Старение металла это: Старение металла, виды, искусственное, естественное, как происходит и от чего зависит

alexxlab | 20.10.1990 | 0 | Разное

Содержание

Старение сплавов

Старение – это процесс термической обработки закаленного сплава, заключающийся в распаде пересыщенного твердого раствора с выделением частиц избыточной фазы. Данный процесс может протекать как при нормальной температуре – естественное старение, так и при повышенной температуре – искусственное старение.

Процессы старения свойственны как сталям, так и цветным сплавам. Кроме того, во многих цветных сплавах процесс старения протекает по типовой схеме.

После закалки без полиморфного превращения сплав состоит из α-пересыщенного твердого раствора, который находится в неустойчивом состоянии и при повышении температуры (или при нормальной температуре) начинает распадаться. На начальной стадии распада, в определенных местах кристаллической решетки, образуются зоны с повышенной концентрацией, растворенного при закалке, второго компонента. Эти зоны получили название зоны Гинье-Престона (зоны ГП или ЗГП), в честь имени французского (Гинье) и английского (Престон) ученых, обнаруживших данное явление в 1938 году.

На начальном этапе ЗГП имеют небольшие размеры и называются зоны ГП-1. При дальнейшем развитии процесса эти зоны начинают расти и достигают размера 20-30 нм в диаметре. Эти зоны называются зонами ГП-2. Особой разницы между ними нет, кроме того, что в зонах ГП-2 атомы находятся в более упорядоченном положении.

Зонное и фазовое старение

Процесс образования и роста зон ГП-1 и ГП-2 называется зонным старением, когда в сплаве еще не выделяется вторая самостоятельная фаза. Образование ГП-1 и ГП-2 часто называют предвыделениями или подготовительной стадией образования (выделения) второй β-фазы. При дальнейшем развитии процесса, в сплаве начинает выделяться вторая фаза. Чаще всего она имеет промежуточные свойства и называется метастабильной β’-фазой. Данный процесс называется фазовым старением. На первоначальном этапе кристаллическая решетка β’-фазы когерентно связана с α-твердым раствором. Через некоторое время и/или при повышении температуры процесса эта когерентность нарушается и метастабильная β’ фаза становится стабильной β фазой, которая чаще всего представляет собой химическое соединение. Дальше происходит сфероидизация и коагуляция (укрупнение частиц) этой фазы. При коагуляции происходит снижение прочностных свойств сплава.

При старении прочность сплава повышается на этапе образования зон ГП и метастабильной β’ фазы, т.к. в этот период возникает максимальное искажение кристаллической решетки α-твердого раствора. Эти искажения, наряду с наличием зон ГП и β’ фазы, блокируют движение дислокаций в сплаве. Чем больше в сплаве зон ГП и β’ фазы, тем большей прочности удается достигнуть при старении. Такое упрочнение называют дисперсионным твердением

Во время сфероидизации и коагуляции β-фазы, прочность сплава снижается. Этот процесс называется перестариванием. Чаще всего целью старения является получение максимальной прочности сплава. Для этого делается полное старение. Когда необходимо получить комплекс прочностных и пластических свойств делается неполное старение на определенную структуру. Неполное старение регулируется температурой процесса и временем выдержки.

Изменение механических свойств сплава во время старения индивидуально и зависит от химического состава и предшествующей термической или пластической обработки. Пример изменения прочности дюралюминия при старении показан на схеме ниже*

Изменение прочности дюралюминия при различных температурах старения

*Источник фото: Учебник Материаловедение, Гуляев А.П., 1986 г., с.484

В общем случае старение сплавов – выделение избыточной фазы протекает по следующей схеме:

ГП1 – ГП2 – β’ – β

 

Смывка сд сп – https://www.dcpt.ru

Старение металлов – Энциклопедия по машиностроению XXL

Решение этой проблемы – задача не простая. Прежде всего, наибольшую сложность в эту проблему вносят концентраторы напряжений, в том числе различные дефекты сварных соединений и основного металла, которые приводят к крайне неравномерному распределению напряжений и деформаций, возникновению локализованных пластических деформаций, изменению свойств металла из-за деформационного охрупчивания и старения и др. Кроме того, в расчетах ресурса безопасной эксплуатации необходимо учитывать повреждаемость металла во времени, что дополнительно усложняет решение подобных задач. Особую сложность представляет оценка ресурса элементов оборудования при одновременном действии нескольких повреждающих во времени факторов с учетом различного рода дефектов, в том числе и трещиноподобных. Заметим также, что практически открытой остается проблема старения металла в процессе эксплуатации оборудования.  
[c.329]

Разрушение трубопровода произошло по причине развития в заводском продольном ремонтном шве трещин, которые возникли в процессе сварки или как следствие старения металла, обладающего низкими пластическими свойствами и имеющего в зоне термического влияния мартенситную структуру.  
[c.60]

Максимум напряжения течения при деформационном старении металлов с о. ц. к. решеткой наблюдаются (рис. 249) при более низких гомологических температурах, чем у металлов и сплавов с решетками г. ц. к. и г. п. у. Это объясняется различием во взаимодействии дислокаций с растворенными атомами и различием скорости диффузии примесей в решетках разных типов.  [c.465]

Оптимальные режимы сварки и сварочные материалы необходимо выбирать-с учетом коррозионно-механического старения металла сварных соединений под действием эксплуатационных нагрузок и сред.  [c.157]

Термическая стабильность созданного упрочнения определялась после старения металла при 600 °С в течение 10″ ч, что соответствует по температурно-временному параметру старению при 565 °С в течение 10 ч.  [c.43]

Эти результаты позволили сделать вывод, что выбор как оптимальных режимов сварки, так и сварочных материалов должен производиться с учетом коррозионно-механического старения металла сварных соединений под действием эксплуатационных нагрузок.  

[c.243]

Были выделены неблагоприятные факторы и случаи, которые ответственны за аварийные разрушения сварных конструкций. Дефекты, места пластических деформаций и старения металлов при сварке носят локальный характер, но часто свойства и поведение всей конструкции решающим образом зависят от ослабленных сваркой мест, хотя качество основного металла остаётся высоким. Это происходит потому, что инициатива в зарождении разрушений принадлежит дефектным участкам.  [c.55]

Наиболее часто встречающимся дефектом арматуры, выявляемым ири ее испытании перед монтажом, является пониженная герметичность или даже отсутствие герметичности запорного органа арматуры при закрытом положении [ 12]. Это может быть результатом недостаточно тщательного контроля на заводе-изготовителе, несоблюдения условий транспортирования и хранения, результатом температурных воздействий во время хранения и транспортирования арматуры, перераспределения внутренних напряжений в процессе старения металла и его рекристаллизации. Для восстановления герметичности арматуры уплотнительные кольца притираются.  

[c.200]

Старение металлов и сплавов. Обычно старение обусловлено недостаточно стабильным (неравновесным) состоянием материала и постепенным его переходом в стабильное (равновесное) состояние. Этот переход может быть связан со структурными превращениями или представляет собой релаксационный процесс [66].  [c.8]


Старением металлов и сплавов следует считать процессы изменения их свойств в зависимости от времени, связанные с любыми превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. По данным Я. С. Уманского и других исследователей к основным видам превращений в твердом состоянии относятся полиморфное (аллотропическое) превращение, мартенситное превращение и распад мартенситной структуры, растворение в твердом состоянии и распад пересыщенных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси и эвтектоидный распад.  
[c.8]

Ярким примером, подтверждающим сказанное, могут служить опыты по испытанию прочности и пластичности образцов с надрезами при низких температурах, проведенные в МВТУ. При испытании образцов из низкоуглеродистых сталей с надрезами в обычных условиях пределы прочности и пластические деформации оставались неизменными в условиях комнатных и низких температур. В тех же случаях, когда кромки пластин перед испытаниями подвергали оплавлению, сопровождающемуся образованием пластических деформаций и старением металлов в зоне концентраторов, результаты испытаний резко изменялись. С понижением температуры в несколько раз уменьшались пределы прочности и пластическая деформация при разрушении.  

[c.138]

Нефтегазопроводы являются опасными производственными объектами. В процессе их длительной эксплуатации происходит старение металла, коррозия наружной и внутренней поверхности труб и, как следствие, их разрушение с экономическими и экологическими последствиями.  [c.3]

В электроламповом производстве должны использоваться материалы, соответствующие техническим условиям и, что особенно важно, поставляемые одним и тем же заводом, при неизменном технологическом Процессе их производства. Последнее обусловливается тем, что данные о качестве многих исходных материалов, полученные при их контроле, лишь косвенным образом характеризуют пригодность этих материалов для источников света. При разработке методики и осуществлении самого контроля предполагается, что существует строго определенная и неизменная взаимосвязь между свойствами материалов в нормальных условиях и в условиях работающего источника света, чего на самом деле нет. В работающей лампе высокая температура электродов, наличие ионизированных газов и паров летучих материалов, интенсивные процессы диффузии и миграции ускоряют старение металлов, происходит рекристаллизация, повышается хрупкость и снижается прочность материалов. Влияние этих факторов трудно поддается учету.  

[c.464]

Старение металлов и сплавов выражается в изменении их свойств и обусловлено термодинамической неравномерностью исходного состояния и постепенным приближением структуры к равновесному состоянию.  [c.262]

Старение материала – это процесс изменения строения и свойств материалов, происходящий или самопроизвольно, или в течение длительного времени при рабочей температуре деталей. Старение характеризуется переходом материала из метастабильного состояния в стабильное. Старение металлов включает аллотропическое превращение, мартенсит-ное превращение и распад мартенситной структуры, растворение металлов в твердом состоянии и распад пересыщенных твердых растворов, упорядочение и разупорядочение твердых растворов и ряд других процессов.  

[c.26]

Отпуск и искусственное старение металлов — термическая обработка закаленных сплавов (главным образом сталей), включающая нагрев (ниже 0,4 Т , выдержку и охлаждение. Скорость охлаждения не влияет на структуру и свойства сплавов. Цель — достижение оптимального сочетания прочности, пластичности и ударной вязкости.  [c.135]

Для сварки рассматриваемых изделий основное использование находят электродные материалы с фтористокальциевым покрытием типов Э-42А и Э-50А (табл. 8) или близкие им сварочные материалы при других методах сварки, обеспечивающие аналогичные свойства металла шва. По своей чувствительности к деформационному старению металл шва, выполненный с использованием этих  [c.164]


Сейчас уже достаточно затруднительно однозначно установить, с чем связано столь существенное отличие результатов наших испытаний от паспортных данных. Является ли это следствием термического старения металла корпуса и накопления в нем усталостных повреждений в процессе  [c.101]

При длительном лежании холоднокатаных листов имеет место явление естественного старения, которое приводит к изменению физико-механических свойств стали, т. е. к образованию линий сдвигов или полос скольжений (в виде лучей и извилин) на поверхности деталей при вытяжке их, что с декоративной стороны недопустимо. Для устранения вредного влияния последствий естественного старения тонколистовую сталь перед штамповкой подвергают дрессировке, подкатке в холодном состоянии с относительным обжатием 0,5—1,5%. При этом интервал времени между операциями должен быть не более 24 ч. Подкатка осуществляется при помощи вальцовочной машины с особым подъемным валиком, установленной рядом с вытяжным прессом. Благодаря образовавшемуся вследствие этого в поверхностных слоях металла наклепу, явно выраженная площадка текучести, появляющаяся на диаграмме при испытании образцов на растяжение, выравнивается (исчезает) и линии сдвигов не возникают. Однако подкатка не гарантирует полностью избежать явления естественного старения металла.  [c.14]

Появившийся в результате низкотемпературного наводороживания в металле водорода распределяется в нем неравномерно. У корродирующей поверхности неизменно наблюдается повышенная концентрация водорода. Выравнивание содержания водорода достигается при вылеживании (старении) металла и протекает за счет диффузии во внутренние области и десорбции водорода наружу. Участие молекулярного (внутриполостного) водорода в процессе десорбции из металла после прекращения наводороживания практически несущественно (по причине очень малой величины константы термической диссоциации Нг при рассматриваемых условиях).  [c.16]

Старение металла деталей, износ посадочных мест валов и отверстий приводят к нарушениям в расположении деталей. Однако в технических условиях не всегда имеются ограничения по допускам на отклонение положения деталей относительно друг друга, не регламентировано изменение геометрической формы сферы толкателя, кулачков распределительного вала и других деталей. Вероятно, такие ограничения по изменению формы и положения ответственных деталей автомобиля следует внести в технические условия и обеспечить ремонтное производство средствами для их контроля.  [c.34]

Источником формирования остаточных напряжений после сварки является также изменение растворимости окружающих сварной шов газов при охлаждении и старении металлов. Наибольшую роль играет изменение растворимости водорода, так как его растворимость в железе больше, чем других газов. Резкое изменение растворимости водорода происходит при структурных превращениях (например, превращениях а).  [c.284]

В процессе получения заготовок, их механической обработки и в особенности при закалке в стали возникают внутренние напряжения, которые затем ведут к изменению формы и размеров инструмента. Изменение формы и размеров наблюдается также и в процессе эксплуатации инструмента в течение длительного времени. Это называется старением металла .  [c.155]

Второй характерной особенностью цветных металлов является их высокая чувствительность к сварочному нагреву, которая проявляется в образовании крупнокристаллической структуры шва, росте зерна в околошовной зоне, а для термически упрочняемых -сплавов в неблагоприятных структурных изменениях с образованием охрупчивающих выделений и последующем старении металла, что приводит к существенному изменению свойств по сравнению с основным металлом.  [c.132]

К старению металлов и сплавов следует относить все процессы изменения во времени их свойств, связанные с превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. К основным видам превращений в твердом состоянии относятся сшлотропическое превращение, мартенситное превращение и распад мартенситных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси.  [c.125]

При циклических режимах нагружения длительно проработавших аппаратов металл подвергается деформационному старению. При этом изменяется дислокационная структура металла и перераспределяются примесные атомы (например, азота) в кристаллах. В результате старения металла повышаются пределы прочности сГв и текучести ат(сго2), значительно снижаются пластические характеристики (относительное удлинение 5 и сужение ц/). Металл становится более хрупким, и это приводит к ускорению усталостного разрушения. Поскольку в вершине дефектов всегда наблюдается концентрация деформаций, там и старение протекает быстрее.  [c.126]

Охрупчивающий эффект деформационного старения сказывается на ударной вязкости K V трубной стали и ее составляющих K V3 (зарождения трещины) я K Vp (распространения трещины). Наиболее четко эффект старения металла длительно эксплуатированных нефтепродуктов просматривается по относительной протяженности разрушения. Примерно до 10 лет эксплуатации протяженность разрушений сохраняет постоянное значение. При t > 10 лет отмечается значительное увеличение протяженности разрушения.  [c.367]

Интенсивное развитие химических отраслей промышленности, атомной и тепловой энергетики, нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих комплексов и других производств привело к существенном увеличению использования сосудов высокого давления и трубопроводного транспорта. В современных > словиях эксатуатации данных оболочковых конструкций вопросы формрфования качества и надежности ставятся на первый план. В свою очередь процесс формирования качества сварных сосудов высокого давления и трубопроводов для перекачки нефти, газа и других продуктов определяется целым комплексом факторов, важнейшими из которых является технология их сварки на монтаже и в производственных условиях, глубокая конструкторско-техноло-гическая проработка узлов изделий с учетом специфических данных, присущих сварным конструкциям и использование современных методов завершающего контроля. Надежность оболочковых конструкций во многом обеспечивается применением научных методов и средств диагностики в процессе эксплл атации, проведением ремонтных работ по ликвидации различного рода дефектов коррозионных, эрозионных и механических повреждений, явлений старения металла и других. При этом важно в целях снижения затрат на содержание оболочковых конструкций проводить ремонтные работы по их фактическому состоянию, корректируя при этом плановые межремонтные сроки.  [c.3]


Метод определения эквивалентной температуры по наружной окалине может производиться и неразрушающим методом, т.е. отбор необходимого количеетва окалины производится в котле непосредственно с трубы без ее вырезки. Ни одна из вышеупомянутых методик не учитывает влияния на ресурс металла его структурного состояния и изменения механических свойств, вызванных старением металла в процессе длительной эксплуатации. Поэтому для принятия решений по замене труб в период ремонта необходимо руководствоваться не только расчетами по существующим методикам, но и полным иеследованием металла.  [c.217]

