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 -> Основные закономерности коррозии алюминия -> Основные закономерности коррозии алюминия

Основные закономерности коррозии алюминия

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

На поверхностях разрушения предварительно наводороженных образцов наряду с обычными межкристаллит-ными областями обнаружены участки фрагментированной структуры. Предварительно наводороженные образцы сплава с 5,63 % Zn и 2,59 % Mg были разрушены в аргоне на установке, сблокированной с электронным трансмиссионным микроскопом. В течение 5 минут они были перенесены в электронный микроскоп и подвергнуты электронно-графическому анализу. Электронограммы выявили мелкозернистую структуру с параметрами решетки а= 0,29 нМ, с=0,455 нМ. Это соответствует А1Н3.

Изломы с участками фрагментированной структуры были затем выдержаны в течение приблизительно 150 ч на воздухе и подвергнуты электронно-графическому исследованию. Хотя внешний вид фрагментированных участков не изменился, характерного для А1Н3 рисунка не было. Электронограммы показывали мелкозернистую структуру алюминиевого сплава. В изломах образцов, разрушенных в испытаниях на КР, участки фрагментированной структуры не обнаруживаются. Однако, если образец не доводят до разрушения, а затем после сушки в ацетоне разрывают на воздухе со скоростью 1,1х10-5с-1, фрагментированные участки появляются.

Различие в характере разрушения при наводороживании и коррозионном растрескивании приводит к заключению о существенной разнице в механизмах водородного охрупчивания и коррозионного растрескивания. В первом случае понижение пластичности и переход к межзеренному разрушению связан с образованием гидридов. На I стадии скорость диффузии водорода к границам невелика и поэтому для формирования гидридов требуется определенное время. При коррозионном растрескивании водородное охрупчивание имеет место наряду с разрушением по электрохимическому механизму, например, путем периодического разрушения пассивной пленки за счет локальной пластической деформации у границ зерен и преимущественного локального растворения в этих местах.

Важность процессов пластической деформации следует из сопоставления значений энергий активации. Значение энергии активации процессов ползучести близко к 100 кДж/моль, процесса КР- к 85 кДж/моль, анодного растворения - к 43-60 кДж/моль, диффузии ионов галоидов - к 16,4 кДж/моль. Эти данные показывают, что коррозионное растрескивание есть результат воздействия суммы трех процессов: анодного растворения, водородного охрупчивания и пластической деформации.

Серьезные экспериментальные доказательства решающей роли водорода в процессе КР представляют результаты, полученные Спайделем при исследовании образцов с острым надрезом (усталостной трещиной) в атмосфере воздуха и газов с различным содержанием воды. Для алюминиевых сплавов при испытании в условиях плоской деформации кривые в координатах скорость распространения коррозионной трещины v - текущий коэффициент интенсивности напряжений К имеют два характерных участка: на первом v=f(K) и на втором v = const в интервале рассмотренных значений К (рис. 9). В общем случае, например для титановых сплавов и сталей, наблюдается еще третий участок, где v = f(К) при более высоких значениях К. Для алюминиевых сплавов, однако, этот участок наблюдается редко.

Данные рис. 9 показывают, что скорость развития трещин уменьшается с понижением влажности. Особенно это заметно на прямолинейном участке II. Используя уравнение Кельвина, Спайдель показал, что никакой капиллярной конденсации в трещине при влажности ниже 30 % не должно быть и, следовательно, в вершине трещины нет «фазовой пленки» влаги. Если это так, то процесс КР развивается путем реакции металла с адсорбированными из газообразной фазы молекулами воды. Свежеобразованные при воздействии напряжений поверхности реагируют с молекулами воды по реакции типа (11). Образующийся на следующей стадии атомарный водород диффундирует в металл, вызывая охрупчивание.

В этой гипотезе по существу исходят из того, что трещина может развиваться и в отсутствие воды с весьма малыми скоростями. В принципе это весьма вероятно, принимая во внимание значительную концентрацию напряжений, образуемую скоплениями дислокаций у границ зерен. Однако из рис. 9 этого не следует, поскольку приведенная прямолинейная зависимость предполагает развитие трещины только в присутствии воды. Процесс коррозионного растрескивания прекращается в вакууме 10-3 Па. Но тогда становится необходимым объяснить причину появления свежеобразованных поверхностей.

Фрактографические исследования в сканирующем и электронном микроскопах позволяют получить некоторую дополнительную информацию о механизме КР, которая также подтверждает определенную роль водорода. Межкристаллитное развитие коррозионных трещин протекает ступенчато, однако каких-либо видимых структурных факторов, способствующих закономерно повторяющейся задержке роста трещины, на фрактограммах не обнаружено. Принципиальной разницы в топографии поверхностей разрушения на участках I и II нет. Скорость «скачков» в области II в 10 раз больше, чем в области I (500 и 50 скачков/ч соответственно), задержка трещины возрастает от 7,2 до 72 с. Полосы видны независимо от агрессивности среды. Из этого следует, что растворение отсутствует, а характер разрушения является следствием циклического наводороживания.

