Способ измерения электрического сопротивления металлов при коррозионной усталости

 

Изобретение относится к испытаниям на коррозионно-механическую прочность. По способу измеряют электросопротивление R<SB POS="POST">1</SB> образца, испытанного на воздухе, до выращивания трещины, затем выращивают в этом образце трещину и определяют электросопротивление R<SB POS="POST">2</SB> этого образца на воздухе при полном раскрытии трещины. Испытуемый образец с трещиной нагружают ниже предела циклической прочности. Изменение электросопровления ΔR этого образца определяют при максимальной и минимальной нагрузках в каждом цикле, а электросопротивление R<SB POS="POST">N</SB> пленок на стенках трещины определяют из соотношения R<SB POS="POST">N</SB>=(R<SB POS="POST">2</SB>-R<SB POS="POST">1</SB>)(R<SB POS="POST">2</SB>-R<SB POS="POST">1</SB>-ΔR)/ΔR).

(19) (11)

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 N 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4293361/25-28 (22) 03 ° 08.87 (46) 07. 05.89. Ъкд. № 17 (71) Институт физической:химии АН

СССР (72) В.А.Маричев и И.В.Чарная (53) 620.199 (088,8) (56) Маричев В.А., Шипилов С.А. Влияние электрохимической поляризации на рост трещин при коррозионном растрескивании и коррозионной усталости маг.ниевых сплавов, — Физико-химическая механика материалов, 1986, т. 22, № 3, с. 21 23. (54) CIIOCOh ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ КОРРОЗИОННОЙ УСТАЛОСТИ.

Изобретение относится к способам испытаний на коррозионно-механическую прочность и может быть использовано при исследовании коррозионной усталости металлических конструкционных. материалов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ испытания образцов с трещинами на коррозионную усталость и коррозионное растрескивание при непрерывном измерении электросопротивления образцов и контролируемом потенциале. Этот способ позволяет непрерывно измерять длину трещины в зависимости от нагрузки и потенциала по значениям электросопротивления образцов, Колебания электросопротивления образцов в процессе циклического нагру жения снижают чувствительность и точ(57) Изобретение относится к испытаниям на коррозионно-механическую прочность. По способу измеряют электросопротивление R, образца, испытанного на воздухе, до выращивания тре щины, затем выращивают в этом образце трещину и определяют электросопротивление R этого образца на воздухе при полном раскрытии трещины. Испытуемый образец с трещиной нагружают ниже предела циклической прочности.

Изменение электросопротивления 1R этого образца определяют при максимальной и минимальной нагрузках в каждом цикле, а электросопротивление

R пленок на стенках трещины определяйт из соотношения R „= (R g-R „) (R g"

"R,— LiR) /8R. 2 ил, 2

Ма> ° ность измерения длины трещины и являются неизбежным фактором помех, не несущим информации о длине трещины.

Указанный способ не позволяет измерять электросопротивление пассирующих пленок на стенках трещины.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения электро-: сопротивления как тела образца, так. и пленок на стенках трещины.

Поставленная цель достигается тем, . что согласно способу измерения электросопротивления металлов при коррозионной усталости предварительно испы тывают образец на воздухе, определяют

его электросопротивление К,, затем выращивают в этом образце трещину и определяют электросопротивление К

1478100 этого образца на воздухе при полном раскрытии трещины, нагрузку на испытуемый образец с трещиной выбирают ниже предела циклической прочности

5 определяют изменение 4К электросопротивления этого образца при максимальной и минимальной нагрузках в каждом цикле, а электросопротивление R и пленок на стенках трещины определяют из соотношения (Rt-R )

На фиг ° 1 и 2 приведены диаграммы, поясйяющие предлагаемый способ, В соответствии с предлагаемым способом измеряют электросопротивле" ние образца до выращивания трещины

Р,, затем выращивают усталостную тре- 20 щину, в результате чего электросопротивление образца увеличивается до R (при помощи раскрытия трещины). При смыкании стенок трещины в цикле. сжатия сопротивление (Rz-R,) шунтируется 25 контактным сопротивлением, определяемым сопротивлением пассивирующих пленок на стенках трещины R „. Это переменное сопротивление, изменяющееся от нуля для чистой поверхности до 30

10 - 10 " Ом при образовании оксидов или гидроксидов на стенках трещины.

Сопротивление R, рассчитывают по формуле (1) .

Таким образом, изменение электросопротивления образца без трещины и с трещиной при полном ее раскрытии, циклическое нагружение ниже предела коррозионной усталости, измерение изменения электросопротивления образца 40 в каждом цикле нагружения и расчет электросопротивления пассивирующих пленок на стенках трещины позволяют в совокупности обеспечить достижение целевого положительного эффекта. 45

Пример 1. Образец -.меди М1

250х25х2 мм испытывают в 1 М КОН, Исходное сопротивление R =4,30 мкОм.

Выращивают .усталостную трещину длиной 4 мм, определяют (К -К,) 0,75 мкОм,50

На фиг,1 показано относительное изменение 4R /Rz-К сопротивления образца за каждый цикл нагружения образца от

10 до 200 Kl", Испытания начинают при потенциале коррозии. Изменение потен-55 циала образца в процессе испытаний указано на фиг,1 стрелками. Частота нагружения О, 1 Гц. Как видно из фиг.1, восстановление пассивирующих

О слоев на меди в щелочи при потенциале

-1,2 В (по нормальному водородному электроду) протекает:очень быстров течение 20-30 с. При постепенном повышении потенциала до -0,5 В пленки на стенках трещины не образуются, однако при потенциале -0,37 В наблюдается резкое снижение dR что отражает образование на стенках трещины оксида

Си О ° Следует особо подчеркнуть, что указанный потенциал практически совпадает с потенциалом образования

Си О при рН 14. Кинетика изменения при потенциале -0,37 В отражает кинетику роста пассивирующей пленки.

Пример 2. На фиг.2 показано аК изменение — — — во времени для образR2-R 1 ца стали 3 (размеры образца и трещины такие же, как для меди). Потенциал резкого падения 4R равный -0,94 В, соответствует потенциалу образования оксида Fe O

Подобные опыты проводили на серебре и палладии — в обоих случаях резкое падение Л К в щелочных растворах начиналось при потенциалах образования соответствующих оксидов. Эти примеры измерения электросопротивления пассивирующих пленок на металлах, диаграммы IloTBHIJHRJI оксидообразования — рН, которые хорошо известны, показывают . высокую чувствительность предлагаемого способа и возможность его использования для изучения образования пассивирующих пленок на сплавах в сложных многокомпонентных электролитах, т.е. для систем, для которых сведения о потенциалах и кинетике образования пассивируюп;их слоев непосредственно в электролитах не только неизвестны, но и не могут быть получены из-за отсутствия соответствующих методов измерения.

Формула и з обр ет ения

Способ измерения электрического сопротивления металлов при коррозионной усталости, по которому металлический образец с трещиной размещают в испытательной среде, нагружают и измеряют .-электросопротивление образца, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения электросопротивления как тела образца, так и пленок на стенках трещины, предварительно испытывают

5 14 78 100 6 образец на воздухе, определяют его ют изменение А R электросопротивления электросопротивление К,, затем выра- этого образца при максимальной и мищивают в этом образце трещину и опре- нимальной нагрузках в каждом цикле, деляют электросопротивление Rg этого а электросопротивление R „пленок на

Б образца на воздухе при полном раскры- стенках трещины определяют иэ соотнотии трещины, нагрузку на испытуемый шения образец с трещиной выбирают ниже предела циклической прочности, определя1

dr

Rg и 2

Времцс