работах Джильберта и Хаддена, Эделеану и Фармери.Обнаружено, что в алюминиево-магкиевых сплавах развитие трещин являетсяступенчатым процессом, раз­вивающимся путем ряда отдельных механическихизломов. Более новое доказательство прерывистого характера развития трещинпоказано в кинофильме, подготовленном Престом, Беком и Фон­тана, занимающимисякоррозионным растрескиванием магние­вых сплавов.

Предотвращениекоррозионного растрескивания

 

Наиболееэффективный метод повышения устойчивости метал­лов против коррозионногорастрескивания состоит в использовании соответствующих конструктивныхмероприятий и способов обра­ботки, сокращающих до минимума величину остаточныхнапряже­ний. Если остаточные напряжения неизбежны, успешно может быть примененатермообработка, снимающая эти напряжения. Если по­зволяют условия, может бытьиспользована, например, дробеструй­ная обработка, вызывающая сжимающиеповерхностные напряже­ния, которые впоследствии дают возможность нагружатьматериал, не вызывая напряженного состояния поверхности. Одним из мето­дов,который получает все большее признание и который связан с электрохимическимфактором процесса растрескивания, является применение катодной защиты.

Однимиз интересных методов исследования взаимодействия на­пряжений и химическихфакторов является изучение зависимости величины катодного тока, необходимогодля защиты, от величины механических напряжений.

Крометого, ряд исследований показывает, что начавшееся рас­трескивание может бытьостановлено путем применения катодной защиты.

МЕХАНИЗМ  КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ

Для объяснения характерных особенностей процесса коррозион­ногорастрескивания необходим обобщенный механизм этого явле­ния, который можно былобы применить для всех металлических систем с учетом всех особенностей в каждоминдивидуальном слу­чае разрушения.

Первыеобъяснения механизма коррозионного растрескивания связывались либо схимическим, либо с механическим фактором и были недостаточны, так как неучитывалось совместное химическое и механическое действие. Большой вклад ввопрос понимания ме­ханизма коррозионного растрескивания внесен Диксом и соавто­рами.Их опыты убедительно показали основную электрохими­ческую природу коррозионногоразрушения, а в обобщенном ими механизме коррозионного растрескиванияуказывается на роль ме­ханических факторов в процессе общего разрушения.Согласно этому   механизму,   процесс  коррозионного   растрескиваниятрак­туется следующим   образом.

Еслив металле происходит развитие местного коррозионного разрушения в виде оченьузких углублений, то вполне очевидно, что растягивающие напряжения,перпендикулярные к направлению этих углублений, будут способствоватьвозникновению концентра­ции напряжений на дне их, причем чем больше углубленияи меньше радиус дна углублений, тем больше будет концентрация напряже­ний. Притаком состоянии металла создаются все условия для раз­рушения его вдоль этихболее или менее протяженных локальных коррозионных разрушений, и поэтому придостаточной концентра­ции напряжений металл может начать разрушаться за счетмехани­ческого воздействия. В результате механического разрушения будетобнажаться свежая, незащищенная окисной пленкой поверхность металла, которая,будучи более анодной, подвергается интенсив­ному воздействию коррозионнойсреды, что приведет к увеличению тока между дном углублений и неповрежденнойповерхностью ме­талла, а, следовательно, и к ускорению коррозии. Ускорение кор­розионногопроцесса вызовет дальнейшее механическое разруше­ние, и, как результат,увеличится скорость развития трещин бла­годаря совместному действиюкоррозионной среды и растягиваю­щих напряжений.

Этаобщая картина процесса коррозионного растрескивания серьезно не изменилась припоследующих исследованиях, и в на­стоящее время можно дать более детальнуюоценку механического действия концентратора напряжений и его роли в процессераз­рушения.