Коленчатый вал двигателя — одна из основных деталей, определяющая вместе с другими деталями шатуино-поршневой группы ресурс двигателя в целом. Срок службы коленчатого вала зависит от двух независимо действующих факторов сопротивления усталости и износостойкости. В процессе эксплуатации двигателя в результате неравномерности износа, кратковременных перегрузок, смещения опор блока из-за старения металла и ряда других причин возникают ситуации, при которых вал работает в условиях перегрузок. При этом в структуре металла накапливаются усталостные повреждения в наиболее напряженных зонах детали.  [c.419]

Свариваемость двухфазных хромоникелевых сталей переходных классов по сравнению с однофазными выше, особенно сопротивляемость образованию трещин и межкристаллитной коррозии. Мартенситно-стареющие коррозионностойкие стали (08Х15Н5Д2Т и др.) могут иметь в зоне сварного соединения ослабленные участки в отношении величины ударной вязкости и стойкости против коррозии. Антикоррозионные свойства сварных соединений восстанавливаются после полной термической обработки. Рекомендуется для этих же целей отпуск перед сваркой при 600—650 °С. Для предотвращения старения металла в зоне сварного соединения в процессе эксплуатации конструкции и последующего снижения его пластических свойств применяют термообработку после сварки (при 600—650 °С). Хромоникелевые стали сваривают практически всеми методами. Режимы стремятся подбирать так, чтобы сварка происходила при малых значениях погонной энергии. Успешно сваривают хромоникелевые стали контактной сваркой.  [c.511]

Процессы старения металла сварных швов сопровождаются изменением их фазового состава. По данным [91], в металле шва типа Э-ХМФ после сварки основной составляющей карбидной фазы является сложный метастабильный карбид типа МвдС с преобладающим содержанием в его составе железа. После отпуска содержание легирующих элементов в карбиде этого типа увеличивается и наряду с ним появляется стабильный карбид УС. Увеличение длительности в условиях старения при температуре 480° С приводит к резкому снижению содержания в карбиде Ме,.,С железа и повышению в нем доли молибдена, хрома, марганца и ванадия. В целом наблюдаемые закономерности изменения фазового состава швов качественно подобны аналогичным закономерностям в сталях близкого состава после закалки и последующего старения.  [c.182]

Step aging — Ступенчатое старение. Старение металла при двух или более ступенчато меняющихся температурах, без охлаждения после каждой температуры до комнатной.  [c.1051]

Для каждого объекта можно указать множество параметров, характеризующих его техническое состояние (ПТС). Их выбирают в зависимости от применяемого метода диагностирования (контроля). Изменения значений ПТС в процессе эксплуатации связаны либо с внешними воздействиями на объект, либо с повреждающими (дегра-дационными) процессами (процессами, приводящими к деградаци-онным отказам из-за старения металла, коррозии и эрозии, усталости и т.д.).  [c.15]

Если в процессе эксплуатации паропроводные трубы вследствие ползучести накопили остаточную деформацию более допустимой или произошло сильное изменение их структуры и свойств, то такие трубы заменяют или подвергают восстановительной термической обработке. В результате термической обработки устраняются те глубокие изменения структуры и свойств, которые обусловлены процессами ползучести и старения металла в эксплуатации. Оптимальный режим восстановительной термической обработки для сталей 20, 16М, 12МХ и 15ХМ — нормализация (нагрев до 950— 1010 °С, выдержка 30—45 мин) и самоотпуск (охлаждение под слоем асбеста). При нагреве под нормализацию и во время выдержки происходит полная перекристаллизация  [c.249]

В носледнее время для автомобильных кузовов получила применение нестареющая (стабилизированная) сталь, раскисленная алюминием. Ее осиовноо достоинство — способность надолго сохранять эффект процесса прокатки, без старения металла.  [c.22]


Глава 5.4. Отпуск и старение

Отпуск — это окончательная операция термической обработки, формирующая свойства металла, которая заключается в нагреве стали до температуры ниже Ас1, изотермической выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении (обычно на воздухе).

Цель отпуска — получение окончательной структуры и свойств, которые формируются в результате полного или частичного распада мартенсита — пересыщенного твердого раствора углерода в Feα. При отпуске достигаются уменьшение остаточных напряжений и получение более равновесной структуры.

При нагреве мартенсит обедняется углеродом за счет выделения карбидов. В зависимости от температуры нагрева содержание углерода в твердом растворе может превышать равновесное (выделился не весь углерод), в этом случае в структуре сохраняется мартенсит, или приближаться к равновесному (0,006% С), что соответствует точке Q на диаграмме состояния Fe — Fe3C (см. рис. 4.2 и 5.1), тогда твердый раствор в структуре — феррит. В зависимости от температуры отпуска в большей или меньшей степени будет происходить коагуляция выделившихся карбидов.

Различают три вида отпуска стали: низкотемпературный (низкий), среднетемпературный (средний) и высокотемпературный (высокий) (рис. 5.21).

Низкий отпуск выполняют при температурах 150…250°С. При этом содержание углерода в твердом растворе сохраняется выше равновесного (из мартенсита выделился не весь углерод). Структура после такого отпуска — мартенсит, который в отличие от мартенсита закалки (М3) назван мартенситом отпуска (Мотп). Степень тетрагональности кристаллической решетки мартенсита понижается незначительно, также незначительно снижается и твердость (см. рис. 5.10). Предел прочности σВ и ударная вязкость KCU несколько увеличиваются вследствие уменьшения закалочных напряжений.

Таким образом, структура стали после низкого отпуска — мартенсит отпуска. Сталь сохраняет высокую твердость.

Низкому отпуску подвергают инструменты и детали, работающие в условиях изнашивания, для которых необходима высокая твердость:

  • режущие и мерительные инструменты, штампы холодного деформирования из углеродистых и легированных инструментальных сталей;
  • детали после поверхностной закалки (см. подразд. 5.5.2), цементации и последующей закалки (см. подразд. 5.5.1).

Обычно продолжительность отпуска составляет 1…2,5 ч. Мерительный инструмент с целью стабилизации размеров подвергают отпуску с более длительными выдержками.

Рис. 5.21. Влияние температуры отпуска на структуру и механические свойства сталей: σв — предел прочности; σупр — предел упругости; KCU — ударная вязкость; HRC — твердость

Отпуск осуществляют на воздухе, в масле или расплаве солей (50 % KNО3 и 50 % NaNО2). В жидких средах обеспечивается быстрый и равномерный нагрев, а также точное регулирование температуры.

Средний отпуск проводят при 350… 500 °С. При температуре свыше 300 °С из мартенсита выделяется весь углерод в виде цементита. Однако коагуляция цементита при таких температурах весьма мала (средний диаметр частиц цементита — 0,3 ⋅10 -5 мм).

В результате среднего отпуска образуется дисперсная ферритно-цементитная смесь, которая называется трооститом отпуска — Тотп в отличие от троостита, получаемого при распаде аустенита (см. подразд. 5.1.3 и рис. 5.6). Цементит в троостите отпуска имеет зернистое строение, а в полученном при распаде аустенита — пластинчатое, что определяет ряд технологических свойств: при зернистой структуре достигается более высокая производительность при обработке резанием и лучшая пластичность.

Распад мартенсита на ферритно-цементитную смесь сопровождается снижением твердости до 40…48 HRC, но ударная вязкость при этом повышается, так как происходит снижение закалочных напряжений. Однако основным является тот факт, что в результате среднего отпуска достигается максимальное значение предела упругости (см. рис. 5.21). Поэтому среднему отпуску подвергают рессоры, пружины, упругие элементы, а также детали и инструменты, для которых достаточна получаемая при отпуске твердость и необходима удовлетворительная ударная вязкость (например, слесарно-монтажный инструмент). Среднетемпературный отпуск можно проводить в расплавах солей и печах с воздушной атмосферой.

Высокий отпуск осуществляется при температурах 500…600 °С. Полученная ферритно-цементитная структура с зернистым цементитом называется сорбит отпуска (Сотп).

При высоком отпуске происходит не только полное выделение углерода из мартенсита, но и заметный рост (коагуляция) выделившихся кристаллов цементита (средний диаметр частиц цементита в сорбите 10-5мм, т.е. они примерно в 3 раза крупнее, чем в троостите). В результате отпуска заметно понижается твердость стали, которая составляет 300 НВ, но значительно увеличиваются пластичность и ударная вязкость (см. рис. 5.10), кроме того, происходит практически полное снятие закалочных напряжений.

По сравнению с отжигом закалка и высокий отпуск обеспечивают получение сталью более высоких значений всех механических свойств: прочности (σт σв), твердости, пластичности (δ и ψ), а также ударной вязкости (KCU). Поэтому термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска, называется улучшением. Улучшению подвергают детали, эксплуатируемые в условиях высоких напряжений в сочетании с ударными нагрузками. Высокий отпуск можно проводить в расплаве солей и в печах с воздушной атмосферой.

Термин старение, а не отпуск, используют при окончательной термической обработке сплавов, предварительно подвергнутых закалке без полиморфного превращения (см. подразд. 2.7), а также сплавов, не подвергаемых закалке для стабилизации структуры (см. гл. 7). Старение может быть естественным, если оно протекает при комнатной температуре, или искусственным, если его проводят при повышенной температуре.

Операции отпуска и стабилизационного старения выполняются для устранения или, по крайней мере, снижения остаточных деформаций. Напряжения в заготовках при отпуске и старении снимаются тем полнее, чем выше температура этих термических операций.

Механизмы старения металла трубопроводов и методы исследования

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /Author /Producer (Foxit Phantom Printer Version 3.0.1.0223) /ModDate (D:20181106141859+06’00’) /Title >> endobj 2 0 obj > stream 2018-11-06T14:18:59+06:002018-11-06T14:18:15+06:002018-11-06T14:18:59+06:00application/pdf

  • Публикации ТГУ
  • Механизмы старения металла трубопроводов и методы исследования
  • Сильвестров С.А.
  • uuid:e6b5ea1e-bfda-4288-91a7-6dc8c45b11b2uuid:8a30e9aa-0c04-4ad2-b836-3beaebb546c4Foxit Phantom Printer Version 3.0.1.0223 endstream endobj 3 0 obj > /Encoding > >> >> endobj 4 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /ExtGState > /XObject > >> /Type /Page /Annots [25 0 R] >> endobj 10 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /ExtGState > >> /Type /Page >> endobj 11 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /ExtGState > >> /Type /Page >> endobj 12 0 obj > stream xYKo8౻@[email protected]~-P E!ͦoS3$8ihƀA4X-ɏQ?,’h)N _dq56pN”Wߦ’+#aOWpr~:Y?N’H> 8#`ӆE.4$dv|”G-5X7C{@x} [email protected]Ⱥ(ԍG*0(teRQ3)F2j8v|2 %hgDǜ dBn&p ]7朜}rql\@҆S>BJt[0

    Коррозия и старение металла

    Одним из самых распространенных материалов, которые используются в промышленности и строительстве, является металл. Даже на фоне появления технологичных стеклопластиков и композитов его уникальные комбинации эксплуатационных свойств не теряют актуальности. Тем не менее такие факторы, как старение металла, эффект усталости, коррозия и другие процессы разрушения ограничивают его применение, заставляя технологов искать средства повышения стойкости структуры.

    Процесс старения

    Под старением металлических сплавов и чистых элементов понимается изменение их эксплуатационных качеств. С течением времени конструкции и детали меняются в своей структуре, что отражается и в рабочих показателях. Считается, что процесс старения металла имеет негативные последствия, хотя он обуславливает и повышение отдельных полезных технико-физических свойств. Например, повышается твердость материала, хотя параллельно увеличивается и хрупкость. В любом случае изменение структуры отклоняет эксплуатационные качества, на которые делается расчет, к примеру, при разработке проекта здания или техники.

    Время является главной причиной старения, но не единственной. Немалую роль в этом процессе могут играть внешние условия и особенно химические агрессивные среды, с которыми контактирует материал. В нормальных же условиях эксплуатации происходит медленное механическое старение металла, на фоне которого атомы изделия подвергаются диффузии.

    Искусственное старение

    Поскольку данный процесс не всегда приводит к полной утрате эксплуатационной ценности материала, а также способствует наращиванию некоторых качеств, нередко используется искусственное старение. Например, эта методика применяется к сплавам алюминия и титана в целях повышения их прочности. Достигается же этот эффект посредством термической обработки. Если естественное старение металла может происходить очень медленно даже при нормальной комнатной температуре, то искусственный процесс требует специальной закалки. Но важно учитывать принципиальное различие этого метода и технологии отпуска металла. Старение в искусственно созданных условиях обуславливает повышение твердости и прочности, но также способствует и уменьшению пластичности.

    Меры предотвращения старения

    В принципе, остановить этот процесс нельзя. Но замедлить его или исключить факторы, стимулирующие старение, с разной степенью успешности вполне возможно. К примеру, на некоторых производствах металлы отдельных конструкций периодически обрабатываются защитными растворами и полиролями, которые минимизируют влияние негативных факторов эксплуатации – химических, температурных, механических и т. д. Что касается замедления эффекта старения металла в условиях нормальной среды эксплуатации, то в зависимости от типа конструкции или детали может применяться та же термическая обработка. Сварщики, например, подвергают швы высокотемпературному воздействию при режимах 600-650 °С. Эта методика в большей степени близка именно к отпуску металлов, но она также позволяет сократить интенсивность старения.

    Химическая коррозия

    Процесс ржавления более опасен для металлов с точки зрения изменения технико-физических качеств. Коррозия может происходить под воздействием химического или электрохимического влияния на конструкцию. И если старение металла протекает медленно, то скорость распространения ржавчины может быть очень высокой в зависимости от внешних условий.

    Химические коррозийные процессы обычно имеют место в случаях, когда металл напрямую контактирует с кислотными растворами, газовыми средами, солями и щелочами. Это наиболее активные стимуляторы коррозии, которые всегда находятся в окружающей среде, но в разных формах. В конечном счете на зоне поражения образуется хрупкий и рыхлый слой, наличие которого снижает долговечность материала.

    Электротехническая коррозия

    В данном случае происходит процесс самопроизвольного взаимодействия металлических изделий с электролитической средой. На его фоне деталь подвергается окислению, а жидкий активный компонент восстанавливается. Такие процессы могут возникать в точках контакта между сплавами, у которых разный электродный заряд. Если же на таких участках присутствуют солевые или кислотные растворы, то формируется гальваническая пара, в которой функцию анода выполняет элемент с низким электродным зарядом. Соответственно, высокий потенциал делает металл катодом.

    Важно отметить, что и старение, и коррозия металла могут происходить даже без сильных стимуляторов. Для электрохимического ржавления достаточно минимального воздействия кислотной среды, которая может присутствовать и в закрытых помещениях. Но чаще всего таким процессам подвергается элементная база автомобилей. Причиной возникновения электрохимической коррозии в таких ситуациях может стать засор карбюраторных жиклеров, залегание топливных клапанов, нарушения в проводке пар электрооборудования и т. д.

    Меры борьбы с коррозией

    Большинство средств защиты представляют собой внешние покрытия, с которых и начинается разрушение структуры. Для этого могут применяться специальные напыления, лакокрасочные покрытия, порошки, эмали и лаковые составы. Эффективный барьер от коррозийного поражения формируется и методами предварительного цинкования перед вводом конструкции или детали в эксплуатацию.

    Более серьезная подготовка предполагает и легирование. Подобная модификация структуры, в частности, может изменить и темпы старения металла, причем как в сторону повышения, так и к понижению. Существуют и специальные высокотехнологичные методы, применяемые на производствах и в промышленности. К таким можно отнести фаолитирование, деаэрацию и газотермическую обработку.

    Заключение

    Перечисленные процессы разрушения и изменения структуры металлов являются лишь частью тех явлений, которые могут оказывать влияние на характеристики материала. Особое место среди них занимает и эффект усталости. Это процесс, при котором постепенно накапливаемые повреждения обуславливают рост напряжения в структуре, что впоследствии приводит к утрате эксплуатационных свойств. Но в отличие от старения металла его усталость почти всегда обуславливается внешними физическими воздействиями.

    Чтобы ни один из рассмотренных процессов не оказал негативного влияния на конструкционную стойкость изделия, следует изначально оценить его подверженность влиянию тех или иных факторов. Для этого технологи вырабатывают специальные методы контроля заготовок, указывая для проектных материалов их слабые и сильные технико-физические качества.

    Динамическое деформационное старение металлов и хрупкость водородного типа :: Книги по металлургии

    ВОДОРОДНАЯ ХРУПКОСТЬ ЖЕЛЕЗА, СТАЛИ И НИКЕЛЯ

     

    Поглощение металлами водорода приводит к существен­ным изменениям их механических свойств, наиболее харак­терным «В которых является снижение пластичности, извест­ное под   названием   водородной   хрупкости.

    Из-за малости атомного радиуса водород относится к не­многочисленной группе элементов, способных давать с металлическими фазами сплавов твердые растворы внедрения. Твердые растворы водород может давать с железом в обеих его структурах и с никелем. При изучении поглощения ме­таллом водорода и поведения этой примеси при различном внешнем воздействии на металл, например при деформиро­вании, возникают, однако, некоторые специфические трудно­сти, связанные с особенностями этого элемента. Одна из этих трудностей заключается в том, что водород способен выде­ляться в несплошностях металла в виде газовой молекуляр­ной фазы. Это явление, как показано ниже, может быть од­ной из причин водородной хрупкости металла. Известно [148— 151], что содержащийся в стали водород способен под влия­нием приложенного электрического потенциала перемещать­ся в металле как положительный ион, а иногда ведет себя и как носитель отрицательного заряда [151]. Положительная ионизация водородного атома обращает его в протон. Взаимо­действие этой частицы с кристаллической решеткой металла и с дефектами этой решетки будет уже иным, чем взаимо­действие атома. Это существенно затрудняет исследование природы тех процессов, которые лежат в основе формирова­ния тех или иных свойств металла во время его пластическо­го   деформирования.

    Ниже будет показано, что при рассмотрении природы во­дородной хрупкости исследованных нами    металлов    невозможно пока обойтись без представлений о существовании твердого раствора водорода в металле, в котором имеет мес­то взаимодействие между дефектами решетки и примесью, подобное взаимодействию, наблюдающемуся в металлах, со­держащих другие примеси,   растворенные путем внедрения.

    Специальное исследование состояния водорода в сталях [1] показало, что водород присутствует в сталях в четырех формах: 1) в растворенном виде в кристаллической решетке металлической основы (феррите или .аустените), 2) в моле­кулярной фазе в объеме пустот и в адсорбированном виде на их поверхности, 3) в форме воды и гидроксильных групп я 4) в форме гидракарбонилов— растворов водорода в кар­бидных фазах. Как установлено и в этом исследовании, и а других работах, при выяснении состояния водорода в сталях гидридов железа или гидридов легирующих элементов в них обнаружено  не было.

    Недавно появились две работы [‘206, 207], обе выполнены на аустенитных хромоникелевых сталях, в которых высказы­вается предположение [206] или даже утверждается [2071 су­ществование в этих сталях гидридной фазы. Структура этой фазы не описана, и поэтому образование гидрида в стали нельзя   еще   считать   доказанным.

    В определенных условиях поглощенный металлами водород наносит его структуре еще до начала деформирования суще­ственные необратимые повреждения, такие, как обезуглерожи­вание, разрыхление границ зерен, макро- и микротрещины. Перечисленные дефекты неблагоприятно сказываются на ме­ханических свойствах металла, чаще всего приводя к повы­шенной склонности к хрупкому разрушению, имеющей при­знаки хладноломкости (у металлов с объемноцентрированной решеткой) или температурно независимой хрупкости (у ме­таллов,   не   склонных   к хладноломкости).

    Мы исследовали в основном водородную хрупкость, не связанную с такими дефектами, имеющую признаки, пере­численные во введении, и являющуюся типичной хрупкостью водородного типа по предлагаемой нами терминологии. В ра­боте [4] этот вид хрупкости назван истинной водородной хрупкостью, а в работе [5] — обратимой водородной хруп­костью.

    Наиболее известно неблагоприятное влияние находящего­ся в стали водорода на ее пластичность. Поэтому во многих работах исследовалось влияние водорода на характеристики стали, отражающие ее способность к пластическому дефор­мированию. Одной из таких характеристик, широко используемой при исследованиях различных случаев охрупчивания металлов,   является   ударная   вязкость.

    Указаний на отрицательное влияние водорода на удар­ную вязкость стали при нормальной температуре довольно много [6—9, 16, 17]. В работах [10—13] установлено, что вве­денный в сталь водород не только уменьшает ударную вяз­кость при 20°, но и повышает температуру перехода в хруп­кое состояние, т. е. увеличивает склонность к хладноломкости. В цитированных работах было замечено, что влияние водо­рода на хладноломкость стали становится заметным только при некотором достаточно большом содержании водорода, колеблющемся по разным источникам для различных сталей в пределах от 2 до 8 мл/100 г. Как показали исследования [18], влияние водорода на хладноломкость при статическом растяжении в жидком азоте не обнаруживается, если содер­жание его в стали не достигает некоторой определенной ве­личины. В [44] исследована темтературно-скоростная зависи­мость пластичности сплавов железа с хромом в широкой об­ласти температур, охватывающей район хладноломкости. Наводороживанию до содержания 2 мл/100 г электролитиче­ским методом подвергались готовые образцы диаметром 3 мм и длиной рабочей части 15 мм. Испытания проводились на ра­стяжение со скоростями от 0,045 до 200 мм/мин. Влияние водо­рода на хладноломкость обнаружилось на сплаве железа с 5% хрома. Оно выразилось в том, что после наводороживания первые «срывы» относительного сужения с 65 до 0% стали наблюдаться при температуре —120°, в то время как образцы, не содержавшие водорода, сохраняли относительное сужение на уровне 75% до температуры —160°. «Срыв» пластичности при этом виде испытания в ненаводороженных образцах на­блюдался только при температуре жидкого азота. Для спла­ва с 5% хрома содержание водорода до 2 мл/100 г оказалось достаточным для усиления его склонности к хладноломкости. Сплав с 0,5% хрома, иcпытанный при тех же режимах и с тем же содержанием водорода, не обнаружил повышения склон­ности к хладноломкости под влиянием водорода.

    Небольшие количества водорода, которые, по-видимому, еще не дают включений газовой фазы с высоким внутренним давлением водорода, могут даже уменьшать склонность стали к   хладноломкости   [16].

     

    СИНЕЛОМКОСТЬ СТАЛИ

    Явление синеломкости наблюдается у сталей с ферритной и перлитной структурой и заключается в снижении пластично­сти при температуре около 200° С. В этом температурном рай­оне имеет место немонотонная температурная зависимость пластичности с более или менее сильно выраженным относи­тельным минимумом. Сопротивление пластическому деформи­рованию в области этой аномалии обнаруживает малую за­висимость от температуры или дает некоторое превышение над сопротивлением деформированию в соседних температур­ных областях.

    В настоящее время можно считать установленным, что яв­ление синеломкости связано с наличием в железе и стали азо­та и углерода, растворенных в феррите по способу внедрения. Это явление неоднократно было предметом специальных ис­следований, однако его природа, как отмечено в недавнем об­зоре литературы [211], до сих пор оставалась недостаточно ясной.

    Как и обратимая водородная хрупкость, явление синелом­кости чувствительно к скорости деформирования. При пере­ходе от статического деформирования со скоростью порядка 10~2 сек~1 к ударному со скоростью порядка 102 сек”1 температура при наиболее сильном развитии синеломкости повышается приблизительно на 200° [211, 212].

    Исследование зависимости микротвердости технического железа от температуры показало, что в районе синеломкости сопротивление этого материала деформированию вдавлива­нием значительно возрастает [214, 215].

    Механические свойства трех углеродистых сталей при тем­пературах от 20 до 700° описаны в работе [216]. Это исследование подтвердило существование аномалий пластичности и сопротивления деформированию в известном температурном районе синеломкости. Было обнаружено также снижение удар­ной вязкости при температуре около 500°. Этот эффект авто­ром исследования [216] объяснен не был, однако было выска­зано ‘предположение о том, что по своей природе он отличен от синеломкости. Это предположение расходится с выводами работы [211], в которой снижение ударной вязкости стали в районе 500° рассматривается как эффект синеломкости, сдвинутый в сторону высоких температур за счет повышения скорости деформирования.

