53. Виды коррозии. Коррозионностойкие материалы. Принцип создания сплавов на железной основе с коррозионными свойствами.

Коррозия - это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это разрушение любого материала, будь то металл или керамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример — кислородная коррозия железа в воде: 4Fe + 6Н₂О + ЗО₂ = 4Fe(OH)₃. Гидратированный оксид железа Fe(OН)₃ и является тем, что называют ржавчиной.

Главная классификация производится по механизму протекания процесса. Различают два вида:

• химическую коррозию;

• электрохимическую коррозию.

По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть следующих видов:

• газовая коррозия;

• атмосферная коррозия;

• коррозия в неэлектролитах;

• коррозия в электролитах;

• подземная коррозия;

• биокоррозия;

• коррозия под воздействием блуждающих токов.

По условиям протекания коррозионного процесса различаются следующие виды:

• контактная коррозия;

• щелевая коррозия;

• коррозия при неполном погружении;

• коррозия при полном погружении;

• коррозия при переменном погружении;

• коррозия при трении;

• межкристаллитная коррозия;

• коррозия под напряжением.

По характеру разрушения:

• сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность:

  • равномерная;

  • неравномерная;

  • избирательная;

• локальная (местная) коррозия, охватывающая отдельные участки:

  • пятнами;

  • язвенная;

  • точечная;

  • сквозная;

  • межкристаллитная (расслаивающая в деформированных заготовках и ножевая в сварных соединениях).

Устойчивость против коррозии повышается при введении в состав стали хрома,алюминия, кремния. Эти элементы образуют непрерывную прочную оксидную пленку и повышают электродный потенциал. Алюминий и кремний повышают хрупкость стали и применяются реже хрома. При содержании хрома более 12 % сталь резко изменяет электродный потенциал с электроотрицательного (–0,6 В) на электроположительный (+0,2 В). На поверхности образуется плотная защитная пленка оксида Сr₂О₃. Сталь, содержащая 12 – 14 % Сr, устойчива против коррозии в атмосфере, морской воде, ряде кислот, щелочей и солей. Кроме хрома, в состав коррозионностойких сталей вводят также никель. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет. В обозначениях литейных коррозионно-стойких сталей такого вида добавляется буква Л. Примеры: сталь состава С<0,08%; 17,0-19,0% Cr; 9,0-11,0% Ni; Ti в интервале от 5 до 7% обозначается 08Х18Н10Т, а литейная сталь 16Х18Н12С4ТЮЛ имеет состав 0,13-0,19% С; 17,0-19,0% Cr; 11,0-13,0% Ni; 3,8-4,5% Si; 0,4-07% Ti; 0,13-0,35% Al.

54. Понятия жаропрочности и жаростойкости. Критерии жаропрочности. Марки материалов.

Жаростойкость – это способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени.

Если изделие работает в окислительной газовой среде при температуре 500..550^oC без больших нагрузок, то достаточно, чтобы они были только жаростойкими (например, детали нагревательных печей). Для повышения жаростойкости в состав стали вводят элементы, которые образуют с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки (хром, кремний, алюминий). Высокой жаростойкостью обладают сильхромы, сплавы на основе никеля – нихромы, стали 08Х17Т, 36Х18Н25С2, 15Х6СЮ.

Жаропрочность – это способность металла сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах. Жаропрочные материалы используются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах, когда имеет место явление ползучести.

Критериями оценки жаропрочности являются кратковременная и длительная прочности, ползучесть.

Кратковременная прочность определяется с помощью испытаний на растяжение разрывных образцов. Образцы помещают в печь и испытывают при заданной температуре. Обозначают кратковременную прочностьϬ_В, например Ϭ_В ^300oС= 300МПа.

Пределом длительной прочности называется максимальное напряжение Ϭ_I, которое вызывает разрушение образца при заданной Т за определенное время.

Ползучесть – свойство металла медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной Т.

К ривая ползучести

 ОА – упругая деформация образца в момент приложения нагрузки;

1. АВ – участок, соответствующий начальной V ползучести;

2. ВС – участок установившейся V ползучести, когда удлинение c пост. V.

Предел ползучести – напряжение, которое за определенное время при заданной температуре вызывает заданное суммарное удлинение или заданную скорость деформации.