КОРРОЗИОННАЯ УСТАЛОСТЬ, проявляется при одновременном воздействии на металл циклич. (знакопеременных) напряжений и коррозионных сред; одна из наиб. часто встречающихся разновидностей коррозии под напряжением. Характеризуется понижением предела выносливости металла (макс. напряжения, при котором еще не происходит разрушения металла при воздействии установленного числа циклов знакопеременной нагрузки, или базы испытания). Кривая усталости металла в коррозионной среде (см. рис.) по мере увеличения числа циклов непрерывно понижается, в отличие от кривой усталости на воздухе, которая имеет горизонтальный участок, соответствующий пределу выносливости. Т. обр., коррозионная усталость характеризуется отсутствием истинного предела выносливости и определяется т. наз. условным пределом выносливости при заданной базе испытания.
Кривые усталости металла на воздухе (1) и в коррозионной среде (2); s напряжение, N - число циклов нагруження, sN - предел выносливости на воздухе.
Обычные конструкц. стали при базе испытания 2.107 циклов снижают предел выносливости в условиях атм. коррозии до 20%, в пресной воде вдвое, в морской воде вчетверо по сравнению с пределом выносливости на воздухе (сухом). Нержавеющие стали, как правило, имеют более высокую коррозионно-усталостную прочность. Обычно чем прочнее сталь, тем сильнее снижается ее предел выносливости в коррозионной среде; для стали с пределом прочности в 1000 МПа он оказывается таким же, как для стали с пределом прочности в 400 МПа. Т. обр., для углеродистых и низколегир. сталей пропадают преимущества закаленной и отпущенной стали по сравнению с отожженной. В процессе коррозионная усталость в металле развиваются трещины, пронизывающие кристаллиты (зерна). Повреждению подвержены в большей или меньшей степени все конструкц. сплавы на основе Fe, Al, Ni, Си и др. металлов. Причины коррозионная усталость - локализация электрохим. анодных процессов (при коррозиии в растворах электролитов) и хим. процессов (при газовой коррозии) на участках концентрации мех. напряжений (поры, трещины, скопления вакансий, дислокаций и т. п.). Интенсивность этих процессов зависит от агрессивности коррозионной среды, температуры, рН, кол-ва легирующих примесей и условий нагружения.
Одна из особенностей коррозионная усталость углеродистых и низколегир. сталей - повышение условного предела выносливости по мере увеличения размера деталей (при испытаниях на воздухе наблюдается обратная закономерность). Эта инверсия "масштабного фактора" наиб. заметна при увеличении диаметра образцов до 50-60 мм. Для хромоникелевых аустенитных сталей 18% Сr-10% Ni, для которых на воздухе масштабный эффект четко проявляется, в коррозионных средах инверсия масштабного фактора не обнаружена, что
связано, по-видимому, со склонностью стали к щелевой коррозии в трещинах. Образцы диаметром 20 мм из стали типа 18% Cr-10% Ni имеют условный предел выносливости на 20-40% ниже, чем образцы диаметром 5 мм.
Увеличение частоты нагружения интенсифицирует влияние среды, причем для образцов с порами, трещинами и др. концентраторами напряжений больше, чем для гладких, а для закаленных больше, чем для отожженных. Это наблюдается и для образцов с жестко напрессованными втулками, т.е. в случае проявления фретинг-коррозии (коррозии при трении в условиях малых смещений). Изучение кинетики коррозионно-усталостного разрушения позволяет прогнозировать работоспособность деталей.
Защита от коррозионно-усталостных разрушений состоит в применении катодной и протекторной защиты (см. Электрохимическая защита), нанесении анодных покрытий Zn, Al и Cd. Эти способы более эффективны, если они сочетаются с поверхностной обработкой (наклеп дробью, обкатка роликами, поверхностная закалка токами высокой частоты), при которой создаются благоприятные остаточные напряжения сжатия.
Лит.: Карпенко Г. В., Прочность стали в коррозионной среде, М.-К., 1963; Похмурский В. И., в сб.: Коррозионная усталость металлов. К., 1982.
А. В. Рябчeнков.
