Р а б о т а 5 изучение коррозионного растрескивания латуни

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить влияние предварительной термической обработки на кор­розионное растрескивание латуни.

II. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Коррозионным растрескиванием называется хрупкое разрушение металлов при совместном действии агрессивной среды и постоянно дей­ствующих растягивающих внешних или внутренних (в сварных швах) напряжений. Эти напряжения увеличивают скорость общей коррозии ме­талла примерно пропорционально их величине и часто ухудшают распре­деление коррозии (что более опасно), переводя ее из общей в местную.

Коррозионное растрескивание металлов характеризуется образова­нием трещин, которые могут распространяться не только межкристал­литно, т.е. по границам зерен, но и транскристаллитно, т.е. перерезая от­дельные кристаллиты. Скорость образования трещин может достигать значительных величин - 10 мм/ч. Со временем рост одной из трещин об­гоняет рост других и приводит к механическому разрушению детали.

Коррозионное растрескивание часто усиливается при наводорожи­вании металла. Водород, сегрегируя в области максимальной механиче­ской напряженности, создает дополнительное напряжение в металле.

Коррозионному растрескиванию, очень опасному виду коррозии, подвержены деформированные латуни, особенно в растворах аммиака, нержавеющие стали аустенитного класса в растворах хлористого магния, конструкционные углеродистые стали в растворах щелочей и другие сплавы. Коррозионное растрескивание вызывает беспокойство в связи с расширением применения в промышленности высокопрочных сталей, склонных к этому виду коррозионного разрушения.

В случае наводороживания высокопрочных сталей решающим фак­тором, определяющим их склонность к коррозионному растрескиванию, является характер дислокационного строения, который зависит не столько от абсолютных значений прочности сталей, сколько от способа достижения данной прочности. При равномерном распределении дисло­каций в объеме металла, достигаемой высокотемпературной термомеха­нической обработкой, уменьшается склонность сталей к коррозионному разрушению.

Борьбу с коррозионным растрескиванием ведут различными спо­собами:

1. легированием сталей, например, хромом, молибденом;

2. отжигом деформированных металлов для снятия внутренних на­пряжений;

3. электрохимической защитой;

4. обработкой коррозионной среды;

5. созданием в поверхностном слое металла сжимающих напряже­ний, например, дробеструйной обработкой;

6. тщательной обработкой поверхности металла для устранения концентраторов напряжений.

Следует отметить, что нередко изделия из латуни растрескиваются спустя много времени после изготовления (через десяток лет и более), однако чаще - вскоре после изготовления.

Растрескивание появляется, главным образом, на изделиях, изго­товлен­ных холодной деформацией. Эти трещины при помощи микро­скопа легко отличить от трещин, появляющихся вследствие чрезмерной меха­нической деформации, так как первые проходят почти исключи­тельно по границам зерен, а вторые – преимущественно транскристал­литно.

Для предотвращения коррозионного растрескивания деформиро­ванных латуней необходимо снять имеющиеся в ней внутренние напря­жения с помощью низкотемпературного отжига.

Температура и продолжительность отжига выбираются такими, чтобы не происходило заметного изменения механических свойств.

Температура нагрева обычно выбирается в пределах 225...300С, а продолжительность - 30...60 минут.

Испытания латуни на коррозионное растрескивание проводятся на образцах обычно в атмосфере аммиака, являющейся наиболее агрес­сивной средой для этого сплава. Образцами могут служить куски нагартованной латунной ленты, укрепленные в согнутом состоянии в держалках (рис.5.1). После определенной выдержки в агрессивной среде латунные образцы протравли­ваются в азотной кислоте, про­мываются и рассматриваются визуально или в металлографическом мик­роскопе для выявления трещин. Желательно, чтобы латунь была с воз­можно более крупнозернистой структурой, так как в этом случае легче рассматриваются появившиеся в результате коррозии трещины.

III. Выводы о влиянии предварительной термической обработки на коррозионное растрескивание латуни.

При низкотемпературном отжиге латуни в пределах 225...300С и продолжительностью - 30...60 минут, при котором не происходит заметного изменения механических свойств, снимаются имеющиеся в ней внутренние напря­жения, что предотвращает коррозионное растрескивание деформиро­ванных латуней.