Влияние температуры и коррозионно-активной среды на свойства металлов под напряжением при статических и циклических нагруженияхРефераты >> Технология >> Влияние температуры и коррозионно-активной среды на свойства металлов под напряжением при статических и циклических нагружениях
Для определения механических свойств при низких температурах используют те же стандартные методы , что и для исследований их при комнатной или повышенной температуре .
Главным узлом всякой установки для испытаний при низких температурах является ванна (криостат) , обеспечивающая необходимые условия. При испытаниях до температуры -77К ( -196С - температура жидкого азота ) применяются двухстенные ванны из красной меди , латуни или нержавеющей стали с войлочной изоляцией . При температурах ниже -77К криостат состоит в большинстве случаев из двух вставленных друг в друга стеклянных или металлических сосудов Дьюара , пространство между которыми заполнено жидким азотом .
Температура до 153К измеряется термометрами (спиртовыми , толуоловыми , пентановыми ) , ниже 153К - термопарами ( пластиновыми , медь-константовыми ) . Иногда температура помещённого в охлаждающую среду образца определяется по прекращению кипения зеркала жидкости , при этом считается , что он принял температуру хладагента .
Хладагент |
Охлаждающая смесь |
Темпе |
ратура |
°С |
°К | ||
Твёрдая углекислота (сухой лёд ) |
Размельчённый сухой лёд со спиртом или ацетоном |
-40 ¸ -70 |
233 ¸ 203 |
Жидкий азот |
Жидкий азот со спиртом или бензином |
-100 |
173 |
Жидкий азот с петролеумным эфиром |
- 120 |
153 | |
Жидкий азот с изолентаном |
-160 |
113 | |
Жидкий кислород |
------- |
-183 |
90 |
Жидкий азот |
------- |
-196 |
77 |
Жидкий неон |
------- |
-246 |
27 |
Жидкий водород |
------- |
-253 |
20 |
Жидкий гелий |
------- |
-269 |
4 |
Жидкий гелий ( с откачкой ) |
------- |
-271,5 |
1,6 |
Гелий-3 ( с откачкой ) |
------- |
-272,8 |
0,3 |
Определение склонности сплавов к коррозионному растрескиванию при постоянных нагрузках .
При одновременном действии статических растягивающих напряжений ( внешних или внутренних ) и коррозионной среды многие сплавы подвержены коррозионному растрескиванию .
Характерными особенностями коррозионного растрескивания являются :
1. хрупкий характер разрушения .
2. направление трещин перпендикулярно растягивающим напряжениям ; при этом трещины имеют межкристаллитный или транскристаллитный , или , наконец , смешанный характер.
3. зависимость времени до растягивания от величины растягивающих напряжений : с уменьшением растягивающих напряжений время до растрескивания увеличивается.
Коррозионному растрескиванию подвержены алюминиевые сплавы типа дуралюмина , сплавы систем Al-Mg , Al-Mg-Zn , Al-Mg-Cu , мягкие стали , коррозионные стали , медные сплавы , высокопрочные низколегированные стали , магниевые сплавы и др.
Большинство исследователей считают , что процесс коррозионного растрескивания имеет электрохимическую природу . Образование трещин при коррозии под напряжением сплавов связывается с возникновением гальванического элемента “концентратор напряжений (анод) - остальная поверхность (катод)” , с ускорением процесса распада пересыщенных твёрдых растворов , в результате чего возникают местные гальванические элементы и коррозионные трещины развиваются вследствие растворения вновь образующихся анодных участков , с механическим разрушением плёнок , избирательной коррозией пересыщенных твёрдых растворов , изменением внутренней энергии , абсорбции поверхностно-активных анионов и катионов среды и др.
Изучение кинетики развития трещины при коррозии под напряжением высокопрочных сталей методом электросопротивления показало , что процесс развития трещин складывается из трёх этапов . На первом этапе образуется коррозионная трещина . На втором этапе происходит скачкообразное развитие трещины , что свидетельствует о значительной роли механического фактора . Переход от первого этапа ко второму сопровождается значительным увеличением скорости развития трещины . На третьем этапе происходит лавинообразное развитие трещины .
При определении склонности сплавов к коррозионному растрескиванию растягивающие напряжения в образцах создаются двумя способами :
1. путём приложения постоянной нагрузки .
2. путём сообщения образцу постоянной деформации ( изгиб ) .
Полная характеристика склонности сплава к коррозионному растрескиванию может быть получена путём снятия кривых коррозионного растрескивания от величины растягивающих напряжений .
s, кг/мм(2) Рис. 1 Кривая коррозионного растрескивания стали 30ХГСНА в камере с распылённым 150 3 % NaCl .
100
50
0 25 50 75 t , сутки