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 -> Коррозионные свойства сплавов Al-Zn-Mg-Cu -> Коррозионные свойства сплавов Al-Zn-Mg-Cu

Коррозионные свойства сплавов Al-Zn-Mg-Cu

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 

При старении матрица обедняется электроотрицательными компонентами - цинком и магнием. При этом потенциал матрицы сдвигается в положительную сторону. Зона СВ, образующаяся в процессе старения при tc>tк, так же, как и при tc<tк, только на ранних стадиях распада твердого раствора имеет более электроотрицательный потенциал, чем матрица. При более длительных выдержках обеднение пограничных участков цинком и магнием становится незначительным. Вполне вероятно, что потенциал этой зоны может быть таким же, как потенциал матрицы (особенно при температурах старения, превышающих значение tK). Начальный потенциал коррозии и его установившееся значение будут во всех случаях электро-положительнее для более состаренного сплава. В то же время в связи с облагораживанием потенциала зоны СВ и особенно матрицы начальный ток коррозии может быть выше для более состаренного материала. Однако установившееся значение тока коррозии (который и определяет скорость коррозии сплава) заметно уменьшается при увеличении степени распада твердого раствора. Анализ поляризационных диаграмм позволяет сделать важный вывод - выделение в сплаве в процессе старения электроотрицательных цинкмагниевых частиц способствует уменьшению тока коррозии зоны СВ, т. е. выделения электрохимически защищают от коррозии зону СВ. Защитный эффект от этих частиц повышается при увеличении их концентрации и размеров, т. е. при увеличении общей площади микроанодов. Последнее подтверждается более отрицательным уровнем потенциалов коррозии образцов, состаренных по ступенчатому режиму при tс2=180°С, по сравнению с изотермическим старением при этой же температуре (рис. 65).

Таким образом, облагораживание электродного потенциала зоны СВ и матрицы в процессе старения (особенно при tc>tк), а также защитный эффект, создаваемый выделениями, составляют основу механизма межкристаллитной коррозии сплавов системы Al-Zn-Mg-(Сu) и являются важным дополнительным материалом при рассмотрении механизма коррозионного растрескивания. Однако прежде чем перейти к рассмотрению этого процесса, обратим внимание на тот факт, что такие характеристики, как потенциалы коррозии и пробоя, скорость анодной реакции, а также сопротивление МКК и общей (по потере массы) коррозии, достаточно хорошо характеризуют степень распада твердого раствора, т. е. структурное состояние полуфабриката. Однако ни один из перечисленных параметров не имеет связи с характеристическими участками кинетических кривых изменения сопротивления КР. Скорость коррозии, чувствительность к МКК и РСК монотонно понижаются с увеличением степени распада твердого раствора, т. е. с повышением на границах зерен и в матрице количества электроотрицательных выделений. Причем, последние два вида коррозии практически полнотью исчезают тогда, когда сопротивление КР еще находится на низком уровне (см. рис. 59, 60, участок IV-К).

Это позволяет считать, что электрохимическая гетерогенность, существующая в сплаве до наложения напряжений, не оказывает существенного влияния на процесс зарождения трещины. Электрохимические реакции не всегда являются определяющими также и в процессе развития трещины. Оба положения подтверждаются тем фактом, что разрушение напряженных образцов происходит в комнатных условиях даже в том случае, когда их поверхность покрыта пленкой парафина, т. е. когда электрохимические реакции в сильной степени заторможены или почти полностью прекращены. Например, при испытании образцов из кольцевых поковок на изгиб в четырехточечных приспособлениях («скобы») среднее время до разрушения в 3 %-ном растворе NaCl составляет от 16 до 52 сут (в среднем 39 сут). В промышленной атмосфере время до разрушения возрастает от 197 до 232 сут (в среднем 218 сут). Однако в комнате с влажностью 40 % и под слоем парафина дальнейшего существенного торможения КР не наблюдается. Время до разрушения образцов составляет от 100-237 сут (в среднем 226 сут) и от 329 до 360 сут (в среднем 327 сут) соответственно.

Таким образом, в зарождении и развитии трещин для сплавов системы Al-Zn-Mg определяющую роль играют структурно-механические факторы, обусловливающие высокую локальную концентрацию напряжений на границах зерен. Последняя, согласно дислокационной модели Спайделя, вызвана характером взаимодействия дислокаций с выделениями. Если когерентные выделения перерезаются движущимися дислокациями, то это приводит к уменьшению поперечного сечения препятствия в плоскости сдвига. Напряжение течения (деформации) в такой «активированной плоскости сдвига» уменьшается. Поэтому поcледущие (другие) дислокации стремятся остаться и двигаться в этой плоскости. При этом больше уменьшается общее поперечное сечение. выделений и локализуется процесс скольжения в этой плоскости.

Когда выделения еще достаточно малы, они почти полностью перерезаются движущимися дислокациями на всей длине плоскости скольжения, определяемой размерами зерна. С повышением прочности срезаемых выделений, т. е. с увеличением сетпени состаренности сплава, при tcK концентрация дислокаций в активной плоскости сдвига и расстояние между этими плоскостями, а также высота ступеньки у барьера (границы зерна) увеличиватся.

На головную (лидирующую) дислокацию, остановленную границей, действуют напряжения. Напряжения, создаваемые нагромождением дислокаций в одном зерне, могут релаксировать путем упругого распространения через границу и возбуждении источника Франка - Рида в соседнем зерне. Это обеспечивает передачу пластической деформации от одного зерна к другому эстафетным путем. Однако такой процесс релаксации напряжений в сильной степени затрудняется при увеличении степени состаренности сплава (см. рис. 59, 60, участки III и IV). Причинами этого являются как трудность образования в зерне новых плоскостей сдвига вследствие преобладания в структуре выделений, способных перерезаться движущимися дислокациями, так и наличие на границах зерен высокой плотности близко расположенных одна к другой частиц цинкмагниевой фазы. Таким образом, в этом случае концентрация напряжений и высота ступеньки сдвига на границе зерна увеличиваются по мерс упрочнения зерна.

При дальнейшем увеличении степени состаренности сплава (участок V на рис. 59, 60) в матрице образуется все больше выделений, которые уже не могут перерезаться дислокациями в процессе пластической деформации. Дислокации проходят между этими частицами и оставляют на своем пути петли, которые, взаимодействуя с другими, движущимися в этой плоскости дислокациями, затрудняют их движение. В этом случае концентрация напряжений, высота ступеньки сдвига на границах зерен и расстояние между плоскостями сдвига уменьшаются, а высота плоскости скольжения увеличивается.

Эффект огибания частиц зависит от их размера и количества, т. е. от отношения несрезаемых выделений к срезаемым. При увеличении времени старения на участок V указанное отношение изменяется в сторону увеличения несрезаемых частиц за счет уменьшения срезаемых выделений. На участке VI частицы не перерезаются дислокациями. Это приводит к экстенсивному движению последних в объеме зерен и, следовательно, как к снижению концентрации напряжений в вершине плоскости скольжения, так и уменьшению ступеньки сдвига на границе.

Поскольку локальная концентрация напряжений или связанная с ними высокая ступенька сдвига на границах зерен (субзерен, волоков) являются первопричиной разрушения сплавов системы Al-Zn-Mg под действием статических напряжений, то борьба с КР в первую очередь должна быть направлена на устранение на этих границах высокой локальной концентрации напряжений, т. е. на получение полуфабрикатов с регламентированной структурой, которую можно характеризовать следующими показателями:

нерекристаллизованная или мелкозернистая структура; преобладание частиц стабильной цинкмагниевой фазы, а также более высокая плотность других некогерентных интерметаллидных соединений (циркония, хрома и т. п.);

ширина зоны СВ должна быть больше минимальной длины источника Франка-Рида (для облегчения передачи пластической деформации через границы эстафетным путем).

Кроме того, следует иметь в виду, что напряжение в узкой зоне у вершины плоского скольжения дислокаций, согласно расчетам Стро-Мотта, могут на три порядка превышать приложенные и, таким образом, способствовать образованию зародышевой трещины и последующему ее развитию в макротрещину даже в отсутствие непосредственного контакта металла с коррозионно-активной средой.

Увеличение длины трещины (при неизменности значений внешних напряжений) приводит к уменьшению истинного сечения материала и, следовательно, повышению концентрации напряжений в ее вершине. Последнее способствует увеличению скорости движения дислокаций. Следовательно, скорость развития трещины намного выше скорости ее образования. Это подтверждается тем фактом, что образцы сплава АЦМ начинают разрушаться на 11 год испытаний в условиях промышленной атмосферы центральной полосы России.

Длительный «инкубационный период» обусловлен низкой скоростью движения дислокаций (~10-9 см/с) при комнатных температурах. Поэтому в реальных условиях эксплуатации в большинстве случаев ускорению процессов зарождения и развития трещины способствуют внешние условия и в первую очередь температура и некоторые компоненты окружающей среды.

Для образования трещины необходима вполне определенная для данного состояния сплава концентрация напряжений в ее вершине. Следовательно, как концентрация напряжений, так и нарушение межзеренных связей происходит только при достижении определенной критической величины напряжений (σКР), отражая действительный механизм КР. В этой связи следует напомнить, что наличие σКР не находит удовлетворительного объяснения с позиции электрохимического механизма КР.

Ограниченная роль электрохимических факторов на стадии зарождения трещины заставляет при анализе влияния условий внешней среды на процесс КР в первую очередь остановиться на водороде.

Атомарный водород относится к поверхностно-активным элементам и он может снижать поверхностную энергию сплавов в несколько раз.

В зависимости от формы (протоны, атомы) и глубины проникновения водорода в металл (только в решетку оксидной пленки или также и в решетку металла) определяется эффективность его влияния на процесс КР. Форма вхождения водорода в металл определяется характером электрохимических реакций и природой (составом) окружающей среды.

