Межкристаллитная коррозия (МКК). Межкристаллическая коррозия
Межкристаллитная коррозия (МКК)
Межкристаллитная коррозия (МКК) – один из видов местной коррозии металла, который приводит к избирательному разрушению границ зерна. Межкристаллитная коррозия – очень опасный вид разрушения, т.к. визуально ее не всегда можно определить. Металл теряет свою пластичность и прочность.
Межкристаллитной коррозии чаще всего подвергаются металлы и сплавы, которые легко становятся пассивными. К ним относятся хромоникелевые и хромистые сплавы (нержавеющие стали), сплавы алюминия, никеля, некоторые другие.
Межкристаллитную коррозию изучали: Смирнов, И.А. Левин, Шрейдер, Г.Л. Шварц, Акимов, Ролласон, Бейн, Штраус и многие др.
Причина возникновения межкристаллитной коррозии: структурные превращения на границах зерен металла. Зона структурных превращений становится анодом, который усиленно растворяется. Связь между зернами металла нарушается и происходит их выкрашивание. Вследствие этих процессов металлические конструкции при эксплуатации теряют свои свойства и быстро приходят в негодность.
Факторы межкристаллитной коррозии (МКК):
1) Состав сплава;
2) Температура и время выдержки при повышенных температурах;
3) Среда.
Скорость протекания межкристаллитной коррозии определяется потенциалом металла. Ускоренное ее развитие наблюдается при потенциалах входа в транспассивную область (1,15 – 1,25В), а также при потенциале активно-пассивного перехода (около 0,35В). В разных областях межкристаллитная коррозия может протекать по разным механизмам.
Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей связана с обеднением границ зерен хромом или образованием примесей (карбидов хрома). Наиболее часто встречается карбид Cr23C6, который сильно снижает пластичность и ударную вязкость металла.
Карбиды выступают в роли анода, из-за чего происходит резкое увеличение скорости межкристаллитной коррозии.
При повышенной температуре атомы углерода, которые намного меньше атомов хрома и обладают большей подвижностью, диффундируют к границам зерен не только с приграничных зон, но и с объема. При этом в карбидообразовании участвует почти весь углерод зерна, и только те атомы хрома, которые расположены почти у самых его границ. Карбиды концентрируются возле границ зерен, образуя сплошную цепочку. Так границы зерен оказываются обедненными хромом.
При воздействии агрессивной среды карбиды хрома растворяются.
О скорости межкристаллитной коррозии нержавеющих сплавов можно судить по концентрации в зерне атомов хрома. Чем больше разность концентраций хрома на границах зерна и в объеме – тем быстрее протекает межкристаллитная коррозия.
На склонность к карбидообразованию очень сильно влияет легирование нержавеющих сталей. V, W, Mo, Mn, Nb снижают активность углерода, предотвращая возможность возникновения межкристаллитной коррозии. Si, Co, Ni – напротив, увеличивают активность атомов углерода, усиливая МКК.
На протекание межкристаллитной коррозии при воздействии сильных окислителей большое влияние оказывает не один, а несколько факторов одновременно (интенсивное растворение избыточных фаз, неустойчивых в данной среде; влияние хромат-ионов; избирательное растворение границ зерна, обедненных хромом; избирательное растворение мест концентрации примесей; т.д.).
Межкристаллитная коррозия дюралюминия. На границах зерен в виде цепочки выпадает интерметаллическое соединение CuAl2, которое разрушается при протекании коррозии с выделением водорода. За счет отсутствия окислителя в растворе на соединении CuAl2 не образуется кроющая защитная пленка и идет его интенсивное растворение. Замечено, что первоначальное выделение водорода, дальнейшее развитие межкристаллитной коррозии наблюдается в местах трещин, микропор на поверхности сплава. Иногда межкристаллитная коррозия может развиваться с образованных между границами зерен питтингов. Подкисление электролита внутри питтинга способствует ее развитию. Поэтому рекомендуется для защиты от межкристаллитной коррозии дюралюминия и других алюминиевых сплавов, содержащих медь, уплотнять структуру металла.
«Ножевая» коррозия – разновидность межкристаллитной коррозии (МКК). Ножевая коррозия – местное разрушение, которое наблюдается на сварных швах. Протекает в узкой зоне, на границе основной металл - сварной шов. Ножевой коррозии подвержены многослойные сварные швы высокоуглеродистых хромоникелевых сталей, стабилизированные титаном стали, которые эксплуатируются в азотной кислоте. Даже стали с большим содержанием молибдена.
При сварке почти расплавленный металл (с температурой около 1300 οС) контактирует с холодным. В расплавленном металле растворяются карбиды хрома или титана, а при его охлаждении не успевают выделится новые карбиды. При этом углерод остается в твердом растворе. Из-за достаточно медленного охлаждения выпадает большое количество карбидов Cr. В агрессивных средах происходит постепенное растворение (на межкристаллитном уровне) узкой зоны возле сварного шва.
Предотвращение ножевой коррозии:
- применять только низкоуглеродистые хромоникелевые стали;
- избегать «опасных» температур околошовной зоны;
- использовать стабилизирующий отжиг при температурах 870 – 1150 οС (карбиды Cr переходят в твердый раствор).
zaschitatruboprovodov.ru
59 Что такое межкристаллитная коррозия?
Межкристаллитная коррозия – вид коррозии, при котором разрушение металла происходит преимущественно вдоль границ зерен (кристаллов). Межкристаллитная коррозия относится к электрохимическим процессам, и обусловлена тем, что твердый раствор при определенных условиях может расслаиваться с образованием по границам зерен фаз, обогащенных одним из компонентов материала, а участки, непосредственно прилегающие к границам зерен, оказываются обедненными этим компонентом. Под действием той или иной агрессивной среды происходит избирательное анодное растворение либо обогащенных, либо соседних с ними обедненных зон.
60 Чем она опасна в сравнении с общей коррозией?
Межкристаллитная коррозия опасна тем, что при малой коррозионной потере массы разрушение материала может проникать на большую глубину и сопровождаться снижением прочности и пластичности материала, что быстро приводит к выходу из строя всей конструкции.
Данную коррозию характеризует разветленная сетка трещин межкристаллитного характера, начинающихся из участков, допускающих высокую степень упаривания воды, содержащей свободную щелочь. Характерными участками повреждений являются заклепочные соединения барабанов котлов, имеющие на неплотности.
61 Классификация внутритрубных отложений, условия их образования.
