Связь водородной хрупкости с коррозией, коррозией под напряжением и замедленным разрушением, страница 18

- во-первых, распадающиеся пересыщенные растворы легирующих элементов в алюминии образуют продукты, резко усиливающие химическую активность взаимодействия с агрессивной средой. Напряжения в этом случае рассматриваются как фактор, инициирующий распад;

- во-вторых, имеющийся всегда в алюминиевых сплавах водород под действием приложенных напряжений мигрирует в места дефектного построения, где способствует зарождению и распространении трещин.

В обоих случаях разрушение состоит из большого количества элементарных актов накопления водорода в трещине и ее продвижении. Это наглядно подтверждено наличием двух типов участков хрупкого разрушения в изломах растрескивавшихся образцов. При наличии существенного влияния водорода на коррозионное растрескивание следует предполагать наличие взаимосвязи условий приготовления, изменяющих содержание водорода, с развитием коррозии под напряжением.

Образцы из сплава АМг10 подвергали испытаниям на коррозию под напряжением при нагрузках, составляющих 0,5; 0,75; 0,9 от предела текучести, в трехпроцентном водном растворе поваренной соли. После разрушения проводили анализ изменений микроструктуры и разрушения. Этот анализ показал развитие тех же процессов, которые протекают при замедленном разрушении, т.е. в свежезакаленных образцах происходит формирование ячеистой структуры с соответствующим переходом от вязкого внутрикристаллитного разрушения. В зоне разрушения образцов наблюдается большое количество межкристаллитных надрывов, но конечное разрушение происходит по телу дендритных ячеек с малой предварительной пластической деформацией. Время до разрушения определяется содержанием магния и количеством водорода в сплаве. Чем больше в сплаве магния и водорода, тем меньше время до разрушения (табл. 7.6). Четкая зависимость, времени до разрушения от содержания водорода указывает на ведущую роль последнего в формировании структуры и разрушения при коррозии под напряжением.

Таблица 7.6

Зависимость времени разрушения закаленного сплава АМг10 от массовой доли магния, содержания водорода и вида обработки расплава (σ=0,9σ_0,2).

Ускорение разрушения может быть достигнуто при некоторых изменениях в испытаниях. Прежде всего замечено, что процесс испытания может быть значительно сокращен при периодическом смачивании поверхности образцов соленой водой. Возможно, это происходит за счет частого нарушения защитной пленки на поверхности образца с последующим поступлением дополнительных количеств кислорода, что в свою очередь активизирует перераспределение водорода внутри образца. Особенно резко сокращается время до разрушения сплавов с повышенным содержанием магния или водорода.

Во-вторых, добавки в соленую воду перекиси водорода, увеличивающие количество окислителя в агрессивной среде, действуют подобно периодическому смачиванию.

Оба эти фактора являются прекрасным подтверждением механизма Эванса. Как было показано ранее, любые воздействия, на шихту, расплав или твердый сплав, увеличивающие количество водорода, приводят к существенному изменению структуры, свойств. В литых сплавах это выражается, прежде всего, в измельчении зерна, усилении химической неоднородности и увеличении количества выделений промежуточных фаз, а в закаленных - повышении прочности, твердости и травимости границ дендритных ячеек.