Существуетмнение, что главная функция напряжений состоит в нарушении поверхностных пленокбез разрушения металла и что ускоренное развитие и распространение трещин восновном имеет электрохимическую природу. В пленочных теориях кор­розионногорастрескивания отмечается, что вопрос о том, будет ли иметь место быстроеразвитие трещины, зависит от соотношения скоростей образования пленки иувеличения концентрации напря­жений. Если образование пленки может остановитькоррозию до того, как концентрация напряжений достигнет значительной вели­чины,то быстрое развитие трещин будет предотвращено, но если концентрация напряженийдостигнет критического значения до об­разования пленки, то- произойдетразрушение.

Несмотряна то, что высокие напряжения и деформация могут разрушать поверхностную пленкуи тем самым способствовать ло­кализованной ускоренной коррозии, нет достаточныхдоказательств, что они играют основную роль или что разрушение пленки являетсяглавным фактором, приводящим к развитию трещин. Однако воз­можно, чторазрушение поверхностной пленки, если оно имеет ме­сто, может играть важнуюроль в процессе хрупкого разрушения.

Весьмамаловероятно, что наблюдаемое в некоторых случаях очень быстрое развитие трещини последующее разрушение металла может быть причиной протекания коррозионногопроцесса. Очень быстрое (почти моментальное) растрескивание может быть воспроизведенов лабораторных условиях при соответствующем вы­боре состава сплава,термообработки и коррозионной среды. На­блюдения за характером развития трещинпоказывают, что тре­щины развиваются преимущественно механическим путем. Ско­ростьразвития трещин, хрупкий характер разрушения и другие факторы указывают наосновную роль напряжений в общем про­цессе взаимодействия механических ихимических факторов, кроме тех случаев, когда происходит разрушениеповерхностной пленки, обеспечивающей доступ коррозионной среды. Новыепредставления о механизме хрупкого разрушения пластичных металлов и исследо­ваниевлияния поверхностных пленок на ползучесть и пластическую деформацию указываютна основную роль напряжений в процессе развития трещин и хрупкого разрушения.Вполне вероятно, что. в результате совместного действия напряжений и коррозиипроисходит процесс пластической деформации, что приводит к хрупкому разрушениюметалла.

Основныехарактерные черты такого представления о механизме коррозионного растрескиваниясодержатся в теориях Дикса и соав­торов, а также в работах Киттинга. ВпоследствииДжильберт и Хадден развили эти представления более по­дробно для сплавов Аl— 7% Мg, что даловозможность расширить представления о механизме коррозионного растрескивания,пригод­ного для всех систем сплавов. Полагают, что такой механизм позво­ляетобъяснять многие наблюдаемые явления, ранее трудно со-гласуемые.

Наиболеевероятными процессами, при которых происходит кор­розионное растрескивание,являются следующие:

1.  Локализованная электрохимическая коррозиявызывает обра­зование небольших узких трещин в виде отдельных углублений,развивающиеся края которых имеют радиусы кривизны порядка атомных размеров.Трещины могут проходить по границам зерен, как, например, в алюминиевыхсплавах  или   латуни,  или   через-зерна, как, например,в аустенитных нержавеющих сталях или в магниевых сплавах. Количество образующихсятрещин может быть  различным,   но обычно   одна трещина   развивается в большей степени, чем другие.

2.  По мере развития трещины у ее вершинысоздается концен­трация напряжений. Для пластичных сплавов эта концентрациянапряжений не превышает максимальной величины, которая при­близительно в 3 разабольше предела текучести. При достаточно высоких   напряжениях у вершины   трещины  происходит   местная пластическаядеформация, которая предшествует хрупкому разру­шению. В настоящее времяустановлено, что в пластичных метал­лах хрупкое разрушение не может иметь местабез предшествую­щей пластической деформации. Действительно, именно деформацияметалла у развивающегося края трещины вызывает хрупкое разрушение за счет  действующих  у   вершины   трещины   напряжений.