Внутритрубные отложения можно классифицировать по следующим группам:
1) Железооксидные отложения. В состав железооксидных отложений оксиды железа Fe2O3, Fe3O4, фосфаты железа Fe3(PO4)2, феррофосфат натрия NaFePO4 и др. Встречаются в экранных трубах солевых отсеков котлов высокого давления. Основной причиной является нанос железа с питательной водой. Для образования этого рода отложений необходимо присутствие в котловой воде высоких концентраций фосфатов (более 100 – 150 мг/кг).
2) Щелочноземельные отложения. Щелечноземельные отложения состоят из соединений кальция и магния. Эти соединения попадают в питательную воду с присосами в конденсаторе и с добавочной водой. В котловой воде обычно присутствуют: CaSiО3, CaSO4, СаСО3, СаСl2 и другие соединения. Интенсивное отложение соединений кальция (аналогично и магния) происходит при превышении концентрации Са2+ и анионов произведения растворимости.
В зависимости от того, какие соединения преобладают, различают накипи карбонатные СаСО3, сульфатные СаSO4, фосфатные Са3(РО4)2 и т.д. Возможны накипи смешанного типа. Карбонатная накипь откладывается обычно в форме плотных кристаллических отложений на тех поверхностях нагрева, где отсутствует кипение воды, а среда щелочная.
3) Отложения соединений меди. Оксиды меди в питательной воде появляются в результате коррозии латунных труб конденсатора, ПНД или деталей насоса, содержащих медь. В щелочной котловой воде медь находится в растворенном состоянии в виде комплексных соединений. Последние разрушаются и образуют ионы меди, которые восстанавливаются на поверхностях труб с высокими тепловыми нагрузками. В результате возникают бугорки меди, вокруг которых в последующем откладываются оксиды железа и др. вещества.
4) Алюмосиликатные отложения (силикатные). В эту группу входят сложные силикатные накипи, имеющие разнообразный минералогический состав – обусловлено способностью кремниевой кислоты образовывать накипи не только с катионами кальция и магния, но и с катионами алюминия, железа, натрия и др.
Также отложения примесей разделяют на два слоя: 1) верхний слой (наружный) – рыхлый, слабо сцепленный с нижним слоем, легко снимается при механическом воздействии; 2) нижний слой (внутренний) – прочно сцеплен с поверхностью металла.
studfiles.net
Межкристаллитная коррозия
Локальной коррозией называется коррозия, при которой разрушение металлов и сплавов происходит на отдельных участках, в то время как остальная поверхность почти не разрушается. Наиболее опасными видами местной коррозии является межкристаллитная, контактная, щелевая, точечная (питтинговая).
Межкристаллитная коррозия (МКК) является одной их разновидностей структурной коррозии сплавов. МКК сплава имеет место при наличии, по крайней мере, следующих условий:
1 – структурная составляющая, расположенная по границам зерен, корродирует в активном состоянии с большей скоростью, а тело зерна находиться в пассивном состоянии и мало разрушается;
2 – структурная составляющая по границам зерен расположена в виде непрерывной цепочки.
К межкристаллитной коррозии склонны нержавеющие стали (Fe – Cr, Fe – Cr – Ni), алюминиевые сплавы (Al – Cu, Al – Mg – Cu, Al – Mg – Si), никелевые сплавы (Ni – Mo, Ni – Cr - Mo) и др.
В настоящее время межкристаллитную коррозию сплавов связывают:
1 – с коррозией обедненной зоны твердого раствора;
2 – с коррозией интерметаллических соединений или карбидов, выделившихся в виде непрерывной цепочки;
3 – с коррозией под напряжением при выпадении структурных составляющих по границам зерен с большим удельным объемом, чем у матрицы.
В соответствии с теорией обеднения причиной МКК нержавеющих сталей является образование обедненной хромом зоны по границам зерен вследствие выделения при отпуске закаленной стали карбидов хрома, феррита или интерметаллического соединения FeCr (s – фазы).
Наиболее часто МКК нержавеющих сталей связана с выделением карбидов хрома при отпуске по границам зерен. В результате этого концентрация хрома в твердом растворе вблизи карбидов резко уменьшается. Дальнейший рост карбидов происходит вследствие диффузии углерода и хрома из твердого раствора к границам зерен. В связи с тем, что при отпуске скорость диффузии углерода намного выше скорости диффузии хрома, в образовании карбидов участвует весь углерод твердого раствора, в то время как в реакции образования карбида участвует только хром, находящийся в твердом растворе около границ зерен. В результате этого, при данной температуре отпуска через некоторый промежуток времени по границам зерен образуется обедненная хромом область (рис. 6.1)
Рис. 6.1 – Изменение содержания хрома при выпадении карбидов
Содержание хрома в обедненной зоне составляет менее 12%, поэтому ее коррозионная стойкость ниже, чем тела зерна, что и определяет склонность стали к межкристаллитной коррозии. При дальнейшем увеличении времени отпуска, по мере уменьшения концентрации углерода, идущего на образование карбидов хрома, скорость диффузии хрома начинает превышать скорость диффузии углерода, в результате чего содержание хрома в обедненной зоне увеличивается и ее коррозионная стойкость повышается. Это приводит к уменьшению склонности стали к МКК.
Таким образом, при отпуске стали, а также при сварке через некоторый промежуток времени появляется обедненная хромом зона и сталь приобретает склонность к МКК. Зависимость склонности к МКК от температуры и времени пребывания металла (ст. 18-8) при этой температуре показана на рис.6.2.
Рис. 6.2 – Влияние температуры и времени нагрева на склонность к МКК нержавеющей стали 18-8:
I — склонность к МКК; II — отсутствие склонности к МКК
Из анализа настоящего графика следует, что наиболее опасной температурой для сталей типа 18-8 является температура 700-750°С, т.к. склонность к МКК начинает проявляться при времени пребывания в ней порядка 20-30 секунд. При низких температурах нагрева скорости диффузии углерода и хрома малы, поэтому только длительное пребывание металла при таких температурах может привести к появлению склонности к МКК. Увеличение температуры нагрева стали более 750°С приводит к увеличению скорости диффузии хрома в ''обедненные'' зоны и время до появления у стали склонности к МКК увеличивается. Следует также иметь в виду, что при высоких температурах отпуска происходит коагуляция карбидов хрома.
На склонность сталей типа 18-8 к МКК большое влияние оказывает содержание углерода. С повышением содержания углерода в стали количество выпадающих по границам зерен карбидов хрома увеличивается, и склонность к МКК повышается. Легирование Cr – Ni сталей элементами, связывающими углерод в прочные карбиды (Ti, Nb, Ta) резко снижает их склонность к МКК.
