Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат

Реферат по дисциплине: «Физические базы коррозии»

Выполнила ст. гр. ФМ - 505 Каримова Л. Р.

Уфимский муниципальный авиационный технический институт

Уфа - 2006 г

Введение

Создание новых технологий и производств приводит к применению брутальных сред. Внедрение последних ставит вопрос о конструкционных материалах, стойких к их воздействию. Большой энтузиазм в этом плане представляют металлы подгрупп титана и ванадия Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат. Они уже отыскали применение в современном приборостроении. Так, к примеру, они обширно употребляются в ракетной и авиационной технике, также при разработке атомных реакторов.

Титан и титановые сплавы обширно используются в разных отраслях индустрии, благодаря высочайшим значениям удельной прочности и коррозионной стойкости.

Сплав ВТ6 относится к числу первых российских Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат конструкционных титановых сплавов. В таблице 1 представлен хим состав сплава ВТ6.

Таблица 1 - Хим состав титанового сплава ВТ6.

Главные

элементы

Al V Примеси Fe Si O C N H Zr
Содержание, % 6,0 4,0 Содержание менее, % 0,3 0,1 0,2 0,1 0,05 0,015 0,3

Титан может участвовать в почти всех соединениях, он химически очень активен. И в то же время титан является одним из немногих металлов с только высочайшей коррозионной стойкостью: он фактически вечен в атмосфере Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат воздуха, в прохладной и кипящей воде, очень стоек в морской воде, в смесях многих солей, неорганических и органических кислотах. По собственной коррозионной стойкости в морской воде он превосходит все металлы, кроме великодушных – золота, платины и т. п., большая часть видов нержавеющей стали, никелевые, медные и другие Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат сплавы. В воде, в почти всех брутальных средах незапятнанный титан не подвержен коррозии. Почему же это происходит? Почему так интенсивно, а часто и бурно, со взрывами, реагирующий практически со всеми элементами повторяющейся системы титан стоек к коррозии?

Общие представление о коррозии металлов

Получение металлов из их природных соединений всегда сопровождается значимой Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат энергозатратой. Исключение составляют только металлы, встречающиеся в природе в свободном виде: золото, серебро, платина, ртуть. Энергия, затраченная на получение металлов, скапливается в их как свободная энергия Гиббса и делает их химически активными субстанциями, переходящими в итоге взаимодействия с окружающей средой в состояние положительно заряженных ионов:

Меn++ nе  Ме0 ( G>0); Ме Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат0 – ne  Ме n+ ( G <0).

металлургия коррозия

Самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в итоге взаимодействия с окружающей средой, происходящий с выделением энергии и рассеиванием вещества (рост энтропии), именуется коррозией. Коррозионные процессы протекают необратимо в согласовании со вторым началом термодинамики.

Подсчитано, что около 20% каждогодней выплавки металлов расходуется в коррозионных процессах. Большой Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат вред приносит коррозия в машиностроении, потому что из-за коррозионного разрушения какой-либо одной детали может выйти из строя машина, стоящая часто 10-ки и сотки тыщ рублей. Коррозия понижает точность показаний устройств и стабильность их работы во времени. Малозначительная коррозия электронного контакта приводит к отказу при его включении Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат. Меры борьбы с коррозионными процессами являются животрепещущей задачей современной техники.

Значительно оказывает влияние на коррозионные процессы уровень наружных либо внутренних (остаточных) напряжений и их рассредотачивание в металле изделия.

Хим коррозии подвержены детали и узлы машин, работающих при больших температурах, — движки поршневого и турбинного типа, ракетные движки и т. п Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат. Хим сродство большинства металлов к кислороду при больших температурах практически неограниченно, потому что оксиды всех на техническом уровне принципиальных металлов способны растворяться в металлах и уходить из сбалансированной системы:

2Ме(т) + O2(г) 2МеО(т);

МеО(т) [МеО] (р-р)

В этих критериях окисление всегда может быть, но вместе с растворением Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат оксида возникает и оксидный слой на поверхности металла, который может тормозить процесс окисления.

