Механизм - анодное растворение
Cтраница 3
В работе [41] проанализирован механохимический процесс развития коррозионной трещины ( КР) с целью выяснения главного параметра: К1 или Jmax. При реализации механизма водородного охрупчивания, когда скачок трещины происходит в момент создания критической комбинации водород - напряжение, зависящей от KI, определяющим, бесспорно, будет коэффициент Кг. При развитии трещины по механизму локального анодного растворения, когда скорость ее роста характеризуется скоростью гетерогенного растворения напряженного металла вершины, определяющим будет величина СУтах. Следовательно, при КР важны оба параметра: K. [31]
В работе [41] проанализирован механохимический процесс развития коррозионной трещины ( КР) с целью выяснения главного параметра: KI или ermax. При реализации механизма водородного охрупчивания, когда скачок трещины происходит в момент создания критической комбинации водород - напряжение, зависящей от JST15 определяющим, бесспорно, будет коэффициент Кг. При развитии трещины по механизму локального анодного растворения, когда скорость ее роста характеризуется скоростью гетерогенного растворения напряженного металла вершины, определяющим будет величина ( Ттах. Следовательно, при КР важны оба параметра: i и сттах. [32]
Так как металл вершины трещины находится под существенно большим напряжением, чем ее стенки, то следует ожидать, что объемная концентрация водорода, являющаяся функцией напряжения, а не деформации, у вершины трещины будет гораздо выше, нежели у ее стенок. Отсюда следует, что механоводородный ГЭ играет важную роль в локализации коррозии и распространении трещины по механизму локального анодного растворения. Однако, по нашему мнению, механизм локального анодного растворения играет действительно существенную, а может быть и главную роль на стадии подрастания субмикротрещины до размеров микротрещины, а далее основная роль в распространении микротрещины до размеров макротрещины отводится механизму, реализуемому микросколом, т.к. в наводороженном ( охруп-ченном) материале все предпосылки присутствуют. [33]
Данный обзор предполагает, что ни один из существующих в настоящее время механизмов не обладает достаточной общностью для описания поведения широкого круга рассмотренных здесь металлургических факторов. Исключая вероятность существования неоткрытого механизма, в настоящее время с неизбежностью приходится признать, что единого и достаточно общего механизма водородного охрупчивания нет. Такая же ситуация, по-видимому, сложилась и в отношении многочисленных предположений о механизмах анодного растворения, однако обзор этих вопросов не входит в нашу задачу. [34]
Пленочной теории пассивности противоречит обнаруженное резкое торможение скорости растворения платины в соляной кислоте, обусловленное адсорбцией таких количеств кислорода, которых явно недостаточно для образования одного монослоя. Согласно электрохимической теории пассивности, замедление скорости анодного процесса на пассивном металле объясняется не тем, что его поверхность изолируется от раствора окисной пленкой. Наступление пассивного состояния в рамках этой теории связывается с изменением энергетического состояния поверхностных атомов металла. При обсуждении механизма анодного растворения металлов в активном состоянии было показано, что этот процесс протекает преимущественно на наименее прочно связанных атомах дислоцированных в дефектных местах кристаллической решетки. Именно такие атомы в первую очередь вступают в адсорбционное взаимодействие с кислородом воды, в определенной степени теряя свойственный им избыток энергии. Такой атом, связанный с кислородом, переходит на более глубокий уровень энергии, что влечет за собой повышение энергии активации ионизации и, в конечном счете, торможение скорости ионизации металла. [35]
В работе [81 ] стадийный механизм анодного растворения связывают с субструктурой металла. Влияние уменьшения плотности границ субзерен при повышении температуры отпуска железа на его электрохимическое поведение авторы связывают с уменьшением числа активных участков на поверхности, что, по их мнению, определяет переход от механизма Хойслера к механизму Бокриса. Однако смена механизмов характеризуется изменением наклона тафелевского участка анодной поляризационной кривой, чего в действительности не наблюдалось при нарастании пластической деформации железа [60], а также в наших опытах. По-видимому, с повышением температуры термической обработки механизм анодного растворения может изменяться при переходе от полигонизации к укрупнению субзерен вследствие качественного изменения структурных факторов. Простое же уменьшение числа искажений решетки при полигонизации не влияет на механизм растворения, хотя оба процесса идут с уменьшением избыточной энергии и потому скорость растворения должна в обоих случаях уменьшаться. [36]
В работе [89 ] стадийный механизм анодного растворения связывают с субструктурой металла. Влияние уменьшения плотности границ субзерен при повышении температуры отпуска железа на его электрохимическое поведение объясняют уменьшением числа активных участков на поверхности, что по мнению авторов работы [89] определяет переход от механизма Хойслера к механизму Бокриса. Однако смена механизмов характеризуется изменением наклона тафелевского участка анодной поляризационной кривой, чего в действительности не наблюдалось при нарастании пластической деформации железа [66], а также в наших опытах. По-видимому, с повышением температуры термической обработки механизм анодного растворения может изменяться при переходе от полигонизации к укрупнению субзерен вследствие качественного изменения структурных факторов. Простое же уменьшение числа искажений решетки при полигонизации не влияет на механизм растворения, хотя оба процесса идут с уменьшением избыточной энергии и потому скорость растворения должна в обоих случаях уменьшаться. [37]
В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня KI CC, диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 48.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала и механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравненпи с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [38]
В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня i cc, диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 42.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала п механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравненни с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [39]
В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня KIKC, диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 48.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала н механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравнении с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [40]
 |
Основные типы диаграммы коррозионно-усталостного разрушения. Пунктирными линиями обозначены диаграммы в случае испытаний в. [41] |
В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня KI W диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 42.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала и механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравнении с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [42]
 |
Основные типы диаграммы коррозионно-усталостного разрушения. Пунктирными линиями обозначены диаграммы в случае испытаний в инертной среде. [43] |
Кты K ] SCC наблюдается резкое ускорение роста трещины с последующим выходом на пологий или даже горизонтальный участок в зависимости от того, какой вид диаграммы характерен для термического растрескивания данной системы. В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня К1жс диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 4.14, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала и механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается по сравнению с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствие проявления механизма анодного растворения металла или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений. [44]
Обосновывая ведущую роль одного из механизмов, авторы не обсуждают или отвергают возможность разрушения при коррозионном растрескивании по любому другому механизму. Скалли [60] даже вводит новое понятие-водородное растрескивание, относящееся к сплавам, которые разрушаются под напряжением в коррозионной среде вследствие внедрения атомов водорода в кристаллическую решетку. Если анодная поляризация, активирующая растворение у вершины трещины, приводит к уменьшению времени до разрушения, а катодная поляризация, наоборот, снижает скорость роста коррозионной трещины, значит, коррозионное растрескивание протекает в основном по механизму локального анодного растворения. Если же катодная поляризация ускоряет разрушение, а анодная, наоборот, его задерживает или замедляет, ведущим процессом при коррозионном растрескивании является проникновение водорода в кристаллическую решетку и связанное с этим охрупчивание металла в вершине трещины. [45]
Страницы: 1 2 3