Водород влияние на прочность материал

При статическом нагружении дефекты увеличивают опасность хрупкого разрушения. Как и в других случаях, наиболее опасны острые трещиноподобные дефекты трещины, непровары, подрезы. Опасность дефектов усиливается при пониженной температуре (особенно ниже -60 °С), при предварительном нагружении материала детали внешними или сварочными напряжениями, при повышенном содержании углерода и при увеличенном поглощении водорода. Когда материал соединения обладает большим запасом вязкости, основное влияние на прочность ока Зывает относительная величина дефекта. В ряде случаев (для сравнительно малонагруженных соединений из пластичных материалов) безопасное ослабление стыкового шва может достигать 30 %. [c.340]

Эффективность свертывающихся диафрагменных уплотнений зависит от свойств используемых уплотнительных материалов, к которым предъявляются требования высокого сопротивления усталости, повышенного сопротивления ползучести и высокой химической стойкости при воздействии масла или водорода. Обнадеживающие результаты были получены при использовании полиуретановой резины. Стендовые испытания показали, что срок службы уплотнения в значительной степени зависит от температуры, перепада давления на уплотнении и отношения толщины диафрагмы к размеру зазора между поршнем и стенкой цилиндра. Установлено, что наиболее важным параметром является температура. При частоте вращения вала двигателя 1500 об/мин и температуре окружающей среды 25 С уплотнения работали больше года (10 ООО ч) однако при повышении температуры до 100 °С уплотнения выходили из строя через 150 ч. Это было связано с влиянием температуры на прочность материала диафрагмы. При температуре 100 С прочность материала диафрагмы составляла лишь 20 % прочности на растяжение при нормальных условиях работы. [c.239]

Однако в ряде случаев для правильного выбора материала аппаратуры этих характеристик недостаточно, особенно когда компоненты среды, насыщая объем или поверхность металла, оказывают значительное влияние на его механические свойства (пластичность, способность к хрупкому разрушению и др.). Например, в средах, содержащих водород, скорость коррозии часто близка к нулю, но прочность металла может резко снизиться вследствие внедрения водорода в кристаллическую решетку. Растворимость водорода в металле, а соответственно и прочность последнего, зависит от многих факторов — таких, как уровень и концентрация напряжений, режим термообработки, парциальное давление водорода, температура и др. [c.81]

Известно [49], что водород ослабляет межатомные связи в кристаллической решетке железа вследствие перераспределения электронов на У-уровнях [35] при этом могут снизиться разрушающие напряжения и возможно понижение уровня эффективной работы разрушения 7 . На основании этого становится ясно, почему при сравнительно низком давлении водорода в дефектах сказывается его влияние на общий уровень прочности материала [54, с. 66—85]. Необходимо отметить, что гипотеза, объясняющая облегчение деформации и разрушения металла в присутствии водорода вследствие снижения силы межатомных связей металла, пока не нашла достаточно убедительного теоретического обоснования и экспериментального подтверждения. [c.19]

При выборе конструкционных материалов для оболочек твэлов, корпуса, технологических каналов атомных реакторов основным критерием в большинстве случаев являются их механические свойства. И это понятно, поскольку при облучении материала нейтронами до интегральной дозы 2-10 см каждый атом решетки испытывает более 100 смещений. При этом существенно изменяются структура и физико-механические свойства материалов. Облучение вызывает повышение пределов текучести и прочности, снижение ресурса пластичности, увеличение критической температуры перехода из хрупкого в вязкое состояние, размерные изменения за счет радиационного роста, ползучести и распухания. Вследствие ядерных реакций в материалах образуется большое количество газообразных примесей (гелий, водород), наличие которых в объеме приводит к возникновению таких явлений, как водородная хрупкость, гелиевое охрупчивание, газовое распухание. Существенное влияние на механические свойства материалов оказывают негазовые продукты ядерных превращений, которые могут выделяться в количествах, больших предела растворимости, и тем самым изменять фазовое состояние материалов [1, 2]. [c.54]

Влияние поглощения водорода на поведение материала при знакопеременной нагрузке исследовал Леа. Он не установил влияние водорода на показатели (прочности насыщенной водородом нормализованной углеродистой стали (0,14% С) при испытании на растяжение — сжатие со знакопеременной нагрузкой и знакопеременной скручивающей нагрузкой. [c.164]

Происходящее при травлении в кислоте железа и его сплавов выделение водорода оказывает большое влияние на свойства металла. В результате проникновения в металл атомарного водорода повышается хрупкость, уменьшается вязкость и прочность материала. Ухудшение механических свойств металла в результате наводораживания может быть весьма заметным и сказаться на эксплуатационных характеристиках деталей. Особенно сильно сказывается это влияние на деталях из черных металлов малой толщины. Так, например, снижается стабильность и [c.62]

Высокопрочные стали. Перечисленные элементы конструкции в системе ВС указывают на широкий спектр материалов, которые испытывают нагружение с разной длительностью цикла. Применительно к высокопрочным сталям и сталям средней прочности проблема влияния выдержки материала под нагрузкой при комнатной температуре связана с процессом замедленного хрупкого разрушения. Это явление в большей мере связано с состоянием материала [40, 41]. Насыщение стали водородом вызывает формирование хрупких включений — гидридов, расположенных по границам зерен, или границы зерен насыщаются молекулами водорода, которые создают высокий [c.354]

Припои Ад—Р(1 — Мп применяются для пайки сталей, никелевых сплавов со сплавами на основе N1, Си, Со, Аи, Ре, Мо, Ш, Ве и др. [269]. Палладий оказался также полезным компонентом и в припое ПСр 72, способствуя повышению прочности и коррозионной стойкости паяных соединений. Это обусловлено, по-видимому, положительным влиянием палладия иа растекание припоя и смачивание им паяемого материала. Известно, что серебро плохо растекается и смачивает поверхность нихромов, инконеля и особенно инконеля X в среде непросушенного водорода или аргона. Угол смачивания в этом случае достигает 0,73 рад (42°). В сухом водороде или в сухом аргоне растекание серебра улучшается, но угол смачивания остается не меньшим 0,17—0,21 рад (10—12°). Легирование серебра 10—12% Рё оказывается достаточным для снижения угла смачивания до нуля в сухих водороде или аргоне, а при 20% Р<1 — ив непросушенных водороде или аргоне 132]. [c.216]

Для замедления процесса деструкции в поливинилхлорид вводят стабилизатор — соли свинца, кальция или бария и слабых кислот, которые реагируют с выделяющимся хлористым водородом. Это предупреждает каталитическое влияние последнего на дальнейший процесс деструкции при этом материал можно выдерживать при температуре 170—180° С без резкого ухудшения его свойств. Однако при столь низкой температуре скорость диффузии молекул поливинилхлорида очень мала, поэтому сварку его приходится осуществлять с помощью присадочного материала, изготовленного из того же полимера, но с пластификатором, который облегчает перемещение молекул полимера из присадочного материала в контактируемые поверхности свариваемого изделия. Присутствие пластификатора в материале сварного шва снижает его механическую прочность. Поэтому прочность сварного соединения винипласта, даже при наиболее удачном его исполнении, ниже прочности свариваемого материала. [c.35]

Было отмечено, что коррозионное рггстрескиванне, связанное с водородной хрупкостью, имеет другой механизм. Существует гипотеза, согласно которой адсорбированный на поверхности изделия водород диффундирует вглубь. Далее нод влиянием напряжений водород концентрируется в вершине движущейся трещины, а также в пустотах, имеющихся в металле, которыми могут быть промежутки между немета.члическими включениями и матрицей, скопления дислокаций, стыки зерен и другие локальные объемы, где существует трехосное напряженное состояние. В местах скопления водорода происходит его трансформация из атомарного в молекулярный, что связано с увеличением объема газа. При этом возможно образозанне внутренних трещин, сильно снижающих пластичность и конструктивную прочность материала. [c.22]

Было несколько интересных работ по сталям. В одной из них утверждалось, что уменьшение размера зерна понижает Kth [S79] предшествующие данные всегда демонстрировали обратное. Однако приведенный в качестве подтверждения рис. 5 в работе [379] не является убедительным. Были бы полезными дополнительные исследования влияния размера зерна в сталях с различными уровнями прочности, особенно, учитывая, что имеются и данные, показывающие что уменьщеиие размера зерна повышает Kth, если содержание примесей в стали доведено до очень низкого уровня. Исследование КР сталей типа 4340 [381] также показало, что главную роль играет водород. Исследование, выполненное на нелегированных углеродистых сталях меньшей прочности (около 700 МПа) с различным содержанием Мп [382], обнаружило, что концентрация Мп не влияет на индуцированную водородом потерю пластичности, но зато определяет склонность к КР в случае перлитной микроструктуры. В то же время в случае микроструктур со сфероидальным графитом стойкость к КР не ухудшается заметным образом с увеличением содержания Мп [382]. Таким образом, в отличие от некоторых утверждений [383], микроструктура материала влияет на поведение Мп при уровнях прочности ниже 690 МПа. В то же время уместно вновь напомнить о преобладающей важности неметаллических включений [383, Э84] в процессах водородного разрушения. Наконец, не будет преувеличением заметить, что попытки оценить результаты термомеханической обработки и микроструктурные эффекты, не контролируя уровень прочности или скорость охлаждения пос.те термообработки [385], не могут дать осмысленных результатов, особенно при отсутствии как микрострук-турной, так и фрактографической информации. Как уже обсуждалось в тексте, в тщательно выполненных исследованиях термомеханическая обработка дает обнадеживающие результаты для высокопрочных сталей [386]. [c.148]