Скорость окисления металла находится в зависимости от скорости фактически хим реакции и скорости диффузии окислителя через пленку, а потому защитное действие пленки тем выше, чем лучше ее сплошность и ниже диффузионная способность. Сплошность пленки, образующейся на Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат поверхности металла, можно оценить по отношению объема образовавшегося оксида либо другого какого-нибудь соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла (фактор Пиллинга—Бэдвордса).

Коэффициент  (фактор Пиллинга — Бэдвордса) у различных металлов имеет различные значения и приведен в таблице 2.

Таблица 2. Значение коэффициента  для неких металлов

Металл Оксид Металл Оксид
Mg MgO 0.79 Zn ZnO 1.58
Pb PbO 1.15 Zr ZrO2 1.60
Cd CdO 1.27 Be BeO 1.67
Al Al2O2 1.31 Cu Cu Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат2O 1.67
Sn SnO2 1.33 Cu CuO 1.74
Ni NiO 1.52 Ti Ti2O3 1.76
Nb NbO 1.57 Cr Cr2O3 2.02
Nb Nb2O3 2.81

Металлы, у каких <1, не могут создавать сплошные оксидные слои, и через несплошности в слое (трещинкы) кислород свободно просачивается к поверхности металла.

Сплошные и устойчивые оксидные слои образуются при  = 1,2—1,6, но при огромных значениях  пленки получаются несплошные, просто отделяющиеся от поверхности металла (стальная окалина Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат) в итоге возникающих внутренних напряжений.

Поведение титана и его сплавов в разных брутальных средах

Реакции титана со многими элементами происходят только при больших температурах. При обыденных температурах хим активность титана очень мала и он фактически не вступает в реакции. Связано это с тем, что на свежайшей поверхности незапятнанного титана, как Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат она появляется, очень стремительно возникает инертная, отлично срастающаяся с металлом тончайшая (в несколько ангстрем (1А=10-10м) пленка диоксида титана, предохраняющая его от предстоящего окисления. Если даже эту пленку снять, то в хоть какой среде, содержащей кислород либо другие сильные окислители (к примеру, в азотной либо хромовой кислоте), эта пленка Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат возникает вновь, и металл, как молвят, ею «пассивируется», т. е. защищает сам себя от предстоящего разрушения.

Разглядим несколько подробнее поведение незапятнанного титана в разных брутальных средах: в таких, как азотная, соляная, серная, «царская водка» и другие кислоты и щелочи.

В азотной кислоте, являющейся сильным окислителем, в Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат каком стремительно растворяются очень многие металлы, титан только стоек. При хоть какой концентрации азотной кислоты (от 10 до 99%-ной), при всех температурах скорость коррозии титана не превосходит 0,1–0,2 мм/год. Небезопасна только красноватая дымящая азотная кислота, пересыщенная (20% и поболее) свободными диоксидами азота: в ней незапятнанный титан бурно, со взрывом, реагирует. Но стоит Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат добавить в такую кислоту хотя бы малость воды (1–2% и поболее), как реакция завершается, и коррозия титана прекращается.

В соляной кислоте титан стоек только в разбавленных ее смесях. К примеру, в 0,5%-ной соляной кислоте даже при нагревании до 100° С скорость коррозии титана не превосходит 0,01 мм/год, в 10%-ной при Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат комнатной температуре скорость коррозии добивается 0,1 мм/год, а в 20%-ной при 20° С–0,58 мм/год. При нагревании скорость коррозии титана в соляной кислоте резко увеличивается. Так, даже в 1,5%-ной соляной кислоте при 100° С скорость коррозии титана составляет 4,4 мм/год, а в 20%-ной при нагревании до 60° С – уже 29,8 мм/год. Это разъясняется Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат тем, что соляная кислота, в особенности при нагревании, растворяет пассивирующую пленку диоксида титана и начинается растворение металла. Но скорость коррозии титана в соляной кислоте при всех критериях остается ниже, чем у нержавеющих сталей.

В серной кислоте слабенькой концентрации (до 0,5–1% ) титан и большая часть его сплавов стойкие даже при температуре Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат раствора до 50–95° С. Стоек титан и в более концентрированных смесях (10–20%-ных) при комнатной температуре, в этих критериях скорость коррозии титана не превосходит 0,005–0,01 мм/год. Но с увеличением температуры раствора титан в серной кислоте даже сравнимо слабенькой концентрации (10–20%-ной) начинает растворяться, при этом скорость коррозии добивается 9–10 мм/год. Серная кислота Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, так же как и соляная, разрушает защитную пленку диоксида титана и увеличивает его растворимость. Ее можно резко снизить, если в смеси этих кислот добавлять определенное количество азотной, хромовой, марганцевой кислот, соединений хлора либо других окислителей, которые стремительно пассивируют поверхность титана защитной пленкой и прекращают его предстоящее растворение. Вот Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат почему титан фактически единственный металл, не растворяющийся в «царской водке»: в ней при обыденных температурах (10–20° С) коррозия титана не превосходит 0,005 мм/год. Слабо корродирует титан и в кипящей «царской водке», а ведь в ней, как понятно, многие металлы, и даже такие, как золото, растворяются практически одномоментно.

Очень слабо корродирует титан в большинстве Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат органических кислот (уксусной, молочной, винной), в разбавленных щелочах, в смесях многих хлористых солей, в физиологическом растворе. А вот с расплавами хлоридов при температуре выше 375° С титан ведет взаимодействие очень бурно.

В расплаве многих металлов незапятнанный титан обнаруживает изумительную стойкость. В водянистых жарких магнии, олове, галлии, ртути, литии, натрии Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, калии, в расплавленной сере титан фактически не корродирует, и только при очень больших температурах расплавов (выше 300–400° С) скорость его коррозии в их может достигать 1 мм/год. Но есть много брутальных смесей и расплавов, в каких титан растворяется очень активно.

Главный «враг» титана – плавиковая кислота (HF). Даже в 1%-ном Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат ее растворе скорость коррозии титана очень высока, а в более концентрированных смесях титан «тает», как лед в жаркой воде. Фтор – этот «разрушающий все» (греч.) элемент – бурно реагирует фактически со всеми металлами и спаливает их.

Не может противостоять титан кремнефтористоводородной и фосфорной кислотам даже слабенькой концентрации, перекиси водорода, сухим Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат хлору и брому, спиртам, в том числе спиртовой настойке йода, расплавленному цинку. Но стойкость титана можно прирастить, если добавить разные окислители – так именуемые ингибиторы, к примеру, в смеси соляной и серной кислот – азотную и хромовую. Ингибиторами могут быть и ионы разных металлов в растворе: железо, медь и др.

В титан Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат можно вводить некие металлы, повышающие его стойкость в 10-ки и сотки раз, к примеру до 10% циркония, гафния, тантала, вольфрама. Введение в титан 20–30% молибдена делает, этот сплав так устойчивым к хоть каким концентрациям соляной, серной и других кислот, что он может поменять даже золото в работе с этими кислотами. Больший Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат эффект достигается благодаря добавкам в титан 4 металлов платиновой группы: платины, палладия, родия и рутения. Довольно всего 0,2% этих металлов, чтоб сбавить скорость коррозии титана в кипящих концентрированных соляной и серной кислотах в 10-ки раз. Необходимо подчеркнуть, что великодушные платиноиды оказывают влияние только на стойкость титана, а если добавлять их, скажем, в Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат железо, алюминий, магний, разрушение и коррозия этих конструкционных металлов не уменьшаются.

Воздействие легирующих частей в титане на коррозионную стойкость

Все присутствующие в титане легирующие элементы по коррозионной стойкости можно поделить на четыре группы.