Кроме того, нельзя также не учитывать увеличение ионной проводимости оксидной пленки в результате деформации, а также возможности ее разрыва в случае больших ступенек сдвига. Тогда, в последнем случае, на свежеоткрытой поверхности вследствие довольно электроотрицательного потенциала сплава (-1,2 В), кроме ускоренной коррозии по электрохимическому механизму, может идти реакция разложения воды с образованием атомарного водорода: непосредственное взаимодействие атомов водорода с границами зерен понижает силу межзеренного сцепления, тем самым ускоряя процесс зарождения и развития трещин. Поэтому иногда достаточно незначительного количества адсорбированной влаги для коррозионного разрушения конструкции. Разрушение образцов из сплава АЦМ, как было показано выше, происходит даже тогда, когда они покрыты слоем парафина. В этом случае адсорбированная пленка влаги на поверхности образцов не десорбируется из-за того, что поверхностное натяжение воды меньше, чем парафина. Влияние водорода на охрупчивание (с почти полной потерей пластичности) и понижение межзеренных связей доказано экспериментально.

Указанные изменения механических свойств рассматриваемых сплавов после выдержки их в водяных парах объясняют также образованием по границам зерен продуктов коррозии - гидратированного оксида алюминия, бемита и диаспора, гидрида алюминия или гидрида магния. При этом большинство исследователей считают, что атомарный водород, абсорбированный материалом, играет доминирующую роль в механизме коррозионного растрескивания. Полагают также, что растворимость водорода существенно повышается впереди развивающейся трещины вследствие образования в этой зоне гидростатической компоненты тензора растягивающих напряжений. Атомарный водород легко молезуется (и, следовательно, исключается его отрицательное влияние на процесс КР) на частицах цинкмагниевой фазы размером 20 нм и более.

Таким образом, при выборе режимов искусственного старения Al-Zn-Mg-(Сu)-сплавов (так же как и всех дисперсионно-твердеющих сплавов) следует учитывать основные представления о структурно-регламентированном старении, т. е. необходимо учитывать критическую температуру растворимости зон ГП (или ГП-Б) и структурное состояние полуфабрикатов, определяемое скоростью охлаждения при закалке, степенью рекристаллизации, степенью деформации после закалки - правкой.

Температура на первой ступени должна быть ниже, а на второй (или последующих) выше критической температуры растворимости зон (ГП или ГП-Б). Длительность старения при температурах выше критической зависит от требуемого уровня коррозионных и механических свойств, структурного состояния полуфабрикатов и определяется конкретно для каждого вида полуфабриката. В отдельных случаях необходимо длительность старения корректировать на основе результатов дополнительных экспериментов. Например, для некоторых сплавов системы Al-Zn-Mg и Al-Zn-Mg-Сu можно использовать режимы старения, приведенные в табл. 40.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.10.16   

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

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

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

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

11:58 Арматура во Владикавказе, Махачкале и Ростове

11:46 Арматура в Орле и Брянске

18:59 Продам дробленный графит, кокс, уголь, антрациты

13:31 Куплю свинец, олово, припой, цинк

12:43 Продаем подшипники для кондиционеров автомобилей

11:49 Грузоперевозки металла и негабаритных грузов по России

10:40 Лента стальная оцинкованная, холоднокатаная

09:15 Куплю Олово, Припой, Цинк, Баббит

08:28 Продам трубу 219x9 г/к восстановленную

12:53 Куплю Цинк Олово Припой

НОВОСТИ

22 Апреля 2018 17:06
Снос 86-летнего моста в американском штате Кентукки

18 Апреля 2018 08:29
Самые высокие американские горки, выполненные из стали (40 фото)

22 Апреля 2018 17:27
Добыча коксующегося угля ”Rio Tinto” в 1-м квартале упала на 53%

22 Апреля 2018 16:07
Добыча никеля на Камчатке за три месяца составила 1,7 тыс. тонн

22 Апреля 2018 15:23
Аргентинский импорт стали в 2017 году вырос на 58,1%

22 Апреля 2018 14:53
На Ново-Учалинском руднике запущена главная вентиляторная установка

22 Апреля 2018 13:37
Японский импорт стали в марте 2018 года упал на 9%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Электрический теплый пол - виды и основные компоненты

Кровли из гибкой черепицы - особенности и применение

Профессиональная перевозка металлоконструкций

Ремонт квартир в Москве с бесплатным выездом замерщика!

Изготовление металлоконструкций - распространенные типы

Специальные/полуавтоматические заточные станки для фрез и свёрл

Отделка фасада сайдингом - особенности материала

Мансардные окна - распространенные типы

Подкровельные пленки и мембраны

Автоматические приводы для разных типов ворот

Контроль расхода топлива на автотранспорте для бизнеса

Алюминий и медь - самые распространенные виды металлолома

Покрытия для пола в дизайне интерьеров

Аренда LIEBHERR LTM 1070

Анкерный и дюбельный крепеж

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

ПАРТНЕРЫ

Обратите внимание на широкий ассортимент металлопроката от нашего партнера https://scsmp.ru "Сибирского Центра Стали"

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

Рейтинг@Mail.ru

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

2009-2018 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.