ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Водородная хрупкость стали из "Прочность стали в коррозионной среде " Проявление водородной хрупкости обусловлено воздействием ряда факторов. В первую очередь водородная хрупкость определяется концентрацией и формой состояния водорода в стали. Этот фактор определяет также и обратимость водородной хрупкости. Если наво-дороживание не перешло определенных границ и в стали не произошла сегрегация молекулярного водорода в коллекторах, образование пузырей и расслаивание стали, то со временем растворенный в стали водород (в виде протонов) может десорбировать из металла, что приведет к исчезновению водородной хрупкости (старение стали). [c.79] Проявление водородной хрупкости связано также с некоторыми условиями деформации, в частности с факторами, определяющими диффузию водорода в стали во время ее деформации. К этим факторам относится температура и скорость деформации. Повышение скорости деформации и снижение температуры тормозят развитие диффузионных процессов и тем самым предотвращают проявление водородной хрупкости. [c.79] Вследствие наводороживания изменяются почти все механические характеристики стали показатели пластичности iJj и, 8 пределы пропорциональности, текучести и прочности, ударная вязкость и работа разрушения. В зависимости от исходных свойств стали, а также параметров наводороживания различные характеристики стали в разной степени меняют свою величину. В первую очередь следует отметить, что мягкие, пластичные стали под во,здействием водорода резко снижают показатели пластичности (ф, о и технологические пробы), в то время как их прочность почти не меняется, у высокопрочных сталей, наоборот, отмечается значительное снижение предела прочности. Снижение этих основных механических характеристик прочности и пластичности сопровождается снижением более универсального показателя — удельной работы разрушения образца, т. е. снижением площади диаграммы деформации Р —Д/. [c.80] На диаграмме (фиг. 29), построенной нами по данным, приведенным в работе В. Я. Дубового, В. А. Романова [33], показано изменение предела прочности, текучести и пропорциональности сталей марок 1020, ШД-15, 25ХНМА в зависимости от концентрации электролитического водорода С . Как видно из диаграммы, с увеличением концентрации водорода в стали предел прочности снижается, а предел текучести повышается с различной интенсивностью для различных сталей. [c.80] Снижение показателей пластичности 1- и S начинается уже при весьма незначительных количествах внедренного водорода (1—2слг /100 г) и достигает максимального стабильного значения в несколько сот процентов при концентрации водорода, равной 5—10сжз/100 г. Более интенсивное наводороживание не приводит к дальнейшему снижению этих показателей пластичности, из чего можно заключить, что на пластичность влияет только водород, растворенный в решетке стали в виде протонов роль молекулярного водорода в этом отношении незначительна. [c.80] Водородная хрупкость ярко проявляется при технологических пробах в снижении числа перегибов или числа закручивания образцов наводороженной стали. В лаборатории Института машиноведения и автоматики АН УССР В. Т. Степуренко провел исследование наводороженной стали в сероводородной воде. В его опытах с мягкой отожженной стальной проволокой (0,07 С 0,47 Мп 0,04 Si 0,007 Р), наводороженной в результате ее пребывания в течение 96 ч в сероводородной воде с концентрацией 1600 мг. л HaS, число перегибов снизилось на 84,2 % (3 = 0,158) и число закручиваний на 94,9% (3 = = 0,051). [c.80] Как показали наши опыты, электролитическое наводороживание особенно сильно изменяет сосредоточенные удлинения Д/ , локализующиеся на сравнительно небольшом участке длины образца после прохождения растягивающей силой максимума, причем чем больше длительность насыщения стали водородом, тем сильнее снижается сосредоточенное удлинение. Диаграмма сила — деформация сокращается, в первую очередь, по оси абсцисс, что указывает на снижение затраты энергии, идущей на разрушение образца. [c.81] Наблюдаемое снижение S под воздействием водорода происходит за счет образования водородных трещин, развивающихся задолго до полного разрушения стали, и, в меньшей мере, за счет воздействия молекулярного водорода, находящегося в коллекторах. В хрупких материалах, у которых наблюдается значительное снижение предела прочности [123] у пластичных же снижается только очень незначительно,, так как образование трещин наступает после перехода через максимум диаграммы растяжения. [c.81] В результате другого исследования [215] было установлено, что недоформированные углеродистые стали хорошо сопротивляются охрупчиванию под влиянием водорода. Однако после холодной деформации с обжатием 10,9 и 37,1% пластичность углеродистой стали под влиянием наводороживания снижается в 2,5—4 раза по сравнению с пластичностью отожженных образцов. [c.82] В этих опытах специальное приспособление на испытательной разрывной машине ИМ-12, устройство которого ясно из фиг. 30, позволяло разрывать стальной образец в электролите с наложением на него катодного либо анодного потенциала за счет, внешнего источника тока. Это приспособление давало возможность определять механические характеристики стали в кинетике ее наводороживания, когда растягиваемый образец являлся катодом, причем представлялась возможность менять материал анода, а также и состав электролита и плотность тока. Это же приспособление позволяло исследовать стальные образцы при их анодной поляризации. [c.82] Для того чтобы иметь возможность наблюдать эффект снижения пластичности, опыты проводились с мягкой отожженной сталью Ст. 3 перлито-ферритной структуры. Образцы S3 этой стали диаметром 10 мм при рабочей длине iOO мм перед испытанием промывались авиационным бензином и десорбировались активированным углем, В качестве анода использовались та же мягкая сталь Ст. 3, свинец, медь, графит или платина. В качестве электролита применялся водный 26%-ный раствор серной кислоты или 18%-ный водный раствор едкого ндара. Плотность тока при поляризации изменялась от О до 60 а/дм . [c.82] Диаграмма растяжения мягкой отожженной стали Ст.З в воздухе давала среднее значение отношения сосредоточенной деформации Д/ к полной деформации Ма, равное 25—30% такие же значения получались при анодной поляризации стали в процессе ее растяжения в кислых электролитах. [c.83] Совершенно иное положение наблюдалось при разрыве катодно-поляризуемых образцов. Эти образцы разрушались хрупко, причем разрушение происходило под углом около 45° к оси образца . [c.83] Из механических свойств катодно-поляризуемых образцов особенно сильно уменьшались показатели пластичности Ф и 8 и истинное сопротивление разрыву Зк, пределы прочности и текучести изменялись незначительно. [c.83] Фото образцов см. на фиг. 89. [c.83] А — на воздухе б — в электролите при анодной поляризации в — в электролите при катодной поляризации. [c.84] На фиг. 33 показана зависимость относительного удлинения 10 от плотности тока при анодной Da и катодной Dk поляризации в кислом электролите (26% H2SO4). Точка А соответствует значению 810 = 32% при разрыве в воздухе. Аналогичные dibm кривые получены для относительного сужения. [c.84] Как видно из диаграммы, анодная поляризация при значительных плотностях тока не влияет на механические свойства стали.При малых плотностях тока анодной поляризации наблюдалось некоторое снижение пластичности и истинного сопротивления разрыву по сравнению с данными, полученными при растяжении в воздухе (на диаграмме—точка А). [c.84] Вернуться к основной статье