Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Коррозия и защита алюминия -> Анизотропия коррозионных свойств -> Анизотропия коррозионных свойств

Анизотропия коррозионных свойств

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

РАССЛАИВАЮЩАЯ КОРРОЗИЯ. КОМПЛЕКСНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ АНИЗОТРОПИИ

Из изложенного в п. 2 следует, что анизотропия коррозионного растрескивания коррелирует в основном только с одной характеристикой структурной анизотропии, а именно с формой зерна. Расслаивающая коррозия связана также с текстурой деформации и ориентировкой вторых фаз. Таким образом, РСК является комплексным выражением коррозионной анизотропии. Соотношение степени влияния трех основных показателей структурной анизотропии по-разному проявляется в сплавах различных систем. Для сплавов системы А1-Zn-Mg существует значительная связь с текстурой деформации и ориентировкой вторых фаз. Корреляция с формой зерен менее заметна. В то же время для сплавов системы А1- Сu-Mg связь с формой зерна выражена более четко. На этих двух группах сплавов удобно проследить различия в кинетике развития РСК.

При исследовании тройных сплавов в естественно состаренном состоянии с суммарным содержанием цинка и магния 5-7 % не выявлены признаки появления РСК. Отмечено лишь некоторое увеличение количества растравленных участков, вытянутых вдоль направления вектора деформации у сплавов с повышенным содержанием магния (табл. 19, сплавы № 3 и 4).

Раздельное введение в сплавы небольших количеств марганца, циркония, меди также мало влияет на РСК (сплавы №№ 6, 7 и 9). Заметные признаки РСК появляются только при значительном увеличении (0,4-0,8 %) содержания в этих сплавах марганца (сплавы № 10, 11).

Отмечено значительное коррозионное расслаивание на образцах сплава, легированного хромом (№ 8). Небольшие концентрации железа ( ~ 0,25%) также способствуют появлению в сплаве РСК (№ 13). Эффективность железа возрастает в присутствии марганца (№ 14). Расслаивающая коррозия еще более увеличивается, если в сплав одновременно вводят железо, хром и марганец (№ 15). Увеличение степени РСК от введения хрома было получено также и для другой серии сплавов (№ 18, 19) с повышенным содержанием цинка и магния. При замене в этих сплавах хрома на медь (0,6 %, сплав № 17) или на ванадий (0,1 %, сплав № 16) сопротивление РСК возрастает, причем, этот рост более заметен для первого случая, чем для второго.

Не установлено заметного влияния условий закалки (температура нагрева 400-500 °С, охлаждение в воде при 20 и 100 °С и на воздухе) на чувствительность полу, фабрикатов к РСК. Наблюдается лишь некоторое улучшение состояния поверхности образцов при повышении температуры нагрева под закалку. Значительно большее влияние на РСК оказывает искусственное старение. Как видно из рис. 34, сопротивление сложнолегированных сплавов к РСК повышается с увеличением как времени выдержки, так и температуры старения. Следует отметить, что такая закономерность наблюдается и при определении скорости коррозии: потери массы уменьшаются с увеличением времени старения на второй ступени.

Из рис. 34 видно также, что скорость указанных преобразований существенно зависит от состава сплавов. Наиболее легко устраняется чувствительность к расслаивающей коррозии для сплавов, в которых отсутствует хром (сплавы № 16, 17). Этот процесс в сильной степени затрудняется при увеличении в сплавах концентрации хрома (кривые 1 и 5, 2 и 6, 3 и 7, 4 и 8). Металлографические исследования показали, что расслаивание в сплавах системы Al-Zn-Mg носит преимущественно транскристаллитный характер.

Анализ полученных данных показывает следующее: 1) легирующие компоненты или примеси - железо, хром, - а также сочетание этих элементов с марганцем, цирконием, ванадием и титаном способствуют появлению РСК; 2) тройные сплавы, полученные на чистой основе (А00), не чувствительны к РСК; 3) увеличение содержания в сплавах хрома, железа, марганца понижает сопротивление РСК; 4) расслаивание происходит в направлении вектора деформации и имеет смешанный характер; 5) любой, чувствительный к РСК свежезакаленный сплав можно перевести в стабильное состояние подбором соответствующего режима искусственного старения.

Совокупность этих данных позволяет высказать некоторые дополнительные соображения о механизме коррозионного расслаивания сплавов системы Al-Zn-Mg.

Появление расслаивания при введении в сплав определенных элементов (Fe, Сr) или их сочетаний (Fe+Mn, Fe+Сr, Fe+Cr+Mn) свидетельствуют о том, что оно определяется структурой полуфабриката и электрохимической природой коррозионного процесса, скорость которого зависит от степени распада твердого раствора.