К первой группе относятся просто пассивирующиеся элементы, повышающие коррозионную стойкость титана за счет торможения анодного Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат процесса (в различной степени и зависимо от природы среды). К этой группе относятся последующие более принципиальные легирующие: Мо, Та, Nb, Zr, V (размещены в порядке убывания подходящего воздействия на коррозионную стойкость).

Ко 2-ой группе металлов, оказывающих схожее воздействие на коррозионную стойкость титана, относятся Cr, Ni, Mn, Fe. Эти элементы, некие из Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат которых сами являются коррозионностойкими (Cr, Ni), хотя и не очень, но понижают коррозионную стойкость титана, в особенности в неокислительных кислотах по мере увеличения легирования титана.

К третьей группе легирующих частей, имеющих общие черты воздействия на коррозионную стойкость титана, относятся Al, Sn, О, N, С. Установлено, что добавки алюминия понижают Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат коррозионную стойкость титана в активном и пассивном состояниях. В нейтральных средах алюминий (до 5% Al) хотя и оказывает отрицательное воздействие, но оно невелико. Снижение коррозионной стойкости при легировании алюминием связано с облегчением анодного и катодного процессов вследствие конфигурации хим природы пассивных пленок.

К четвертой группе легирующих частей, однотипно влияющих на Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат коррозионную стойкость титана, относятся металлы с низким сопротивлением катодному процессу. По возрастанию эффективности воздействия на титан эти элементы размещаются в последующий ряд: Си, W, Мо, Ni, Re, Ru, Pd, Pt.

Подтверждено, что введение в титановые сплавы таких частей, как молибден, ниобий, цирконий, тантал не лимитируется по количеству. Они Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат увеличивают коррозионную стойкость, содействуют повышению прочности.

Химическая коррозия под действием внутренних макро- и микрогальванических пар

Ранее химическую коррозию называли гальванической коррозией, потому что разрушение металла происходит под действием возникающих гальванических пар.

Разглядим разные случаи появления коррозионных гальванических пар.

1. Контакт с электролитом 2-ух различных металлов в случае сочетания в Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат одном узле либо детали металлов различной активности в данной среде, либо в случае внедрения сплава эвтектического типа из 2-ух металлов разной активности.

2. Контакт металла и его соединения, владеющего металлообразными либо полупроводниковыми качествами. В любом случае свободный металл имеет отрицательный электронный заряд, а соединение — положительный заряд, потому что в нем часть электронов Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат проводимости связана. Это также справедливо и для интерметаллидов.

3. Разные концентрации электролитов либо воздуха, растворенного в водянистом электролите.

4. Разный уровень механических напряжений в одной и той же детали.

Разглядим более подробнее последний случай появления коррозионной гальванической пары. Коррозионные пары могут появляться при действии наружных либо внутренних механических напряжений (остаточных напряжений Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, к примеру при сварке). Если пластинку стали, дюраля либо титанового сплава согнуть и в напряженном состоянии опустить в коррозионную среду, то на растянутом слое (наружный) через относительно куцее время возникнут трещинкы (рис. 1), а внутренний сжатый слой будет оставаться без конфигураций. Растягивающие усилия в особенности небезопасны, потому что в данном случае Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат металл увеличивает свою активность.

Набросок 1 - Коррозия пластинки в напряженном состоянии

Если скрученную упруго пластинку (см. рис. 1) термически обработать и упругие деформации перейдут в пластические (явление релаксации), то разности потенциалов не появляется. Таким макаром, при изготовлении деталей и узлов машин для снятия остаточных напряжений всегда следует термически обрабатывать Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат изделия, если эти изделия созданы для работы в очень коррелирующих средах.

С этой целью в ИПСМ РАН при изготовлении тонких листов СМК - сплава ВТ6, приобретенных изотермической прокаткой, для более полного снятия остаточных напряжений и формирования зеренной структуры применяется крип-отжиг, который заключается в последующем: листы укладываются стопой меж плоскими бойками Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат и прижимаются под давлением 3-5 МПа при температуре 550 ˚С. После 20 мин выдержки нагрев выключается, и пакет остывает вкупе со штамповым блоком в течение 12 часов.