    Испытание стали на склонность к старению | Судостроительная сталь для корпусных конструкций

    Под термином «старение» понимают изменение механических свойств стали с течением времени. Процесс, протекающий при комнатной температуре, называют естественным старением, а в условиях нагрева — искусственным старением. Особая опасность старения заключается в том, что нежелательная уже сама по себе нестабильность механических свойств развивается в наиболее неблагоприятном направлении: происходят постепенное упрочнение и охрупчивание стали. Упрочнение выражается в повышении твердости, предела текучести и, в меньшей мере, предела прочности стали, а охрупчивание — в уменьшении пластичности и вязкости.

    Старение протекает без заметного изменения ферритно-перлитной структуры, свойственной низкоуглеродистой горячекатаной стали. В общем случае оно обусловлено уменьшением растворимости в а-железе примесных атомов внедрения (прежде всего углерода и азота), которое наблюдается при понижении температуры от 650—700 °С до комнатной. При ускоренном охлаждении (например, от температуры конца прокатки или в зоне термического влияния после сварки) примесные атомы не успевают выделиться из а-твердого раствора и при комнатной температуре образуется неравновесный перенасыщенный а-раствор. С течением времени наблюдается постепенное перераспределение атомов внедрения к дислокациям (линейным дефектам кристаллической решетки), где атомы скапливаются и образуют так называемые атмосферы Коттрелла. Движение дислокаций затрудняется, что и вызывает увеличение прочности и падение пластичности стали. Процесс старения значительно интенсифицируется при нагреве до 50—150 °С, так как при этом возрастает диффузионная подвижность примесных атомов.

    При изготовлении и монтаже корпусных конструкций многие технологические операции (например, гибка, правка, механическая резка) связаны с холодной пластической деформацией проката. Это способствует усилению процесса старения в силу повышения плотности дислокаций.

    Изменение во времени механических свойств стали, происходящее после холодной пластической деформации, называют механическим (деформационным) старением. Повышение температуры способствует увеличению скорости механического старения.

    При температурах старения до 100 °С ведущую роль играет азот, в то время как воздействие углерода на процесс старения стали значительно усиливается лишь при нагреве выше 200 °С.

    Суммарная концентрация азота и углерода в твердом растворе, достаточная для развития деформационного старения, составляет 0,000 2—0,000 4 %.

    Кислород сравнительно слабо влияет на деформационное старение стали в силу малой растворимости и низкой диффузионной подвижности его атомов в а-железе. Водород, наоборот, имеет слишком высокую подвижность атомов при комнатной и повышенной температурах. Поэтому по сравнению с азотом и углеродом его влияние на закрепление дислокации и, таким образом, на деформационное старение практически не проявляется.

    Казалось бы, путь устранения склонности стали к механическому старению очевиден: необходимо довести до минимума содержание примесей внедрения (прежде всего азота) при выплавке и разливке стали. Однако на практике существующие технологии производства стали в мартеновских печах и кислородных конвертерах не гарантируют получения металла с содержанием азота менее 0,002—0,004 и кислорода менее 0,005 %. Эти значения на порядок превышают их допустимое содержание в феррите нестареющей стали. Для уменьшения концентрации газов в расплавленной стали применяют метод вакуумной дегазации, а также рафинирующие (очищающие) переплавы.

    Наряду с совершенствованием методов металлургического производства стали используют и другой путь подавления ее склонности к механическому старению. В расплавленную сталь вводят модификаторы — элементы, уменьшающие концентрацию азота и углерода в а-растворе путем связывания их в виде нитридов и карбидов. Наибольший эффект обеспечивает модифицирование алюминием, титаном и ванадием. Причем алюминий используется и как раскислитель. Образовавшиеся при затвердевании высокодисперсные включения нитридов и карбидов типа A1N, VN, V(CN) и других способствуют также получению мелкозернистой структуры стали.

    Склонность стали к механическому старению (ГОСТ 7268—82) определяют по величине показателя c = [(KV— —KVA)/KV]100 %, где KV и KVA — средние арифметические значения работы удара (Дж), затраченной при испытании серии образцов на ударный изгиб. Для испытаний вырезают не менее чем по три образца из заготовок двух типов: одну из них подвергают предварительной деформации, из другой контрольные образцы вырезают в исходном состоянии. При толщине проката 12 мм и более вырезают заготовки сечением 12X12 и длиной не менее 250 мм. При меньшей толщине проката поперечное сечение заготовок равно аХ12 мм, где а — фактическая толщина проката. Одну заготовку с нанесенной на ней расчетной длиной 120, 160 мм или более растягивают до получения 10±0,5 % остаточного удлинения. Деформированные образцы до испытаний подвергают искусственному старению при температуре 250 ±10 °С с выдержкой в течение 1 ч и последующим охлаждением на воздухе.

    По требованиям Регистра СССР образцы, подвергнутые старению, должны выдерживать не менее 50 % минимальной работы удара KV (для сталей высшей категории качества) или обеспечивать ударную вязкость KCU (для сталей первой категории качества), устанавливаемые для стали в исходном состоянии. Помимо этого во всех случаях работа удара должна быть не менее 27 Дж (2,8 кгс-м), а ударная вязкость — не менее 29 Дж/см2 (3 кгс · м/см2).

    Что такое старение металла?

    Одним из наиболее частых способов изменения характеристик металлического сплава является его старение. Хотя нагрев и закалка или деформационное упрочнение могут изменить характеристики многих металлов, некоторые металлические сплавы преднамеренно предназначены для старения. Старение может изменить физические и эстетические качества сплава, придав ему черты, которые значительно отличаются от его несостаренной формы.

    Что такое старение металла?

    Старение металла — это процесс, который может происходить искусственно или происходить естественным образом на металлических сплавах, прошедших термообработку на твердый раствор.Естественное старение происходит в течение всего срока службы металлического сплава. Металлические осадки образуются за счет пересыщения легирующих компонентов внутри металлического сплава в процессе естественного старения. Эти выделения препятствуют дислокациям металла, повышая прочность и твердость металлического сплава и снижая его пластичность. Искусственное старение — это метод ускорения развития выделений в металлическом сплаве, нагретом на раствор, со скоростью, значительно превышающей естественное старение. Металлический сплав, подвергнутый термообработке на твердый раствор, искусственно старят, повышая его температуру до уровня ниже температуры рекристаллизации, но достаточно высокого, чтобы ускорить образование осадка.Металлический сплав затем быстро охлаждают, чтобы предотвратить дальнейшее изменение выделений металла после того, как выделения легирующих элементов достигли желаемого размера.

    Какие типы металлов можно состарить?

    Различные металлические сплавы, поддающиеся термообработке на твердый раствор, могут быть подвергнуты старению для изменения их физических свойств:
    Алюминий: Алюминиевые сплавы серий 2XXX, 6XXX и 7XXX все подвержены старению, и многие из их различных формы получают свою силу от искусственного старения.6061-T6 — один из самых популярных алюминиевых сплавов со старением. В форме -T6 он содержит осадки силицида магния, которые предотвращают дислокации и существенно повышают прочность и твердость.
    Нержавеющая сталь: Из-за осаждения металлического сплава в их структуре, 17/10P, 17/4PH и 17/7PH представляют собой несколько типичных сплавов нержавеющей стали, которые обладают исключительно высокой прочностью и твердостью при соответствующем старении.
    Медные сплавы: Медно-бериллиевые сплавы С17200 и С17300 широко используются в промышленности.Медь, которая, как известно, является мягкой и пластичной, на самом деле может быть довольно твердой, прочной и хрупкой при правильном легировании компонентов и методах старения.
    Другие металлические сплавы: Если в их химическом составе есть легирующие компоненты, которые делают их пригодными для термообработки на твердый раствор, такие металлы, как титан, никель и магний, а также ряд других, могут подвергаться старению.

    Перестаривание

    Перестаривание является проблемой при старении металлического сплава, независимо от того, происходит ли оно естественным или искусственным путем.Это происходит, когда размер преципитатов изменяется в результате процесса старения, который осуществляется за пределами той точки, в которой это полезно для применения. Это часто приводит к потере прочности и твердости. Сварка или холодная обработка металла – два типичных метода для достижения этой цели. Чтобы гарантировать сохранение необходимых механических характеристик, важно оценить, нужно ли повторно подвергать термообрабатываемый на твердый раствор металл искусственному старению с использованием одной из этих двух процедур.