3.  В зависимости отформы образца, способа приложения на­грузки, условий испытания и определенногоэнергетического состоя­ния металла, свойственного процессу развития хрупкогоразруше­ния, трещина может распространиться через весь образец,вызвав-мгновенное разрушение его, или, распространившись на определен­ноерасстояние, развитие ее может прекратиться.  Развитие   тре­щины может бытьприостановлено при неблагоприятной для про­цесса растрескивания ориентацииграниц зерен, при неоднородно­сти кристаллической решетки  или  при  наличии  неметаллических включений; развитие ее можетостановиться в результате релакса­ции напряжений при развитии трещины или приопределенном энер­гетическом состоянии, когда производимая работа деформации бу­детбольше, чем увеличение поверхностной энергии, как отмечено у Ирвина  и Орована.

4.  Развитие трещиныза счет механического разрушения обна­жает свежую поверхность металла, икоррозионная среда быстро засасывается в трещину под действием капиллярных  сил,  врезультате чего наступает период интенсивной коррозии. Вполне возможно, что этастадия интенсивной коррозии способствует развитию; трещины, причем коррозияразвивается таким образом, что вызывает разветвление трещины. Однако следуетсчитать, что главным фактором в развитии трещины является механическоевоздействие а не электрохимические процессы.

5. Ускоренный процесс коррозии, вызванный действием коррози­оннойсреды на не защищенную пленкой поверхность металла, бы­стро замедляетсявследствие поляризации и повторного образова­ния защитной пленки,   что связано  с изменением   концентрации:электролита внутри трещины.

6.  После этого опятьпреобладают условия, медленно развивающаяся локализованная коррозияпродолжается до тех пор, пока не возникнет достаточно высокая концентрация,напряжений,  которая вызовет деформацию иразвитие трещины. Полный цикл процессов повторяется до тех пор, пока ненаступит разрушение вследствие развития трещины или уменьшения попе­речногосечения напряженного образца.

Вопрос о том, разрушается ли образец сразу после того какоб­разовалась первая трещина или в результате развития нескольких трещин втечение какого-то периода времени, не является сущест­венным в механизмерастрескивания и зависит от формы, размеров и толщины образца, а также отвеличины напряжений и условий испытания.

Таким образом, представленный выше механизм включает двеосновные стадии процесса коррозионного растрескивания: период; локализованнойэлектрохимической коррозии и последующий пе­риод развития трещин. Если разрушениене происходит очень быcтро, процесс растрескивания включает непродолжительный период интенсивной коррозии. Ниже подробно рассматриваетсякаж­дая из стадий процесса растрескивания, а также факторы, опреде­ляющие этистадии, и экспериментальные данные, подтверждаю­щие изложенные ранее гипотезы.

НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ ЛОКАЛИЗОВАННОЙ КОРРОЗИИ

Состояниеповерхности металла, обеспечивающее развитие ин­тенсивной локализованнойкоррозии, вероятно, подобно тому со­стоянию, при котором происходит питтинговаякоррозия. Локаль­ное коррозионное разрушение происходит обычно при наличии ка­тодныхи анодных микроэлементов, которые способствуют концен­трации и ускорениюэлектрохимического процесса. Источниками местных анодных участков могут быть:1) состав и микроструктурные неоднородности сплава, как, например, многофазныесплавы или включения по границам зерен; 2) значительное искажение гра­ниц зеренили других субструктурных границ, по которым могут выделяться растворенныеатомы; 3) участки границ зерен, возник­шие благодаря местной концентрациинапряжений; 4) локаль­ное разрушение поверхностной пленки под действием на­пряжений;5) участки, возникшие за счет пластической де­формации.

Системысплавов, подверженных межкристаллитному растрескиванию

 

Алюминиево-медные сплавы. Браун и соавторы показали, что, в результате выделения пограницам зерен CuAl2примыкающие к границам зерен зоны обедняются медью, врезультате чего в растворе хлористого натрия между границами зерен и зернамисуществует разность потенциалов в 200 мв. Эти обедненные медью зоны,анодны по отношению к выделившейся фазе CuAl2и по отношению к самимзернам.

