Електроліт

Рисунок 3.6. Схема корозійної тріщини:

1 - напрями розтягуючих напружень; 2 - тріщина, заповнена електролітом; 3 - оксидна плівка (катод корозійної пари); 4 - безперервно оновлюється вістря тріщини (анод корозійної пари); 5 - максимально напружена зона металу.

На бічній поверхні тріщини утворюється оксидна плівка продуктів корозії. Гостра частина тріщини, що розвивається під впливом концентруючихся на цій ділянці напружень розтягування, постійно оновлюється, тому не захищена оксидними плівками. Виникає корозійна пара, катодом якої служить вся бокова поверхня тріщини, а анодом - вістря тріщини. Корозійна пара дуже ефективна, так як і катод, і анод практично повністю неполяризовані. Незначна поляризуємість катода пояснюється тим, що площа його велика в порівнянні з анодом. Відсутність поляризуємості анода, незважаючи на його дуже малу площу, викликане постійною появою нових активних ділянок на поверхні металу. У таких умовах можуть виникати високі лінійні швидкості росту тріщини від 1 до 10 мм / годину.

Кінцеве руйнування металу настає, коли, внаслідок все більшої локалізації напружень, одна з тріщин починає прискорювати своє зростання у часі, а зростання інших тріщин сповільнюється. Кінцеве руйнування металу відбувається при переважному впливі механічного чинника. На корозійне розтріскування також впливає адсорбція, що зменшує поверхневу енергію металу біля вершин тріщин та створює додаткові умови для розриву розтягуючими напруженнями.

Корозійна стомлюваність металів

Змінні напруження (розтягуючі), в тому числі і знакозмінні, як відомо, викликають явище стомлюваності металів. Якщо змінні напруження перевищують величину межі стомлюваності металу, то через деяке число циклів змінних навантажень розвиваються тріщини стомлюваності, і деталь руйнується (рис. 3.6, крива 1). Нижче ліміту стомлюваності метал не руйнується навіть при дуже великому числі циклів.

Багато деталей машин піддаються одночасному впливу змінних напружень і корозійного середовища, що сильно знижує корозійну стійкість металу. Руйнування металу під дією корозійно активного середовища і знакозмінних напружень називається корозійною стомлюваністю металу. При корозійній стомлюваності спостерігається зниження межі стомлюваності у порівнянні з межею стомлюваності при відсутності корозійного середовища. Механізм руйнування металу в умовах виникнення корозійної стомлюваності залишається в основному той же, що і при корозійному розтріскуванні, але, природно, повинен бути віднесеним до періодів дії розтягуючих напружень. На рис. 3.6 показана залежність величини прикладених знакозмінних напружень від числа циклів до руйнування сталі без впливу (крива 1) і при дії корозійного середовища (крива 2).

Рисунок 3.6. Діаграма Велера:

1 - стомлюваності; 2 - корозійної стомлюваності; А - А - межа стомлюваності; В - умовна границя корозійної стомлюваності. 10⁷ циклів.

Корозійно-стомлююча міцність металів і сплавів (таблиця) істотно залежить від їх складу. Дані в таблиці наведені для числа циклів 5∙10⁷.

Від корозійної стомлюваності сильно страждають вали гребних пароплавних гвинтів, осі і штоки насосів, лопатки турбін, ресори і т.д. Змінні напруження не викликають посилення загальної корозії, але приводять до появи сітки мікротріщин, що переходять у велику тріщину корозійної стомлюваності, що прискорює руйнування деталей.

Метал чи сплав, його склад і обробка	Межа міцності, кг/мм2	Межа витривалості, кг/мм2
		на повітрі	у прісній воді	у морській воді
Низьковуглевая сталь; відпал	44	25	14	6
Нікелева сталь (3,7% Ni; 0,26% Cr; 0,28% C ); гартування і відпуск	63	34	15	11
Хромнікелева нержавіюча сталь (18% Cr, 25% Ni)	81	36	31	24
Нікель-кремниста сталь; гартування і відпуск	176	77	12	-

Корозія металів під час тертя

Корозією під час тертя називають механічний зтираючий вплив на метал іншого твердого тіла при наявності корозійного середовища або безпосередній вплив на метал самого рідкого або газового корозійного середовища. Корозія при терті представляє собою два сполучених процеси: електрохімічну або хімічну взаємодію металу з агресивним середовищем і механічний процес зносу поверхні захисних плівок і самого металу.

Стійкість металів до корозії при терті в значній мірі залежить від їх корозійної стійкості. У рідині зношування сталі менше, ніж на повітрі. Це обумовлено тим, що рідина є мастилом.

Корозія металів в умовах кавітації

Корозійною кавітацією називають руйнування металу внаслідок механічного змінного впливу агресивного середовища на метал. За певних гідродинамічних умов порушується суцільність потоку рідини, що рухається і утворюються вакуумні бульбашки. Потім бульбашки скорочуються і зникають. Таке явище в рідині називається кавітацією. При швидкому заповненні рідиною утворені бульбашки піддають поверхню металу гідравлічним ударам, які створюють пульсуючі напруги і руйнують його. Цей вид корозії приводить до утворення місцевих глибоких виразок на перемішуючих пристроях в хімічних апаратах і т.д.