Состояние поверхности.
Влияние внутренних факторов на скорость коррозии.
В зависимости от обработки материал может обладать различными скоростями коррозии. Причина в том, что у шлифованного, а тем более у полированного металла различное соотношение площадей истинной и видимой поверхностей. Чем больше это соотношение отличается от единицы, тем больше и отличие скоростей коррозии.
Наличие оксидных пленок также может сильно изменять скорость коррозии. Например, Mg во фторсодержащих средах стоек благодаря тому, что соль MgF трудно растворима.
Наиболее стойкие материалы по отношению к коррозии OS, Ir, Pt, Au.
Легирование снижает скорость коррозии не плавно, а скачками - примерно по закону:
С л.мет. = n / 8 + d ( 10.1 ) Правило Таммана.
где n = 1, 2, 3... ( целое число натурального ряда ).
d à добавка на неравномерность
Легирование уменьшает анодную активность металла. Одно из применений лигирования (помимо улучшения материаловедческих свойств) в целях создания защитной оксидной пленки, содержащей соединения легирующих добавок.
Как катодная, так и анодная активность снижаются, если металл термообработать. Суть этого процесса - устранение влияния технологической наследственности в виде локальных участков с повышенной плотностью дислокаций.
Для этого надо вспомнить содержание темы 3.
В частности, так как перемещение и исчезновение дефектов - процесс термоактивируемый, то одна из задач термообработки - повысить скорость диффузии примесей и распределить их по объему более или менее равномерно, вместо их концентрирования по границам зёрен (гомогенизация ).
Под действием механических нагрузок дислокации могут размножаться (по модели Франка - Рида (рис. 3.7)) Размножающие дислокации способны выстраивать плоские скопления (рис. 3.8)). Эти плоские скопления, выходя на границу раздела металл - среда образуют ступеньки скольжения.
Рис. 10.1. Образование ступеньки скольжения.
Это - анодно активные участки, обладающие повышенными скоростями растворения металла. Это значит, что увеличится и скорость катодного процесса - гидроксония вполне достаточно, чтобы воспользоваться избытком электронов, оставшихся в металле после перехода части его ионов в электролит.
Высота ступеньки от одной дислокации равна вектору Бюргерса, от двух - двум векторам и т.д., т.е. высота ступеньки равна n, в - n число дислокаций,
а в - вектор Бюргерса.
При термообработке подвижность дислокаций возражает, они движутся, часть из них взаимно аннигилирует с оставлением цепочки вакансий, другая часть - поглощается границами зёрен.
МК коррозия - обязана своим происхождением избыточной концентрации примесей на границах зерен (рис. 3.2). Устраняется термообработкой.
МК растрескивание. Происхождение этих трещин обязано сдвиговым напряжениям на границе от близко расположенных по обе стороны границы плоских скоплений дислокаций (рис. 3.10).
На рис. 3.8; 3.11 и 3.12 показаны другие примеры растрескивания металла.
Но это пока - только примеры зарождения трещин по механическим причинам ( нагружение, циклы ). Тем не менее следствием термообработки является уменьшение плотности дислокаций и, следовательно, уменьшение вероятности формирования зародышей трещин по механическим причинам.
Гетерофазность. Например, деформационный распад аустенита (на феррит и мартенсит) приводит к тому, что отдельные области (объемы) металла имеют после фазового перехода объем больший, нежели раньше.
Это приводит к внутренним добавочным напряжениям второго рода. Суммируясь с внешними нагрузками, последние ускоряют выход дислокаций на поверхность; образование плоских скоплений и образование сидячих дислокаций Ломюра - Коnтрелла.
Это особенно важно для понимания процессов повреждения и разрушения.
Особая ситуация возникает в связи с гидрированием - образованием гидридов, например ZrH4 .
Гидриды - это не только суть напряжения второго рода из-за увеличенного объема гидридной фазы, но и нарушение оплошности среды:
металл - металлическая связь; гидрид - ковалентная связь.
Это означает, что в плоскости скопления гидридов возникает мощный концентратор механических напряжений.
Вообще говоря водород в металле - это "не подарок" - в углеродистых сталях может образовываться метан CH4 .
- в сталях в общем случае - наводороживание приводит к их охрупчиванию.
- в металлах блистерингу.
 |
а) б)
Рис. 10.2. Газовый блистер. а) зарождение, б) разрушение.
Сера, марганец, также могут образовывать сульфиды марганца - они создают растянутые области, куда потом диффундирует водород в виде протона ив основном по межузлиям. Т.к. протон имеет малый радиус, то миграция идет очень быстро - аномально высокая скорость диффузии водорода. Этот водород затем способен в необратимых ловушках накапливаться уже в форме молекулы. При этом давление водорода в металле увеличивается и тем самым приводит к росту внутренних напряжений второго рода во время эксплуатации металла в коррозионно-активной среде.
Дата добавления: 2016-06-02; просмотров: 967;