Межкристаллитная коррозия, сконцентрированная в узкой зоне на границе сварной шов – основной металл называется ножевой коррозией. Она может развиваться с большой скоростью. Так, например, скорость ножевой коррозии на сварных образцах хромоникелевой нержавеющей стали, легированной титаном (12Х18Н9Т), в 55%-ном растворе HNO3 может составлять 45мм/год.
Ножевой коррозии могут быть подвержены и стали содержащие титан и ниобий. Это связано с тем, что в узкой околошовной зоне, нагретой до высоких температур (около 1300°С), карбиды титана, ниобия и хрома переходят в раствор, а при быстром охлаждении вследствие контакта с нагретым металлом не успевают выделиться, в результате чего углерод остается в твердом растворе, и создаются условия выпадения карбидов хрома при нагреве сталей при 600-750°С.
Склонность к МКК алюминиевых сплавов системы Al-Cu связывают с образованием обедненной медью зоны по границам зерен. После закалки дуралюмина, который содержит 4% Cu и 1,5%Mg, образуется пересыщенный твердый раствор меди в алюминии. При искусственном старении происходит распад пересыщенного твердого раствора с выделением в первую очередь по границам зерен фазы, близкой по составу интерметаллическому соединению CuAl2. В результате этого вблизи границ зерен образуется зона с содержанием 0,3-0,5% Cu. Электродный потенциал обедненной медью зоны более отрицательный, чем потенциал тела зерна и интерметаллического соединения. Поэтому в трехэлектродной системе обедненная медью зона работает в качестве анода и подвергается усиленному разрушению.
При повышении температуры искусственного старения от 90 до 270 °С время нагрева, необходимое для появления у дуралюмина Д16 склонности к МКК, уменьшается и при 200°С составляет всего 2 минуты.
С увеличением продолжительности нагрева при 180-200°С склонность дуралюмина к МКК сначала растет, достигая максимального значения, а затем уменьшается и при достаточно большом времени нагрева исчезает. Это связывают с коагуляцией интерметаллидов CuAl2 и нарушением непрерывности цепочки выделений.
Причиной межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей в сильноокислительных средах также может быть не коррозия обедненной хромом зоны, а коррозия фаз, выделяющихся в виде непрерывной цепочки по границам зерен. К таким фазам относится интерметаллическое соединение FeCr(σ-фаза), δ-феррит, фазы с мартенситной структурой. Так, например, σ-фаза растворяется в кипящем 65%-ном растворе HNO3. Поэтому при выделении σ-фазы в виде непрерывной цепочки по границам зерен в этом растворе нержавеющая сталь обнаруживает межкристаллитную коррозию.
Основной метод борьбы со склонностью сплавов к МКК – рациональное их легирование в сочетании с оптимальным режимом термической обработки.
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 316 | Нарушение авторских прав
Читайте в этой же книге: Кинетика анодной реакции | Пассивность | Состав и концентрация коррозионной среды | Кислотность. | Внешний электрический ток и радиация | ПРОБЛЕМА КОРРОЗИИ | Термодинамика и кинетика коррозии | Классификация коррозии | Влияние статических напряжений | Коррозионное растрескивание. |mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.053 сек.)mybiblioteka.su
Межкристаллитная коррозия методы защиты - Справочник химика 21
При воздействии на нержавеющие стали температур в опасном интервале от 450 до 800°С они становятся склонными к межкристаллитной коррозии (МКК). Одним из наиболее эффективных и широко применяемых методов защиты от МКК является легирование стали сильными карбидообразующими элементами, такими, как титан и ниобий. Эти элементы связывают углерод в прочные карбиды, тем самым предотвращая образование карбидов хрома и обеспечивая достаточную концентрацию хрома в твердом растворе. Содержание титана принимают равным Т1 = 5 (С—0,02) /о, ниобия ЫЬ=10 (С—0,02)%, где 0,02%—максимальное содержание углерода, при котором сохраняется стойкость стали против МКК. Однако верхний предел содержания титана в аустенитных сталях не должен превышать 0,8% во избежание образования феррита. Преимуществом ниобия перед титаном является более высокая устойчивость его карбидов к растворению при повышении температуры закалки и к выгоранию при сварке, однако ниобий придает сталям склонность к горячим трещинам при сварке. [c.44] При смещении значений потенциалов стали в область перепассивации наряду с общим растворением наблюдалась и межкристаллитная коррозия. Полученные результаты показывают, что вследствие наличия межкристаллитной коррозии у отпущенной стали как в транспассивном состоянии, так и в области, отвечающей переходному состоянию из активного в пассивное, надежным методом защиты от общей и межкристаллитной коррозии является поддержание потенциала стали в области устойчивого пассивного значения. Так как протекание процесса межкристаллитной коррозии зависит от значения потенциала стали в данном растворе, то можно защитить сталь от межкристаллитной коррозии даже в растворах, обычно применяющихся для определения склонности к межкристаллитной коррозии, путем [c.124]В первой статье сборника рассматривается целесообразность использования понятия контролирующего фактора для характеристики механизма защитного действия и систематизации различных видов антикоррозионной защиты. Остальные работы сборника посвящены конкретным вопросам экспериментального исследования процессов коррозии и защиты металлических систем. В сборнике нашли отражение такие важные разделы, как исследование газовой коррозии при термообработке сплавов, коррозии и защиты металлов при травлении в кислотах, кислотостойкости металлов при повышенных температурах, коррозии нового металлического конструкционного материала — титана, его сплавов, сплавов ниобия с танталом и новые исследования по межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей. В сборнике помещены последние работы по исследованию коррозионной усталости сталей и по коррозии и защите в некоторых производствах химической промышленности. Цель сборника — на основе современных методов исследования и имеющихся научных достижений указать некоторые новые пути и дать вполне определенные рекомендации нашей промышленности по борьбе с коррозионным разрушением. [c.3]
В руководстве даны 33 работы, экспериментально иллюстрирующие такие важные разделы курса, как газовая коррозия и жаростойкость металлов, механизм процессов электрохимической коррозии (электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность, поляризация и деполяризация, явление пассивности), наиболее интересные и важные случаи электрохимической коррозии (контактная коррозия, устойчивость в кислотах, подземная и атмосферная коррозия, межкристаллитная и точечная коррозия, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость), различные методы защиты металлов [c.5]