    Pipingmart – портал B2B, специализирующийся на промышленной, металлической и трубопроводной продукции. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, связанными с продуктами, материалами и различными типами марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

    Что такое старение металла? – FastMetals.com

    Старение [глагол]: процесс старения r. Хотя это определение действительно применимо, в металлургической промышленности «старение» — это особый жаргон, относящийся к обработке, которая ускоряет этот процесс.Но почему вы решили состарить свои новые изделия из металла? Помогает, если вы помните, что старение не следует рассматривать как негатив. На самом деле, как и в случае с вином, свойства металлического сплава часто улучшаются с возрастом.

    По мере старения металла его основной материал физически трансформируется. Взаимодействие атомов металла с кислородом в окружающей среде — будь то воздух или вода — начнет изменять текстуру и цвет его поверхности. Это начинается с формирования основного оксидного слоя. Затем оксид становится гидроксидом, и слой гидроксида продолжает взаимодействовать с атмосферой.

    Так почему же это воздействие элементов считается желательным результатом, в отличие от ржавчины? Это связано с тем, что оксид железа или ржавчина гораздо более хрупкий и в конечном итоге разрушительный по сравнению с гидроксидом. На открытом железе образуется ржавчина, которая отслаивается и снова образуется, и этот цикл будет продолжаться до тех пор, пока не испортится металл под ним. Между тем, гидроксидный слой фактически создает более стабильный состав поверхности. Этот гидроксид эффективно создает внешнюю оболочку, которая защищает металл под ним от любого дальнейшего взаимодействия с окружающей средой.Процесс старения металла практически останавливается, а слой гидроксида придает ему большую прочность и долговечность.

    В целом существует два типа старения металла:

    Естественное старение: как следует из названия, металл стареет со временем в естественной среде. Укрепляющие преимущества старения будут более постепенными, но все же эффективными.

    Искусственное старение: любой метод, используемый для искусственного ускорения процесса старения.Обычно это делается путем термической обработки металлических сплавов.

    Оба типа несут риск чрезмерного старения. Это происходит, когда процесс старения выталкивает металл за пределы точки упрочнения, вызывая напряжение и ухудшение его состояния. Как и следовало ожидать, это чаще происходит при искусственном старении: либо металл уже подвергся процессу старения, либо приложенное тепло слишком интенсивное или продолжительное. Однако при правильном проведении старение металла приносит большую пользу готовому изделию.

    Есть ли связь между тяжелыми металлами и старением?

    Уже несколько десятилетий известно, что некоторые металлы, в том числе железо, накапливаются в тканях человека в процессе старения и что токсичные уровни железа связаны с неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона. Распространено мнение, что накопление железа происходит в результате процесса старения. Но исследование нематоды C. elegans в лаборатории Литгоу в Институте Бака показывает, что накопление железа само по себе также может вносить значительный вклад в процесс старения, вызывая дисфункцию и неправильное свертывание белков, уже участвующих в процессе старения.Исследование онлайн в Старение

    Подобно тому, что происходит у людей и других млекопитающих, исследователи обнаружили, что уровни кальция, меди, железа и марганца увеличиваются по мере старения червей. Но железа накопилось гораздо больше, чем других, сказал профессор Бак Гордон Литгоу, доктор философии, старший научный сотрудник проекта. «Нас привлекло железо, потому что есть вся эта литература, которая связывает избыток железа с болезнью Альцгеймера и Паркинсона».

    Исследователи начали манипулировать рационом нематод.«Мы давали железо четырехдневным червям, и через пару дней они выглядели как 15-дневные черви», — сказал Литгоу. «Избыток железа ускорил процесс старения». Литгоу говорит, что известно, что избыток железа вызывает окислительный стресс, и исследователи ожидали увидеть изменения в червях, основанные на этой токсичности. «Вместо этого то, что мы видели, больше походило на нормальное старение», — сказал Литгоу. «Железо вызывало дисфункцию и агрегацию белков, которые уже были связаны с процессом старения. Теперь нам интересно, способствует ли избыток железа старению.

    Исследователи под руководством аспиранта Иды Кланг также лечили обычных нематод с помощью одобренного FDA хелатора металлов CaEDTA — препарата, который используется у людей с риском отравления свинцом. Препарат замедлял возрастное накопление железа и увеличивал продолжительность жизни и здоровья нематод. Кланг также дал лекарство червям, генетически выведенным для развития специфических белковых агрегатов, вызывающих болезни человека. Хелатор также защищал этих животных.

    Литгоу говорит, что работа имеет значение для области исследования старения.«Поддержание надлежащего баланса металлов является ключом к хорошему здоровью на протяжении всей жизни, и совершенно очевидно, что этот хрупкий баланс с возрастом может нарушиться», — сказал он. «Этот феномен не был широко изучен исследователями старения, и это область, которая имеет потенциал для позитивного использования». Что касается широкой публики, Литгоу быстро предостерег людей от приема CaEDTA и других доступных хелаторов металлов в качестве антивозрастных препаратов. «CaEDTA имеет очень тупой механизм действия и связан с опасными побочными эффектами у людей, а послужной список других хелаторов не установлен», — сказал Литгоу, который призвал людей поговорить со своими врачами об использовании добавок железа, особенно для женщин в постменопаузе.

    Литгоу сказал, что его лаборатория хочет найти новые хелаторы, которые действуют больше как наркотики, а затем испытать эти лекарства на мышах.

    Образец цитирования: Железо способствует нерастворимости белков и старению C. Elegans

    Эта работа была поддержана Фондом Ларри Л. Хиллблома, Фондом медицинских исследований Гленна и грантами NIH UL1024917, 1R01AG029631-01A1, AG042053-02. Работа по масс-спектрометрии была поддержана грантом NCRR на совместное использование приборов 1S10 OD016281.

    Среди других участников: Биргит Шиллинг, Дилан Дж.Соренсен, Александрия К. Саху, Панкадж Капахи, Джули К. Андерсен и Брэдфорд В. Гибсон, все из Института Бака; Питер Свобода, Каролинский институт, Департамент биологических наук и питания, Худдинге, Швеция; и Дэвид В. Киллилеа, Центр питания и обмена веществ, Оклендский научно-исследовательский институт детской больницы, Окленд, Калифорния.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Преимущества старения

    За прошедшие годы наука о материалах разработала несколько инновационных процессов для изготовления различных материалов, полезных для любой отрасли.С развитием технологии металлообработки после промышленной революции все, от инженеров до кузнецов-любителей, искали творческие способы обработки своих металлов и повышения их полезности.

    Что такое старение?

    Проще говоря, старение — это процесс повышения прочности и твердости материала за счет выделения частиц из твердого раствора. Этот процесс также имеет другое довольно интуитивное название; дисперсионное твердение.Этот процесс был открыт немецким металлургом Альфредом Вильмом в 1901 году во время военных исследований в Нойбабельсберге. С момента своего развития старение стало этапным процессом в металлургии.

    Как это работает? Старение

    — это термическая обработка, которая начинается с обработки на твердый раствор. Это включает нагревание материала до достаточно высокой температуры, чтобы все твердые осадки растворились в растворе с матрицей материала, а затем резкое охлаждение до комнатной температуры.Для сталей это включает растворение карбидов в аустените, тогда как для титана матрицей может быть альфа- или бета-титан.

    После закалки материал доводят до более низкой температуры, обычно 900–1300 °F, и оставляют для замачивания на длительное время. Такое сочетание низкой температуры и длительного выдерживания позволяет этим частицам выпадать из матрицы в когерентные или несвязные осадки. Они служат для предотвращения движения дислокаций внутри материала и, таким образом, делают деталь более твердой.

    Использование Старение

    обычно используется для повышения прочности на растяжение и текучести некоторых сплавов следующих металлов: алюминия, титана, никеля и нержавеющей стали. В различных отраслях промышленности используются упрочняющие старение стали, такие как 17-4PH или 455, в том числе в медицинской, аэрокосмической и автомобильной промышленности.

    Несмотря на то, что существует множество методов упрочнения сталей, таких как деформационное упрочнение, упрочнение на твердый раствор и традиционная закалка с отпуском, старение остается ценным инструментом для металлургов во всем мире.

    Стареющая металлическая фурнитура как мужчина

    Я мужчина. Мне нравится что-то строить, и мне нравится что-то сжигать. Черт возьми, я даже был известен тем, что строил что-то только для того, чтобы сжечь или взорвать это (особенно на Четвертое июля).

    Огонь меня завораживает и сбивает с толку. Я нахожу удивительным, что он может появиться практически из ниоткуда, его нельзя потрогать, хотя и можно почувствовать, и он заставляет вещи растворяться в воздухе. Тяжелые вещи, очень, очень тяжелые вещи, например, целая стопка дров, могут исчезнуть в мгновение ока.

    Я это знаю, конечно, потому что на своем веку я много чего спалил, в том числе и свой последний магазин (полная случайность, кстати). Что было удивительно, так это то, что накануне у меня был магазин, полный инструментов, а на следующий день у меня была неглубокая куча древесного угля, смешанная с ржавым металлом. Я помню, как пошел туда на следующее утро после пожара и искал, что можно спасти, и был поражен тем, насколько ржавым был металл. Выглядело так, будто он стоял под дождем в течение многих лет, и прошло всего несколько часов с тех пор, как там была пожарная команда.

    12-дюймовый серповидный фуганок и 20-дюймовый барабанный шлифовальный станок Grizzly (нажмите на фото, чтобы прочитать о пожаре).

    В то время я не особо задумывался об этом. Я просто убирал обломки и бросал куски ржавой стали в кучу металлолома. Но много времени не потребовалось, чтобы все щелкнуло. Видите ли, ржавый металл — очень желанная отделка в наши дни изношенной, промышленной, антикварной, состаренной мебели — стиль, который я регулярно использую. Даже если это официально не ржавая отделка, которую я ищу, обычно это что-то, что в некотором роде выглядит не новым.И я должен вам сказать, что сгоревший, ржавый металл не выглядит новым. Он выглядит очень, очень старым.

    Все это было долгожданным открытием, потому что в прошлом я потратил много часов, пытаясь получить «не новый» вид. Я использовал средство для удаления краски, чтобы удалить защитное прозрачное покрытие с нового оборудования. Я замачивал сталь прямо в соленой воде и в полотенцах с соленой водой, чтобы она получала больше воздуха и, надеюсь, быстрее ржавела. Я пробовал много чего на латуни, например нашатырный спирт и уксус. Но я никогда не думал о тепле, пока магазин не сгорел.

    Тепло имеет смысл. Тепло — это то, что они используют для изготовления металла, поэтому кажется, что оно может немного «разрушить» его. И после того, как я увидел волшебство, которое произошло со всем металлом в моем бывшем магазине, я решил попробовать. Первая партия работала отлично. Я делал шкаф с очень маленькими петлями, так что даже если бы я их уничтожил, это стоило бы мне всего несколько долларов. Я развел небольшой костер и бросил их в него. Я потушил огонь большим количеством воды и просто оставил его в разбавленной водой угольной смеси на день, и он выглядел точно так же, как ржавый металл из моего магазина.

    Вторая попытка была столь же забавной, сколь и информативной. Теперь, когда у меня за поясом горел один, я уверенно пришел домой, разжег огонь в камине (была зима) и небрежно бросил их туда, как делал это тысячу раз. Крис (моя любимая жена), конечно, усомнилась в моих действиях, и я, конечно же, на этот раз вел себя так, будто она была идиоткой. Оказывается, я снова был идиотом. Почему я всегда должен быть идиотом? В основном потому, что в этом случае я бросил в огонь нечто, похожее на алюминий или какой-то другой металл, который легко плавится.Он горел красивой радугой, что говорило мне о том, что металл действительно поглощался огнем. После того, как огонь утих, я покопался и нашел только винты. Все остальное исчезло. Я заставил себя почувствовать себя лучше, сказав, что они дешевые и мне они все равно не нужны.

    Из-за этого я теперь удостоверяюсь, что мои жертвы сделаны из стали или чего-то вроде стали, что-то, что может выдержать жар. Я бы порекомендовал протестировать одну деталь, прежде чем бросать их все в огонь, если вы не уверены в содержании в них металла.Помимо этого небольшого предостережения, все, что вам нужно сделать, это разжечь костер и бросить в него свое оборудование. Убедитесь, что вы ведете себя так, как вы делали это раньше, и даже не утруждайте себя извлечением его из упаковки (все это исчезает). ).

    Вот так выглядит петля почти новая, с немного оплавленной упаковкой на ней (после того, как я быстро вынул ее из огня, когда забыл сфотографировать).

    Дайте огню гореть, пока все дерево не превратится в древесный уголь, а металл не обесцветится. Пока все еще горячее, потушите огонь большим количеством воды, как это сделали бы пожарные.В этот момент вы можете немедленно выкопать оборудование, если вам не нужно, чтобы металл ржавел, или вы можете оставить его в мокром угле на день или два и заржаветь. Время зависит от металла. Более качественная сталь, закаленная сталь с большим содержанием углерода быстро ржавеет.

    Пусть огонь горит, пока все дерево не превратится в древесный уголь, а металл не обесцветится.

    Когда оборудование выходит из огня, оно выглядит совсем по-другому. Если вам нравится внешний вид, все готово, но для меня это выглядит немного грубо на большинстве предметов.Я обычно наношу тонкий слой лака на фурнитуру, чтобы она больше походила на старую вещь, но ту, которая провела больше времени в помещении, чем на улице. В зависимости от того, как он выглядит, когда он выходит из огня, может потребоваться лишь небольшая очистка, чтобы он выглядел правильно.

    Только что из огня, петли нужно немного почистить.

    Я просто смахнул их старой кистью. Если вам нравится этот вид, все готово. Я предпочитаю немного лака, чтобы уменьшить эффект горения.

    После лакировки петли все еще выглядят старыми, но на ощупь они больше похожи на предметы интерьера

    При более близком рассмотрении видны различные цвета и текстуры, созданные огнем (нажмите на фото, чтобы рассмотреть его еще ближе).

    Прелесть процесса обжига в том, что каждое изделие получается разным и выглядит по-настоящему состаренным. По сравнению со «старым» оборудованием от многих крупных производителей оборудования, которое часто выглядит как тусклая попытка старения, разница между днем ​​и ночью. И, что самое приятное, у меня есть причина сжигать вещи. Теперь мне нужно найти причину, чтобы все взорвать.

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Как состарить блестящий металл: сделай сам – как сделать

    Вы знаете, как я люблю деревенский стиль.С помощью простых шагов в этом руководстве вы узнаете , как состарить блестящие мета-ведра, подносы, бидоны для молока и многое другое, чтобы придать им привлекательный деревенский вид. Если вы не хотите тратить дни или недели на поиски антикварных металлических находок в местных секонд-хендах, то этот пост для вас!

    Как состарить блестящий металл

    Age Shiny Metal: Метод №1

    Итак, есть два простых способа состарить блестящий металл — это первый вариант. Для этого варианта вам понадобятся простые ингредиенты из вашей кухонной кладовой.

    Вам также понадобится контейнер, достаточно большой, чтобы вместить блестящий металл, который вы хотите состарить, а также резиновые перчатки. Пластиковый контейнер отлично подходит для этого проекта!

    На дно пластикового контейнера насыпьте несколько столовых ложек поваренной соли. Чем больше предмет, тем больше соли вы должны использовать. Поместите блестящее металлическое ведро, корзину или другой предмет поверх соли. Налейте достаточно белого уксуса, чтобы полностью погрузить металл.

    Когда предмет сидит, смесь пузырится.Через несколько часов, когда пузырение прекратится, наденьте перчатки, чтобы удалить его из раствора соли и уксуса. Промойте пластиковый контейнер, но не мойте металлический!

    Поместите металл обратно в пластиковый контейнер, добавьте еще несколько столовых ложек соли, а затем покройте металл перекисью водорода. Дайте настояться примерно полчаса или пока не перестанут пузыриться. Выньте из раствора и положите на сухое полотенце для просушки на воздухе. Вот и все!

    Метод №2

    Второй способ состаривания блестящего металла проще, но требует использования химических веществ.А именно, средство для чистки унитазов Lysol . Этот метод придает больше зеленовато-голубого оттенка вашему состаренному металлу, поэтому, если вам это нравится, возможно, вы захотите попробовать именно этот метод.

    Имейте под рукой контейнер, в котором можно замочить металл, или большой кусок картона, на котором он будет стоять. Покройте металл чистящим средством для унитаза. Надев перчатки, обработайте его куском стальной ваты.

    Теперь дайте ему немного постоять.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.