О быстром скачкообразном росте трещин в процессе КР, практически о сколе, свидетельствуют измерения акустической эмиссии. Эти измерения косвенно подтверждают возможность циклического водородного охрупчивания. Следует, однако, заметить, что циклический характер развития межзеренных поражений обнаружен и при коррозии в кислой среде без приложения внешней нагрузки на сплаве другой системы, не содержащем цинка (Д16Т). В этих условиях длина самой ступени значительно увеличивается. Если допустить, что водородное охрупчивание происходит и в процессе межкристаллитной коррозии, когда сплав обладает достаточно высокой чувствительностью к КР, и что уровень внутренних напряжений при этом достаточно высок, то все равно в свете этих экспериментов остается не вполне понятной неизменность длины ступени («скачка») во всем интервале нагружения.

В ряде работ приведены результаты испытаний при нагружении I и III (растяжение и кручение). Анализ результатов дан с использованием постулата Ли, Ориани и Даркена о том, что водородное охрупчивание проявляется только при нагружении I. Оказалось, что при испытании латуней, для которых водородное охрупчивание не имеет места, получены идентичные результаты в испытаниях на КР при нагружении I и III. Для титанового сплава Ti-8А1-1Мо-IV, для которого водородное охрупчивание имеет место, существенное снижение вязкости разрушения в результате воздействия хлоридного раствора обнаружено только при нагружении I. Для алюминиевых сплавов чувствительность к коррозионному растрескиванию появлялась при обоих типах нагружения, но эффект при нагружении I, был значительно больше, чем при нагружении. III.

Добавки небольших количеств (0,001 %) мышьяка, который является ингибитором реакции рекомбинации (молизации) водорода, существенно повышает чувствительность к КР как титанового, так и алюминиевого сплавов.

Анализ экспериментальных данных показывает, что водород, образующийся в результате электрохимических реакций участвует в процессе коррозионного растрескивания алюминиевых сплавов систем Al-Zn-Mg и Al-Zn-Mg-Сu. Достаточно надежно установлено водородное охрупчивание в результате предварительного воздействия воды на эти сплавы. Водород также играет определенную роль и в процессе их КР, хотя однозначно механизм охрупчивания, идентичный тому, который имеет место при предварительном наводороживании, не установлен.

Предприняты попытки показать возможность водородного охрупчивания на сплавах других систем. Так,, были проведены испытания сплава системы Al-Сu-Mg типа Д16 на напряженном электроде. Образцы, деформируемые со скоростью нагружения 10-6 с-1 в растворе НС1 при рН 1, катодно поляризовали при ф?1,3 В в течение 1-3 ч. После этого их очищали, высушивали и разрушали на воздухе при скорости нагружения 2Х Х10-2 с-1. В результате потери относительного сужения на естественно состаренных и недостаренных образцах составляли 21-24 %, на искусственно состаренных и перестаренных образцах изменений не обнаружено. Однако в состоянии после термомеханической обработки (Т8), которая обеспечивает более высокое сопротивление КР, чем искусственное старение по обычному режиму и тем более по режиму 190 °С, 3 ч, были обнаружены потери относительного удлинения 17 %. Кроме того, электронная фрактография выявила транскристаллитный ямочный излом во всех случаях, в то время, как для КР алюминиевых сплавов характерно межкристаллитное разрушение.

Приведены результаты исследования возможности водородного охрупчивания сплава системы Al-Mg типа АМг4 путем сопоставления данных испытания на КР при нагружениях I и III. Получены такие же результаты, как и при испытании сплавов системы Al-Zn-Mg-Сu, но сведений о самих образцах нет.

В некоторых последних работах преимущественную коррозию по границам зерен, как и в работе Дикса, объясняют неоднородностью распределения атомов вторых элементов. В работах Дойга и Эддингтона и др. показано наличие граничных зон, обедненных медью в сплавах системы А1-Сu и обогащенных магнием в сплавах системы Al-Zn-Mg.

В связи с этим ряд авторов основным процессом КР считают электрохимическое локальное растворение. Этот вывод основан на том, что в анодной области происходит ускорение, а в катодной области при определенных потенциалах - торможение разрушения. Концепция об однозначном влиянии электрохимической поляризации на процесс растворения напряженных участков трещин образцов из алюминиевых сплавов сомнительна. Показано, что проницаемость водорода зависит от уровня электродного потенциала, причем, эта зависимость идентична зависимости сопротивления КР от φ (рис. 10). Кроме того, обнаружена вполне определенная связь с кислотностью раствора. В кислом растворе скорость роста коррозионных трещин не зависит от потенциала. Из этого следует, что увеличение чувствительности к КР в анодной области и снижение в катодной связано с закислением и защелачиванием среды соответственно. Таким образом, вновь возникает версия о водородном охрупчивании в кислой среде.

Сегодня нет единой теории или даже признанной большинством исследователей гипотезы о механизме КР алюминиевых сплавов. Вместе с тем можно назвать несколько главных факторов, влияние которых вряд ли можно отрицать. Среди них первое место занимает изменение дислокационной структуры в процессе приложения нагрузки, а именно образование дислокационных скоплений вблизи границ зерен и повышение напряжений в этих местах. Далее следует нарушение пассивной пленки при адсорбции воды, усиливаемое воздействием некоторых анионов, особенно галоидных. Кроме того, имеет место также охрупчивание при проникновении атомарного водорода, образовавшегося в результате электрохимических реакций на свежеобразованных под действием напряжений и среды поверхностях.

Суммируя эти факторы, можно охарактеризовать современную гипотезу КР алюминиевых сплавов как дислокационно-электрохимическую. Развиваются и другие гипотезы, которые, однако, носят частный характер. %

В большинстве поверхностных реакций важную роль играют структурные дефекты. Так, селективное растворение компонентов сплава может привести к инжекции вакансий в нижележащие слои металла. Избыток вакансий может вызвать охрупчивание материала на поверхности, где зарождается трещина, или в вершине уже существующей трещины, которая поэтому распространяется дальше в виде хрупкого излома. Избыточные вакансии могут конденсироваться, образуя дислокационные петли или даже макроскопические пустоты, и взаимодействовать с дислокациями, уменьшая подвижность последних в решетке.

Аналогичная точка зрения изложена также в работе, авторы которой полагают, что в приграничные пустоты может диффундировать водород, образовавшийся при взаимодействии компонентов сплава с влагой.

Рассмотрение совокупности всех данных не исключает также локальное растворение, усиливающееся под действием напряжений в тех случаях, когда на границах имеются достаточно протяженные анодные области. Характерными примерами являются сплавы системы Al-Mg, в которых по границам выделяются анодная в-фаза (Mg2Al3), и отчасти сплавы системы А1-Си- Mg-Si, где выделяется анодная фаза Mg2Si. Процесс разрушения анодных участков следует считать дополнительным к более сложному процессу КР. Это разрушение, скорее всего, является результатом ускорения межкристаллитной коррозии при воздействии напряжений, специфика которого детально не изучена. Однако КР возможно только в тех случаях, когда сплавы одновременно проявляют чувствительность к собственно КР, развивающемуся по дислокационно-электрохимическому механизму. Если это условие не соблюдается, например, в сплавах системы Ai-Mg-Si, то даже интенсивная межкристаллитная коррозия, которая, например, имеет место в сплаве АВТ1, мало зависит от механических напряжений.

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

14:53 Труба нержавеющая шлифованная 60х60х2,0 AISI 304

13:54 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 30х30х1.5

13:53 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 30х30х3 - под заказ из Европы

13:51 Труба нержавеющая матовая 40х40х4,0 AISI304

13:50 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 25х25х2.0

13:49 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 50х50х5.0

13:48 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 60х60х5.0

13:46 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 50х50х1,5х6000

13:45 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 80х80х5.0

13:44 Трубы нержавеющие матовые AISI 304 150х150х4.0

НОВОСТИ

18 Октября 2017 17:16
Мангал из барабана от стиральной машины

17 Октября 2017 12:22
Вертикально-подъемный мост Тикуго (28 фото, 1 видео)

18 Октября 2017 17:22
Тайваньский импорт нержавеющей стали в сентябре упал на 31%

18 Октября 2017 16:47
На ”ИркАЗе” начал работу опытный участок ”ЭкоСодерберга”

18 Октября 2017 15:47
Вьетнамский импорт стального лома в сентябре упал на 10,6%

18 Октября 2017 14:25
”РУСАЛ” предложил ряд инициатив для стимулирования энергоэффективности в России

18 Октября 2017 13:28
Бразильский выпуск стали в сентябре вырос на 7,6%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Хрустальные торшеры – роскошь, ставшая доступной

Сравнение каркасных и кирпичных домов

Плёночный теплый пол - устройство и основные компоненты

Промышленные светодиодные светильники: особенности применения

Цеха, ангары и гаражи из сэндвич-панелей

Какие бывают опоры для трубопроводов

Типовые системы капельного орошения в сельском хозяйстве

Лампы накаливания - выбор, проверенный годами

Виды и применение в строительстве сортового проката

Ювелирные изделия - пробы и лигатуры

Промышленные ворота - виды, особенности, назначение

Оснастка для фрезерных станков

Почта России отслеживание почтовых отправлений по идентификатору

Открытая планировка квартир и ее особенности

Причины популярности каркасных домов

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 изготовление металлоконструкций.

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.