Межкристаллическая коррозия

[ВОблин 706]

Начал опрессовывать очередной ПВК выполненный из  советского кпэ 250 , и обнаружил что металл соединительной трубы оказался «стеклянным» Сочатся...но под обшивкой и не увидишь никогда.

Но котелок если его доделать очень хорош. Давление держит без вопросов. На картинке Мпа ( почти 2,5атм)

Изменено 23 ноября 2018 пользователем Gagarin

[fortunaru 1]

... а полуавтоматические швы сварщик видать синим «в навоз» накладывал. 

Читал что АПЛ Курск грохнулся по причине хреновых швов топливного бака торпеды. А там военная приемка была.

[ВОблин 706]

[b][member=fortunaru][/b],  вполне возможно, но большую опасность несет "остекленение" (хрупкость) металла как на фото. 

[alexkostroma 72]

[member=fortunaru], ничего удивительного.у нас на одном из предприятий делают катера по госзаказу.куча сварщиков варят корпус 8мм электродом.ничего не видно,гарь, вентиляции почти нет,темнота...чего можно наварить?

[CTAPbIU 49]

Материал "стеклянной" трубы закалился при сварке?

позволю вклинится и ответить за Мастера - да, в результате несоблюдения технологии. сам сталкивался не раз, было что титановая 1/2" труба лопнула как простой карандаш. собсно на изломе причину и видно было - "кристализация" и "пористость" материала.

[ВОблин 706]

Эта хрупкоть не только возле швов, иногда по всей поверхности встречается. Я встречал ее очень много раз, причем даже на европейских суперкрутых пивоварнях, когда корпус паровых или водяных котлов покрывался паутиной трещин. Такой котел весь сочиться и парит, работает пока на куски разваливаться не станет. При подаче давления даже «хруст» слышно.

Надо насобирать фото таких приколов....

В данном случае попался только кусок этой трубы, остальной корпус из хорошей стали.

Изменено 19 ноября 2018 пользователем ВОблин

[ВОблин 706]

Фото «стеклянного « металла

[Gagarin 1 984]

У меня самовар рюмка старый так весь растрескался и превратился в паутину.

[01vlad 150]

Эта хрупкоть не только возле швов, иногда по всей поверхности встречается. Я встречал ее очень много раз, причем даже на европейских суперкрутых пивоварнях, когда корпус паровых или водяных котлов покрывался паутиной трещин. Такой котел весь сочиться и парит, работает пока на куски разваливаться не станет. При подаче давления даже «хруст» слышно.

Самое неприятное, это то, что трещины все время увеличиваются по длине, на перегоне браги не сильно парит, видимо дрожжики своими моряцкими телами закрывают течи, но если  перегонять спирт сырец, то текет по взрослому. 

[Аквалюб 371]

[member=ВОблин],Офуеть !!!

, засверливать конец чтоб дальше не шла и проваривать, или заплату класть.

а смысл ? Если тело - стекло ? На первой фотке огрызка трубу, капли Сквозь тело !!!
Хде там сверлить,купировать трещину ?

[CTAPbIU 49]

[member=Engineer_111], ИМХО тут пластырь не поможет... Можно вырезать кусок и заменить его, если повреждение локальное.

[ВОблин 706]

И стеклом оно становиться в районе шва при хреновой сварке, трещина ползет дальше.

нет. я думаю это сплав  такой. как пишут в литературе, в нем межкристаллическая коррозия из-за перепассивации металлов в результате  анодной поляризации и не только... в среднем такой металл служит лет 10 . 

Изменено 19 ноября 2018 пользователем ВОблин

[01vlad 150]

нет. я думаю это сплав  такой. как пишут в литературе, в нем межкристаллическая коррозия из-за перепассивации металлов в результате  анодной поляризации и не только... в среднем такой металл служит лет 10 . 

Частое использование, нагрев, охлаждение тоже не способствуют длительной эксплуатации и видимо толщина металла важна.

[Dernder 146]

 

 

Это какой  сплав? для информации, чтоб стороной обходить.

Да, тоже интересно. Например изделия, которые делают мастера на этом форуме(304я?) как долго служить смогут? 

[ВОблин 706]

Как я понял межкристаллическая коррозия проявляется у всех хромникелевых сплавов без содержания молибдена тантала или титана. Эти элементы уменьшают зерно, что придает хромникелевому сплаву вязкость.

Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин

[Dernder 146]

 

 

Просто не надо из говна конфетку делать.

Вот и хотелось бы уточнить, кто и из какого говна тут конфетки делает. Чтоб не покупать их.