Низкое сопротивление РСК в свежезакаленном состоянии сплавов с эффективными добавками обусловлено тем, что в этом состоянии анодной составляющей служит твердый раствор матрицы, а катодной - интерметаллические соединения железа, хрома. Поскольку последние строчечно располагаются в направлении вектора деформации, то растворение матрицы вокруг этих катодных частиц носит направленный характер. В соответствии с этим можно сделать вывод: чем выше содержание в полуфабрикатах катодных составляющих (т. е. чем плотнее их расположение в строчку), тем за более короткое время выдержки в коррозионноактивных средах происходит коррозия участков твердого раствора между этими частицами и, следовательно, тем выше интенсивность РСК.

Расслаивающая коррозия ускоряется в результате суммирования с КР. Чувствительность к последнему виду коррозии в закаленном состоянии высока вследствие выделения в процессе естественного старения зон ГП. Однако в связи с преимущественно транскристаллитным развитием РСК и межкристаллитным КР суммирование это затруднено. Поэтому в средах, где высокое омическое сопротивление затрудняет развитие электрохимических процессов, например, в атмосферных условиях, развитие РСК в сплавах системы Al-Zn-Mg существенно затрудняется. В результате при ограничении общего содержания легирующих элементов один и тот же сплав, активно расслаивающийся в морской воде, не расслаивается в условиях морской атмосферы.

Развитие РСК происходит по механизму щелевой коррозии. При этом внутренние напряжения, выделяющийся водород, а также расклинивающее действие продуктов коррозии «автокаталитически» поддерживают на определенном уровне скорость электрохимического процесса в зоне реакции.

Коррозия твердого раствора вблизи интерметаллических включений тугоплавких компонентов должна быть выше на ранних стадиях старения (зонный распад), поскольку в этих участках твердый раствор в максимальной степени пересыщен растворенными атомами цинка и магния по сравнению с остальной частью зерна. При увеличении степени распада твердого раствора, т. е. при образовании частиц цинкомагниевой фазы как в матрице, так и на самих интерметаллических включениях тугоплавких компонентов, потенциал матрицы облагораживается, в результате чего эффективность ее работы в качестве анода резко падает. Это особенно относится к участкам, непосредственно прилегающим к частицам тугоплавких фаз, которые в процессе старения сильно обедняются атомами цинка и магния, диффундирующими на границу раздела матрица - частица. По отношению к электроотрицательным выделениям цинкомагниевой фазы твердый раствор в этом случае работает уже в качестве катода, т. е. вместо его растворения наступает электрохимическая защита. Таким образом, общее количество анодных участков резко сокращается; из сплошных или непрерывных они становятся дискретными, что приводит к локализации коррозионных процессов и соответственно к уменьшению или даже к устранению РСК. По этой причине при старении сплавов уменьшаются и потери массы образцов.

Искусственное старение приводит одновременно к уменьшению чувствительности к КР, которая играет важную роль как на стадии зарождения, так и особенно на стадии развития трещин РСК.

Из представленных данных можно видеть, что для сплавов системы Al-Zn-Mg малорастворимые фазы, образуемые переходными металлами, могут существенно влиять на сопротивление расслаивающей коррозии. Иная картина наблюдается для дуралюминов. Так, на большом количестве полуфабрикатов из сплава Д16 (4,5 % Си; 1,5 % Mg; 0,65 % Мn) было изучено влияние на сопротивление РСК примесей железа и кремния. В табл. 20 приведены данные для двух видов полуфабрикатов - прутка и плиты, полученных на очень чистой основе: содержание железа ?0,1 % (пч) и примерно 0,15- 0,20 % (ч) соответственно.

Содержание примесей в указанных пределах не оказывает заметного влияния на сопротивление КР. В то же время сопротивление РСК может значительно изменяться от степени рекристаллизации полуфабрикатов (табл.21).

Профиль с рекристаллизованной структурой не чувствителен к РСК, тогда как профилю с нерекристаллизованной структурой свойственно довольно низкое сопротивление РСК, соответствующее баллу 7. Увеличение степени деформации на стадии правки профиля растяжением после закалки не влияет на сопротивление РСК. Однако прочностные характеристики при этом значительно увеличиваются и практически становятся равными прочностным характеристикам профилей с нерекристаллизованной структурой. В первую очередь это относится к σ0,2. При этом значение относительного удлинения несколько снижается.

Рекристаллизация положительно влияет лишь при изменении формы кристаллитов. Рекристаллизованные полуфабрикаты со значительной ориентировкой зерен могут проявлять столь же высокую чувствительность к РСК, как и нерекристаллизованные.

