Міністерствоосвіти і науки України
Тернопільськийнаціональний педагогічний університет
імені ВолодимираГнатюка
Інженерно-педагогічнийфакультет
Кафедра трудового навчання
Контрольна робота
на тему
«Міжкристалічнакорозія – найбільш шкідливий вид корозійних руйнувань»
Виконала:
Студентка групи КТ-15
Вовк Н.М.
Перевірив:
Бочар І.Й.
Тернопіль2010
Зміст
Вступ
1 Види корозії
2 Види корозійного руйнування
3 Міжкристалічне руйнування
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
Металита сплави на їх основі є основними конструкційними матеріалами. З нихвиготовляють найвідповідальніші деталі та механізми. Внаслідок взаємодії іззовнішнім середовищем деталі та механізми втрачають свою довговічність, щоспричинює простоювання обладнання, втрату сировини, продукції, а часом навітьпризводить до аварій з людськими жертвами.
Корозієюназивають руйнування виробів, виготовлених з металів і сплавів, під дієюзовнішнього середовища.
Середовища,в яких руйнуються метали та сплави, називають корозійними.
Прикладомцих середовищ є повітря, розчини солей, кислот, лугів, розплави металів,викидні та промислові гази, бензин, тощо. Ці середовища можуть розчиняти металита сплави або утворювати сполуки з ними: оксиди, нітриди, тощо. Наприклад, наповерхні виробів, виготовлених із сплавів на основі заліза (вуглецеві сталі,чавуни), утворюються оксиди у вигляді іржі бурого кольору.
Напрактиці мають місце випадки, коли на поверхні виробів не утворюються продуктикорозійного руйнування – тоді виявити пошкодження виробів дуже важко.
Корозійнісередовища поділяють на електроліти та неелектроліти.
Середовища-електролітипроводять електричний струм. До них належать розчини солей, кислот, лугів,морська вода, тощо.
Середовища-неелектролітине проводять електричного струму. Прикладом таких середовищ є викидні тапромислові гази, спирт, бензин, мастила, тощо.
1 Види корозії
Уразі взаємодії корозійних середовищ з металами та сплавами спостерігаєтьсякілька видів корозії, які класифікують за такими ознаками як: механізмвзаємодії, умови взаємодії, тощо.
1. Замеханізмом взаємодії зовнішнього середовища з металами та сплавами корозіюподіляють на хімічну й електрохімічну.
1.1.Хімічна корозія – це руйнування виробів, виготовлених з металів і сплавів, усередовищах-неелектролітах.
Прикладомтакого виду корозії є руйнування деталей нагрівних печей, казанів, турбін,двигунів внутрішнього згоряння, сопел реактивних двигунів, тощо. У разівзаємодії газового середовища (пічні та викидні гази) з металевими виробами наїх поверхні утворюються різні хімічні сполуки (наприклад, оксиди, сульфіди,тощо) у вигляді плівок.
Чимвища температура середовища, тим інтенсивніше кородує метал, оскільки зростаютьшвидкість дифузії газів через плівку до металу і зустрічна дифузія атомівметалу. У разі утворення не дуже щільної та міцної плівки газове середовищеможе різко прискорити руйнування виробів.
Якщона поверхні виробів утворюються міцні оксидні плівки, то корозійне руйнуваннясповільнюється.
1.2.Електрохімічна корозія — руйнування виробів, виготовлених з металів і сплавів усередовищах-електролітах.
Ценайпоширеніший вид корозії. Електрохімічна корозія характеризується протіканнямелектричного струму в електроліті, переходу атомів металу в йонізований стан таіншими електрохімічними процесами. Прикладом електрохімічної корозії єруйнування металевих конструкцій і виробів, які перебувають у середовищівологого повітря, в морській та річковій воді, тощо.
2.Залежно від умов, в яких працюють машини, агрегати та перебувають металевіконструкції, розрізняють кілька видів корозії: газову, атмосферну, підземну,біологічну, корозію під дією струмів, тощо.2 Види корозійного руйнування.
Корозійнеруйнування металів і сплавів починається яз поверхні, тобто на межі металевийвиріб – середовище, і поступово поширюється в глибину металу.
Найпоширенішівиди корозійного руйнування – суцільне, місцеве (рис. 1).
1.Суцільне руйнування – середовище взаємодіє з металевими виробами по всійповерхні, але з різною швидкістю. Цей вид руйнування поділяють на рівномірне танерівномірне. У разі рівномірного руйнування (рис. 1, а) швидкість взаємодіїсередовища з металом однакова, а в разі нерівномірного (рис. 1, б) – різна нарізних ділянках поверхні виробів. Відповідно середовище поширюється в глибинуметалу на однакову або різну відстані.
/>Рис.1 Види корозійного руйнування
2.Місцеве руйнування – середовище взаємодіє з металами на окремих ділянкахповерхні виробів.
Місцеверуйнування поділяють на плямисте, виразкове, точкове, підповерхневе, вибіркове,міжкристалічне, транс кристалічне, тощо.
Плямисте– на поверхні виробів утворюються плями. Глибина плям невелика (рис. 1, в).
Виразкове– середовище проникає на велику глибину (рис. 1, г).