В руководстве даны 34 работы, экспериментально иллюстрирующие такие важные разделы курса, как газовая коррозия и жаростойкость металлов, механизм процессов электрохимической коррозии (электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность, поляризация и деполяризация, явление пассивности), наиболее интересные и важные случаи электрохимической коррозии (контактная коррозия, устойчивость в кислотах, подземная и атмосферная коррозия, межкристаллитная и точечная коррозия, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость), различные методы защиты металлов от коррозии (защитные покрытия, электрохимическая защита, применение замедлителей). Во введении авторы сочли необходимым более детально остановиться на принятых современных методах обработки и оформления результатов экспериментальных исследований (ведение отчета, оценка точности измерений и основные приемы графического анализа опытных данных). При недостаточном бюджете времени или других затруднениях требование оценки точности измерений может быть опущено. Здесь также кратко указаны сведения о работе с некоторыми наиболее часто встречающимися приборами и аппаратами коррозионной лаборатории, а также сведения о мерах безопасности при проведении лабораторных работ. В приложении собрано минимальное количество справочных данных, необходимых при выполнении работ коррозионного практикума. [c.7]
Существует три основных метода защиты сплавов от межкристаллитной коррозии. [c.340]
Кроме обеспечения покрытиями, имеющими высокое сопротивление окислению на воздухе, диффузионные методы имеют большое значение в борьбе с вредным проявлением сернистой коррозии при высоких температурах. Алюминиевые и хромовые диффузионные покрытия используют также для защиты от коррозии, вызываемой свинцом, и предотвращения межкристаллитного окисления сталей и сплавов на никелевой основе в некоторых атмосферах. [c.376]
Некоторое затруднение в применении анодной электрохимической защиты — потребность в большом токе для пассивации конструкции — может быть устранено а) постепенным заполнением конструкции раствором под током б) предварительной пассивацией защищаемой поверхности пассивирующими растворами (например, 60% НЫОд + 10% К3СГ2О7) в) применением импульсных источников постоянного тока. Следует также поддерживать потенциал защищаемой конструкции в области оптимальных его значений, чтобы избежать возможного протекания некоторых видов местной коррозии (точечной, межкристаллитной и избирательной коррозии под напряжением). Слабым местом этого вида защиты является недейственность его выше ватерлинии, а иногда и недостаточность по ватерлинии, что требует иногда дополнения его другими методами защиты, в частности использованием для [c.321]
Княжева В. М., Шаповалова Т. Ю. Совещание по разработке методов ускоренных электрохимических испытаний нержавеющих сталей на устойчивость против межкристаллитной коррозии. —Защита металлов, 1980, К 6, С. 752-754. [c.116]
В последнее время разработаны экономичные и совершенные методы определения МКК нержавеющих сталей 42—44], а также электрохимический способ количественного определения склонности нержавеющих сталей к МКК. Полученные результаты убедительно свидетельствуют о том, что межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей протекает в ограниченной области потенциалов. Поэтому нет оснований опасаться возможного проявления МКК в области устойчивой пассивности, т. е. в условиях анодной защиты. Более того, сталь, склонная к МКК, может уснешно эксплуатироваться в условиях анодной защиты. Об этом изложено в работе П. Д. Томашова, Г. П. Черновой и О. П. Марковой [39]. Ими исследована возможность защиты стали 2Х18Н9 от межкристаллитной коррозии смещением потенциала, достигаемым анодной поляризацией. [c.18]
Недостаток нержавеющих сталей — их склонность при некоторых определенных условиях к межкристаллитной коррозии, питтинговой коррозии и коррозионному растрескиванию. Эти опасные виды коррозионного разрушения происходят главным образом вследствие частичного (местного) нарушения пассивного состояния. Поэтому необходимо выяснить влияние анодной поля ризации на эти виды коррозии. Так как метод анодной защиты только начинает развиваться, то пока можно привести первые предварительные данные по этому вопросу. [c.121]
Достоверность подобного электрохимического механизма межкристаллитной коррозии алюминиевых сплавов, содержащих медь, подтверждается тем, что на основе этой теории удается предсказать методы борьбы с этим опасным видом разрушения. Если бы удалось создать в системе электрод с более отрицательным потенциалом, зоны у границ зерен, вероятно, перестали бы разрушаться. Это можно, иапример, осуществить, цонизив потенциал тела зерна. Опыты подтвердили, что, если в такой сплав ввести небольшое количество магния, склонность сплава к межкристаллитной коррозии резко снижается. В этом случае коррозия концентрируется в основном на теле зерен, занимающих основную часть поверхности, и плотность тока у границ ничтожна. На аналогичном принципе и основана электрохимическая защита протекторами или плакирующими слоями, обладающими более отрицательным потенциалом. [c.260]
Рассмотренные выше основные принципы и системы электрохимических методов защиты широко применяются для полного или существенного предотвращения наиболее характерных и распространенных видов электрохимической коррозии — равномерной, питтинговой, язвенной, межкристаллитной, избирательной. [c.91]
chem21.info
Межкристаллитная коррозия - Справочник химика 21
из "Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы"
Межкристаллитная коррозия (МКК) — один из наиболее опасных видов местной коррозии сплавов, вызывающий избирательное разрушение по границам зерен. В результате этого происходит потеря прочности и пластичности сплава и преждевременное разрушение ответственных конструкций. Межкристаллитная коррозия наблюдается у многих технических сплавов на основе железа и, в особенности, у нержавеющих сталей различных классов (Ре—Сг, Ре—N1—Сг, Ре—Мп—N1-Сг и др.), на основе никеля (N1—Мо, N1—Сг—Мо), на основе алюминия (А1—Си, А1—Mg—51). [c.100] Важнейшим фактором, изменяющим склонность к МКК нержавеющих сталей, является режим термообработки. Для аустенитных сталей интервал температур, при которых происходит выделение карбидов пс границам зерен, лежит в пределах 500—900 °С. Ниже 500 °С диффузионная подвижность атомов, необходимая для образования новых фаз, мала, а при температуре выше 900 °С возможна коагуляция образовавшихся фаз и дуффузионпое выравнивание концентрации хрома в твердом растворе, что устраняет склонность к МКК. [c.101] Влияние термообработки на склонность сплава к МКК наиболее полно можно охарактеризовать построением зависимости появления и исчезновения склонности к МКК от температуры I и времени т, так называемых С-образных кривых или диаграмм Ролласона. Температуры и времена термообработки, попадающие в область, где сталь проявляет склонность к МКК, соответствуют образованию сплошной сетки карбидов по границам зерен. [c.102] В настоящее время накоплен обширный фактический материал по влиянию термообработки, состава сталей и других факторов иа меж-кристаллитпую коррозию нержавеющих сталей [63, с. 49 95—99]. Сложность явления МКК и зависимость его от многих факторов не позволяют все возможные случаи коррозии свести к одному механизму. [c.102] Наиболее обоснованной причиной возникновения межкристаллитной