Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Дополнительное тепловое воздействие в области критических температур (наложение второго шва) приводит к выделению карбидов хрома (М.„С,), что усложняет механизм ножевой коррозии и повышает ее скорость. В окислительных средах кислого. стойкие хромоникелевые стали, стабилизированные титаном, менее стойки, чем стабилизированные ниобием, которые, в свою очередь, менее стойки, чем с низким содержанием 1- ое углерода.
2 Межкристаллитная коррозия алюминиевых 1рйй сплавов также связана с выпадением избыточных 1 (интерметаллидных) фаз типа СцА!гп МХА!з, МдХпа вйй и др. Точечная коррозия типична для пассивиб'й? рующихся металлов (хром, алюминий, хромо- никелевые стали и др.) и возникает в результате повреждения в отдельных участках пассивной пленки.
В сварных соединениях точечной коррозии подвержена преимущественно зона термиРис. 4. Границы выделе- ческого влияния. ния карбидов типа МззСа(1) Коррозионное разрушение сварных соединений и МС (2) у сталей типа в напряженном состоянии [4). Напряженное состоя- 12Х!8Н!0Т, нагретых до ние влияет на коррозионное поведение металла 1250' С, в зависимости от вследствие: а) сообщения металлу добавочной энертемпературно-временных гни, в связи с чем иону Ме+ легче покинуть решетку условий (2) деформированного металла по сравнению с недеформированным; б) нарушения под действием деформации сплошности и защитных свойств поверхностных пленок; в) повышения степени неоднородности, связанной с появлением под действием деформаций дефектов кристаллической решетки и новых анодных фаз. Скорость коррозии д относительно мало изменяется под влиянием упругих напряжений в нейтральных и щелочных средах, но может заметно (в 2 — 3 раза) увеличиваться в кислых средах пропорционально напряжениям: д = до+ ао, где ае — скорость без растягивающих напряжений; сь — коэффициент пропорциональности.
Незначительно влияя на общую коррозию, напряжения интенсифицируют местные виды коррозии, наиболее опасными из которых является растрескнвзние, вызываемое статическими нагрузками, и коррозионная усталость при циклическом нагружении. Коррозионное разрушение в напряженном состоянии определяется коррозионными, механическими н сорбционйымн процессами, а также сопутствующими процессами (кавитация, радиация). Коррозионное растрескивание состоит из двух основных периодов: а) зарождения трещины или инкубационного периода (1,), в течение которого на металлической поверхности под влиянием локализации коррозионного процесса и растягивающнх напряжений происходит зарождение первичных коррозионно-механических трещин; б) периода развития трещины (1 ), который, в свою очередь, определяется временем докритического (субкритического) роста трещины до ее критических размеров, после чего происходит лавинообразное разрушение.
Скорость субкритического роста коррозионных трещин в зависимости от материала, напряжений н среды изменяется в пределах 10 — 1О ь мм1'ч, Постоянное разрушение пленки и интенсивное перемещение раствора при циклическом нагружении может резко повысить скорость разрушения при коррозионной усталости по сравнению с коррозионным растрескиванием. 102 й И вй йй а гй Ой И О И Ю И оррп1, нвр,114иа вв„, нвв/лпчв абн, нвс/льч в а1 Рис. 5. Влияние напряжений и вида напряженного состояния на коррозионное растрескивание в различных средах (сплошные линии — сварное соединение, штриховые — основной металл): о — а„я > О, ао = 0; 1, 4 — оДноосньп1 изгиб; 2 — двУхосный нагиб, В, Б, б — оДноосное растяжение', 1, 2, Я вЂ” 12Х18Н10Т; 4 — ОТ4; б — Стзсп; б — АМг6; б — ао ) О, авн — — 0; 1 — 12Х18Н!ОТ; 2 — ВТ1-1;  — Стзсп; 4 — ОТ4; в — авн > О, аост ) 0 1 — 12Х18Н!ОТ; 2 — ОТ4; среды — см.
табл. 3 Разрушения вызываются растягивающими напряжениями. Для большинства сочетаний металл — среда имеются пороговые значения напряжений опор ниже которых растрескивание не имеет места вообще или на определенной базе испытаний (рис. 5). Пороговые напряжения варьируются в пределах (0,2 — 1)от (табл. 2). Сварные соединения растрескиваются интенсивнее по сравнению с основным металлом в связи с воздействием сварочного процесса.