Точкове– характеризується утворенням вузьких кратероподібних заглиблень (рис. 1, д).
Підповерхневе– спостерігається у виробів, покритих захисними покриттями (лаком, фарбою,тощо). Проявляється у вигляді здуття покриття та розшарування металу (рис. 1,е).
Вибірковеруйнування – середовище взаємодіє з певними хімічніми елементами або фазамиматеріалів, з яких виготовлені вироби.
Міжкристалічнеруйнування – середовище взаємодіє спочатку з домішками, які перебувають намежах кристалів, а потім приступає до розчинення металів. (рис. 1, ж).
Транскристалічнеруйнування – руйнування виробіва окремими кристалами (рис. 1, з).3 Міжкристалічнеруйнування
Міжкристалічнакорозія характеризується руйнуванням металу по границях зерен. Такий видкорозії являється найнебезпечнішим, оскільки руйнування, яке не викликаєпомітних змін на поверхні металу, розповсюджується глибоко всередину, що можевиявитись причиною раптових серйозних аварій.
Прималій корозійній втраті маси, руйнування матеріалу може проникати на великуглибину і супроводжуватися зниженням міцності та пластичності матеріалу, щошвидко призводить до виходу з ладу всієї конструкції. Міжкристалічна корозіязумовлена тим, що твердий розчин при певних умовах може розшаровуватися зутворенням на межі зерен фаз, збагачених одним з компонентів матеріалу, аділянки, що безпосередньо прилягають до кордонів зерен, виявляються збіднілимина цей компонент. Під дією того чи іншого агресивного середовища відбуваєтьсявиборче анодне розчинення або збагачених, або сусідніх з ними збіднених зон.
Доміжкристалічної корозії схильні багато сплавів на основі заліза (у тому числіферитні, аустенітні, аустенітно-феритні та інші сталі), а також нікелеві,алюмінієві і інші сплави, що мають, як правило, неоднорідну структуру.Нержавіючі сталь часто мають високий (більше 12%) вміст хрому, який в звичайнихумовах формує на поверхні сталі оксидну плівку, що захищає її від корозії. Самевисокий вміст хрому служить для нержавіючих сталей основною причиноюміжкристалітчої корозії, оскільки при деяких умовах хром виділяється уздовжкордонів зерен фаз, і створюються карбіди хрому. Сусідні зони, збіднені хромом,переходять в активний стан при більш негативних значеннях електрохімічногопотенціалу, ніж фази з надлишком хрому. У результаті в слабоокисненихсередовищах збіднені хромом зони стають електрохімічно активними і піддаютьсякорозії з більш вискою швидкістю, ніж фази, збагачені хромом. Найбільшасхильність до міжкристалітної корозії спостерігається у тих випадках, колинадлишкові фази на межах зерен стикаються, утворюючи безперервні ланцюжки.
У сильноокисненихсередовищах розвиток міжкристалічної корозії обумовлено виборчим розчиненнямнасичених фаз. Воно прискорюється, якщо в цих фазах є легуючі елементи, такі якмолібден, вольфрам, ванадій або елементи з низькою корозійною стійкістю,наприклад, марганець, мідь.
Однієюз причин міжкристалічної корозії може бути сегрегація по межах зерен домішок;цим часто пояснюється, наприклад, корозія загартованих аустенітнихкорозійностійких сталей, що містять домішки фосфору, кремнію та ін, в сильноокисненихсередовищах.
Поділфаз часто відбувається при нагріванні металів на довгий час понад 700 ° C, щотрапляється при порушенні режимів зварювання, термообробці, обробці тиском.
Висновок
Міжкристалічнакорозія характеризується руйнуванням металу по границях зерен. Такий видкорозії являється найнебезпечнішим, оскільки руйнування, яке не викликаєпомітних змін на поверхні металу, розповсюджується глибоко всередину, що можевиявитись причиною раптових серйозних аварій.
Стійкістьматеріалу до міжкристалічної корозії можна підвищити правильним вибором режимівтермообробки, легуванням елементами, які протистоять утворенню небажанихнадлишкових фаз по границях зерен, наприклад титаном, ніобієм, танталом, якіформують з хромом більш стабільні з’єднання, чим карбід хрому.
Хорошим способом єзниження вмісту вуглецю в основному, а при зварюванні і в зварювальномуматеріалі до рівня менше 0,02 %.
Можливийспосіб нагріву виробу до 1000 °C і загартовування у воді, що призводить дорозчинення карбідів в зернах і протистоїть їх повторному виділенню.
При зварюваннідостатньо тонких слоїв матеріалу матеріал не встигає прогрітися до температур, яківедуть до міжкристалічної корозії.
/>Список використаної літератури
1. Броек Д. Основы механики разрушения. – М.: Высшая школа, 1980.– С. 368.
2. Забожна О.М. Основи технології. — Т.: Вид-во «Карт-бланш», 2002. – С. 183-189.
3. Кропивницкий Н.Н. Технология металлов. — Л.: Фонтанка, 1973. – С. 198-199.
4. ru.wikipedia.org/wiki/Межкристаллитная_коррозия
5. weldingsite.com.ua/koroz.html