[ВОблин 706]

[member=Pivolub], что, не интересно?

[member=Dernder], ктож тебе скажет? Потому я и начал этот разговор чтоб вы обращали внимание на такие вещи.
Есть еще один более менее надежный вариант проверки, берите травильную пасту для нержи и мазните по металлу , выступит черный развод, то из такого металла делать не надо. Пасту можно брать с собой на фирму и проверять металл перед покупкой Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин

[01vlad 150]

Воблин, ты нам еще из сопромата про кручение и усталость металла не задвигал (шутка).

 

Мне кажется, что куб надо делать из металла толщиной 2 мм, варить проще и колонна, если высокая не сильно раскачиваться будет

 

 

- Друзья  я теперь сварщик!

???

- Вчера домой возвращался  и маску сварную нашел, это судьба!

[ВОблин 706]

[member=01vlad], вас провоцирую, а сам учусь потихоньку, только вот собеседники верят на слово и не опровергают утверждения. Плохо. Чему уж тут научишься? Нужен спор .... ;) Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин

[ВОблин 706]

[member=Engineer_111], вот смотри, варочный порядок суперкруть, а вот его рубашка... ему лет 12 . Сетка трещин далеко от сварных швов.

 

Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин

[ВОблин 706]

итак, был вопрос про нержавеку которая магнититься.... есть мысли у кого?

[ВОблин 706]

если кто не видел никогда уточняю, вот это все сетка трещин

Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин

[ВОблин 706]

Давайте накидаем пока общие характеристики наших сталей

 

ВИДЫ И СВОЙСТВА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

 

Всего различают пять больших групп нержавеющих сталей определяемых их микроструктурой. Наиболее распространенными являются три:

• Аустенитные (Austenitic) - не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля который увеличивает сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Обозначаются начальной буквой A. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
• Мартенситные (Martensitic) - значительно более твердые чем аустетнитные стали и могут быть магнитными. Они упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше поддвержены коррозии. Обозначаются начальной буквой С.
• Ферритные (Ferritic) стали значительно более мягкие чем мартенситные по причине малого содержания углерода. Они также обладают магнитными свойствами. Обозначаются начальной буквой F.

 

Виды сталей наиболее распространенной аустенитной группы обозначаются дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:

• A1- используется, как правило, в механических и подвижных узлах. Из-за высокого содержимого серы стали этого типа менее всего способны сопротивлению коррозии, чем другие типы.
• A2 - нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Крепеж и изделия из стали A2 не подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Пригодна для температур вплоть до -200 C. Ближайший аналог AISI 304 и AISI 304L с еще более низким содержанием углерода.
• A3 - имеет похожие свойства, как и сталь A2 и дополнительно стабилизирована титаном, ниобием или танталом. Это улучшает ее сопротивление коррозии при высоких температурах.
• A4 - похожа на стали A2, но с добавлением 2-3% молибдена. Это делает ее в значительной степени более способной сопротивляться коррозии и кислоте. Крепеж и такелажные изделия из A4 рекомендуются для использования в судостроении. Пригодна для температур вплоть до -60 C. Ближайший аналог AISI 316 и AISI 316L с низким содержанием углерода.
• A5 - имеет свойства сталей A4 и дополнительно стабилизирована титаном, ниобием или танталом как и A3, но с различным процентным содержанием легирующих добавок. Это также повышает ее сопротивляемость высоким температурам.

Таблица характеристик и рекомендации по применению для изделий из нержавеющей стали

DIN

EN

АISI

Характеристики

Примеры применения

A2

1.4301

304

Сталь с низким содержанием углерода, аустенитная незакаливаемая, устойчивая к воздействию коррозии, немагнитная в условиях слабого намагничивания, (если была подвергнута холодной обработке). Легко поддается сварке, устойчива к межкристаллической коррозии. Высокая прочность при низких температурах. Поддается электро-полировке.

Установки для пищевой, химической, текстильной, нефтяной, фармацевтической, бумажной промышленности; используется также в производстве пластмасс для ядерной и холодильной промышленности, оснащение для ку-хонь, баров, ресторанов; столовых приборов; в кораблестроении, электронике и т.д.

1.4306

304L

Сталь аустенитная незакаливаемая, особенно пригодная для сварных конструкций. Отличается высокой устойчивостью к воздействию межкристаллической коррозии, используется при температуре до 425°С. По химическому составу отличается от 304 почти вдвое меньшим содержанием углерода.

Находит те же применения, что и AISI 304, для изготовления сварных конструкций и в отраслях, где необходима устойчивость к воздействию межкристаллической коррозии.

A4

1.4401

316

Сталь аустенитная незакаливаемая, наличие молибдена (Мо) делает ее особенно устойчивой к воздействию коррозии. Также и технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден.

Химическое оборудование, подвергающееся особенно сильным воздействиям, инструмент, вступающий в контакт с морской водой и атмосферой, оборудование для проявления фотопленки, корпусы котлов, установки для переработки пищи, емкости для отработанных масел для коксохимических установок.

1.4404

316L

Сталь, аналогичная AISI 316, аустенитная незакаливаемая, с очень низким содержанием углерода С, особенно подходит для изготовления сварных конструкций. Обладает высокой устойчивостью к межкристаллической коррозии, используется при температуре до 450°С. По химическому составу отличается от 316 почти вдвое меньшим содержанием углерода.

Находит те же применения, что и AISI 316, для изготовления сварных конструкций, где необходима высокая устойчивость к воздействию коррозии. Особенно пригодна для производства пищевых продуктов и ингридиентов (майонез, шоколад и т.д.)

A5

1.4571

316Ti

Наличие титана (Ti), в пять раз превышающего содержание углерода С, обеспечивает стабилизирующий эффект в отношении осаждения карбидов хрома (Cr) на поверхность кристаллов. Титан (Ti), действительно, образует с углеродом карбиды, которые хорошо распределяются и стабилизируются внутри кристалла. Обладает повышенной устойчивостью к межкристаллической коррозии.

Детали, обладающие повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур и к среде с присутствием новых ионов хлора. Лопасти для газовых турбин, баллоны, сварные конструкции, коллекторы. Применяется в пищевой и химической промышленности.

A3

1.4541

321

Сталь хромоникелевая с добавкой титана (Ti), аустенитная незакаливаемая, немагнитная, особенно рекомендуется для изготовления сварных конструкций и для использования при температурах между 400°С и 800°С, устойчива к коррозии.

Коллекторы сброса для авиационных моторов, корпусы котлов или кольцевые коллекторы оборудования для нефтехимической промышленности. Компенсационные соединения. Химическое оборудование и оборудование, устойчивое к высоким температурам.

 

1.4845

1.4841

310

310 S

Сталь тугоплавкая аустенитная незакаливаемая, немагнитная, жароустойчивая при высоких температурах, находит самое широкое применение. В окисляющей среде можно применять обычно до 1100°С и до 1000°С в восстановительной среде, но в любом случае в атмосфере, содержащей менее 2 гр. серы (S) на 1 куб.м.

Установки для термической обработки, для изготовления щелочей, для гидрогенизации; теплообменники для печей; изготовление дверей, грилей, штифтов, кронштейнов. Элементы для подогревателей воздуха, корпуса и трубы для термических обработок, конвейерные ленты для транспортеров печей отводные трубы газовых турбин и моторов, реторты для дистилляции, установки для крекинга и реформинга.

 

эта информация совершенно не обьясняет наших вопросов но как точка осчета вполне подойдет.

Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин

[ванечка 991]

вот это все сетка трещин

Валер, выскажу свое мнение, сварка тут никаким боком.

это все скорее всего из за усталости металла. причин может быть несколько.

неверно подобрана марка металла, его толщина или состав для условий эксплуатации механизма.

вполне допускаю, что возможно низкое качество самого металла. или нарушена технология проката листа

как следствие, из за термических и механических нагрузок (например давлением) со временем происходит

разрушение структуры. отсюда трещины по плоскости листа.

Изменено 20 ноября 2018 пользователем ванечка

[ВОблин 706]

поскольку дискуссии не предвидиться позволю себе тупо копернуть обобщенный материал из "великого разума"

 

КОРРОЗИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

 

 

Высокая коррозионная стойкость нержавеющих сталей определяется их св-вом легко пассивироваться даже в обычных атм. условиях за счет кислорода воздуха. Это св-во зависит от содержания хрома — основного легирующего элемента нержавеющих сталей. Наименьшее содержание хрома, обеспечивающее сталям пассивное состояние, составляет 12%. С увеличением содержания хрома коррозионная стойкость нержавеющих сталей в окислительных условиях резко возрастает. Никель также способствует пассивации нержавеющих сталей, но в значительно меньшей степени. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей также сильно зависит от содержания углерода; как правило, с увеличением его содержания коррозионная стойкость нержавеющих сталей значительно снижается. Для придания высокой коррозионной стойкости в ряде случаев нержавеющие стали дополнительно легируют молибденом, медью, титаном, ниобием и др. элементами.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей зависит от структурного состояния.