Сплавы А1 — 7% Мg. Джильберт иХадден показали, что сое­динение Мg2А13, которое выделяется по границам зерен, внейтральных и кислых растворах хлористого натрия является анодом по отношению кзернам и к обедненным зонам границ зе­рен. В этих растворах b-фаза подверженаизбирательной коррозии. В водном растворе едкого натра b-фазакатодна по отношению к телу зерен, и в этом случае не происходит ниизбирательной кор­розии, ни коррозионного растрескивания, а имеет место толькообщая коррозия. Эделеану предположил, что подверженность интенсивнойизбирательной коррозии не обусловлена выделяю­щейся по границам зеренравновесной фазой, а связана с одним из переходных   состояний в процессе   старения — выделением или адсорбциейрастворенных атомов по границам зерен.

Такимобразом, в структуре сплавов, упрочняющихся с выде­лением второй фазы иподверженных межкристаллитному растре­скиванию, имеется три участка сразличными электрохимическими характеристиками.

1.  Зерна твердого раствора.

2.  Выделившаяся  по   границам   зерен  фаза   (или    переходное состояние   этой  фазы   или   адсорбированных   растворенных   ато­мов) .

3.  Обедненные каким-либо компонентом участкитвердого рас­твора, примыкающие к границам зерен.

Мягкие стали. Паркинс показал, что выделяющиеся по грани­цам зеренкарбиды вызывают искажение этих границ. В растворах нитратов искаженные границызерен феррита анодны по отношению к зернам, в результате чего границы служатместом интенсивной межкристаллитной коррозии. Действие напряжений может ещебольше исказить эти границы и сделать эту область более анод­ной.

Медные сплавы в аммиачных средах. Чистая медь в аммиачных средах не подверженарастрескиванию, но добавление небольших количеств фосфора, мышьяка, сурьмы,цинка, алюминия, кремния или никеля в качестве легирующих элементов, входящих водно­родный твердый раствор, вызывает межкристаллитное растрески­вание меди.Оказывается, что наблюдаемая разность потенциа­лов между границами зерен и зернамии местная межкристаллитная коррозия могут быть обусловлены искажением границ зерен в результате различнойориентации  смежных зерен. Робертсон,  показал, что концентрация легирующего компонентав меди, вызывающая беспорядочную рекристаллизованную структуру, соот­ветствуетконцентрации, которая делает сплав подверженным кор-озионному растрескиванию. Воднородных системах причиной развития местной межкристаллитной коррозии можетбыть химическая активность границ зерен, которая зависит от искажения границ идействия напряжений и деформации. Выделение или адсорбция по раницам зеренрастворенных атомов будет значительно влиять на искажение и активность границзерен.

Вработе Томпсона и Трэси выведено соотношение между концентрацией легирующегокомпонента, необходимой для получе­ния подверженного коррозионному растрескиваниюсплава, и количеством компонента, которое вызывает межкристаллитную коррозиюсплава при отсутствии напряжений. Ни в одном случае не наблюдалоськоррозионного растрескивания при легировании компонентами, которые не вызываютпервоначальной межкристаллитной коррозии. Интересно отметить, что призначительном увеличении концентрации легирующих компонентов алюминия и кремния(но не выходя из области твердых растворов) сопротивление растрески­ваниюувеличивается и наблюдается смешанный характер растре­скивания — имежкристаллитный и внутрикристаллитный, что не­сомненно связано с изменениемактивности границ зерен.

Системысплавов, подверженных внутрикристаллитному растрескиванию

 

Магниевые сплавы. Наосновании изучения зависимости между содержанием железа в магниевых сплавах иих устойчивостью про­тив внутрикристаллитного коррозионного растрескивания быловы­сказано предположение, что железо-алюминиевая составляющая, преимущественновыделяющаяся параллельно определенным кри­сталлографическим плоскостям, вчастности плоскости базиса, может быть катодной фазой. Было показано, что раз­ностьпотенциалов между соединением Fe—А1 и твердым растворомМg—А1 в солянохроматных растворах составляет 1в. Наблюдаемоемежкристаллитное растрескивание некоторых магниевых, сплавов в дистиллированнойводе, в растворах хроматов и фторидов, возможно, обусловлено присутствиемнезначительных примесей по границам зерен. Как известно, сопротивление магнияобщей корро­зии зависит от наличия некоторых примесей — таких, как железо,медь, никель и кобальт, которые в этом отношении особенно активны.

