- •Глава 1 коррозионная характеристика металлов и сплавов
- •Конструкционные материалы на основе железа
- •1.1.1 Стали и чугуны
- •1.1.2 Легирование сталей как способ повышения коррозионной стойкости
- •Жаростойкие сплавы на основе железа
- •В зависимости от содержания хрома в сплаве
- •1.1.4 Современные коррозионно-стойкие сплавы и стали
- •1.2 Конструкционные материалы на основе цветных металлов
- •1.2.1 Алюминий и его сплавы
- •1.2.2 Магний и его сплавы
- •1.2.3 Медь и медные сплавы
- •Методические рекомендации к главе 1
- •Вопросы для самопроверки
- •Задания для самостоятельных и контрольных работ.
- •Глава 2 Защита металла от коррозии поверхностными тонкослойными покрытиями
- •2.1 Фосфатные и оксидные защитные пленки
- •2.1.1 Фосфатирование
- •2.1.2 Оксидирование
- •2.1.3 Пассивирование
- •2.1.4 Анодирование
- •2.2 Гальванические покрытия
- •2.2.1 Цинкование и кадмирование
- •2.2.2 Покрытия из олова и свинца
- •2.2.3 Никелевые покрытия
- •2.2.4 Хромирование
- •2.3 Жаростойкие защитные покрытия
- •2.3.1 Термодиффузионный метод покрытия
- •2.3.2 Горячий метод или метод погружения в расплавленный металл
- •2.3.3 Металлизация напылением
- •2.3.4 Плакирование — термомеханический способ
- •2.4 Лакокрасочные защитные покрытия
- •Методические рекомендации к главе 2 Вопросы для самопроверки
- •Темы для самостоятельных и контрольных работ
- •Глава 3 локальные виды коррозии. Методы испытания материалов на стойкость против коррозии
- •3.1 Локальные виды коррозии
- •3.1.1 Питтинговая коррозия
- •3.1.2 Язвенная коррозия
- •3.1.3 Щелевая коррозия и влияние на конструктивных факторов
- •3.1.4 Межкристаллитная коррозия
- •3.1.5 Селективное вытравливание
- •3.1.6 Контактная коррозия
- •Коррозионно-механическое разрушение металлов
- •3.2.1 Коррозионное растрескивание металлов
- •Температура 320˚с, х900
- •3.2.2 Коррозионная усталость металла
- •Трубке из латуни л63
- •3.2.3 Фреттинг-коррозия
- •3.2.4 Кавитационная эрозия
- •Методы испытаний металлических материалов
- •3.3.1 Основные методы испытаний материалов
- •3.3.2 Испытания материалов на прочность против локальных видов коррозии
- •3.3.3 Испытания материалов на прочность при коррозионно-механических воздействиях
- •3.3.4 Коррозионный мониторинг
- •Методические рекомендации к главе 3 Вопросы для самопроверки
- •Задания для самостоятельных и контрольных работ
Коррозионно-механическое разрушение металлов
Металлические конструкции, работающие в условиях одновременного воздействия агрессивных сред и механических напряжений, подвергаются более сильному разрушению.
В химической промышленности можно найти многочисленные примеры совместного влияния этих двух факторов.
Процессы синтеза аммиака, мочевины, метилового спирт протекают в агрессивных средах, в условиях повышенных температур при движении газового потока под давлением 35-40 МПа.
Вибрационные сита, грохоты, фильтры работают в условиях коррозионноактивной среды и механических нагрузок.
Коррозионному растрескиванию подвержены выпарные аппараты, трубопроводы, автоклавы и другие аппараты.
Не менее опасное разрушение металла имеет место при одновременном воздействии на него агрессивной среды и переменных нагрузок. Такой вид воздействия испытывают компрессоры и насосы, роторы, диски и лопатки турбин и т.д.
Различают два вида механических напряжений — внутренние и внешние. Внутренние напряжения возникают при термической и механической обработке деталей, при сварке. Внешние, приложенные извне напряжения, могут быть статическими и переменными [35].
Под влиянием механических напряжений меняется структура поверхностного слоя металла, что может вызвать изменение потенциала на его отдельных участках, разрушение защитных пленок, и как следствие этого — изменение скорости коррозии.
Различают следующие виды коррозионного разрушения металла под воздействием механических нагрузок:
коррозионное растрескивание;
коррозионная усталость;
коррозионная кавитация;
коррозионная эрозия или фреттинг-коррозия.
Коррозионные разрушения не относятся к процессам локальной коррозии, но имеют с ними множество общих черт. Коррозионно-усталостные процессы или процессы при статической коррозии под напряжением сопровождаются возникновением трещин, при фреттинг-коррозии отмечают образование питтинга.
Коррозионные процессы при механических нагрузках протекают через три последовательные стадии: инкубационный период, отвечающий отсутствию видимых разрушений; период образования очагов коррозии; период быстрого масштабного разрушения.
Наличие механических напряжений в металле, лежащих в упругой области или связанных с деформацией, приводит к нарушению сплошности защитных пленок. Обычно растягивающие или сжимающие напряжения мало влияют на скорость равномерной коррозии. Если под действием коррозионной среды происходит локализация механического фактора, то это приводит к быстрому разрушению конструкции.
Протекание коррозионного растрескивания под напряжением происходит при совместном действии коррозионной среды и механических воздействий. В начальный период зарождение трещины происходит в результате растрескивающего действия при хемосорбции активных ионов коррозионной среды. Зарождение трещин может быть связано с возникновением туннелей (размером порядка 0,05 мкм) и питтингов на участках металла, имеющего дефекты, например, на границах зерен, включениях, скоплениях дислокаций. Развитие трещины и разрыв происходят при превалирующем влиянии механического фактора [36].