【Версия для специалистов по коррозии】Ежедневный вопрос 20170824: Каковы особенности разрушения под действием напряженно-коррозионного воздействия?

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

1. Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, которые значительно меньше прочности на сжатие материала; к тому же это обычно растягивающие напряжения. 2. Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. 3. Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. 4. Скорость распространения трещин под действием коррозии при напряжении обычно составляет от 10^-9 до 10^-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое распространение трещин продолжается до тех пор, пока размер оставшейся части конструкции не становится настолько малым, что она больше не может выдерживать внешние нагрузки. В этот момент происходит внезапный разрыв. 5. Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, чаще всего образуются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин обычно перпендикулярен оси силы натяжения. 6. На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. 7. При росте основного трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. 8. Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

Должно существовать напряжение, в частности, компонент растягивающего напряжения； Система является специфической: коррозионное разрушение под действием напряжений происходит только при сочетании определенных металлов и сред ； Место разрыва при коррозионном разрушении под действием напряжений обычно имеет характер хрупкого разрыва; до момента разрыва не наблюдается никаких предварительных признаков, поэтому это представляет огромную опасность.

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

Наличие напряжений, в частности компонента растягивающего напряжения； Система является специфической: коррозионное разрушение под действием напряжений происходит только при сочетании определенных металлов и сред ； Место разрыва при коррозионном разрушении под действием напряжений обычно имеет характер хрупкого разрыва; до момента разрыва не наблюдается никаких предварительных признаков, поэтому это представляет огромную опасность.

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине усталостной прочности материала; к тому же это обычно растягивающие напряжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

Условия возникновения коррозии под действием напряжений: во-первых, сила растягивающего напряжения, во-вторых, условия среды, способствующие коррозии (температура, коррозионно активные вещества).    2. Вредность заключается в том, что разрушение, вызванное коррозией под действием напряжений, происходит без явных макроскопических деформаций и без каких-либо предвестников; такое разрушение носит внезапный характер. Трещины часто проникают глубоко внутрь металла, и как только они возникают, их трудно устранить; иногда приходится утилизировать всё оборудование. Поскольку причины коррозионных трещин под действием напряжений сложны и связаны с многими областями науки, до сих пор остается множество нерешенных вопросов.    3. По макроструктурным признакам, трещины, образующиеся в результате коррозионного разрушения, возникают только на поверхности металла, находящейся в контакте с коррозионным веществом. Затем они распространяются от поверхности вглубь материала. С точки зрения внешнего вида такие трещины могут иметь прямолинейную, ветвистую, ребристую или радиальную форму. Однако при этом не наблюдается значительной пластической деформации. Направление трещин совпадает с направлением действующих растягивающих нагрузок. С микроморфологической точки зрения, трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений внутри металла, имеют форму высохших корней дерева: их «корни» длинные и разветвленные. На рисунке ниже показана поверхность разлома таких трещин – это типичная поверхность хрупкого разлома

Разрыв под действием коррозионной усталости — это хрупкий разлом металлических материалов под действием растягивающих напряжений в определенных специальных средах, возникающий в результате совместного воздействия коррозии и напряжений.

Ответ: (1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, которые значительно меньше прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. ​(8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

Разрушение под действием коррозионной усталости — это особый вид разрушения, возникающий у чувствительных металлов или сплавов под воздействием определенного растягивающего напряжения (внешнего или остаточного) и определенной среды, способствующей коррозии. Особенностью коррозионного разрушения под действием напряжений является практически полное отсутствие макроструктурных деформаций металла. Такой тип разрушения становится причиной катастрофических аварий в резервуарах под давлением и значительных потерь материала. Другой его признак – образование коррозионно-механических трещин, которые имеют следующую структуру: (1) Макроуровень: а) в зоне коррозии наблюдаются ветвистые трещины, тогда как в остальных частях коррозия происходит крайне слабо; эти участки даже сохраняют металлический блеск. Коррозия возникает на концах трещин. б. У древовидных трещин, как правило, имеется основной ствол, который перпендикулярен направлению растягивающих нагрузок. У трещин, возникающих в результате коррозии под действием напряжений, имеется множество ветвей в форме буквы «З». Особенно выражена эта черта у трещин, образующихся под действием щелочей; к тому же хвосты таких трещин имеют острую форму. в. Форма края трещины в некоторых материалах (например, аустенитных нержавеющих сталях) тесно связана с величиной напряжения. При низком напряжении трещина представляет собой прямую линию. При умеренном напряжении трещины, обусловленные коррозией под действием напряжений, имеют ветвистую структуру. При высоком напряжении трещины, обусловленные коррозией под действием напряжений, принимают форму сетчатых трещин. d. Макроструктура зоны разлома при коррозионном разрушении под действием напряжений обычно характеризуется признаками хрупкого разрушения; не наблюдаются следов макроструктурных деформаций. На поверхности сечения обычно исчезает металлический блеск, а иногда можно увидеть следы коррозии. (2) Микрохарактеристики а. Под оптическим микроскопом можно увидеть, что трещины, образующиеся в результате коррозии под действием напряжений, бывают граневыми, межграневыми и смешанными гранево-межграневыми трещинами. б. Разломы от коррозии под действием напряжений всегда возникают в тех участках поверхности, где действуют растягивающие напряжения, и характеризуются распространением вглубь поверхности. Особенно в местах возникновения трещин наблюдается несоединенность. (3) Особенностью замедленного разрушения под действием коррозии при напряжении является то, что возникновение и рост трещин, вызванных этим процессом, требует определенного времени: у некоторых изделий происходит разрушение уже через несколько часов, а у других — только спустя несколько лет.