Наибольшей коррозионной стойкостью обладают твердые растворы, легированные хромом и никелем. Все факторы, увеличивающие неоднородность структуры нержавеющих сталей с образованием карбидов, нитридов и интерметаллидов хрома, приводят к уменьшению концентрации хрома в твердом растворе и снижению коррозионной стойкости нержавеющих сталей. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей определяется устойчивостью пассивной пленки и зависит от природы агрессивной среды.

Как правило, в окислит, средах нержавеющие стали обладают высокой коррозионной стойкостью, а в неокислительных водных средах скорость коррозии нержавеющих сталей высока и возрастает с повышением содержания хрома, т. к. хром в этих условиях термодинамически неустойчив вследствие разрушения пассивной пленки. Т. о., нержавеющие стали устойчивы в растворах азотной к-ты, различных нейтральных и слабокислых растворах при доступе кислорода и неустойчивы в соляной, серной и плавиковой к-тах.

В последнее время установлено, что нержавеющие стали теряют также свою устойчивость в сильноокислит, средах вследствие разрушения пассивных пленок при высоком окислительно-восстановит. потенциале среды.

Пассивное состояние нержавеющих сталей возникает при определ. потенциалах и скоростях катодной реакции.

 

 

Для возникновения пассивного состояния любого металла, в т. ч. и нержавеющих сталей, необходимо, чтобы окислительно-восстановит. потенциал среды, а следовательно, потенциал катодной реакции превышал значения первого критич. анодного потенциала пассивации металла и чтобы катодный ток (скорость катодного процесса) превышал значение плотности критич. анодного тока пассивации. Несоблюдение этих условий приводит к активному состоянию, и нержавеющая сталь интенсивно растворяется. Условия пассивности нержавеющих сталей обеспечиваются в окислит, средах, а условия активного состояния — в восстановительных или слабоокислит. средах, что соответствует экспериментальным Данным по коррозионной стойкости нержавеющих сталей в различных средах. Чем выше содержание хрома, тем отрицательнее потенциал пассивации и ниже плотность тока анодной пассивации нержавеющих сталей. Указанные электрохимические параметры характеризуют склонность нержавеющих сталей к пассивации.

При переходе из активного состояния в пассивное на сталях может быть отмечено неустойчивое состояние, при этом в зависимости от влияния различных факторов металл может достигнуть полной пассивности или вновь перейти в активное состояние. Полная пассивность сталей достигается при более высоких потенциалах, к-рые зависят от состава сталей, а в ряде случаев от состава раствора (напр., присутствия активаторов). Установлено, что пассивное состояние нержавеющих сталей может быть нарушено путем анодной поляризации при высоком потенциале или созданием сильноокислит, условий с высоким окислительно-восстановит. потенциалом среды.

 Различные состояния нержавеющих сталей (активное, пассивное, неустойчивое и состояние перепассивации) могут быть хорошо показаны с помощью потенциостатич. диаграмм скорости коррозии— потенциал или плотность анодного тока — потенциал, при этом имеется в виду ток эквивалентный скорости коррозии без учета тока, расходуемого на выделение водорода в области сильно отрицат. потенциалов или выделение кислорода в области сильно положительных потенциалов.

В активной области и области перепассивации скорость коррозии нержавеющих сталей возрастает с увеличением потенциала в соответствии с законом электрохимич. кинетики. В неустойчивой области, наоборот, скорость коррозии нержавеющих сталей уменьшается с увеличением потенциала, что связано с постепенной пассивацией поверхности нержавеющих сталей. При достижении полной пассивации скорость коррозии нержавеющих сталей практически не зависит от потенциала.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей определяется величиной стационарного потенциала и его расположением по отношению к значениям критич. потенциалов. Значение стационарного потенциала соответствует точке пресечения катодной кривой с кривой анодной поляризации. С помощью поляризац. диаграммы могут быть показаны все три осн. состояния (активное, пассивное, состояние перепассивации), определяющие электрохимич. й коррозионное поведение нержавеющей стали.

Скорость коррозии зависит не только от состава стали, но и от значения рН, природы и концентрации активаторов, внутренних и приложенных извне напряжений, темп-ры, присутствующих ингибиторов. В зависимости от этих факторов изменяются значения критич. потенциалов, а также плотности анодного тока, эквивалентные скорости коррозии, т. е. потенциостатич. диаграммы могут смещаться в координатах; скорость коррозии — потенциал.