коррозии коррозионностойких сталей в подавляющем большинстве случаев следует считать обеднение хромом границ зерен вследствие выделения на них при отпуске фаз, богатых хромом. Наиболее часто МКК связана с образованием карбидов хрома. При отпуске в опасной зоне температур по границам зерен происходит выделение карбидов хрома, вследствие чего резко понижается концентрация углерода и хрома в приграничной области. Так как скорость диффузии углерода значительно выше, чем хрома, то при дальнейшем росте карбидов используется почти весь углерод твердого раствора, а хром только в зоне роста карбидов, т. е. около границ. В результате в приграничной области образуется зона с пониженным содержанием хрома. При увеличении времени и температуры отпуска скорость диффузии хрома будет превышать скорость диффузии углерода, так как концентрация хрома в объеме зерна практически не изменилась, а углерода сильно снизилась из-за образования карбидов. Это приводит к выравниванию концентрации хрома в объеме зерна и на границе. Коррозионная стойкость границ при этом повышается и склонность к МКК снижается. [c.102] Согласно этим представлениям процессы возникновения и устранения склонности к МКК определяются объемной диффузией хрома, которой должна соответствовать одна и та же величина энергии активации. Однако из кривых Ролласона, как показал И. А. Левин [99, с. 148], следуют два значения энергии активации, одно из которых близко к значению энергии активации объемной диффузии хрома ( — 50 Дж/г-атом), а второе значительно ниже ( 160—250 Дж/г-атом) последнее следует относить к процессу диффузии хрома по границам зерен. [c.102] Обедненные хромом зоны могут возникнуть и при образовании, кроме карбидов хрома, других фаз, обогащенных хромом, как например, хромистого б-феррита, а-фазы, температура образования которых 1300— 400 и 650—850 С соответственно. При этом ст-фаза представляет со- бой интерметаллическое соединение РеСг, в котором могут растворяться и другие легирующие элементы, например, молибден. Участки, окружающие ст-фазу, будут обеднены хромом и молибденом и могут подвергнуться преимущественному растворению в некоторых средах. [c.102] Теория обеднения, связанная с образованием карбидов хрома или других фаз, богатых хромом, хорошо объясняет влияние на МКК температуры и длительности отпуска, содержания в стали углерода, карбидообразующих элементов, а также элементов, повышающих коррозионную стойкость сталей к МКК (хрома, молибдена, кремния и др.). [c.103] Для коррозионностойких сталей в сильно окислительных средах например, горячей концентрированной HNO3, причиной МКК может быть малая устойчивость в этих условиях самих фаз, выделяющихся по границам. К их числу следует отнести 0-фазу, б-феррит в литых сталях,, неравновесные и равновесные карбиды и мартенситную фазу. [c.103] В области перепассивации в сильно окислительных средах (при потенциалах 1,3—1,35 В) возмол-iHa МКК сплавов без выделения избыточных фаз по границам зерен. Она является следствием сегрегации иа границах зерен некоторых примесей фосфора, серы, углерода, кремния [101 —103] и связана с их растворением. [c.103] Выдвигается также предположение, согласно которому помимо сегрегации примесей, развитию МКК может способствовать высокая плотность дислокаций иа границах зерен, что приводит к ухудшению за щит-кых свойств пассивной пленки над ними, как это наблюдали для нержавеющей хромоникелевой стали, содержащей до 1 % Si. Одиако при увеличении содержания S до 3—4 %, когда концентрация Si в твердом растворе растет и становится достаточной для образования защитной пленки, обогащенной SIO2, влияние дислокации уже незаметно и стойкость стали к МКК при этом возрастает [103]. [c.103] Это явление можно объяснить [7, с. 511] также обеднением граиии, зерен хромом, происходящим в результате некоторых режимов нагрева стали, особенно при сварке. В узкей сварной зоне металл нагревается до 1300 С и выше. При этой температуре карбиды титана (или ниобия) растворяются и вследствие быстрого охлаждения не успевают выделять ся вновь. При повторном нагреве такой стали в области температур-600—750 °С из-за более высокой концентрации хрома в твердом растворе в осадок могут выпасть карбиды хрома, а не титана (или ниобия) н вызвать понижение концентрации хрома на границах зерен. Ножевая коррозия проявляется нри сварке с двусторонним швом и возникает чаще в нервом шве, подвергающемся повторному нагреву. Для предотвращения нол евой коррозии рекомендуется применять низкоуглеродистые стали, соответствующие режимы сварки, или подвергать сварные соединения стабилизирующему отжигу при температурах порядка 870— 1150 С. [c.103] Ножевая коррозия в некоторых случаях может быть вызвана растворением карбидов титана, выпадающих в виде дендритных образований по границам зерен в околошовной зоне при сварке [98]. Этот вид. [c.103] Склонность к МКК, помимо состава и структуры сплава зависит также от внешних условий, в которых протекает коррозия (состав коррозионной среды, ее температура). [c.104] Влияние термообработки на склонность нержавеюших сталей к МКК можно видеть из С-образных кривых (рис. 29) [104, с. 373]. [c.104] Оптическое и электронио-микро-скопическое изучение структуры сталей показало, что их склонность к МКК проявляется, когда границы зерен густо усеяны карбидами или карбиды образуют сплошную сетку. [c.104]Вернуться к основной статье
chem21.info
Межкристаллитная коррозия методы исследования - Справочник химика 21
В первой статье сборника рассматривается целесообразность использования понятия контролирующего фактора для характеристики механизма защитного действия и систематизации различных видов антикоррозионной защиты. Остальные работы сборника посвящены конкретным вопросам экспериментального исследования процессов коррозии и защиты металлических систем. В сборнике нашли отражение такие важные разделы, как исследование газовой коррозии при термообработке сплавов, коррозии и защиты металлов при травлении в кислотах, кислотостойкости металлов при повышенных температурах, коррозии нового металлического конструкционного материала — титана, его сплавов, сплавов ниобия с танталом и новые исследования по межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей. В сборнике помещены последние работы по исследованию коррозионной усталости сталей и по коррозии и защите в некоторых производствах химической промышленности. Цель сборника — на основе современных методов исследования и имеющихся научных достижений указать некоторые новые пути и дать вполне определенные рекомендации нашей промышленности по борьбе с коррозионным разрушением. [c.3]Как первый, так и второй тип межкристаллитной коррозии связан с окислительно-восстановительными свойствами коррозионной среды. Поэтому для объяснения причин возникновения межкристаллитной коррозии именно в данном определенном состоянии и ее механизма удобнее всего использовать приведенные ранее электрохимические закономерности, полученные методом потенциостатической поляризации. Так можно гораздо точнее различить отдельные типы межкристаллитной коррозии. Метод потенциостатической поляризации применяют не только для исследования причин, вызывающих межкристаллитную коррозию. Он удобен и для замены некоторых приемочных испытаний, позволяя проводить их при таких потенциалах, которые не могут быть достигнуты в обычных испытаниях (см. гл. 10.3.5.3) [50]. [c.68]
В качестве дополнительных методов контроля, а также в исследованиях применяют различные физические методы определения межкристаллитной коррозии токовихревой, ультразвуковой, цветной, внутреннего трения и др. [c.454]
Исследование межкристаллитной коррозии. Существуют испытания, на основании которых можно определять склонность сплавов к межкристаллитной коррозии. Особенно часто определяют склонность к межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей аустенитного, аустенитно-мартенситною и аустенит-но-ферритного классов. Методы испытаний проката, поковок, труб, проволоки, литья, сварных соединений, изготовленных из сталей этих классов, а также двухслойных сталей и биметаллических труб с плакирующим или основным слоем из этих сталей предусмотрены ГОСТ 6032—75. [c.90]
Основная особенность относительного метода заключается в том, что для определения качества изделия его акустические характеристики сравнивают с характеристиками эталонного образца, форма и размеры которого соответствуют контролируемому изделию. Контроль осуществляют не на одной, а на нескольких частотах, при этом для количественной оценки структурного состояния металла принимают отношения амплитуд сигналов при прозвучивании на разных частотах. При массовом контроле деталей, когда необходимо лишь определить соответствие структуры металла действующим техническим условиям, достаточно вести разбраковку на двух частотах. Эти частоты выбирают путем предварительного исследования частотной зависимости затухания ультразвуковых колебаний в металле изделий. Их выбирают так, чтобы отношение сравниваемых амплитуд сигналов, генерируемых одним пьезоэлементом искательной головки, при допустимом отклонении структуры испытуемого изделия от эталонного образца было бы больше нуля, а при недопустимом отклонении равно нулю или наоборот [123]. Дальнейшие исследования показали возможность контроля относительным методом величины и формы графитных включений в серых и высокопрочных чугунах ПО, 116, 123], величины зерна в стали [110, 123], глубины межкристаллитной коррозии [107, 118], неоднородности сварных швов нержавеющих сталей [50, 109, 117, 119] и пр. не только в лабораторных, но и в производственных условиях. [c.68]
Коэффициент коррозии определяют как отношение амплитуд сигналов при прозвучивании образцов с коррозией и без нее на фиксированной частоте ультразвука (первый вариант) или как отношение амплитуд сигналов при прозвучивании одного образца на разных частотах (второй вариант) [123]. Исследования показали [105, 118, 123], что значения коэффициентов коррозии для данной марки стали и режима термообработки, обеспечивающего приблизительно одинаковую величину зерна, однозначно определяются глубиной межкристаллитной коррозии металла. Поэтому, установив эти коэффициенты по эталонным образцам с известной глубиной коррозии, можно с достаточной для практики точностью определять ультразвуковым методом глубину коррозии. [c.104]
Преимуществом данного метода определения межкристаллитной коррозии является возможность количественно оценивать склонность металла к межкристаллитной коррозии я возможность характеризовать разрушение при незначительной степени его развития. К недостаткам следует отнести громоздкость, продолжительность определений и необходимость применять специальные образцы. Перечисленные недостатки вряд ли позволят широко внедрять данный метод в практику для массовых испытаний, однако они не имеют большого значения при использовании этого метода для специальных исследований и при решении спорных вопросов, связанных с применением других методов. [c.102]
М. А. Веденеева и Н. Д. Томашов [15] применили -новый чувствительный метод определения межкристаллитного разрушения путем измерения внутреннего трения и частоты собственных колебаний образца. Проведенные ими исследования показали, что изменение частоты собственных колебаний близко к изменению электросопротивления, а увеличение внутреннего трения в несколько раз превышает изменение этих характери-сти под влиянием межкристаллитной коррозии. Поэтому метод измерения внутреннего трения можно отнести к чувствительным методам оценки межкристаллитного разрушения. [c.256]
Для исследования межкристаллитной коррозии применяют и микроэлектрохимические методы, с помощью которых можно измерить потенциалы структурных составляющих и их измене- [c.257]
Для исследования межкристаллитной коррозии титана был использован метод измерения электросопротивления до и после коррозии. Измерение электросопротивления проводилось на мосте постоянного тока типа МТВ. Склонность титана к межкристаллитной коррозии определялась величиной, равной относительному увеличению омического сопротивления образца, деленному на относительное уменьшение веса после коррозии [c.165]
Такие вопросы теории и механизма электрохимической коррозии, как равновесные и стационарные электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность поверхности металла, кинетика катодного и анодного процессов, работа коррозионного элемента, пассивность и потенциостатический метод исследований, рассмотрены в работах № 5—13. Особенности коррозии металлов в различных условиях службы, например кислотостойкость, грунтовая коррозия металлов, межкристаллитная и точечная коррозия сталей, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость, а также некоторые стандартные методы коррозионных испытаний иллюстрируются работами № 14—22. [c.64]
Исследование межкристаллитной коррозии, а также определение количества и характера распределения выпавших карбидов производятся металлографическим методом с помощью микроскопа. Изучение сварных соединений под микроскопом даёт развёрнутую характеристику качества сварки и позволяет точно определить наличие и характер дефектов, вызванных предшествующими термическими превращениями стали в процессе сварки. [c.136]
Контроль качества готовой продукции. Для проведения этих исследований разрабатывают стандартные методы и критерии оценки качества продукции. С помощью этих методов осуществляют контроль качества защитных покрытий и определение соответствия установленным требованиям коррозионной стойкости выпускаемых металлов. Типовой пример — определение склонности хромоникелевых сталей к межкристаллитной коррозий. [c.200]
Наличие межкристаллитной коррозии можно качественно установить и не прибегая к сложному методу микроско-пического исследования — по потере металлического звука образцами металла. [c.90]
Кроме визуального осмотра более детальные качественные определения производятся путем микроскопического исследования образцов, подвергшихся коррозии (особенно важно для обнаружения межкристаллитной коррозии), а также с помощью индикаторного метода при добавлении в коррозионную среду веществ, окрашивающих ионы металла, переходящие в раствор. [c.9]