Алюминий, его сплавы и соединения. Основными раднацнонными дефек. тами для сплавов алюминия являются радиационное распухание н увеличе. нне длительной прочности. Раднацион. ное распухание обусловлено реакциями взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами алюминия, при которых образуются кремний, водород н гелий, Влияние флюенса нейтронов (с анергией более 0,1 МэВ) на относительное изменение объема сплавов алюминия приведено на рис. 10 . Длительная прочность алюминиевого сплава 1100 после облучения флюенсом (0,7-т-11) X X 10 нейтр./м возрастает (рве. И), что является следствием радиационного упрочнения материала. Прочностные и пластические свойства сплава 1100 в зависимости от флюенса быстрых нейтронов с энергией более 1 МэВ приведены на рис. 12 и 13. Значительные дозы облучения не приводя к радикальному изменению механических свойств. [c.458]

В которых обобщен большой экспериментальный материал. Основные выводы, сделанные Д. Коттврилоь у по влиянию водорода на объемную прочность стали сводятся к следующему [c.125]

Более жесткий материал, чем полиэтилен. Благодаря правильному расположению атомных груйпировок относительно основной цепи (изотактическая структура) отличается повышенной прочностью по сравнению с ПЭНД,- его теплостойкость также выше, но морозостойкость (температура хрупкости) ниже примерно в 5 раз, чем у полиэтилена. Химически стоек концентрированная серная кислота (58%) и 30% -ная перекись водорода при комнатной температуре не оказывают заметного влияния. Подвержен более интенсивному старению, чем ПЭНД [c.605]

Влияние наводороживания на охрупчивание металлов, т. е. повышение его склонности к хрупкому разрушению, известно давно. Водород, проникающий в металл при его изготовлении, термической обработке, сварке, а также при травлении, нанесении электролитических покрытий и, наконец, в процессе эксплуатации материала в некоторых активных средах, значительно ухудшает физико-механические свойства стали и, следовательно, понижает работоспособность конструкций. Склонность к хрупкому разрушению под действием водорода у мягких сталей довольно ярко проявляется в снижении их пластичности (уменьшении значений л и б), а также в уменьшении величины характеристик технологической пробы на перегиб и скручивание. Оценить склонность к хрупкому разрушению под действием водорода у высокопрочных и малопластичных материалов указанными методами довольно трудно. В таких случаях данные о трещиностойкости материала являются важным показателем степени влияния наводороживания на хрупкую прочность стали. Приведем результаты таких исследований на стали У8 в закаленном и низкоотпу-щенном состоянии. Эти исследования проводили на пластинах размером 360 X 180 мм с центральной изолированной трещиной [13, 49], подвергнутой растяжению сосредоточенной нагрузкой (см. приложение 3, рис. 117, а). После нескольких замеров параметров, характеризующих распространение трещины в данном материале в среде воздуха лабораторного помещения, образец снимали с разрывной машины и помещали в ванну для насыщения водородом. Наводороживание проводили в 20%-ном растворе серной кислоты при плотности тока 8 шдм в течение 2 ч. Немедленно после наводороживания определяли трещиностойкость наводо- [c.158]

Когда детали слишком быстро нагревают до высоких температур, в покрытиях возникают напряжения в результате внезапного удаления водорода из основного материала и покрытия. Выходящий из основного материала водород, задерживаемый гальваническим покрытием, которое можно рассматривать как запирающий слой, может это покрытие оторвать или далее отколоть. Такие запирающие свойства обнаруживают в первую очередь кадмиевые, а по данным Фишера и Бермана, также цинковые покрытия. Поэтому при умеренно высоких температурах последующей обработки во многих случаях положительное их влияние может оказаться сильно заниженным или сведенным к нулю. Для сталей высокой прочности, у которых структура влияет на выход водорода, как утверждает Таушер, более продолжительное время обработки улучшает результаты. [c.183]

Поверхность излома в случае замедленного разрушения твердой стали высокой прочности при нормальной температуре в большинстве случаев проходит по границам зерен исходного аустенита. Явление замедленного разрушения прежде связывали с влиянием растворенного водорода, вызывающего появление местной хрупкости материала на границах зерен [163]. Однако позже было установлено, что замедленное разрушение может наблюдаться у всех металлов и что это явление нельзя объяснить одним только влиянием растворенных газов [164]. В свете теории дислокаций замедленное разрушение можно объяснить тем, что под действием внешней нагрузки происходит перемещение д]1Слокаций, которые накапливаются у границ зерен, вызывая там концентрацию дефектов кристаллической решетки, облегчающую образование субмикроскопических трещин при напряжениях ниже обычного предела проч [остн материала при быстром разрупгении. [c.258]

На работоспособность коммуникаций и оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений существенно влияет степень наводороживания и коррозионного повреждения материала конструкций. В стали водород может находиться в междоузлиях кристаллической решетки в атомарном или ионизированном виде, в микронесплошностях, где он молизу-ется, и в виде химических соединений с различными компонентами стали. Литературные данные указывают на отрицательное влияние водорода на механические свойства стали, однако отсутствует единое мнение о характере и степени изменений механических свойств в результате наводороживания. Предел текучести, согласно одним данным, уменьшается [39], согласно другим - повышается [38]. Предел прочности при поглощении водорода незначительно снижается [2, 38] и существенно уменьшается в результате наводороживания металла в сероводородных растворах [39, 125, 126]. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...