ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Водородный механизм из "Диагностика металлов " Водородное коррозионное растрескивание под напряжением происходит в ситуации, когда наряду с существованием коррозионных условий для адсорбции водорода материал испытывает воздействие растягивающих напряжений. [c.294] Для случаев разрушения высокопрочных сталей в условиях очевидного наводороживания металла используют даже особый термин замедленное разрушение [185,186] (выявленное при наводороживании гладких образцов под действием упругих напряжений ниже предела текучести). Именно в результате замедленного разрушения чаще всего реализуется преждевременное хрупкое разрушение высокопрочных сталей. Природу этого разрушения обычно связывают с изменением либо сопротивления деформации под воздействием водорода, либо когезивной прочности границ зерен. [c.294] 66 представлена типичная кривая зависимости времени до разрушения стали 40Х от уровня приложенного напряжения [185]. [c.294] Замедленное разрушение стали в процессе насыщения водородом проходит в три стадии зарождения трещины, называемой [185] инкубационным периодом (Дт ), стабильного роста трещины (авторы [185] не указывают стадию ускоренного роста трещины) и долома. Считается, что продолжительность инкубационного периода контролируется диффузией водорода [186]. По мере снижения приложенных напряжений возрастает время до разрушения и увеличивается (рис. 5.67). Напряжение 0,3 2 не вызывает разрушения в течение 5= 2 ч и для данных условий наводороживания является пороговым при замедленном разрушении. [c.295] Из рис. 5.67 следует, что имеются три области напряжений с различным изменением характеристик разрушения. При напряжениях от О до 0,3 Оц 2 (область I) замедленное разрушение отсутствует (рис. 5.67, а). В области II с а = (0,3 -ь 0,5)а(, g при увеличении уровня приложенных напряжений Дт сокращается и снижается средняя скорость роста стабильной трещины. При а 0,5ао g (область III) значения Дт и dajdx практически не зависят от приложенных напряжений. [c.295] Характер изменения внутреннего трения и динамического модуля упругости (рис. 5.67, в, е) указывает на существование второго критического уровня приложенных напряжений соответствующего напряжению начала микродеформации в стали, не подвергнутой электролитическому наводороживанию. При о поглощение водорода металлом происходит после его микропластической деформации, приводящей к образованию в структуре стали локальных полей упругих напряжений. Согласно [185], поля упругих напряжений вызывают формирование областей объемного растяжения решетки - потенциальных водородных ловушек. Попадая в такие ловушки, водород частично теряет свою подвижность, что приводит к замедлению распространения стабильной трещины. Повышенное содержание остаточного водорода обусловлено, вероятно, накоплением водорода в областях объемного растяжения и формированием большого числа дефектов типа микротрещин. [c.297] Из рис. 5.69 следует, что пороговый коэффициент интенсивности напряжений стали в условиях наводороживания в течение 550 мин составляет 66 МПа Vm. в ненаводороженном состоянии вязкость разрушения стали достигает 116 МПа л/м, т.е. почти в два раза больше. [c.298] Склонность к водородному коррозионному растрескиванию под напряжением зависит от химического состава сталей и от содержания вредных примесей, особенно фосфора. Для сталей с 0,14-0,17% С, 0,43-2,14% Мп, 0,02-0,13% Si и пределом текучести 120-265 МПа чувствительность к коррозионному растрескиванию под напряжением в 1М H2SO4 повышается с увеличением содержания фосфора (от 30 до 540 ат,/млн) [188]. Эта чувствительность к растрескиванию связана с активностью водорода в коррозионной среде. Увеличение склонности стали к растрескиванию сопровождается ростом в изломе доли межзеренного разрушения. [c.299] С целью уточнения действующего механизма распространения трещины в условиях коррозионного растрескивания болтовых соединений исследовали [175] строение болтов М 24 из стали 40ХФА с структурой мартенсита и бейнита отпуска. Изучали изломы болтов со следами и без следов периодической остановки стабильной трещины, типа представленных на рис. 5.57. [c.300] Исследовали картину распространения элементарных микротрещин хрупкого транскристаллитного скола по отношению к направлению роста макротрещины. Выбор методики исследования вызван возможностью проследить по речному узору ступенек скола место зарождения и направление распространения элементарных микротрещин. [c.300] В качестве угла разориентации между направлением распространения макротрещины и направлением хрупкого транскристаллитного скола принимали угол 0, образуемый вектором в точке зарождения микротрещины (точке сходимости ступенек транскристаллитного скола), совпадающим с его направлением и направлением распространения макротрещины. [c.300] Таким образом, распространение трещины в болтах на стадии стабильного ее роста происходит в результате зарождения у вершины лидирующих субмикротрещин, которые продвигаются навстречу макротрещине. Эти данные указывают на действие водородного механизма при коррозионном растрескивании болтов в условиях коррозионного растрескивания под напряжением. Преимущественно встречное распространение лидирующих микротрещин транскристаллитного скола выявлено и в цилиндрических образцах сталей 40Х и 40ХФА, испытанных на коррозионное растрескивание под напряжением в среде сpYl 2,2. [c.301] Вернуться к основной статье