Микроскопическое исследование образцов металла после коррозионных испытаний позволяет установить внутренние изменения в металле. Металлографическое исследование межкристаллитной коррозии позволяет обнаруживать зоны ее возникновения, характер распределения, границы зерен и степень поражения металла. Этим методом можно также пользоваться для изучения избирательной коррозии. [c.70]
Другие методы исследования межкристаллитной коррозии [c.191]
Для исследования межкристаллитной коррозии оборудования, находящегося в эксплуатации, было предложено несколько способов, основанных, главным образом, на физических методах испытания без разрушения. Так, ультразвуковой метод может выявить даже начальные стадии межкристаллитной коррозии, проникающей на глубину от 10 до 15 мкм [236]. Возбуждение вихревых токов в контролируемом оборудовании из нержавеющей стали также может служить для онределения глубины проникновения межкристаллитной коррозии от 10—20 до 200—250 мкм. Сила возбужденных вихревых токов зависит от электропроводности стали и поэтому нарушение связи между зернами вызывает ее уменьшение. Оба метода требуют соответствующих приборов, которые достаточно дороги. [c.195]
Микроскопическое исследование образцов после коррозии. Этот метод применяется в тех случаях, когда предполагается наличие межкристаллитной коррозии. Микроскопическое исследование позволяет установить внутренние изменения металла вследствие нарушения связи по гранщам зерен . [c.90]
В последние годы появились аусгенитпые нержавеющие стали с очень низким содержанием углерода (0,03%), которые имеют вполне удовлетворительные антикоррозионные свойства и не нуждаются в применении стабилизаторов. Их сварные швы основательно исследованы на межкристаллитную коррозию методом Штрауса в Англии. В табл. 1 дан химический состав сталей, а в табл. 2 показаны результаты исследования няти разных сталей, нри исны-гании которых менялись время воздействия, температуры, время пребывания в корродирующем растворе и угол изгиба. [c.42]
К числу специальных методов коррозионных испытаний относятся определение склонности металлов к межкристаллитной коррозии исследования в условиях совместного действия агрессивных срсд и напряжений изучение контактной, щелевой и газовой коррозии металлов. Наибольп]ее значение имеют методы испытания металлов па склонность к межкристаллитной коррозии. [c.344]
Указанный контроль сварных соединений осуществляется следующими методами внешним осмотром и измерением швов механическими испытаниями металлографическим исследованием стилоскопированием ультразвуковой дефектоскопией просвечиванием (рентгено- или гаммаграфированием) замером твердости металла шва испытанием на межкристаллитную коррозию гидравлическим или пневматическим испытанием и другими методами (магнитографией, цветной дефектоскопией и т. д.), если они предусмотрены в чертежах и ТУ. [c.96]
В разделе указываются методы испытаний и исследований, не предусмотренные предыдущими разделам.ч насто.чт, ) паспорта (испытание на стойкость против межкристаллитной коррозии, стилоскопирование и др.). [c.252]
На основании многолетного опыта НИИхиммаша по ультразвуковому контролю различных материалов и изделий из них можно было предполагать, что этот метод можно использовать для обнаружения и определения глубины МКК. Исследования подтвердили это предположение [102, 118, 123]. Разрушение поверхностного слоя металла МКК вызывает рассеяние ультразвуковых поверхностных и сдвиговых (поперечных) волн, при этом степень их рассеяния зависит от глубины проникновения межкристаллитной коррозии в металл. Для контроля МКК можно использовать импульсный ультразвуковой прибор с частотой УЗК от 0,7 до [c.103]
Напряжения, снимаемые с компенсационного и измерительного контуров, выпрямляются диодами и сглаживаются интегрирующими цепочками Разность напряжений, получающаяся при установке датчика на образец с коррозионными поражениями, подается на вход дифференциального усилителя постоянного тока, в аноды которого включен стрелочный индикатор. Отсчет показаний глубины межкристаллитных поражений производится непосредственно по шкале микроамперметра. Для определения глубины межкристаллитной коррозии токовихревым методом с помощью прибора ТПН-1М необходимо предварительно построить градуировочную кривую. Для ее построения используют образцы с различной глубиной МКК. Показания прибора для определенных участков образца сопоставляют с данными металлографического исследования, а также данными других методов [118]. На рис. 115 приведены градуировочная кривая прибора ТПН-1М для образцов стали 12Х18Н10Т толщиной 0,1—0,8 мм. Как показали эксперименты, токовихревым прибором можно измерять глубину межкристаллитной коррозии в тонколистовых сталях 12Х18Н10Т от 5—10 мкм, т. е. при проникновении коррозии на глубину порядка 0,5— 1 диаметра зерен мелкозернистой стали. [c.159]
Исследования на межкристаллитную коррозию проводили по методу АМ в соответствии с ГОСТ 6032-84 и при помощи ультразвукового анализатора ДСК-1М. Твердость образцов определяли методами Бринелля (НВ), Роквелла (НЯВ) по общепринятой методике микротвердость - на приборе ПМТ-3 с нагрузкой на индентор 50 граммов. [c.9]
Исследование анодного поведения стали 2Х18Н9 во втором растворе методом снятия поляризационных кривых показало, что и в этом растворе зафиксировано наступление пассивности при анодной поляризации. По результатам коррозионных испытаний установлено, что в области пассивных значений потенциалов от +0,69 до +0,79 в межкристаллитная коррозия отсутствует, на участке транссассивности происходило межкристаллитное разрушение на небольшую глубину. В отсутствие анодно11 поляризации, при стационарных потенциалах образцов, соответствующих в данных случаях неполному пассивному состоянию, развивалась интенсивная межкристаллитная коррозия. [c.125]
Установленное в сталях этого типа предельное содержание углерода и азота (по 0,025 %) при суммарном содержании -l-Nподдержания концентрации углерода или азота на этом уровне стали переплавляют методом аргоно-кислородного (АКО) или вакуумнокислородного (ВКО) обезуглероживания. Однако даже такие низкие концентрации углерода и азота не устраняют полностью склонность сталей к межкристаллитной коррозии. Поэтому в качестве стабилизаторов в них вводят Ti+, +Nb = 0,20+4( +N)=0,80 (max). [c.163]
Микроскопическое исследование. Дальнейшим развитием ви- зуального метода исследования коррозии металлов является микроскопическое исследование. Так же как и в предыдущих случаях, микроскопическое исследование можно проводить после и во время проведения коррозионных испытаний. Микроскопическое исследование позволяет прежде всего подробно изучать избирательный и локальный характер коррозии межкристаллитную коррозию, межкристаллитное и внутрикристаллитное коррозионное растрескивание и корроз1ионную усталость, структурную и экстрагивную коррозию. Микроскопическое наблюдение коррозионных процессов во времени позволяет получить ценные данные о начале и характере развития коррозионных разрушений. Для наблюдения коррозионного процесса под микроскопом [1] поверхность образца — в виде шлифа или подготовленную другим способом — помещают в ванночку так, чтобы рабочая поверхность была повернута к объективу микроскопа. После чего ее наводят на фокус, наливают заранее отмеренное количество коррозионной среды и начинают наблюдеиие. Микроскопические наблюдения можно производить одновременно с электрохимическими, о чем более подробно сказано ниже в гл.ЛУ- [c.17]