Исследование влияния продолжительности старения при 190 °С показало (табл. 22), что в начальный период старения (4-14 ч) сопротивление РСК резко уменьшается (с 7 до 10 баллов), а затем растет до 5 баллов и находится на этом уровне в течение 32 ч выдержки.

Исследование влияния некоторых технологических факторов на сопротивление РСК профилей из сплава Д16 показало, что оно не зависит от величины зерна в слитке - профиль имеет один и тот же показатель РСК (7 баллов), хотя размер зерна в слитке отличается от размера зерна в профиле на порядок. Слиток с мелким зерном (30 мкм) был получен при введении в сплав добавок титана и циркония и применения при литье ультразвуковых колебаний. Эти эксперименты свидетельствуют о том, что катодные добавки в сплав Д16 не оказывают влияния на процесс РСК. Например, для прессованных полуфабрикатов из сплава Д16Т после обычной закалки с 495 °С и последующей правки холодным растяжением со степенью деформации 2 % сопротивление РСК соответствовало 7 баллам. Это сопротивление не изменяется при изменении величины зерна в исходном слитке от 30 до 400 мкм и ограничении времени переноса садки из печи в закалочный бак до 2 с. Уменьшение скорости охлаждения при закалке за счет увеличения времени переноса до 45 с и применения закалки на прессе с душированием на желобе пресса лишь незначительно понижает сопротивление РСК (до 7-8 баллов). Следовательно, механизм РСК для сплавов типа Д16 существенно отличается от механизма РСК для сплавов типа 1915.

Резкое различие в сопротивлении РСК полуфабрикатов из сплава Д16Т с рекристаллизованной и нерекристаллизованной структурами дает основание полагать, что для ориентированной структуры большое влияние на процесс РСК оказывает повышенная электрохимическая активность продольных границ зерен волокон, то есть деформированных границ дендритных ячеек. Как было показано в случае межкристаллитной коррозии чистого алюминия, высокоугловые границы в меньшей степени пассивируются и поэтому термодинамически более активны. Если протяженность зерна велика, а тело его и особенно прилегающие участки являются эффективными катодами из-за пересыщения катодными элементами, РСК может интенсивно развиваться при любой степени упорядочения твердого раствора. Распад на таких границах, а следовательно, и обеднение твердого раствора вблизи этих границ происходит более интенсивно, чем на субграницах (являющихся составной частью волокон) и на границах рекристаллизованных зерен. Поскольку сплав Д16 по своему химическому составу находится на границе однофазной (a+S) и двухфазной (a+S+?) областей, то, следовательно, при любом содержании меди и магния (в пределах марки сплава) основные свойства сплава будут определяться выделением фазы S(CuMgAl2). Электродный потенциал S-фазы отрицательнее потенциала твердого раствора. Зоны, прилегающие к границам, в той или другой степени (в зависимости от условий закалки и старения), как правило, обедняются медью, поэтому электродный потенциал таких зон будет также более электроотрицателен, чем твердый раствор, и по своему значению приближаться к потенциалу алюминия, содержащего примерно 0,2 % Сu. Поскольку площадь тела зерна значительно превышает площадь обедненной зоны и расположенных на границах волокон частиц S-фазы, то матрица будет мало поляризоваться и, следовательно, будет эффективно работать в трехэлектродном гальваническом элементе в качестве катода по отношению к обеим анодным составляющим - S-фазе и обедненной зоне. Это обусловливает повышение электрохимической активности поперечно-долевых границ волокон по сравнению с другими.

Ускорение разрушения вследствие суммирования РСК и КР на стадиях зарождения и развития трещин для естественно состаренных сплавов системы Al-Сu-Mg становится одним из главных факторов в отличие от сплавов системы Al-Zn-Mg. Это связано с тем, что РСК в сплавах системы Al-Сu-Mg распространяется главным образом межкристаллитно.

При искусственном старении полуфабрикатов из сплава Д16 более вероятным становится транскристаллитное развитие РСК. Это исключает или уменьшает суммирование процессов РСК и КР по развитым в продольном направлении границам и соответственно повышает сопротивление РСК особенно в атмосферных условиях. При коррозии в растворах такое улучшение наблюдается не всегда, поскольку усиливается роль электрохимических факторов.