Особенности взаимодействия титана с воздухом.

Воздух, представляющий из себя смесь разных газов, является сложной газовой фазой, воздействие которой на титан может быть очень разнообразным. При всем этом Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат взаимодействие титана с кислородом воздуха отличается от взаимодействия титана с незапятнанным кислородом, потому что на это взаимодействие влияет азот и другие составные части воздуха. Совместно с тем следует подразумевать, что при всей трудности газовой фазы (воздуха) воздействие ее на титан следует рассматривать сначала как реакцию взаимодействия с ним самой Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат активной и достаточно значимой по количеству составляющей – кислорода.

Взаимодействие титана с кислородом.

При содействии титана с кислородом происходит образование разных фаз хим соединений и жестких смесей.

При довольно низких температурах взаимодействие титана с кислородом ограничивается адсорбцией. Исходная теплота адсорбции кислорода на титане при 25ОС составляет 989 кДж/моль; исходный коэффициент прилипания Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат равен 1;0,8 и 0,67 при температурах -196; 25 и 300ОС соответственно. При предстоящем содействии на поверхности титана появляется оксидная плёнка.

В согласовании с термодинамическими расчетами оксидная пленка на титане должна состоять из слоев оксидов в последовательности:

Ti6O®Ti3O®Ti2O®Ti3O2®TiO®Ti13O5®TiO2

В реальности при окислении Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат титана при температурах ниже 300OС оксидные слои состоят в главном из Ti3O5, при окислении в интервале температур 400-800OС появляется в большей степени рутил TiO2, а при температурах выше 800OС обнаружены оксиды TiO и Ti2O3. Согласно работе, окисление титана на воздухе и в кислороде до температур £ 600-650°С сопровождается образованием Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат на образчиках тонких оксидных пленок шириной »0,1 мкм. Толикой кислорода, растворенного в железной базе при температурах ниже 450-500°С, по-видимому, можно пренебречь.

В работе [5] взаимодействие титана с кислородом описано последующим образом. Через возникающую на первых стадиях процесса пленку двуокиси титана TiO2 осуществляется диффузия кислорода к границе раздела Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат пленка-металл, где происходит хим реакция и предстоящий рост толщины пленки. Слой низших окислов титана, который должен находиться меж слоем двуокиси и металлом, оказывается очень узким и обычно не оказывает влияние на нрав окисления. Скорость диффузии ионов титана через пленку по сопоставлению со скоростью диффузии титана очень мала. Но при повышении температуры Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат диффузия титана несколько возрастает.

При маленькой длительности процесса, когда толщина пленки еще невелика, количество поступающего через пленку кислорода оказывается достаточным для окисления всего титана до двуокиси его. Вкупе с тем по мере роста толщины пленки количество поступающего в зону кислорода миниатюризируется, а поступление титана остается неизменным Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, потому что реакция происходит на границе раздела пленка-металл. В итоге этого при достижении определенной толщины слоя окалины соотношение количеств титана и кислорода в зоне реакции становится таким, что меж TiO2 и металлом появляется слой TiO. Возникновение его ослабляет сцепление окалины с металлом, которая под действием сжимающих напряжений деформируется и отслаивается Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, обнажая поверхность металла и обеспечивая скачкообразное ускорение окисления. Но возросшее поступление кислорода при отслаивании окалины приводит к окислению TiO до TiO2 и описанный чуть повыше процесс повторяется.

Газонасыщение титановых сплавов при окислении

Взаимодействие титана с кислородом сопровождается 2-мя параллельно идущими процессами: образованием оксидов и растворением кислорода в железной базе.

При Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат температурах ниже 8820С и обычном давлении титан имеет гексагональную плотно упакованную решетку - a-Ti. Решетка a-Ti содержит четыре октаэдрических поры радиусом 0,414 rат.(0,60A) и восемь тетраэдрических пор радиусом 0,225 rат.(0,36A). Экспериментально установлено, что кислород, атомный радиус которого равен 0,60A растворяется в октапорах. Выше 8820С структура Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат титана характеризуется объемноцентрированной решеткой - b-Ti. Решетка b-Ti содержит 6 октапор радиусом 0,115 rат.(0,22A) и двенадцать тетрапор радиусом 0,29rат.(0,41), другими словами тетраэдрические пустоты в ОЦК-структуре более просторны. С позиций геометрии решеток a- и b-Ti растворение кислорода более благоприятно в высокотемпературной модификации.

В образовавшемся диффузионном слое выделяют альфированный и переходный Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат слои. Альфированный слой отличается по структуре от основного металла завышенным содержанием a-фазы, что просто оценивается металлографическим анализом, нередко этот слой представлен одной a-фазой. Переходный слой по микроструктуре не отличается приметно от основного металла, но его наличие и глубину проникания можно оценить по более высочайшей микротвердости Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат по сопоставлению с главным металлом.

Набросок 2-Зависимость коэффициентов диффузии кислорода от температуры:

в a-титане; 2- в b-титане.

Газонасыщение поверхности титанового сплава ВТ6.

В работе [6] проводилось исследование воздействия газонасыщения на структуру и характеристики титанового сплава ВТ6 на воздухе и в вакууме при температурах от 750 до 12000С и выдержках 5,30,60,180 и 360 минут.

Изменение микротвердости Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат от поверхности вглубь эталона зависимо от температуры и времени выдержки представлено на рис 3. Микротвердость понижается от поверхности вовнутрь эталона при всех режимах газонасыщения.

Набросок 3 - Зависимость микротвердости титанового сплава ВТ6 от расстояния до поверхности после нагрева на воздухе в течение 1(а), 3(б) и 6(в)ч при 750(1), 950(2), 1050(3), 1200°С Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат(4).

Нагрев сплава ВТ6 при сравнимо низких температурах 750-8000С в течение 1ч приводит к увеличению поверхностной микротвердости от H300 до H400. Повышение температуры и времени выдержки существенно интенсифицирует процесс газонасыщения вследствие ускорения диффузии, в итоге поверхностная микротвердость очень увеличивается (рис.3). Так, повышение времени выдержки от 1 до 6ч приводит при разных Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат температурах к повышению поверхностной микротвердости на H100-200.

При повышении температуры и увеличении времени выдержки возрастает глубина газонасыщенного слоя (рис.4). Газонасыщенный слой формируется фактически при выдержке в течение 1ч, а предстоящее повышение длительности газонасыщения не достаточно оказывает влияние на глубину поверхностного газонасыщенного слоя.

Набросок 4 - Изменение глубины газонасыщенного слоя при разных температурах зависимо от Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат времени выдержки.

В работе [7] рассмотрены особенности газонасыщения титанового сплава ВТ6, которые заключаются в последующем. После выдержки при высочайшей температуре и следующего остывания на воздухе у сплава ВТ6 образуются трещинкы, которые выходят на поверхность. Причинами их появления являются внутренние напряжения и пониженная пластичность особо хрупкого газонасыщенного слоя. Фазовый состав Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат и характеристики поверхностного слоя резко отличаются от состава и параметров основного металла. А именно, температура полиморфного перевоплощения этого слоя существенно выше, большой эффект перевоплощения меньше, а коэффициент линейного расширения больше, чем у основного металла. В итоге при охлаждении внутренние части заготовки претерпевают наименьшую температурную усадку и принудительно растягивают поверхностный слой Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат. Возникающие при всем этом растягивающие напряжения в совокупы с пониженной пластичностью газонасыщенного слоя приводят к образованию трещинок. При послойном измерении микротвердости после газонасыщенной зоны завышенной твердости идет маленькой участок, граничащий с главным металлом и имеющий по сопоставлению с ним пониженную твердость. Это разъясняется процессами обоюдной диффузии Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат газов с поверхности вглубь металла и атомов основного металла и легирующих частей к границе раздела газ-металл. В итоге этого граница раздела металл - газонасыщенный слой оказывается обедненной легирующими элементами и дает пониженную твердость при испытании.

