КОРРОЗИЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ, коррозия металлич. материала при одноврем. воздействии коррозионной среды и механические напряжений. Мерой устойчивости материала к КОРРОЗИЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ п. н. является коррозионномеханические прочность, определяемая как предел допустимых статич. или циклический напряжений в металле на выбранной базе испытаний по времени (тысяч ч) или по числу циклов нагружения (10³-10⁶). Скорость коррозии, определяемая по потере массы металла, с ростом напряжений увеличивается несущественно. Осн. виды разрушения - коррозионноусталостное растрескивание при циклический нагружении (см. Коррозионная усталость) и коррозионное растрескивание под действием статич. растягивающих напряжений (КРН), которому посвящена данная статья. КРН, подобно хрупкому разрушению, происходит практически без пластич. деформации макрообъемов металла. Непременное условие КРН-локализация коррозионного процесса на наиболее напряженных местах поверхности, дефектах поверхностной структуры металла. Это может быть трещины в оксидных пленках и защитных покрытиях, выходы дислокаций, ступени скольжения, границы зерен или неметаллич. включений и т. п. Определенные для данного металла компоненты раствора вызывают активацию этих дефектов и растворение металла вблизи них при пассивном состоянии остальной поверхности. Поэтому КРН-процесс, специфический для данной системы металл - среда. наиболее распространено КРН для следующей систем: латуни и бронзы в средах, содержащих NH₃ (сезонное растрескивание латуней); нержавеющие стали в горячих растворах хлоридов; конструкц. стали повыш. прочности в растворах кислот, щелочей, нитратов, галогенов, HCN, H₂S; любые стали в газообразном Н₂ при высоких температурах (водородная хрупкость); титановые сплавы в ртути, маловодных растворах NO₂; высокопрочные алюминиевые сплавы в растворах хлоридов. В зависимости от особенностей структуры металла и состава коррозионной среды КРН может быть меж- или транс-кристаллитным (см. Межкристаллитная коррозия). В общем процессе развития коррозионной трещины различают инкубац. период (до появления зародышевой трещины), периоды развития трещины и хрупкого разрушения при превышении локальной прочности материала. Инкубац. период определяется созданием условии для резкой локализации коррозионного процесса на дефектах поверхности напряженного металла. Он, как правило, сокращается с ростом действующих напряжений, температуры, концентрации специфически активирующих компонентов среды. Зарождение трещин может быть связано также с местным адсорбционного снижением прочности и пластичности микрообъемов металла в средах, содержащих ПАВ. Развитие трещины определяется физических-химический условиями, возникающими в ее вершине. Как правило, в вершине трещины вследствие анодного процесса повышается концентрация активирующих компонентов, происходит существенное подкисление раствора. Факторами, определяющими скорость развития трещины, являются интенсивность поля напряжений, скорость и время анодного растворения металла, снижение локальной прочности в окрестности вершины трещины. Снижение прочности, как правило, происходит вследствие диффузии "коррозионного" атомарного водорода в наиболее напряженную зону металла впереди вершины трещины (водородное охрупчивание). относит. роль анодного растворения и водородного охрупчивания может быть различна для разных систем металл - раствор. Напряженное состояние металла определяется с помощью коэффициент интенсивности напряжений К_I в рассматриваемой точке контура трещины в момент ее продвижения. Величина К_I является интегральной характеристикой поля напряжений в вершине трещины и для условий плоской деформации определяется из уравения: K_I= , где s - напряжение, l - длина трещины, v - коэффициент Пуассона. Коррозионная трещина начинает расти при достижении некоторого критического для данной системы металл - раствор значения коэффициент интенсивности напряжений K_ISCC. Рост трещины заканчивается хрупким разрушением образца или конструкции, когда достигается критической значение коэффициент К_I для данного металла в инертной среде, равное К_Iс.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей