ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структурная коррозия. Факторы. Механизм. Модели из "Защита от коррозии старения и биоповреждений машин оборудования и сооружений Т1" При аустенизации стали 08Х18Н10Т практически весь углерод растворяется в аустените. Если изделие из хромоникелевой стали после аустенизации подвергается нагреву в области температур, близких к 650 С, то вследствие малой растворимости углерода при этой температуре происходит образование карбидов хрома. Поскольку концентрация углерода на границе зерна выше, чем в объеме, карбиды выпадают преимуш ественно по границам зерен. Нагрев в области температур 500. .. 800 °С может происходить при сварке. [c.470] Вследствие перехода хрома в карбиды массовая доля его в аустените снижается до 8 10 %. Значение потенциала полной пассивации зависит от содержания хрома и в среде с pH = О при 20 X составляет 0,4 и 0,1 В при содержании хрома 9,5 и 18 % соответственно. Если стационарный потенциал стали находится в интервале 0,4. .. 0,1 В, то аустенит в центре зерна будет находиться в пассивном состоянии, а зоны по границам зерен, обедненные хромом, будут растворяться в активном состоянии при диффузионном ограничении с плотностью тока, близкой к 0,1 А/см . При этом глубина проникновения МКК может достигать миллиметра за сутки. В смеси серной кислоты и сульфата меди при испытаниях сталей на склонность к межкристаллитной коррозии стационарный потенциал близок к 0,3 В и соответствует области, где обедненные хромом участки стали находятся в активном состоянии, а основная часть стали — в пассивном. [c.470] Снижение коррозионной стойкости аустенитных сталей происходит также при выпадении 0-фазы в области температур 600. .. 900 °С. Наибольшее влияние на скорость образования а-фазы оказывает температура и не-гомогенность стали по содержанию хрома. Известно, что титан снижает температуру образования а-фазы до 430 °С. Наличие ст-фазы в сочетании с МКК вызывает быструю потерю механической прочности деталей и даже сквозные разрушения. [c.471] Механизм процесса МКК в условиях воздействия окислительных сред (типа азотной кислоты) можно представить следующим образом. В результате неблагоприятных условий термообработки или сварки происходит обеднение границ зерен хромом. Диффузия углерода из твердого раствора к границам зерен протекает гораздо быстрее, чем диффузия хрома. Диффузия углерода идет из всей массы зерна, в то время как хром поступает только с пограничных зон аустенита. Содержание хрома в этих зонах падает настолько, что зона теряет способность к пассивации и подвергается быстрому разрушению в окислительных средах. Разрушение малостойких фаз, обедненных хромом, приводит к накоплению продуктов коррозии с высоким содержанием железа, которые автокаталитически ускоряют растворение границ зерен. В местах выделения и постепенного роста вторичной фазы (на границах различно ориентированных зерен) появляются высокие локальные напряжения. Возникают значительные энергетические различия, которые могут проявляться при снижении анодной поляризации в пограничных зонах между зернами, а также недостаточной пассивации границ зерен. [c.471] МКК как частный вид электрохимической коррозии есть результат работы микроэлементов. Карбид металла действует как катод, а окружающий его менее благородный металл — как анод. Если принять во внимание факт обеднения хромом пограничных участков, то становится понятным, почему анодная реакция не распространяется на большую площадь (поверхность зерна). [c.472] Вначале из-за наличия в исходной окисной пленке дефектов (трещин, пор) процесс разрушения металла преимущественно идет по механизму равномерной коррозии. Образующиеся малорастворимые продукты коррозии залечивают дефекты окисной пленки, уменьшая площадь анодных участков. В последующий период роль наиболее эффективных анодов выполняют пограничные участки зерен с пониженным содержанием хрома, и разрушение металла далее происходит по механизму структурной коррозии. [c.472] НЫХ Средах происходит интенсивное растворение продуктов коррозии между зернами, и среда свободно достигает фронта разрушения. Происходит сближение анодных и катодных участков, и скорость коррозии увеличивается до 3. .. 4 мм в год [3]. [c.473] Характерный признак разрушения металла в результате МКК — хрупкий кристаллический излом, в котором имеются слои различной степени потемнения. [c.473] Электрохимические исследования аустенитных сталей, имеющих склонность к МКК в азотной кислоте, показали, что металл последовательно проходит стадии состояния от пассивного до перепассивации. На рис. 16,1 показаны области потенциалов аустенитных сталей, характеризующие активное состояние I, частичную запассивирован-ность //, пассивное состояние III и перепассивацию IV. В каждой области процесс коррозии стали имеет свои особенности. [c.473] Особенности процесса МКК в условиях эксплуатации (скорость коррозии, характер ее изменения и механизм процесса) будут определяться тем, в какой из областей находится стационарный потенциал стали. [c.474] В пассивном состоянии скорость МКК мала из-за низкой скорости растворения окисной пассивной пленки. [c.474] В области частичной запассивированности и в активном состоянии аустенитные стали в растворах азотной кислоты растворяются с большими скоростями [10. .. 100 гДм .ч) . С увеличением концентрации кислоты скорость коррозии при постоянном потенциале меняется, проходя через максимум, значение которого зависит от содержания хрома в стали. [c.474] В области перепассивации коррозия может протекать как в результате увеличения окислительно-восстанови-тельного потенциала среды, так и вследствие стимулирования катодного процесса. Последний случай наблюдается при росте концентрации в растворе ионов железа, способных катодно восстанавливаться, а затем, окисляясь, восстанавливать азотную кислоту до окислов азота. [c.474] В растворах азотной кислоты МКК проявляется при потенциалах, характерных для перехода от пассивного состояния к перепассивации. [c.474] Экспериментально определенная температура близка к этому значению. [c.476] При испытаниях в смеси серной кислоты и сульфата меди после сенсибилизации при температуре 650 С последующая за сенсибилизацией холодная деформация при малой степени наклепа (5. .. 30 %) интенсифицирует межкристаллитную коррозию. При степени наклепа 50. .. 70 % стойкость к МКК возрастает. [c.477] В ряде случаев МКК развивается на границе основного металла и металла сварного шва. При этом говорят о ножевой коррозии. Обычно такой вид коррозии имеет место при сварке в несколько проходов. Не исключают также влияния остаточных напряжений, всегда присутствующих вблизи наплавленного металла. [c.477] Ножевая коррозия — это локализованный вид коррозии. Она рассматривается либо как частный случай МКК основного металла, сосредоточенный в узкой околошовной зоне, остальной металл характеризуется при этом высокой коррозионной стойкостью и сохраняется в пассивном состоянии, либо ее связывают с наличием а-фазы в месте сплавления основного металла с металлом шва. [c.477] НОСТЬ и увеличивается толщина слоя карбидов хрома на границе зерен. Такой механизм подтверждается тем фактом, что последующая низкотемпературная закалка (отжиг) сварных швов позволяет предотвратить ножевую коррозию (см. гл. 17). [c.478] Вернуться к основной статье