1. Классификация коррозионных разрушений и их особенности.
2. Условия возникновения коррозионных разрушений.
Виды разрушений на поверхности металлов:
1. общая, сплошная, равномерная, неравномерная;
2. местная (частный случай – щелевая коррозия), пятная, язвенная, точечная;
3. подповерхностная (вызывает вспучивание и расслоение металла);
4. избирательная коррозия:
- компонентно-избирательная,
- структурно-избирательная,
- межкристаллитная (ее разновидность ножевая коррозия – разрушение околошовной зоны),
- транскристаллитная.
Условия возникновения коррозионного разрушения зависят от многих факторов.
Равномерная коррозия наблюдается, когда агрессивная среда не образует защитных пленок или когда сплав состоит из равномерно распределенных мелкозернистых анодных и катодных участков (они неопасны). Равномерная коррозия приводит обычно к потускнению металла, загрязнению среды. Продукты коррозии обычно не отлагаются на поверхности металла. Равномерная коррозия опасна при работе на изгиб, кручение.
|
|
Местная коррозия возникает вследствие крупнозернистого строения сплавов, неодинаковой толщины, пористости пленок, неравномерной обработки металла и др. Местная коррозия опаснее, она сказывается на механической прочности детали (особенно точечная). Наиболее опасными видами местного коррозионного разрушения металла являются точечная и межкристаллитная коррозия.
Точечная коррозия характерна для пассивирующихся металлов и возникает в результате повреждения в отдельных участках пассивной пленки. Чаще всего происходит, когда в растворе содержится активаторы (ионы хлора, брома). Защита от точечной коррозии ведут различными путями: применение металлов высокой чистоты; легирование (хром, никель).
Межкристаллитная коррозия особенно опасна для аппаратов и механизмов, работающих в условиях приложения механических нагрузок – аппараты высокого давления, автоклавы и др.
Склонность к межкристаллитной коррозии возникает при распаде некоторых твердых растворов в определенных условиях. Так, например, высокохромистые стали приобретают склонность к межкристаллитной коррозии после их быстрого охлаждения от температур, превышающих 900˚С, зависит от природы и структуры сплава, характера агрессивной среды и др.
Склонность к межкристаллитной коррозии хромоникелевых сталей возникает в результате определенной термической обработки при неблагоприятных химическом и фазовом составе сплава.
Существует теория, объясняющая механизм межкристаллитной коррозии. Наиболее общепринятой является теория обеднения твердого раствора по границам зерен хромом из-за выделения в этой зоне карбида хрома. Хром – элемент, более склонный к карбидообразованию, чем железо, а никель не обладает способностью образовывать карбиды. Причиной обеднения границ зерен хромом является высокая скорость диффузии углерода и низкая скорость диффузии хрома, вследствие чего в образовании карбидов участвует весь углерод сплава, а хром – только пограничной зоны, где и идет образование карбидов.
|
|
Таким образом, сущность теории обеднения границ зерен хромом заключается в следующем. При комнатной температуре углерод лишь незначительно растворяется в зернах твердого раствора. При повышенных температурах растворимость углерода в твердом растворе увеличивается. Чем больше содержание углерода, тем больше склонность к межкристаллитной коррозии. Скорость коррозии увеличивается вследствие возникновения коррозионной пары: пассивное зерно (катод) и обедненная хромом активная граница зерна (анод).
Меньшую устойчивость границ связывают также с напряжениями, возникающими на пограничных участках зерен вследствие превращения γ-фазы в α-фазу при отпуске, т.к. образование α-фазы из γ-фазы сопровождается уменьшением объема. Максимальное содержание углерода, не вызывающие появления у хромоникелевой стали склонности к межкристаллитной коррозии, равно 0,007%.
Ножевая коррозия – разновидность межкристаллитной коррозии, появляется на сварочных швах при 1200-1300˚С. Защита – легирование их титаном и ниобием. Для уменьшения опасности возникновения ножевой коррозии, наряду со снижением содержания углерода в стали и ее закалкой с 1050-1100˚С, производить стабилизирующий обжиг при температурах 870-900 ˚С.
Щелевая коррозия встречается в любых конструкциях или любых аппаратах при условии наличия в них зазоров, застойных зон.