Техника - молодёжи 1978-12, страница 40

КОРРОЗИЯ—БОЛЕЗНЬ ВЕКА

В № 10 за 1978 год статьей академика Я. Колотырк иа журнал начал публикацию цикла материалов, посвященных одной из важнейших проблем современной техники — коррозии металлов и противокоррозионной защите. Разговор был продолжен в № 11 статьями кандидата технических наук В. Новаковского и доктора технических наук Е. Ульянина. В этом номере вниманию читателей предлагаются новые материалы.

ЛОКАЛЬНЫЕ

ФОРМЫ

КОРРОЗИИ

ВАЛЕНТИНА КНЯЖЕВА, кандидат химических иаук

Несведущий человек, заглянувший в современный справочник по коррозии металлов, наверняка будет ошеломлен обилием напастей, поджидающих металлическое изделие. Каких только видов коррозии здесь нет! Кроме обычного ржавления, металл может подстерегать и щелевая коррозия, и коррозионная усталость, и контактная коррозия, и водородное охрупчива-ние и т. д. Но из всего множества таких локальных, местных, форм коррозии наиболее часты и опасны три — межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание и питтинг...

ОПАСНОСТЬ НА ГРАНИЦАХ

ЗЕРЕН

Каждый, кто впервые попадает в центральную заводскую лабораторию или в цех испытаний предприятия, имеющего дело с коррозийно-стойкими сплавами, неволь но обратит внимание на стеклян ные колбы, заполненные бурно кипящими жидкостями. Приглядевшись, можно увидеть сквозь василь-ково-синюю или желтую жидкость лежащие на дне колб образцы металла.

Вот сотрудник лаборатории извлекает образцы. Бросает один из них на металлическую плиту, и вместо привычного звонкого металлического звука раздается звук глу хой, как будто брошен не кусок металла, а кусок дерева. На дру

гой образец из этой же плавки сотрудник слегка нажимает рукой, и образец рассыпается в мелкозернистый порошок. Трудно поверить, что минутой раньше он представлял собой массивный кусок нержавеющей стали, внешне ничем не отличающийся от контрольного образца. Сотрудник выносит приговор: испытанная плавка нержавеющей стали склонна к межкристал литной коррозии. ,

Конечно, далеко не всегда склонность к этому виду разрушения бывает так велика, как в описанном случае. Сталь бракуется, если после испытания она поражена на глубину больше 30 микрон. На поверхности изгиба таких образцов на угол 90° появляются трещины, которые служат браковочным признаком.

Межкристаллитная коррозия — одна из распространенных форм локального разрушения металлических материалов, состоящих из множества кристалликов размером от нескольких единиц до сотен микрон. Металловеды называют их зернами. Ускоренное растворение по границам зерен и есть межкристаллитная коррозия, приводящая к ослаблению или полной потере связи между зернами. Пластич ность и прочность материала резко ухудшаются, и он может рассыпаться в порошок.

Межкристаллитная коррозия

свойственна многим сплавам и металлам, но чаще всего в промышленности сталкиваются с межкри-сталлитной коррозией нержавеющих сталей. Вскоре после разработки первых марок таких сталей вы яснилось, что их сварные соединения быстро разрушаются, в то время как участки металла, не

1.

подвергавшиеся нагреву в процессе сварки, прекрасно выдерживают воздействие той же агрессивной среды (рис. 1).

Во многих странах мира начались интенсивные исследования, в ходе которых выяснилось: при нагреве стали в определенном интервале температур (500—850° для широко распространенных сталей аустенитного класса) на границах зерен происходят микроструктурные превращения, приводящие к образованию избыточных фаз, обычно обогащенных хромом (рис. 2А). Чаще всего это цепочки из карбидов на основе хрома (типа М₂₃Сб). Поскольку диффузионные процессы в твердом теле идут с очень низкой скоростью, вокруг таких цепочек образуются зоны, обедненные хромом. При контакте стали с агрессивной средой эти зоны избирательно растворяются, и начинает развиваться межкристаллитная коррозия. Чтобы избавиться от нее, надо исключить возможность образования карбидов хрома и обедненных хромом зон по границам зерен. Основной элемент, ответственный за образование карбидов хрома, — углерод, всегда присутствующий в сталях и наделенный горофильными свойствами: зто значит, что он концентрируется по границам зерен. Установив причины межкристал литной коррозии, ученые предложили три способа борьбы с ней:

1. Снижать содержание углерода ниже предела его растворимости в твердом растворе сталц (примерно 0,002—0,005% для сталей аустенитного и меньше 0,01% Д^ля сталей ферритного класса).

2. Вводить в сталь стабилизирующие элементы (титан, ниобий, тан-

2.

38