Коррозийная кавитация

Разрушение происходит при значительно меньших пределах усталости.

Прогрессирующий рост трещин усталости обусловлен, с одной стороны, низким значением электродного потенциала в месте концентрации напряжений, а с другой, – легким разрушением защитной оксидной пленки в устье трещины при переменном нагружении.

		N=102
	Число циклов переменного нагружения N

Рис. 2. Диаграмма усталости:

1 – предел усталости (истинный).

2 – предел коррозионной усталости.

По характеру коррозионного разрушения различают следующие виды коррозии.

Сплошную коррозию(рис. 3, а, б, в), охватывающую всю поверхность металла. Она бывает:

а) равномерной (рис. 3, а), которая протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла (например, коррозия труб на открытом воздухе);

б) неравномерной (рис. 3, б), когда скорость коррозии на отдельных участках поверхности неодинакова;

в) избирательной (рис. 3, в), при которой разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава.

Местную коррозию, при которой на поверхности металла обнаруживаются поражения отдельных участков.

Она бывает:

а) пятнами (рис. 3, г) – в виде отдельных пятен (когда диаметр поражения больше глубины);

б) язвами (рис. 3, д) – коррозионное разрушение, имеющее вид раковины (когда диаметр поражения примерно равен глубине проникновения);

в) точечной (питтинг) (рис. 3, е) – в виде отдельных точечных поражений (когда диаметр поражения меньше глубины проникновения);

г) сквозной (рис. 3, ж), которая вызывает разрушение металла насквозь;

д) нитевидной, (рис. 3, з), распространяющейся в виде нитей, преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями;

е) подповерхностной (расслаивающей) (рис. 3, и), начинающейся с поверхности, но преимущественно распространяющейся под поверхностью металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла;

ж) межкристаллитной (МКК) (рис. 3, к), распространяющейся по границам кристаллитов (зерен) металла. Этому виду коррозии подвержены хромистые, хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы. Она почти незаметна с поверхности и распространяется вглубь металла по границам зерен.

В результате межкристаллитной коррозии нарушается связь между зернами, при постукивании по металлу пропадает характерный металлический звук, и после приложения нагрузки металл легко разрушается.

з) ножевой (рис. 3, л), локализирующейся в зоне сплавления сварных соединений в сильноагрессивных средах;

и) коррозионным растрескиванием, проявляющимся при одновременном воздействии коррозионной среды и механических растягивающих напряжений с образованием транскристаллитных (рис. 3, м), или межкристаллитных трещин. Этот вид коррозии опасен для конструкций, несущих механические нагрузки (мосты, тросы, рессоры, двигатели внутреннего сгорания и т. д.);

к) коррозионной хрупкостью, то есть хрупкостью, приобретенной в результате коррозии (например, водородное охрупчивание деталей из высокопрочных сталей).

Рис. 3. Основные виды сплошной и местной коррозии

(основной металл заштрихован, продукты коррозии обозначены точками)

Характеристика различных видов коррозии показывает, что каждый из них в определенных условиях может быть особенно нежелательным и опасным. Большую опасность представляет коррозия в виде язв, когда на отдельных участках металл прокорродировал довольно глубоко, а вся остальная поверхность не покрывается продуктами коррозии.

Глубокая язвенная коррозия может привести к сквозным разрушениям тонкостенных участков деталей, обшивки и т. д. со всеми вытекающими отсюда последствиями. В некоторых случаях не менее опасна точечная коррозия. Такого рода коррозия подобна острым надрезам на наиболее ответственных участках той или иной детали и ведет к разрушению всей детали.

Очень опасна межкристаллитная коррозия, характерная для некоторых видов чугуна и нержавеющей детали. При межкристаллитной коррозии внешних признаков коррозионного разрушения не обнаруживается, хотя металл теряет допустимую прочность.

Разрушение металла, вызываемое одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды называют коррозийной кавитацией.

Процесс постепенного накопления повреждений изделия под действием переменных напряжений и коррозионно-активных сред.

Возникновение и развитие усталостных трещин сопровождается проникновением коррозионной среды и ускоряет процессы разрушения целостности конструктива.

Данный тип разрушения характерен для любых конструкционных материалов на основе металлов, но в особенности для железа.

Разрушение происходит практически в любых коррозионных средах (воздух, газы, влажные машинные масла и тд.). Коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники, строительства.