Так, с увеличением концентрации активаторов и темп-ры сужается область пассивного состояния и увеличивается скорость коррозии в пассивном состоянии. Увеличение темп-ры и концентрации водородных ионов приводит также к увеличению скорости коррозии нержавеющих сталей в активном состоянии. Анодные ингибиторы могут изменять скорость коррозии в пассивном состоянии и значение потенциалов полной пассивации и перепассивации, а также ток пассивации нержавеющих сталей.

Согласно современным представлениям, пассивное состояние металлов определяется адсорбционной или фазовой пленкой, образующейся на поверхности металла. Для нержавеющих сталей характерно образование фазово-адсорбционных пленок, при этом фазовые пленки могут образовываться как до погружения нержавеющих сталей в раствор («первичные пленки», возникающие на воздухе), так и при погружении в раствор, когда при глубокой пассивации (время, потенциал) адсорбц. пленки перерастают в фазовые пленки, обнаруживаемые электроннографич. и хи- мич. методами. Образующиеся фазовые пленки способствуют более глубокой пассивации нержавеющих сталей в порах

пленки и местах нарушения фазовой пленки вследствие эффекта самополяризации, при этом данные пленки выполняют функции эффективного катода, реагирующего на окислительно-восстановит. св-ва раствора. Строение пассивной пленки, образующейся на нержавеющих сталях, схематически представлено на рис. 8. В результате самополяризации кислород глубоко внедряется в металл.

 

Межкристаллитная коррозия аустенитных нержавеющих сталей

проявляется в сварном соединении и при неправильной термич. обработке нержавеющей стали (нагрев в интервале 500—800°). Явление межкристаллитной коррозии обусловлено тем, что зерна находятся в пассивном состоянии, а границы зерен — в активном состоянии. Условия пассивации тела зерна и границы зерен резко различаются вследствие образования по границам зерен карбидов хрома в виде непрерывной цепочки и участков, обедненных хромом (меньше 12% хрома), в то время как тело зерна сохраняет в твердом растворе высокое содержание хрома (более 12%), способное поддерживать зерно в пассивном состоянии. Вместе с тем при образовании карбидов и интерметаллидов по границам зерен возникают внутр. напряжения, также затрудняющие пассивацию границ зерен. Наибольшую склонность к межкристаллитной коррозии имеют аустенитные стали, нестабилизированные титаном или ниобием. В сварном соединении эффект межкристаллитной коррозии проявляется в осн. металле, в зоне влияния нагревов, на нек-ром расстоянии от сварного шва, где создаются благоприятные условия для образования карбидов хрома (нагрев до 450— 850°). Установлено, что с повышением содержания в стали углерода чувствительность к межкристаллитной коррозии хромоникелевых сталей резко возрастает, она зависит также от темп-ры и времени отпуска. Наибольшая чувствительность к межкристаллитной коррозии аустенитных хромоникелевых сталей проявляется после отпуска при темп-ре 650°. Существенное значение для межкристаллитной коррозии имеет и величина зерна; установлено, что чем меньше величина зерна, тем меньше чувствительность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии. Чувствительность к межкристаллитной коррозии ферритных сталей также повышается с увеличением содержания углерода. Однако наибольшая чувствительность проявляется, в противоположность аустенитным сталям, после закалки или нормализации с высоких темп-р вследствие образования при охлаждении из пересыщенного твердого раствора а неравновесных железосодержащих карбидов и нитридов хрома.

В этих случаях также наблюдается обеднение хромом и усиление внутр. напряжений границ зерен. С применением высокого отпуска и в особенности отжига при 780—850° вследствие диффузии происходит выравнивание концентрации хрома по зерну и чувствительность стали к коррозии устраняется.

 

 

Для борьбы с межкристаллитной коррозией применяются след. эффективные методы:

1) Снижение содержания углерода, вследствие чего уменьшается карбидообразование по границам зерен. Обычно нержавеющие аустенитные и ферритные стали, содержащие менее 0,03% углерода, нечувствительны к межкристаллитной коррозии.

2) Применение закалки в воду с высоких темп-р для аустенитных сталей (тот же эффект для мн. сталей достигается и при нормализации с высоких темп-р). При этом карбиды хрома по границам зерен переходят в твердый раствор.

3) Применение стабилизирующего отжига при 750—900°. Вследствие процесса диффузии происходит выравнивание концентрации хрома как по зерну, так и по границам зерен. Этот способ особенно эффективен для ферритных хромистых сталей.

