Коррозия всегда была одной из главных проблем металлических конструкций. Но далеко не все стали ржавеют одинаково. Одни материалы даже после длительной эксплуатации сохраняют прочность и пластичность, а другие начинают быстро терять свойства, становятся хрупкими и опасными. Именно поэтому развитие современной металлургии было тесно связано не только с повышением прочности стали, но и с улучшением её поведения при коррозии.
Старые строительные стали переносили коррозионное воздействие значительно хуже современных. Причина заключалась прежде всего в структуре металла и высоком содержании вредных примесей.
В сталях прошлого поколения содержание серы и фосфора было достаточно высоким. Кроме того, металл содержал больше неметаллических включений и имел более грубую структуру. Всё это создавало внутри металла большое количество слабых зон, по которым коррозия могла распространяться значительно быстрее.
Особенно важную роль здесь играют границы зерен. Именно они во многих случаях становятся наиболее уязвимыми участками структуры металла. В докладе прямо отмечается, что коррозия часто развивается именно по границам зерен, после чего отдельные участки структуры начинают буквально выкрашиваться из металла.
У старых сталей с крупнозернистой структурой этот процесс происходил значительно быстрее. Чем крупнее зерно, тем проще коррозии распространяться внутри металла.
Особенно тяжело ситуацию переносили старые высокопрочные стали. В них присутствовала высокая плотность кристаллических дефектов, остаточных напряжений и неоднородностей структуры. В результате коррозия развивалась не только по границам зерен, но и по различным внутренним дефектам структуры металла. Это приводило к быстрому снижению ударной вязкости и ухудшению работы конструкции.
Современная металлургия смогла серьёзно изменить ситуацию.
Первое важнейшее изменение — резкое снижение содержания вредных примесей. Благодаря ковшовой металлургии, вакуумированию и современным технологиям очистки стали содержание серы и фосфора удалось уменьшить в несколько раз.
Второе ключевое направление — формирование мелкозернистой структуры. Современная термомеханическая обработка позволяет получать очень мелкое и плотное зерно, которое значительно лучше сопротивляется распространению коррозии.
В докладе отдельно приводятся результаты испытаний различных сталей после длительного воздействия естественных агрессивных сред. Исследования показывали, что обычные старые стали после коррозии теряли ударную вязкость значительно сильнее, чем современные микро легированные материалы.
Особенно хорошо себя показали современные микро легированные стали с ванадием и ниобием. У таких материалов разрушение от коррозии развивается более локально и не приводит к столь сильному снижению ударной вязкости.
Это связано с тем, что современная структура металла стала гораздо более стабильной и однородной. Мелкое зерно и высокая чистота металла уменьшают количество внутренних путей, по которым может распространяться разрушение.
Кроме того, современные стали значительно лучше сопротивляются развитию трещин после коррозионного повреждения. Для строительных конструкций это особенно важно, поскольку опасность представляет не сама поверхностная ржавчина, а потеря пластичности и переход металла к хрупкому разрушению.
Интересно, что развитие коррозионной стойкости напрямую связано и с ударной вязкостью. Чем чище металл и чем совершеннее его структура, тем лучше он сохраняет способность сопротивляться разрушению даже после длительной эксплуатации в агрессивной среде.
Отдельно в докладе рассматриваются и атмосферостойкие стали, однако подчёркивается, что даже они работают эффективно только при правильных условиях эксплуатации. Если на конструкции образуются застойные зоны с постоянной влагой, коррозия всё равно начинает активно развиваться.
Современный подход к долговечности металлоконструкций сегодня основан уже не только на окраске или защите поверхности. Огромное значение имеет сама структура металла:
Именно поэтому современные строительные стали способны гораздо дольше сохранять прочность, пластичность и надёжность даже в сложных условиях эксплуатации.
Фактически современная металлургия научилась бороться не только с самой коррозией, но и с её наиболее опасными последствиями — потерей ударной вязкости и развитием хрупкого разрушения.
Старые строительные стали переносили коррозионное воздействие значительно хуже современных. Причина заключалась прежде всего в структуре металла и высоком содержании вредных примесей.
В сталях прошлого поколения содержание серы и фосфора было достаточно высоким. Кроме того, металл содержал больше неметаллических включений и имел более грубую структуру. Всё это создавало внутри металла большое количество слабых зон, по которым коррозия могла распространяться значительно быстрее.
Особенно важную роль здесь играют границы зерен. Именно они во многих случаях становятся наиболее уязвимыми участками структуры металла. В докладе прямо отмечается, что коррозия часто развивается именно по границам зерен, после чего отдельные участки структуры начинают буквально выкрашиваться из металла.
У старых сталей с крупнозернистой структурой этот процесс происходил значительно быстрее. Чем крупнее зерно, тем проще коррозии распространяться внутри металла.
Особенно тяжело ситуацию переносили старые высокопрочные стали. В них присутствовала высокая плотность кристаллических дефектов, остаточных напряжений и неоднородностей структуры. В результате коррозия развивалась не только по границам зерен, но и по различным внутренним дефектам структуры металла. Это приводило к быстрому снижению ударной вязкости и ухудшению работы конструкции.
Современная металлургия смогла серьёзно изменить ситуацию.
Первое важнейшее изменение — резкое снижение содержания вредных примесей. Благодаря ковшовой металлургии, вакуумированию и современным технологиям очистки стали содержание серы и фосфора удалось уменьшить в несколько раз.
Второе ключевое направление — формирование мелкозернистой структуры. Современная термомеханическая обработка позволяет получать очень мелкое и плотное зерно, которое значительно лучше сопротивляется распространению коррозии.
В докладе отдельно приводятся результаты испытаний различных сталей после длительного воздействия естественных агрессивных сред. Исследования показывали, что обычные старые стали после коррозии теряли ударную вязкость значительно сильнее, чем современные микро легированные материалы.
Особенно хорошо себя показали современные микро легированные стали с ванадием и ниобием. У таких материалов разрушение от коррозии развивается более локально и не приводит к столь сильному снижению ударной вязкости.
Это связано с тем, что современная структура металла стала гораздо более стабильной и однородной. Мелкое зерно и высокая чистота металла уменьшают количество внутренних путей, по которым может распространяться разрушение.
Кроме того, современные стали значительно лучше сопротивляются развитию трещин после коррозионного повреждения. Для строительных конструкций это особенно важно, поскольку опасность представляет не сама поверхностная ржавчина, а потеря пластичности и переход металла к хрупкому разрушению.
Интересно, что развитие коррозионной стойкости напрямую связано и с ударной вязкостью. Чем чище металл и чем совершеннее его структура, тем лучше он сохраняет способность сопротивляться разрушению даже после длительной эксплуатации в агрессивной среде.
Отдельно в докладе рассматриваются и атмосферостойкие стали, однако подчёркивается, что даже они работают эффективно только при правильных условиях эксплуатации. Если на конструкции образуются застойные зоны с постоянной влагой, коррозия всё равно начинает активно развиваться.
Современный подход к долговечности металлоконструкций сегодня основан уже не только на окраске или защите поверхности. Огромное значение имеет сама структура металла:
- чистота стали;
- размер зерна;
- отсутствие вредных примесей;
- микролегирование;
- устойчивость к распространению трещин.
Именно поэтому современные строительные стали способны гораздо дольше сохранять прочность, пластичность и надёжность даже в сложных условиях эксплуатации.
Фактически современная металлургия научилась бороться не только с самой коррозией, но и с её наиболее опасными последствиями — потерей ударной вязкости и развитием хрупкого разрушения.
