Границы - зерно - металл
Cтраница 1
Границы зерен металла служат местами скопления дефектов строения кристаллической решетки. При переходе от одного зерна к другому меняется ориентировка кристаллической решетки. У границ зерен расположен слой атомов, принадлежащих частично кристаллической решетке одного зерна, частично решетке другого. При этом, чем больше различие в ориентировке соседних зерен, тем больше несовершенств на границе между ними. В чистых металлах толщина пограничного слоя составляет величину порядка двух параметров кристаллической решетки. Атомы примесей в металлах стремятся расположиться преимущественно по границам зерен, где кристаллическая решетка уже имеет несовершенства строения и где появление инородного атома вызывает меньшие дополнительные искажения. [1]
Границы зерен металла являются наиболее слабым местом, по которым окислы разрушают изделие. [3]
Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота ( но не Fe3C) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе ( 0 002 % С) [14] или прокатанной стали ( 0 06 % С), закаленных от 925 С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг ( например, при 250 С в течение 0 5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 С, происходит миграция дефектов ( вакансий) к границам зерен; дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегации и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по еегрегациям. [4]
Часто преимущественному разрушению подвергаются границы зерен металла, связь между зернами ослабевает, что резко ухудшает механические свойства металла и может привести к растрескиванию аппарата. Опасность растрескивания особенно велика, если аппарат находится под действием динамических и механических нагрузок. В некоторых случаях воздействие среды приводит к глубоким изменениям состава и свойств материала. Например, наводороживание, обезуглероживание, азотирование - эти явления наиболее часто наблюдаются при газовой коррозии. [5]
 |
Виды коррозионных. [6] |
При межкристаллитной коррозии ( рис. 106, г) разрушению подвергаются избирательно только границы зерен металла. [7]
 |
Схематическое изображение различных видов коррозионных разрушений. а - сплошная коррозия. б - коррозия пятнами. в - язвенная коррозия. г - межкристаллитная коррозия. [8] |
При межкристаллитной коррозии ( рис. 6 - 27 г) избирательно разрушаются только границы зерен металла. Поверхность изделия может оставаться гладкой, а вместе с тем металл не в состоянии воспринимать нагрузки, так как отдельные его зерна разобщены прослойками окислов. Такая коррозия особенно опасна в элементах котлов, работавших под давлением. Резкие очертания коррозионных разрушений делают их подобными острым надрезам, что и приводит к ускорению разрушения под действием нагрузок. [9]
 |
Виды коррозионных разрушений. [10] |
При межкристаллитной коррозии ( рис. 105, г) разрушению подвергаются избирательно только границы зерен металла. Поверхность изделия может оставаться гладкой, а металл не в состоянии воспринимать нагрузки, так как отдельные зерна его разобщены прослойками окислов. [11]
Испытание на межкристаллитную коррозию определяет склонность наплавленного металла к потере прочности и к разрушению под действием реактива, разъедающего границы зерен металла. Испытание проводится по ГОСТ 6032 - 58 на двух образцах размером 25Х Х90 мм, вырезанных из сварного стыка, если специально не оговорено испытание большего количества стыков. Потеря металлического звука при падении образца, испытанного на межкристаллитную коррозию, свидетельствует об разрушении металла. [12]
Некоторые границы зерен металла шва утолщены вследствие выделения карбидов. Существует опасность образования трещин. [13]
Участки поверхности микрошлифа с более низким потенциалом играют роль анодов и будут растворяться. Более интенсивно протравливаются границы зерен металла, которые, кроме несовершенств строения, обычно больше обогащены различными примесями, чем само зерно, а это способствует образованию микрогальванических элементов. В результате на границах зерен после травления образуются углубления. [14]
Электроды в запальных свечах для авиационных двигателей часто изготовляют из платинового сплава. Помимо сильнодейстпующен коррозионной среды, в которой должны работать эти электроды, в данном случае возникает проблема накопления свинца из топлива. По-видимому, свинец проникает через границы зерен металла и вызывает преждевременное разрушение этих электродов. Для этой цели применялись сплавы, содержащие 5 - 10 6 рутения, 10 % палладия и 6 % рутения или 4 % вольфрама. Последний из этих сплавов ввиду низкой электронной эмиссии находит применение для изготовления сеток в радиолокационных установках. Сплав с 5 % никеля используется в качестве подложки термоионных катодов, покрываемых окислами металлов. [15]
Страницы: 1 2