Изучение коррозионного растрескивания латуней

Цель работы

Изучение влияния предварительной термической обработки на коррозионное растрескивание латуней.

Содержание работы

Коррозионным растрескиванием называется хрупкое разрушение металлов при совместном действии агрессивной среды и постоянно действующих растягивающих внешних или внутренних (в сварных швах) напряжений. Эти напряжения увеличивают скорость общей коррозии металлов примерно пропорционально их величине и часто ухудшают распределение коррозии (что более опасно), переводя ее из общей в местную.

Коррозионное растрескивание металлов характеризуется образованием трещин, которые могут распространяться не только межкристаллитно, т. е. по границам зерен, но и транскристаллитно, т. е. перерезая отдельные кристаллиты. Скорость образования трещин может достигать значительных (до 10 мм/ч) величин. Со временем рост одной из трещин обгоняет рост других и приводит

к механическому разрушению изделия.

Коррозионное растрескивание часто усиливается при наводороживании металлов.

Коррозионному растрескиванию подвержены деформированные латуни (особенно в растворах аммиака), нержавеющие стали аустенитного класса в растворах хлористого магния, конструкционные углеродистые стали в растворах щелочей и другие сплавы.

В случае наводороживания высокопрочных сталей решающим фактором, определяющим их склонность к коррозионному растрескиванию, является характер дислокационного строения. При равномерном распределении дислокаций в объеме металла, достигаемой высокотемпературной термомеханической обработкой, склонность этих сталей к коррозионному растрескиванию уменьшается.

Изделия из латуни растрескиваются чаще всего вскоре после изготовления, но иногда - и спустя много времени после изготовления.

Трещины появляются, главным образом, на изделиях, изготовленных холодной деформацией. Эти трещины при помощи микроскопа легко отличить от трещин, появляющихся вследствие чрезмерной механической деформации, так как первые проходят почти исключительно по границам зерен, а вторые – преимущественно транскристаллитно.

Для предотвращения коррозионного растрескивания деформированных латуней необходимо снять имеющиеся в них внутренние напряжения с помощью низкотемпературного отжига. Температура и продолжительность отжига выбираются такими, чтобы не происходило заметного изменения механических свойств латуней: температура отжига обычно составляет 225-300 °С, а его продолжительность - 30-60 минут.

Испытания латуни на коррозионное растрескивание проводятся на образцах обычно в атмосфере аммиака, являющейся наиболее агрессивной средой для этого сплава. Образцами могут служить полоски деформированной ла-

тунной ленты, укрепленные в согнутом состоянии в держалках (рис. 2).

Рис. 2. Держалка с укрепленным образцом латунной ленты

После определенной выдержки в агрессивной среде латунные образцы протравливаются в азотной кислоте, промываются и рассматриваются визуально или в металлографическом микроскопе для выявления трещин. Желательно, чтобы латунь была с возможно более крупной зернистой структурой, так как в этом случае легче выявляются появившиеся в результате коррозии трещины.

Порядок выполнения работы

1. Три образца (из двенадцати) термической обработке не подвергать; для остальных девяти произвести термическую обработку по следующим режимам:

- 100 °С (кипящая вода), 30 мин. (3 образца);

- 300 °С (электропечь или ванна), 1 мин. (3 образца);

- 300 °С (электропечь или ванна), 30 мин. (3 образца).

2. Установить согнутые образцы в держалки и поместить держалки с образцами на фарфоровую пластинку эксикатора, на дно которого налит 15%-ный раствор аммиака (при открывании эксикатора необходимо задерживать дыхание, так как пары аммиака вызывают сильное раздражение дыхательных путей).

3. Через каждые 20 минут вынимать из эксикатора по 4 образца, обработанных по разным режимам. Протравить каждый из образцов 5%-ным раствором азотной кислоты, осмотреть их и отметить время появления трещин. Результаты осмотра занести в табл. 11.

4. На одном (или нескольких) из растрескавшихся образцов определить характер распространения трещин (межкристаллитно или транскристаллитно), для чего этот образец протравить концентрированной азотной кислотой до выявления границ кристаллов и рассмотреть трещину в металлографическом микроскопе.

Содержание отчета

1. Общие сведения о коррозионном растрескивании латуней.

2. Методика испытания латуней на коррозионное растрескивание.

3. Экспериментальные данные изучения влияния предварительной термической обработки на коррозионное растрескивание латуни.

4. Результаты металлографического анализа образцов с трещинами.

5. Выводы о влиянии предварительной термической обработки на коррозионное растрескивание латуни.

Литература: [1], с. 137…139; [4], с. 85…88, 93…94

Поиск по сайту: