Изменение механических свойств малоуглеродистых сталей при атмосферной коррозии

При достаточной противоречивости результатов отдельных исследований можно утверждать, что прочностные характеристики при коррозионных воздействиях остаются неизменными или незначительно понижаются, пластичность же снижается более существенно.

Нами оценивалось влияние коррозионной среды электролитного цеха цинкового производства (скорость коррозии 0,055 мм/год).

Изменение σ_т и σ_в составляет около 10%, что типично для подобных исследований. Малое влияние выдержек в естественных агрессивных средах на механические свойства при растяжении не является неожиданным, поскольку эти испытания малочувствительны к состоянию поверхности образцов. Более объективной является оценка влияния агрессивных сред на механические свойства по результатам испытаний на ударный изгиб. При экспериментах, методика которых разрабатывалась в работе, агрессивная среда попадала только на надрез образцов, остальная часть их была защищена. В результате трехлетнего экспонирования образцов в агрессивной среде резко понизилась ударная вязкость малоуглеродистый сталей и повысились критические температуры по энергетическим и деформационным критериям, вид излома изменился слабо. Так, критические температуры при испытаниях образцов с U-образным надрезом повысились на 40—50° С. Сталь СтЗсп вообще после трехлетней выдержки перестала удовлетворять требованиям по ударной вязкости. В специально проведенной нами работе было показано, что под влиянием коррозионных сред результаты испытаний образцов с U-образным надрезом становятся близкими к результатам испытаний образцов с острым F-образным надрезом. В монографии было показано, что у микролегированных сталей снижение хладостойкости при аналогичных воздействиях происходит гораздо меньше.

Полученные результаты можно объяснить характером коррозионных повреждений поверхности. Электрохимическая природа атмосферной коррозии предполагает раздельное в пространстве протекание анодной и катодной реакций.

У обычной малоуглеродистой стали коррозионное разрушение активно развивается по границам ферритного зерна и строчечным сульфидным включениям. Со временем в структуре, особенно в приграничных зонах, образуются характерные протоки, отделяющие от металла крупные поликристаллические блоки.

Совершенно иной вид имеют коррозионные поражения у сталей, микролегированных нитридами и карбо нитридами. В этом случае на поверхности проката образуются неглубокие и широкие поражения в форме лунок с шарообразной поверхностью, которые не развиваются по границам зерен.

Эти различия можно объяснить следующим образом. Известно, что в зоне максимальной концентрации напряжений наблюдается наибольший анодный потенциал. Например, это происходит в вершине трещин при растяжении образца. В обычной малоуглеродистой стали такими анодными участками являются границы зерен или строчечные скопления неметаллических включений, поэтому коррозионные разрушения происходят именно здесь, а разъединение металла по приграничным областям опережает фронт коррозионного повреждения. Большую равномерность коррозии микролегированных сталей можно объяснить тем, что частицы дисперсных нитридов и карбонитридов создают в структуре локальные анодные области, причем более сильные, чем в зоне приграничных областей. Поэтому у сталей этого типа коррозия по границам зерен не наблюдается.