Разрушение под действием коррозионной усталости — это особый вид разрушения, возникающий у чувствительных металлов или сплавов под воздействием определенного растягивающего напряжения (внешнего или остаточного) и определенной среды, способствующей коррозии. Особенностью коррозионного разрушения под действием напряжений является практически полное отсутствие макроструктурных деформаций металла. Такой тип разрушения становится причиной катастрофических аварий в резервуарах под давлением и значительных потерь материала. Другой его признак – образование коррозионно-механических трещин, которые имеют следующую структуру: (1) Макроуровень: а) в зоне коррозии наблюдаются ветвистые трещины, тогда как в остальных частях коррозия происходит крайне слабо; эти участки даже сохраняют металлический блеск. Коррозия возникает на концах трещин. б. У древовидных трещин, как правило, имеется основной ствол, который перпендикулярен направлению растягивающих нагрузок. У трещин, возникающих в результате коррозии под действием напряжений, имеется множество ветвей в форме буквы «З». Особенно выражена эта черта у трещин, образующихся под действием щелочей; к тому же хвосты таких трещин имеют острую форму. в. Форма края трещины в некоторых материалах (например, аустенитных нержавеющих сталях) тесно связана с величиной напряжения. При низком напряжении трещина представляет собой прямую линию. При умеренном напряжении трещины, обусловленные коррозией под действием напряжений, имеют ветвистую структуру. При высоком напряжении трещины, обусловленные коррозией под действием напряжений, принимают форму сетчатых трещин. d. Макроструктура зоны разлома при коррозионном разрушении под действием напряжений обычно характеризуется признаками хрупкого разрушения; не наблюдаются следов макроструктурных деформаций. На поверхности сечения обычно исчезает металлический блеск, а иногда можно увидеть следы коррозии. (2) Микрохарактеристики а. Под оптическим микроскопом можно увидеть, что трещины, образующиеся в результате коррозии под действием напряжений, бывают граневыми, межграневыми и смешанными гранево-межграневыми трещинами. б. Разломы от коррозии под действием напряжений всегда возникают в тех участках поверхности, где действуют растягивающие напряжения, и характеризуются распространением вглубь поверхности. Особенно в местах возникновения трещин наблюдается несоединенность. (3) Особенностью замедленного разрушения под действием коррозии при напряжении является то, что возникновение и рост трещин, вызванных этим процессом, требует определенного времени: у некоторых изделий происходит разрушение уже через несколько часов, а у других — только спустя несколько лет.

Условия возникновения коррозии под действием напряжений: во-первых, сила растягивающего напряжения, во-вторых, условия среды, способствующие коррозии (температура, коррозионно активные вещества).    2. Вредность заключается в том, что разрушение, вызванное коррозией под действием напряжений, происходит без явных макроскопических деформаций и без каких-либо предвестников; такое разрушение носит внезапный характер. Трещины часто проникают глубоко внутрь металла, и как только они возникают, их трудно устранить; иногда приходится утилизировать всё оборудование. Поскольку причины коррозионных трещин под действием напряжений сложны и связаны с многими областями науки, до сих пор остается множество нерешенных вопросов.    3. По макроструктурным признакам, трещины, образующиеся в результате коррозионного разрушения, возникают только на поверхности металла, находящейся в контакте с коррозионным веществом. Затем они распространяются от поверхности вглубь материала. С точки зрения внешнего вида такие трещины могут иметь прямолинейную, ветвистую, ребристую или радиальную форму. Однако при этом не наблюдается значительной пластической деформации. Направление трещин совпадает с направлением действующих растягивающих нагрузок. С микроморфологической точки зрения, трещины от коррозии под действием напряжений, проникающие вглубь металла, имеют форму высохших корней: их «корни» длинные и разветвленные; см. рисунок ниже. Края таких трещин представляют собой типичные края хрупкого разрушения.  

Разрыв от коррозионной усталости — это хрупкий разрыв металлических материалов под действием растягивающих напряжений, возникающий в определенных специальных средах в результате совместного воздействия коррозии и напряжений. Особенности: 1) При причинении коррозионного разрушения под действием напряжений речь идет о статических напряжениях, которые значительно меньше предела прочности материала; к тому же это обычно сжимающие напряжения. 2) Разрушение, вызванное коррозией под действием напряжений, происходит в виде хрупкого разлома без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость распространения трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет 10⁻⁹–10⁻⁶ м/с; это процесс похож на процесс усталости – он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое распространение продолжается до тех пор, пока размер оставшейся части конструкции не становится настолько малым, что она больше не может выдерживать внешние нагрузки. В этот момент происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванной коррозией под действием напряжений, цвет обычно тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. В то же время на поверхности зоны разрушения, возникшей в результате усталости, при наличии свежей трещины поверхность обычно более гладкая и имеет блестящий вид. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. Но не стоит формировать абсолютные представления: трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, не всегда бывают разветвленными. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами. При разрыве внутри кристалла края трещины имеют гексагональную или квазигексагональную структуру; на поверхности трещин видны узоры, напоминающие форму буквы «V» или перьев.

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

Из-за хрупкого разлома, без каких-либо предварительных признаков.

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине прочности на сжатие материала; к тому же это обычно напряжения растяжения. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. (4) Скорость роста трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет от 10-9 до 10-6 м/с. Этот процесс похож на процесс усталости: он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое расширение трещин продолжается до тех пор, пока оставшаяся часть конструкции не становится неспособной выдерживать внешние нагрузки; тогда происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванного коррозией под действием напряжений, цвет тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами.

(1) Причиной коррозионного разрушения под действием напряжений являются статические напряжения, значительно меньшие по величине от прочности на сжатие материала; обычно речь идет о растягивающих напряжениях (в последние годы было также обнаружено, что у нержавеющих сталей может возникать разрушение под действием сжимающих напряжений). Это напряжение может быть внешним, а также остаточным растягивающим напряжением, возникающим в результате сварки, холодной обработки или термообработки. Первые обнаруженные гильзы из латуни, полученные путем холодной обработки, подверглись коррозионному разрушению в среде с влажным аммиаком; это произошло в результате остаточных растягивающих напряжений, возникших в результате холодной обработки. Если провести аннилинг для снятия напряжений, такую неисправность можно избежать. (2) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, представляют собой хрупкое разрушение без заметной пластической деформации. (3) Коррозия под действием напряжений возникает только при сочетании определенного состава сплава и определенной среды. Например, α-латунь разрушается под действием аммиакового раствора, тогда как β-латунь может разломиться уже в воде. (4) Скорость распространения трещин при коррозии под действием напряжений обычно составляет 10⁻⁹–10⁻⁶ м/с; это процесс похож на процесс усталости – он происходит постепенно и медленно. Такое субкритическое распространение продолжается до тех пор, пока размер оставшейся части конструкции не становится настолько малым, что она больше не может выдерживать внешние нагрузки. В этот момент происходит внезапный разрыв. (5) Трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, обычно начинаются в местах поверхностных углублений; путь распространения этих трещин часто происходит перпендикулярно оси силы натяжения. (6) На поверхности зоны разрушения, вызванной коррозией под действием напряжений, цвет обычно тусклый; на поверхности часто имеются продукты коррозии. В то же время на поверхности зоны разрушения, возникшей в результате усталости, при наличии свежей трещины поверхность обычно более гладкая и имеет блестящий вид. (7) При росте основной трещины, обусловленной коррозией под действием напряжений, часто возникают ответвления. Но не стоит формировать абсолютные представления: трещины, возникающие в результате коррозии под действием напряжений, не всегда бывают разветвленными. (8) Повреждения, вызванные коррозией под действием напряжений, могут происходить как внутри кристаллов, так и между кристаллами. При разрыве внутри кристалла края трещины имеют гексагональную или квазигексагональную структуру; на поверхности трещин видны узоры, напоминающие форму буквы «V» или перьев.

Ионы Cl, наличие водородного стресса