4) Легирование стали стабилизирующими карбидообразующими элементами — титаном, ниобием, танталом. Титан и ниобий являются более энергичными карбидообразователями, чем хром, при этом карбиды титана и ниобия образуются при более высоких темп-pax, чем карбиды хрома. Вместо карбидов хрома углерод связывается в карбиды титана или ниобия, а концентрация хрома в твердом растворе сохраняется одинаковой не только по зерну, но и по границам зерен.

 

Содержание титана в нержавеющих аустенитных сталях должно быть в 5 раз, а ниобия в 8—10 раз больше углерода. Добавка титана устраняет также меж- кристаллитную коррозию ферритных хромистых сталей. 5) Создание двухфазных аустенито-ферритных сталей. Противоположные закономерности в поведении аустенитных и ферритных сталей хорошо сочетаются в аустенито-ферритных сталях, к-рые нечувствительны к межкристаллитной коррозии. 

 

В некоторых средах обнаружен новый вид интенсивной локальной коррозии сварных швов нержавеющих сталей в зоне, непосредственно прилегающей к сварному шву («ножевая» коррозия). Этому виду структурной коррозии подвергаются также стали, стабилизированные титаном или ниобием. Такие явления связаны с высоким нагревом сталей при сварке (выше 1300°), когда карбиды титана или ниобия переходят полностью в твердый раствор. При последующем быстром охлаждении карбиды титана или ниобия не успевают выделиться, однако создаются благоприятные условия для образования карбидов хрома в непосредств. близости к сварному шву, вследствие чего возникают зоны, обедненные хромом; в этих зонах увеличиваются также внутр. напряжения. Все это приводит к быстрому разрушению стали в зоне, непосредственно прилегающей к сварному шву вследствие перехода ее в активное состояние. «Ножевая» коррозия проявляется также и в состоянии перепассивации в сильноокислит, средах. По своей природе механизм «ножевой» коррозии аналогичен межкристаллитной коррозии. Осн. методами борьбы с «ножевой» коррозией являются: снижение содержания в стали углерода, стабилизирующий отжиг, увеличение содержания титана или ниобия против расчетного, применение двухфазных аустенито-ферритных сталей, изменение режима сварки с исключением воздействия критич. темп-р в пришовной области.

К коррозии под напряжением наиболее склонны мартенситные нержавеющие стали, обладающие высокой прочностью, а также (в нек-рых средах) аустенитные нержавеющие стали, хотя они и обладают высокой пластичностью. Легированйе титаном или ниобием не устраняет склонности к коррозии под напряжением аустенитных сталей. Коррозия под напряжением нержавеющих сталей связана с образованием надрезов вследствие из- бират. растворения границ зерен, блочных структур и др. неоднородных участков стали, в к-рых концентрируются напряжения и резко снижается анодная поляризуемость. При этом возникает большая разница в скоростях растворения осн. металла, находящегося в пассивном состоянии, и металла в надрезах, находящегося в активном состоянии. По окончании т. н. инкубац. периода вследствие интенсивной линейной коррозии в надрезах уменьшается рабочее сечение деталей. При этом прочность металла становится ниже приложенного напряжения, в связи с чем происходит спонтанное развитие трещины и разрушение детали. Чувствительность нержавеющих сталей к коррозии под напряжением определяется в кипящем 42% -ном растворе хлористого магния, в к-ром разрушение мн. сталей может происходить под влиянием внутр. напряжений. Установлено, что коррозия под напряжением аустенитных нержавеющих сталей сильно зависит от содержания никеля. Наивысшая чувствительность к коррозии под напряжением проявляется при содержании в стали никеля 9—14%, при дальнейшем повышении никеля чувствительность к коррозии под напряжением снижается и при содержании никеля более 40% сталь становится несклонной к коррозии под напряжением. Уменьшение содержания никеля (менее 9—14%) тоже приводит к резкому увеличению сопротивления коррозионному растрескиванию, что следует связать с образованием двухфазных аустенито-ферритных сталей, отличающихся высоким сопротивлением коррозии под напряжением. Особенно стимулируют коррозию под напряжением активаторы (хлор-ионы и др.), присутствующие в растворе.

Осн. методами борьбы с коррозией под напряжением являются: снижение приложенных напряжений извне; повышение содержания в стали никеля с целью создания стабильного аустенита; создание двухфазной аустенитно-ферритной стали за счет снижения никеля или легирования ферритообразующими элементами; применение термич. обработки (высокий отпуск для мартенситных сталей или стабилизирующий отжиг для аустенитных сталей); создание напряжения сжатия на поверхности сталей, напр. способом дробеструйной обработки; уменьшение концентрации активаторов.

Точечная и язвенная коррозия нержавеющих сталей часто встречается при эксплуатации в морской воде. В ряде случаев она может иметь перфорирующий характер (для листа и ленты). Механизм точечной и язвенной коррозии связан с адсорбцией хлор-ионов на нек-рых участках поверхности стали, вследствие чего происходит локализация коррозии. При эток осн. поверхность стали находится в пассивном состоянии, а участки с адсорбированными хлор-ионами — в активном состоянии; этому способствуют продукты коррозии. Точечная коррозия в присутствии хлор-ионов может быть вызвана пробоем пассивной пленки при высоком потенциале. Точечная и язвенная коррозия может также развиваться вследствие появления различных поверхностных дефектов (включения, интермета л л иды, повреждения пленки и т. п.).

При перемешивании морской воды сопротивление точечной коррозии всех нержавеющих сталей резко возрастает.

Легирование молибденом позволяет резко увеличить потенциал пробоя пассивной пленки в присутствии хлор-ионов и тем самым расширить область пассивности нержавеющей стали в присутствии хлор-ионов. Никель также понижает чувствительность нержавеющих сталей к точечной коррозии.

 

      Для изделий из нержавеющих сталей сложных конструкций, имеющих щели, зазоры, карманы, характерен особый вид коррозии — щелевая коррозия. Механизм щелевой коррозии связан с затруднением диффузии кислорода или др. окислителя (как деполяризатора) или анодных замедлителей коррозии (ингибиторов) в труднодоступные участки конструкции, вследствие чего на этих участках резко снижается анодная поляризация, снижается потенциал стали и нержавеющая сталь переходит в активное состояние.

      Методы борьбы с щелевой коррозией сводятся в первую очередь к конструктивным мерам — устранению зазоров, щелей, карманов, контактов стали с неметаллич. материалами. Весьма эффективно также увеличение концентрации окислителя или анодных замедлителей, если они присутствуют в растворе.

Методы повышения коррозионной стойкости. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей может быть в значит, степени повышена методами легирования, применения оптимальных режимов термич. обработки, соответствующей механич., химич. и электрохимич. обработки, применения анодной защиты. Наиболее эффективным является увеличение содержания хрома. С повышением его содержания расширяется область пассивного состояния нержавеющих сталей, т. к. в значит, степени снижаются потенциал и ток пассивации. При высоком содержании хрома нержавеющие стали устойчивы даже в слабоокислит, средах. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей резко повышается при снижении содержания углерода, что особенно важно для борьбы со структурной коррозией и повышения коррозионной стойкости стали после высокого отпуска. Значительно повышается коррозионная стойкость нержавеющих сталей, особенно в слабоокислит. средах, при введении никеля, молибдена и меди. При этом, с одной стороны, повышается термодинамич. устойчивость сталей, а с другой — повышается их пассивируемость и защитные св-ва пассивных пленок. Исключительно эффективно влияние титана, ниобия, тантала как карбидообразователей для борьбы с межкристаллитной коррозией.

       В работах последнего времени установлено благоприятное влияние легирования нержавеющих аустенитных и ферритных сталей небольшим количеством благородных металлов (палладий, платина) в слабоокислит. средах при высоких темп-pax, когда нержавеющие стали находятся в активном состоянии.

За счет снижения перенапряжения водорода потенциал сталей при легиро

Коррозионная стойкость нержавеющей стали мартенситного и аустенитного классов резко снижается после высокого отпуска. Наибольшую коррозионную стойкость стали мартенситного, мартенсито-феррит- ного и мартенсито-карбидного классов приобретают после закалки и низкого отпуска, а стали аустенитного и аустенито- ферритного класса после закалки в воду. При нагревах происходит распад твердого раствора а и у с образованием карбидов хрома в аустенитных сталях и ряда промежуточных структур в мартенситных сталях (троостит, сорбит, перлит). Если отпущенные аустенитные и мартенситные стали подвергать стабилизирующему отжигу при 780—900°, то скорость их коррозии понижается.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей определяется защитными св-вами поверхностной пассивной пленки, к-рые сильно зависят от состава стали и качества обработки поверхности. Как правило, нержавеющие стали с грубо обработанной поверхностью характеризуются пониж. коррозионной стойкостью. Наибольшая коррозионная стойкость в атм. условиях достигается в полированном состоянии. В целях повышения защитных св-в поверхностной пленки нержавеющие стали после механич. обработки, в т. ч. и механич. полирования, подвергают хи- мич. пассивации. В этом случае создается более совершенная пассивная пленка и удаляются следы железа, занесенные при обработке инструментом (следы железа на поверхности нержавеющих сталей становятся очагом коррозии). Пассивация производится в 20%-ном растворе HN03 при 45—55° в течение 16—30 мин., можно проводить пассивацию в 40%-ном растворе HN03 при комнатной темп-ре. Пассивация мартенситных сталей производится в растворе, содержащем 20% HNO, и 2% К2Сг207 при 45—55° в течение 15— 30 мин. Пассивация нержавеющих сталей может проводиться и в др. растворах, содержащих окислители.

С защитной целью для деталей небольших габаритов применяют электрополировку. Состав ванн и режим электрополировки зависят от состава и структуры нержавеющих сталей. В этом случае дополнит, химич. пассивация не проводится, т. к.- пассивная пленка образуется в процессе электрополировки.

В соответствии с теорией пассивности после перехода металла в пассивное состояние требуется очень незначит, ток для поддержания стали в пассивном состоянии. Поэтому в ряде случаев, напр. в химич. аппаратах, может быть использован эффект анодной защиты; так, сталь XI8H9, подверженная коррозии в серной к-те, особенно при повыш. темп-pax, может быть защищена путем анодной поляризации. Для перевода нержавеющей стали в пассивное состояние вначале требуется значит, плотность тока, однако после того как сталь будет переведена в пассивное состояние, требуется всего неск. мка/см2 для поддержания пассивного состояния.

Газовая коррозия нержавеющих сталей и методы борьбы с ней. Нержавеющие стали при нагревании на воздухе или в среде кислорода подвергаются окислению с образованием окалины.

Добавки вольфрама и молибдена повышают жаропрочность, но ухудшают жаростойкость нержавеющих сталей. Добавки кобальта не снижают жаростойкости. Легирование хромом значительно повышает коррозионную стойкость сталей в сероводороде.

Коррозия нержавеющих сталей в расплавленных металлах и гидроокисях. Характер взаимодействия жидких металлов с нержавеющими сталями не подчиняется общим закономерностям поведения их в водных растворах. Среди расплавленных металлов жидкий натрий, калий и их сплавы являются наименее активными в коррозионном отношении. Установлено, что до 650° и при перепаде темп-р не более 150° успешно могут использоваться аустенитные хромоникелевые стали с низким содержанием углерода; при этом содержание примесей кислорода не должно превышать 0,01—0,02%. При ^бо л ее высоком содержании примесей кислорода происходит охрупчивание аустенитных нержавеющих сталей уже при 350°. В целях борьбы с эрозией скорость движения расплавленного натрия, калия и их сплавов не рекомендуется превышать 8 м/сек. Требуется также высокая чистота жидкого металла по углероду, в противном случае будет происходить науглероживание нержавеющих сталей вследствие взаимодействия его с карбид ообразующими элементами, находящимися в стали (хром, ниобий и др.). Выше 650° в жидком натрии, калии и их сплавах наблюдается селективное растворение никеля в нержавеющих сталях и перенос его на холодные участки коммуникаций. Расплавленный литий является более агрессивным по отношению к нержавеющим сталям, особенно выше 760°. Выщелачивание никеля в расплавленном литии происходит гораздо интенсивнее, при этом поверхностный слой аустенитной стали превращается в феррит, поэтому для расплавленного лития при высоких температурах рекомендуются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Расплавленный литий взаимодействует с карбидами металлов. Исключительно агрессивным действием характеризуется нитрид лития Li3N, в связи с чем должны быть высокие требования к расплавленному литию по примесям азота. При более низких температурах и небольших перепадах температур в расплавленном литии могут применяться и хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали. Борьба с кислородом в расплавленных металлах проводится путем введения небольших количеств кальция, бериллия, магния, циркония, титана и др. легко окисляющихся металлов, к-рые связывают кислород. Установлено, что аустенитные стали более чувствительны к примесям кислорода, чем ферритные нержавеющие стали. Весьма агрессивным действием характеризуются расплавленный висмут, свинец и их сплавы, сплавы висмута с индием и свинцом. В этих средах также более стойкими являются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Из расплавленных гидроокисей наиболее коррозионно-активным является гидроокись натрия. Гидроокиси калия, лития, стронция, бария в коррозионном отношении менее активны.

Изменено 20 ноября 2018 пользователем ВОблин