Коррозия магниевых сплавов под напряжением

В одной из ранних немецких работ определены экспериментальным путем условия, влияющие на коррозионное растрескивание магния под напряжением. Ниже перечислены некоторые из этих факторов:
а) коррозионое растрескивание под напряжением для магния носит в основном транскристаллитный характер (рис. 283), для алюминия — интеркристаллитный характер;
б) явление коррозионного растрескивания едва заметно для литых сплавов при нагрузках ниже предела текучести σ0,2 и более отчетливо проявляется в пластически деформируемых сплавах, у которых растрескивание идет по поверхности двойникования;
в) такие легирующие добавки, как алюминий и цинк, способствуют развитию коррозии под напряжением, причем это явление не удается подавить термообработкой в диапазоне 100—175° С или при 380° С,
г) добавки олова незначительно улучшают стойкость к коррозионному растрескиванию, гораздо практичнее плакировать листы из сплава AZM сплавом АМ503, нечувствительным к коррозии под напряжением.

Позднее Логан и Хессинг опубликовали интересные данные о чувствительности различных сплавов к коррозии под напряжением. В табл. 81 приведены некоторые результаты их работ. Из таблицы следует, что только сплавы, содержащие алюминий, имеют отчетливо выраженную тенденцию к коррозионному растрескиванию под напряжением. С увеличением содержания алюминия эта тенденция возрастает и достигает максимума при 6%. Сплавы, содержащие цирконий, даже такие, как ZW3 и ZW6 с высоким содержанием цинка, практически не подвержены коррозии под напряжением. По этой же причине сварные швы, выполненные из сплавов ZW1 или ZE10 (1% Zn, 0,25% Re, остальное — магний), не нуждаются в термической обработке для снятия внутренних напряжений, как об этом уже было отмечено ранее.

Логан и Хессинг установили также, что результаты испытаний в лаборатории методом переменного погружения в 0,01%-ный раствор NaCl хорошо согласуются с результатами испытаний на открытом воздухе. Вместо довольно трудоемких опытов по определению чувствительности к коррозии под напряжением с соблюдением контролируемых условий (постоянно действующее напряжение) Хиггинс предложил очень простой способ, который позволяет установить, чувствителен ли став к коррозионному растрескиванию. Согнутые в виде полукруга пластинки из листов испытываемого сплава вставляли снаружи в кирпичную стену лаборатории, где они оставались на весь период атмосферных испытаний. Все пластинки из испытанных сплавов либо ломались через несколько дней, либо оставались целыми неопределенно длительное время.
Практически имеется несколько способов решения проблемы коррозии под напряжением для сплавов с повышенным содержанием алюминия. Эти сплавы могут быть плакированы сплавом АМ503. He исключена также возможность разработки такой схемы прокатки, после выполнения которой поверхностные слои листа могут остаться в сжатом состоянии. В некоторых случаях коррозия может быть уменьшена за счет снижения остаточных напряжений путем соответствующей термической обработки. Наиболее простым «решением» будет применение листовых сплавов только с низким содержанием алюминия, например сплава AZ31 (который все же требует снятия напряжений со сварных швов), или сплавов ZW3, ZW1 или ZE10, где основной присадкой является цинк. В частности, циркониевые сплавы прокатываются значительно легче, чем сплавы AZM, который, как об этом уже было сказано, требует перед прокаткой не только тщательной гомогенизации, но и предварительного прессования.

Разрушения, которые происходят в магнии под действием коррозии и напряжений, носят типично транскристаллитный характер Поэтому нет ничего удивительного в том, что попытки многих авторов, в том числе и М.А. Тимоновой, решить проблему путем применения высокочистых материалов окончились неудачей. По-видимому, решение следует искать не в примесях, а в свойствах твердого раствора Mg—Al. М.А. Тимонова предложила объяснить явление коррозионного растрескивания селективным растворением пересыщенного раствора Mg4Al3 и в качестве доказательства приводит случай, когда после пятидневной выдержки сплава А8 при 185° С произошло выделение Mg4Al3 в виде отдельных частиц и сплав сделался устойчивым к коррозионному растрескиванию под напряжением.