Образование карбида хрома в нержавеющих сталях типа 18-8 соответствует появлению чувствительности металла к межкристаллитной коррозии. Это образование, наблюдающееся в основном между зернами, влечет за собой межкристаллитную хрупкость при низкой температуре [1 , 2]. С помощью электронного микроскопа авторы изучили морфологию образований, получающихся в процессе отжига. Аналогичные исследования несколько раньше были проведены Мала и Нильсеном [3] и Кинцелем [4], которые наблюдали под электронным микроскопом образования, выделенные методом электролитического изо-лированг1Я. Этим методом исследования авторы не смогли выяснить происхождение (меж- или впутрикристаллитное) образования оно было уточнено авторами настоящей статьи благодаря микрофрактографии. [c.273]
Четвертая группа докладов посвящена коррозии паросилового оборудования и методам ее предотвращения. В ней рассматриваются коррозионные процессы, протекающие в котлах высокого давле ния, водяных экономайзерах, а также в тракте питательней воды во время работы, простоев и кислотных промывок оборудования. Сравнивается эффективность существующих способов борьбы с различными видами коррозии, в том числе деаэрация, химическое обескислороживание, амини-рование и т. п. (статьи П. А. Акользина, И. Т. Деева, Д. Я. Кагана и Т. А. Каганер). Особое внимание уделено весьма опасной межкристаллитной коррозии металла барабанов и труб котлов высокого давления (статьи И. Г. Подгорного, П. А. Акользина и А. В. Ратнера). Приведены результаты рентгенографического исследования продуктов коррозии (статьи А. Н. Хлапогой и И. Т. Деега). [c.5]
Метод исследования напряженности поля в электролите пригоден для исследования не только питтинговой, но и других видов локальной коррозии, например контактной и щелевой, а при повышении чувствительности приборов, регистрирующих напряженность поля, возможно, и межкристаллитной коррозии, а также склонности сплавов к коррозионному растрескиванию. [c.197]
К группе специальных методов исследования коррозии относится ряд испытаний, выполняемых для определения влияния внешних факторов на процесс коррозии, таких как механические напряжения (в том числе и знакопеременные), давление, температура, скорость потока и размер взвешенных в нем частиц. К этой группе можно отнести испытания на межкристаллитную и транскристал-литную коррозию, а также испытания защитного действия органических покрытий. Для определения защитного действия покрытий можно применять уже описанные методы — гравиметрический и объемный, а также мето- [c.86]
Ввиду того что коррозия имеет электрохимическую природу, неудивительно, что измерение электрических свойств поверхности раздела металл — раствор (электрический двойной слой) широко используются при фундаментальных исследованиях механизма коррозии, в мероприятих по защите, а также для контроля в эксплуатационных условиях. В этом разделе рассматриваются электрические измерения в лаборатории, цель которых оценить коррозионное поведение металлов и сплавов в условиях службы, не прибегая к более утомительным и продолжительным полевым (натурным) испытаниям. Скорость коррозии, чувствительность металла к контактной коррозии, питтингу, межкристаллитной коррозии можно определять в лаборатории при помощи электрохимических методов для прогнозирования поведения металла в условиях эксплуатации. [c.553]
chem21.info
Межкристаллитная коррозия — википедия фото
При малой коррозионной потере массы разрушение материала может проникать на большую глубину и сопровождаться снижением прочности и пластичности материала, что быстро приводит к выходу из строя всей конструкции. Межкристаллитная коррозия относится к электрохимическим процессам, и обусловлена тем, что твердый раствор при определенных условиях может расслаиваться с образованием по границам зерен фаз, обогащенных одним из компонентов материала, а участки, непосредственно прилегающие к границам зерен, оказываются обедненными этим компонентом. Под действием той или иной агрессивной среды происходит избирательное анодное растворение либо обогащенных, либо соседних с ними обедненных зон.
Межкристаллитной коррозии подвержены многие сплавы на основе железа (в том числе ферритные, аустенитные, аустенитно-ферритные и другие стали), а также никелевые, алюминиевые и другие сплавы, имеющие, как правило, неоднородную структуру. В нержавеющих сталях часто встречается высокое (более 12%) содержание хрома, который в обычных условиях формирует на поверхности стали пассивирующий слой (оксидную пленку), защищающий её от коррозии. Именно высокое содержание хрома служит для нержавеющих сталей основной причиной межкристаллитной коррозии, поскольку при некоторых условиях хром выделяется вдоль границ зерен фаз, и создаются карбиды хрома. Соседние зоны, обедненные хромом, переходят в активное состояние при более отрицательных значениях электрохимического потенциала, чем фазы с избытком хрома. В результате в слабоокислительных средах обедненные хромом зоны становятся электрохимически активными и корродируют с более высокими скоростями, чем фазы, обогащенные хромом. Наибольшая склонность к межкристаллитной коррозии наблюдается в тех случаях, когда избыточные фазы на границах зерен соприкасаются, образуя непрерывные цепочки.
В сильноокислительных средах развитие межкристаллитной коррозии обусловлено избирательным растворением насыщенных фаз. Оно ускоряется, если в этих фазах имеются легирующие элементы, легко подвергающиеся перепассивации, например, молибден, вольфрам, ванадий или элементы с низкой коррозионной стойкостью, например, марганец, медь.
Одной из причин межкристаллитной коррозии может быть сегрегация по границам зерен примесей; этим часто объясняется, например, коррозия закаленных аустенитных коррозионностойких сталей, содержащих примеси фосфора, кремния и пр., в сильноокислительных средах.
Разделение фаз часто происходит при нагреве металлов на долгое время более 700 °C, что случается при нарушении режимов сварки, термообработке, обработке давлением.
Стойкость материала к этому виду коррозии можно повысить правильным выбором режимов термообработки, снижением содержания примесей, легированием элементами, предотвращающими образование нежелательных избыточных фаз по границам зерен, например титаном, ниобием, танталом, которые формируют с углеродом более стабильные соединения, чем карбид хрома.
Хорошей превентивной мерой является снижение содержания углерода в основном, а при сварке и в сварочном материале до уровня менее 0,02 %.
Возможен способ нагрева изделия до 1000 °C и закалки в воде, что ведет к растворению карбидов в зернах и препятствует их повторному выделению.
При сваривании достаточно тонких слоев материала материал не успевает прогреться до температур, ведущих к межкристаллитной коррозии.
org-wikipediya.ru
