11.02.2018

Коррозионная стойкость нержавеющей стали


В большинстве случаев нержавеющие стали выбирают благодаря их коррозионной стойкости и жаропрочности. Эти стали, содержащие на поверхности оксид хрома, пассивный по своей природе, фактически не подвержены атмосферной коррозии, которая разрушает углеродистые и низколегированные стали. Однако нержавеющие стали восприимчивы к другим видам коррозии, поэтому их выбор следует тщательно обосновывать, учитывая применение в конкретных условиях эксплуатации. В этой монографии невозможно детально рассмотреть различные механизмы возникновения коррозии нержавеющих сталей, и читателю предлагаются другие источники, чтобы обеспечить его более подробной информацией. В данном разделе приводятся краткие сведения о механизмах коррозии сварных соединений нержавеющих сталей. Более детальные описания содержатся в соответствующих главах.

В нержавеющих сталях могут возникнуть две формы локальной коррозии: питтинговая (точечная) и щелевая. Механизмы их образования схожи и являются результатом высоколокализованных воздействий. Питтинговая коррозия возникает под влиянием местного разрушения пассивной поверхностной пленки, она обычно связана с микроструктурными особенностями, такими как границы зерен, или с образованием интерметаллидных включений. Как только возникает очаг, начинается коррозийное воздействие на поверхность материала. Сначала формируется маленькая точка (ямка), со временем химический состав в пределах этого очага начинает изменяться, становясь более агрессивным (кислым). Это приводит к быстрому подповерхностному (внутреннему) воздействию и слиянию соседних пятен коррозии, что резко ускоряет разрушение материала. Точечная коррозия очень коварна — одна маленькая точка может привести к разрушениям по большим поверхностям.

Щелевая коррозия подобна питтинговой по механизму образования, но не требует для инициирования металлургического фактора. Термин "щелевая коррозия" подразумевает, что должно существовать замкнутое пространство (щель), в котором происходят аналогичные изменения химического состава. Щелевая коррозия часто возникает в болтовых соединениях, где между головкой болта и опорной поверхностью нержавеющей стали есть полость. Часто питтинговая и щелевая коррозии возникают в средах, содержащих ионы хлора (морская вода). Сварка может привести к формированию микроструктур, которые ускоряют точечную атаку или создают щели (непровары, шлаковые включения), ускоряющие локальную коррозию. Оставшиеся на сварных швах оксидные пленки, формирующиеся при сварке, могут также снизить сопротивление к коррозии в определенных средах.

Наиболее опасны межкристаллитная коррозия, которой посвящены многочисленные статьи и обзоры, а также связанное с ней явление — коррозионное межкристаллитное растрескивание. Этот вид коррозии наиболее часто встречается в зоне термического влияния сварных соединений аустенитных сталей и возникает вследствие “повышенной чувствительности” (сенсибилизации (sensitization)). Под этим термином авторы монографии понимают выделение карбидов хрома по границам зерен и в результате — обеднение прилегающих микрообъемов металла по содержанию хрома ниже 12 %, что и вызывает в металле чувствительность к коррозии. Подобное явление происходит в зоне термического влияния (ЗТВ) ферритных нержавеющих сталей. Этот механизм более детально рассмотрен в соответствующих главах, посвященных этим сталям.

Коррозионное растрескивание под напряжением — также существенная проблема, особенно в распространенных аустенитных нержавеющих сталях таких марок, как 304L и 316L. Этот вид коррозии не связан с границами зерен. Ее развитие происходит по определенным атомным плоскостям в каждом зерне. При этом направление меняется от зерна к зерну с разветвлениями по мере развития коррозии. Совместное воздействие ионов хлора и остаточных внутренних или действующих напряжений способствует такому коррозионному растрескиванию.





Яндекс.Метрика