Изменение характера РСК происходит в полуфабрикатах из других дисперсионно упрочняемых алюминиевых сплавов. Особенно заметно оно на таких сплавах, как АК4-1, имеющих большое количество мало растворимых катодных фаз. Это явление исследовали на образцах плит из сплава АК4- 1. После испытаний на РСК проводили фрактографический анализ металлографических поперечных шлифов после их предварительного исследования в оптическом микроскопе. Для выявления поверхности коррозионного разрушения проводили механические изломы шлифов в продольном направлении. Исследования выполняли в сканирующем электронном микроскопе.

На образцах, состаренных по режиму 190 °С, 4 ч (электропроводность у = 18,5 МСм/м), явно выражен межзеренный характер разрушения. Сопротивление РСК при испытании в растворах соответствовало при этом 6 баллам. Старение по режиму 190 °С, 24 ч (y = 21,5 МСм/м) приводит к изменению характера коррозии. Наряду с межкристаллитным разрушением есть участки, где преобладает транскристаллитное расслаивание. Переход к смешанному виду распространения коррозии способствует повышению сопротивления РСК (до 3 баллов). После старения по режиму 220 °С, 8 ч (у=23,5 МСм/м) коррозионное разрушение имеет транскристаллитный характер. Это сопровождается повторным ухудшением сопротивления РСК в растворах (до 6 баллов) вследствие интенсивного электрохимического растворения участков твердого раствора вблизи ориентированных деформацией катодных фаз, содержащих железо и никель.

Закономерность изменения сопротивления РСК сплавов системы Al-Zn-Mg-Си (типа В95) близка к таковой для сплавов типа дуралюмин в связи с преимущественным развитием коррозионного процесса по границам зерен. В отличие от дуралюминов, однако, эти сплавы более чувствительны к скорости закалки. Закалка со скоростями выше критических может заметно уменьшать сопротивление к расслаивающей коррозии. Последующее старение на максимум механической прочности (состояние Tl), однако, вновь сообщает сплаву повышенную чувствительность к межкристаллитному коррозионному расслаиванию.

 

Общая закономерность изменения сопротивления РСК конструкционных сплавов различных систем одинанова (рис. 35). Существует связь между изменением сопротивления КР в высотном направлении и сопротивлением РСК. В области оптимальных режимов искусственного старения, т. е. при преимущественном выделении некогерентной n-фазы для сплавов системы Al-Zn- Mg-Сu и частично когерентных θ` и S`-фаз для сплавов систем А1-Сu и Al-Сu-Mg соответственно сопротивление РСК существенно повышается. В области коагуляции некогерентных фаз наблюдается повторное снижение сопротивления РСК.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.10.10   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

15:22 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 20х20х2,0х6000

15:18 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 20х20х1,5х6000

11:23 Металлообработка Изготовление деталей по чертежам, отправка

11:23 Запчасти для станков, оснастка и узлы в сборе к 1К62, 16К20,

11:03 Труба 219х8 09Г2С ГОСТ 10704

11:03 Труба 140х140х4 09Г2С

11:02 Труба 325х8 09Г2С 10705

11:02 Труба 48х4 ст.10-20 8732 НК10000

11:02 Балка 55Б2 10ХСНД

11:02 Новые Э/С трубы 530-1420 ГОСТ 20295 тип 3

НОВОСТИ

26 Июня 2017 17:46
Трехколесный скутер из бензопилы

22 Июня 2017 18:37
Поворотный пешеходный мост через реку Халл в Англии (11 фото, 1 видео)

26 Июня 2017 17:25
Южноамериканский выпуск стали в мае вырос на 10,2%

26 Июня 2017 16:24
На словацких АЭС ”Моховце” и ”Ясловске Богунице” ожидают очередную партию запчастей ”СНПО”

26 Июня 2017 15:20
АО ”Алмалыкский ГМК” улучшает переработку полиметаллических руд

26 Июня 2017 14:22
Китайский импорт коксующегося угля за 5 месяцев вырос на 42,3%

26 Июня 2017 13:42
”ПГК” увеличила объем перевозок черных металлов в Западно-Сибирском регионе

НОВЫЕ СТАТЬИ

Как организовать офисный переезд?

Основные аспекты проектирования и планирования дома

Мегоомметр, его разновидности и правильный выбор

Садовая спецтехника от компании Техно-Дача

Особенности поиска работы в промышленности

Проектирование и возведение частных домов

Основные виды и особенности вывоза мусора

Особенности покупки квартир в новостройках

Основные виды и применение шаровых кранов

Принудительная циркуляция и рекуперация воздуха в промышленности

Электрические и другие типы карнизов для штор

Профессиональное дистанционное образование

Эстетичность и функциональность изделий из натурального гранита

Применение, конструктивные особенности и типы фрезерных станков с ЧПУ

Каркасные металлоконструкции – основа промышленных и жилых сооружений

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.