Явление коррозийного растрескивания

В металле, подверженном коррозионному растрескиванию, при отсутствии наружных напряжений обычно происходит очень малозначительное коррозионное Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат разрушение, а при отсутствии коррозионной среды под воздействием напряжений практически не происходит конфигурации прочности либо пластичности металла. Таким макаром, в процессе коррозионного растрескивания, т. е. при одновременном воздействии статических напряжений и коррозионной среды, наблюдается значительно большее ухудшение механических параметров металла, чем это имело бы место в итоге раздельного Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, но аддитивного деяния этих причин. Коррозионное растрескивание является соответствующим случаем, когда ведет взаимодействие хим реакция и механические силы, что приводит к структурному разрушению. Такое разрушение носит хрупкий нрав и появляется в обыденных пластичных металлах, также в медных, никелевых сплавах, нержавеющих сталях и др. в присутствии определенной коррозионной Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат среды. При исследовании процесса хрупкого разрушения в итоге коррозионного растрескивания особенное значение имеет исследование раздельного воздействия на металл напряжений и коррозионной среды, также их одновременное воздействие. Но в процессе коррозионного растрескивания главное значение имеют последующие стадии: 1) зарождение и появление трещинок и 2) следующее развитие коррозионных трещинок. Обе стадии, как будет показано ниже Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, являются персональными ступенями в процессе коррозионного растрескивания.

Средами, в каких происходит коррозионное растрескивание металлов, являются такие среды, в каких процессы коррозии очень локализованы обычно при отсутствии приметной общей поверхностной коррозии. Интенсивность локализованной коррозии может быть очень значимой, в итоге чего прогрессирует процесс развития очень узеньких ложбинок, достигая Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, возможно, большей величины на деньке ложбинок, имеющих радиусы порядка 1-го междуатомного расстояния.

При воздействии на материал коррозионной среды, которая оказывает влияние на склонность сплава к коррозионному растрескиванию и нрав разрушения, основными факторами являются последующие:

1) относительная разность потенциалов микроструктурных фаз, присутствующих в сплаве, что вызывает возможность местного разрушения

2) поляризационные процессы на анодных и катодных Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат участках

3) образование товаров коррозии, которые влияют на коррозионный процесс.

Для того чтоб произошел процесс коррозионного растрескивания, нужно наличие поверхностных либо внутренних растягивающих напряжений. Обычно встречающиеся на практике разрушения обоснованы наличием остаточных напряжений, возникающих, при производстве и обработке металла, но в целях исследования не следует делать разграничения меж остаточными напряжениями Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат и напряжениями, появившимися в итоге приложенных наружных нагрузок. Коррозионное растрескивание никогда не наблюдалось в итоге деяния поверхностных сжимающих напряжений; напротив, сжимающие поверхностные напряжения разрушения могут употребляться для защиты от коррозионного растрескивания.

При увеличении величины приложенных напряжений миниатюризируется время до полного разрушения металла. Для коррозионного растрескивания обычно нужны высочайшие Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат напряжения, приближающиеся к лимиту текучести, но, нередко разрушение может наступить и при напряжениях, существенно наименьших предела текучести. Для многих систем сплавов наблюдается некий «порог» либо «предел» напряжений, т. е. напряжения, ниже которых коррозионное растрескивание не происходит за определенный период времени. Такая зависимость, наблюдавшаяся, к примеру, при замедленном растрескивании сталей Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, показывает, что главную роль в процессе разрушения играют напряжения.

Более действенный способ увеличения стойкости металлов против коррозионного растрескивания состоит в использовании соответственных конструктивных мероприятий и методов обработки, сокращающих до минимума величину остаточных напряжений. Если остаточные напряжения неминуемы, удачно может быть использована термическая обработка, снимающая эти напряжения. Если позволяют Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат условия, может быть применена, к примеру, дробеструйная обработка, вызывающая сжимающие поверхностные напряжения, которые потом дают возможность нагружать материал, не вызывая напряженного состояния поверхности. Одним из способов, который получает все большее признание и который связан с химическим фактором процесса растрескивания, является применение катодной защиты.

Защита конструкций и машин, выполненных из титана и Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат его сплавов, от коррозии

Защита конструкций выполненных из титана и его сплавов от коррозионного разрушения состоит из целого комплекса мероприятий по повышению работоспособности и надежности данных конструкций и машин в коррозионной среде. Часть этих мер закладывается еще в процессе проектирования, часть — в процессе производства машин либо конструкций, а другие Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат меры должны быть приняты в процессе использования.

1) Создание оптимальных конструкций. Выбор материалов и их сочетаний для данного изделия, естественно, диктуется технической и экономической необходимостью, но должен обеспечивать его коррозионную устойчивость. Конструктор должен предугадать оптимальные формы частей машины, допускающие резвую чистку от грязищи; машина не обязана иметь мест скопления воды Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, которая является возбудителем коррозии.

2)Обработка среды. Для различных видов коррозионных процессов обработка среды воспринимает разные формы. Сюда можно отнести удаление либо понижение концентрации веществ, вызывающих либо ускоряющих коррозионные процессы, также введение замедлителей либо ингибиторов коррозии.

Так, к примеру, высокотемпературная газовая коррозия происходит приемущественно за счет кислорода воздуха либо Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат других окисляющих сред, удалить кислород из которых нельзя, потому что это нарушит работу машин (движков) либо конструкций (оболочки, плоскости и т. д.). Потому обработка сводится только к удалению катализирующих веществ либо веществ, наличие которых приводит к нарушению устойчивых оксидных слоев, пассивирующих металл.

На устойчивость оксидных слоев вредоносно оказывает влияние наличие галогенов Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат, образующих летучие соединения. Поглощение галогенов либо изменение состава окислительной среды (без галогенов) существенно увеличивает устойчивость железных поверхностей.

К обработке среды можно полностью отнести и общие мероприятия по сохранению среды, требующие чистки промышленных и выхлопных газов, потому что повышение содержания в воздухе SO2, CO2, оксидов азота и других газов Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат не только лишь негативно действует на окружающую природу, да и форсирует разрушение железных конструкций в итоге атмосферной коррозии, в особенности в огромных городках и поблизости промышленных компаний.

В приборостроительной практике при герметизации схем обычно подменяют воздух на гелий либо аргон высочайшей чистоты, что вообщем исключает коррозию. Если есть возможность, то Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат создается вакуум 1,33 • 10-2 — 1,33 • 10-3 Па. По мере надобности сообщения приборного устройства с атмосферой и невозможности герметизации его ставят поглотители, сорбирующие воду и диоксид углерода из воздуха и тем понижают возможность возникновения коррозионных пар.

3)Создание защитных покрытий. Цель их нанесения – предупредить конкретный контакт поверхности металлов, сплавов с брутальными компонентами Коррозионные свойства титана и его сплавов - реферат среды (Н2O, О2, Н+, NOx, SO2. SO3 и т.д.) Такие покрытия не только лишь обеспечивают защиту от коррозии, да и докладывают изделиям эстетические свойства (декоративность). Защитные покрытия должны быть более устойчивы к коррозии, чем защищаемые металлы. Такие покрытия должны быть сплошными, отлично удерживаться на железной базе (отменная агдезия).


korrespondenciya-schetov-po-vibitiyu-osnovnih-sredstv.html
korrespondentnaya-teoriya-istini-referat.html
korrigirujte-gipotenziyu-vv-bolyusnim-vvedeniem-vazopressorov-iili-inotropov.html