Аустенитные нержавеющие стали типа 18-8. Стабильность аустенитной фазы в нержавеющих сталяхзависит в основном от содер­жания в сплаве никеля и азота. Однако, в сталяхтипа 18-8 в ре­зультате холодной обработки или деформации какая-то частьаустенита может превратиться в мартенсит. Было высказано пред­положение, чтопластинки мартенсита являются анодной фазой в процессе местной коррозии. Этопредположение подверглось критике на основании того, что некоторые аустенитныенержавею­щие стали, которые даже под влиянием значительной холодной обработкине претерпевают мартенситного превращения, подвер­жены коррозионномурастрескиванию. Кроме того, нержавеющая сталь типа 18-8 подверженакоррозионному растрескиванию в ат­мосфере пара, содержащего хлориды, притемпературах, слишком высоких для мартенситных превращений.

Существеннымдоказательством электрохимического характера локального коррозионногоразрушения, т. е. первой стадии процесса коррозионного растрескивания, являетсявозможность предотвра­щения растрескивания при катодной поляризации и придеаэрации коррозионной среды для некоторых алюминиево-магниевых сплавов.Удаление кислорода из раствора понижает скорость катодного процесса и тем самымпрепятствует электрохимическому разруше­нию.

 

 

 

РАЗВИТИЕ ТРЕЩИН

Существеннымподтверждением гипотез механизма коррозион­ного растрескивания является болееподробное изучение харак­тера развития трещин, в частности,микрокиноскопическое иссле­дование процесса развития трещин. Фильм, заснятыйПрестом, Беком и Фонтана, показывает, что развитию внутрикристаллитной трещиныв магниево-алюминиевых сплавах предшествует волна пластической деформации. Какранее установлено, для возникно­вения пластической деформации необходимоналичие небольшой трещины, как источника развития хрупкого разрушения. Крометого, в результате деформации металла у вершины первоначально образовавшейсятрещины должно происходить дальнейшее ее углубление и расширение, что наблюдаетсяв действительности. Степень развития трещины в результате деформацииопределяется, несомненно, пластическими характеристиками материала, и сле­дует ожидать,что при наличии непрерывной хрупкой фазы для раз­вития трещины потребуетсянебольшая деформация и расширения трещины совсем не произойдет или будет весьманезначительным.

Врезультате пластической деформации обычно происходит раз­рушение защитных поверхностныхпленок в трещине, что вызывает ускорение коррозионного процесса. Но разрушениепленки может играть и более существенную роль в процессе деформации. Былопоказано, что защитные пленки на монокристаллах и в некоторыхполикристаллических материалах препятствуют протеканию про­цессов ползучести идеформации. Было высказано предположе­ние, что такие пленки действуют какбарьер при передвижении дислокаций и, следовательно, препятствуют деформации.Кон­центрация дислокаций под поверхностной пленкой вызывает высо­куюконцентрацию напряжений. Когда пленка разрушается или устраняется химическимпутем, дислокации стремятся к передвиже­нию по своему первоначальномунаправлению, вызывая тем самым самопроизвольную деформацию. Если этопередвижение происходит в плоскости развития трещины, должно происходить ееуглубление и расширение. Деформация, которая происходит у вер­шины трещины,очень локализована и трудно обнаруживается обычными методами металлографическогоанализа. Кроме того, cледует учесть, что деформированныеучастки и поверхности образующихся трещин подвержены интенсивной коррозии,которая может легко уничтожить все признаки существования деформации.

Имеютсяданные о том, что напряженные и деформированные металлы более активны, чемненапряженные. Таким образом, участкам с коррозионными трещинами свойственнабольшая электрохимическая активность, что приводит к ускорению процесса трещинообразования.Не может быть сомнения, что ускоренный коррозионный процесс вызван разруш