Остаточные сварочные напря- 2, Ориентировочные значения отношении пороговых напряжений к пределу текучести некоторых материалов в характерных средах, вызывающих их растрескивание Сварные соедине- ния Температура, ОС ' Основной металл Среда Материал 0,9 — 1 о,б 0,3 — 0,6 0,9 — 1 О„б 0,6 — 1 т >60'с Кипение Нормаль- ная 1Дслочные растворы Растворы нитратов Среды с сероводородом Кипение Хлорнды Коррознонно-стойкие хромонпкелевые стали тяпа !2Х!8Н!ОТ.' отожженные деформированные 0,6 — 0,6 0,2 — 0,8 0,4 — 0,5 0,2 — 0,4 Алюминиевые сплавы Растворы на основе 3%-ного МаС1 0,6 0,6 Нормаль- ная Бромнсто-метаноловые Тнтановые а-сплавы 0,6 0,2 — 0,4 150 151 Сос гав среды !водные растворы) Режим Материал Г!огружение прн кипя. ~езгни ! ! 3 — 6% ХН ХО +50 — 57% Са (ХОз), 35о4 ХН,ХО,+45% Са (ХОз), о 25 — 50% ХаОН 50,, ХЙ,ХО, 42% МКС), Углеродистые н низколегировапные стали Переменное погружепие, распыление, гогру- зог ХаС! зо4 Хзс)-1-1% Рес!з Увлажненный Нз$ Рис.
6. Влияние предварительной пластической деформации растяжением на время до коррозионного растрескнвания стали СтЗсп (1)„12Х18Н10Т (2), сплава АМг6 (д) и деформации сжатием сплава АМгб (4). Коррозионные испытания при постоянной нагрузке и= 0,9о, жение Погружение при кипя- чении ! 42% МяС1:„ 3 — 6% ХНзХОз+50 57% Са (ХО,), 1!О г)дмз СнЗО„+55 смз(дм НзЯОз Корозионно-стойкис хромоникелевые стали !0% НХО +3ойНР ! 70— 11огруженне при 30 'С П ГП уП зП 4П 6,% З% Хзс) Морская вода ~ зоГ Хас! 3% ХаС1+0.1% НзОз Зо7 ХаС!+!од НС! 3% ХаС1+О!% СНзСООН +О,! о СН,СООХа' Морская вода Алюминиевые спла аы Погружение, переменное погружение, распыление в камере 3,5оо ХаС1+2%КзСгО„ 0,00! н.
ХаС! Магниевые сплавы Погруженн) при кипя. чении и в парах над рас- твором Титановые сплавы ~ 65 — 99% НХО* В твердом состоянии прн 290"С ХаС! (кристаллический) З% Хас) Морская вода Бромисто-метаноловые среды (1 — 2,5% Вг+Π— 30% Н,О+остальное СН,ОН)" 20% НС) Погружение 2 5 — 5% НС1 Погрузкение при кипя- чении 1(орразианная стойкость и прочность сварных соединений жения без внешней нагрузки могут вызывать интенсивное растрескнвание (рис. 5, б). В средах, вызывающих растрескивание, действие остаточных напряжений н напряжений от внешней нагрузки суммируется (рис, 5, в). Влияние пластической деформации на коррозионное разрушение не одно.
значно (рис. 6), так как в результате пластической деформации могут возникать как благоприятные, так и неблагоприятные изменения свойств металла и напряженного состояния. К неблагоприятным относятся: а) повышение внутренней энергии металла; 6) возникновение при деформации анодных фаз, дефектов пешетки, микро- и макронарушений поверхности и структуры, сопровождающихся увеличением и концентрацией напряженности 11 рода; в) возникновение при неравномерной пластической деформации собственных растягивающих напряжений 1 рода, Процессами, способствующими повышению стойкости, являются: а) уменьшение, перераспределение и снятие в процессе деформации собственных напряжений 1 рода, а также возникновение сжимающих напряжений на поверхности; б) более равномерное распределение анодных участков„что уменьшает локализацию коррозионного разрушения.
В зависимости от металла и среды, деформационно-силовой схемы, степени деформации и термодеформационных условий превалируют те нли иные процессы и имеет место увеличение нли уменьшение стойкости металла. Отрицательное влияние концентраторов особенно резко проявляется в средах, в которых металл находится в пассивном или активно-пассивном состоянии. С увеличением агрессивности сред влияние концентратора ослабевает. Чем выше уровень напряженности, тем сильнее проявляется влияние концентраторов прн относительно меньшем влиянии среды.
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОРРОЗИОННОМУ РАЗРУШЕНИЮ 141 Методы испытаний можно классифицировать: 1) по целевому назначению: а) исследования с целью выявления механизмов разрушения сварных соединений; б) испытания для обоснованного выбора материала конструкции и технологии изготовления сварного изделия; в) экспертные исследования для выяснения причин отказов конкретных конструкций; 2) по типу испытуемого объекта: а) сравнительные испытания образцов; 6) модельньге испытания элементов, узлов и макетов, обеспечивающих технологическое и конструктивное подобие конструкции; в) натурные испытания конструкций; 3) по типу испытательных сред: а) для сравнительных ускоренных испытаний (табл.
3); 6) производственные; 4) по виду напряженного состояния (табл. 4): а) испытания объектов с собственным полем напряжений; б) с напряжениями от внешней нагрузки (постоянная деформация, постоянная нагрузка, заданная скорость деформации, одно- Методы оценки сопротивляемости корразионному разрушению 3. Составы сред, рекомендуемых для ускоренных испытаний сварных соединений на склонность к коррозионному растрескнванию П р и м е ч а н н е. Звездочкой отмечены среды, в котор риалы, приведенные на рис. 5 и о.
158 152 Двухосное напряженное состояние Одноосное напряженное состояние от внешней нагрузки и „ вн Напряжения от внешней нагрузки и остаточные вн' вп + ост Напряжения остаточные о ост Обрььзцы йеееьежеиие Ю Тип коррозионноно разрушения (преобла- дающий отказ) Осно Показатель коррозии Сплоьиььая (общая) кор- розия Гравиаметрический — определение изменения массы Профилографический — определение глубины коррозии Механический — определение изменения механических свойств. при растяжении при изгибе Электрохимический — определение электродного потенциала а, гь(м'ч) /ь мм/год Макеты, рэлы в, кгс/мм', и.
';,', Р, кгс; а', ьр, мп Механический при растяжении: при изгибе Определение: глубины пораньеььия металлографическим и профилографическим способами глубины времени до появления поражения числа коррозионных центров Местная коррозия; меь.-.крьсталлитная и избирательная и, кгс/ммэ; Ь, %ь Р, кгс; а"; /ь, мм,'год /ь, мм 6 ч,дни язвенная и точечная Определение: времени и скорости растресиива- ния Корромьоииая усталость: статическая (коррознопное растрескиванне) 6 ч; 1Д, 1/год, 1/ч и, кгс/мм' /С)зее, кгс/мм / 32 л и/ь/, кгс/мме величины критических (порого- вых) напряькеннй коэффициента интенсивности числа растрескавшихся образцов »словно~ о предела коррозионно- циклической прочности числа циклов до разрушения повторно-статическая и циклическая )Ч н числа циклов до появления тре- щины Коррозионная стойкость и прочность сварных соединений Гь Основные виды натруженна и схемы испытании сварных соединениэ на коррозинь под напряжением осиые, двухосные напряжения, растяжение, изгиб, кручение); в) с суммарным напряженным состоянием от внешней нагрузки и собственных напряжений; г) с концентраторами, без концентраторов.
5) по показателям сопротивляемости разрушению в зависимости от вида коррозионного разрушения (табл. 5). Для выбора материала и оценки сопротивляемости разрушению предусматривают испытания: 1) для оценки изменения свойств металла под влиянием среды вследствие общей и местной коррозии (гравиметрические, профилографическне, механические при растяжении и изгибе, дополнительно электрохимические, физические); эти испытания являются необходимыми, но недостаточными для оценки сопротивляемости металла разрушению в агрессивной среде; 2) в напряженьом состоянии с учетом собственных н внешних нагрузок. Сопоставляют свойства без воздействия и при воздействии среды. Свойства сварных соединений целесообразно сопоставлять со свойствами основного металла. Изменение показателя свойств П оценивают относительными коэффициентами /гн, й„ /(,„, показывающими изменение свойств соответственно основного металла (Й„), сварного соединения ()сс) и сварного соединения относител~но основ~ого металла (/еси) (табл, 6): где Пэ — эталонное значение показателя сопротивляемости: П„, П, — соот'ететвенно сопротивляемость основного металла и сварного соединения Пн е= у„, Методы оценки сопротивляе/ности корросзионному разрушению /ь„, о„т„, о„,; П, еп ()с, /ь„ос, т„ои, и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
