Сталь водородная хрупкость

Согласно второй гипотезе, так называемой водородной, выделяющийся во время реакции водород вследствие появления в его структуре гидрида железа сообщает стали водородную хрупкость. При этом предполагается, что выделяющийся водород вступает в реакцию с находящимися по границам зерен загрязнениями, в резуль- [c.260]

Согласно второй, так называемой водородной, гипотезе выделяющийся при реакции водород придает стали водородную хрупкость вследствие появления в его структуре гидрида железа. Считается вероятным, что выделяющийся водород вступает в реакцию с находящимися по границам зерен загрязнениями с образованием газообразных продуктов реакции последние, обладая слабой способностью диффундировать через металл, способствуют развитию повышенных напряжений и образованию вследствие этого трещин. [c.136]

Низкий отпуск ослабляет сопротивление водородной хрупкости в результате повышения подвижности водорода в стали, что облегчает диффузионное перемещение водорода в вершину трещины и способствует ее распространению. Напротив, более высокое сопротивление закаленной стали водородной хрупкости связано со слабой диффузионной подвижностью водорода ввиду наличия упруго искаженных объемов - водородных ловушек в мартенсите. [c.223]

Влияние процесса кадмирования на механические свойства высокопрочной стали. Водородную хрупкость можно оценивать по потере пластичности стальных образцов при их растяжении (т. е. по изменению диаметра образца при разрыве). Такие измерения были проведены с цилиндрическими стальными образцами диаметром 6,35 и длиной 25,4 мм с кадмиевым покрытием, полученным в процессе Va - ad [156]. На контрольных образцах без покрытия уменьшение диаметра при разрыве составляло 46,9%. Предел прочности стали почти не изменился при нанесении как гальванических, так и вакуумных кадмиевых покрытий. Разрыв образцов с гальваническим покрытием происходил без пластической деформации (уменьшение диаметра равно нулю). Отжиг этих образцов в течение 72 ч привел к повышению пластичности (уменьшение диаметра при разрыве составило 32,2%). Для кадмированных 3 вакууме образцов уменьшение диаметра составляло 44% (для контрольных образцов без покрытия 46,9%). [c.140]

Серусодержащие соединения, являясь эффективными ингибиторами, иногда вызывают водородную хрупкость стали. Это является следствием того, что сами эти вещества или образующиеся продукты их гидролиза (например, HaS) могут способствовать внедрению в металл атомов водорода (см. разд. 4.5). Такое же действие могут оказывать соединения, содержащие мышьяк и фосфор. [c.271]

Растворенный водород также оказывается нежелательным, так как он резко уменьшает пластичность металлов (стали, медные и алюминиевые сплавы), вызывает пористость в сварных швах и в зоне термического влияния. Так называемая водородная хрупкость металлов- в настоящее время стала важной технической и научной проблемой, так как применение упрочненных сталей, обладающих малым запасом пластичности б, вызывает замедленное разрушение сварных конструкций. [c.347]

Наряду с электрохимическими процессами, управляющими межкристаллитной коррозией, существенную роль в развитии ее играет выделяющийся на катодных участках водород. Нет никакого сомнения в том, что он, легко диффундируя в толщу металла, выполняет роль пособника процесса образования межкристаллит-ных трещин в металле паровых котлов, образуя различные газообразные продукты при реакции с углеродом, сульфидами и другими загрязнениями стали, развивая тем самым дополнительные разрывные усилия и способствуя разрыхлению структуры, углублению, расширению и разветвлению трещин. В отличие от водорода эти газообразные продукты плохо диффундируют в металл. Однако из изложенного видно, что водород, хотя и играет существенную роль в развитии межкристаллитной коррозии, является основным агентом, вызывающим это явление. Именно щелочь прокладывает путь протеканию процесса водородной хрупкости. Дальнейшее развитие трещин сильно облегчается из-за появления местной концентрации напряжений. [c.8]

Описаны современные методы наводороживания и водородной хрупкости сталей при осаждении гальванических покрытий. Обобщены представления о механизмах процесса абсорбции водорода катодной основой при формировании электролитического осадка. Дан детальный анализ методов снижения и устранения наводороживания и водородной хрупкости сталей при гальванической обработке. Приведены практические рекомендации по контролю процесса наводороживания и водородной хрупкости высокопрочных и пружинных сталей. [c.318]

Высокопрочные стали подвержены водородной хрупкости, а чугун — образованию язв. [c.58]

Для оценки склонности стали к водородной хрупкости и обезуглероживанию большой интерес представляла экспериментальная проверка закона растворимости газов в металлах при высоких давлениях. [c.116]

Наличие водорода в газовой среде при повышенной температуре и давлении вызывает водородную хрупкость стали. Возникновение водородной хрупкости можно объяснить не только обезуглероживанием поверхностного слоя вследствие восстанавливающего действия водорода, но и образованием молекулярного водорода из находяш,егося в кристаллической решетке металла атомарного водорода, а также выделением метана и водяного пара по границам зерна. Каждый из этих процессов приводит к генерированию газа, создающего очень высокое дав- [c.12]

Особенно чувствительны к водородной хрупкости металлические покрытия, поскольку она ухудшает их механические характеристики и приводит к растрескиванию вследствие уменьшения эластичности. К водородной хрупкости чувствительны многие металлы железо и стали, никель, свинец, цинк и титан. При горячем травлении серной кислотой диффузия усиливается, а в случае соляной кислоты ослабевает. [c.59]

Водородная хрупкость особенно опасна для сталей, содержащих более 0,35% углерода. При травлении стали этого типа необходимо предотвращать диффузию водорода в металл. [c.59]

В мягких и полумягких сталях с содержанием углерода менее 0,3% во время травления не наблюдается появление водородной хрупкости, но она может возникнуть в период их эксплуатации. Водородную хрупкость можно устранить путем выдержки металла в течение нескольких дней при обычной температуре. Данный процесс ускоряется при нагревании деталей в горячей воде, водяном паре или на воздухе при 150—200°С. Такая обработка применяется лишь в крайних случаях. [c.59]

Все эти марки сталей требуют защиты от коррозии с учетом условий их работы. Для высокопрочных сталей следует считаться с опасностью наводороживания и водородной хрупкости в растворах кислот, в водородсодержащих средах, а также при катодной поляризации. [c.68]

Удаляющийся с поверхности изделия газообразный водород содействует отрыву частичек окалины от металла, что облегчает и ускоряет процесс. Выделяющийся при этом газообразный водород адсорбируется поверхностью металла, диффундирует в нем в виде иона и остается растворенным, изменяя свойства самого металла. Наводороживание металла вызывает водородную хрупкость . Степень наводороживания зависит от концентрации кислоты, а также температуры и времени нахождения металла в среде с водородом. Для уменьшения потерь металла разрабатывают режим травления, подбирая опытным путем нужную концентрацию, температуру и время для очистки изделий. Подбирают также ингибитор, тормозящий коррозию металла. Ингибитор в состоянии уменьшить скорость растворения металла в сотни и тысячи раз. Так, при добавлении смеси двух ингибиторов (хинолина и тиодигликоля) в отношении 4 I в серную кислоту коэффициент торможения коррозии стали оказался равным 520, т. е. количество растворившейся стали уменьшилось в 520 раз по сравнению с коррозией в той же кислоте без указанных ингибиторов. [c.47]

Существует также "метанная" гипотеза водородной хрупкости, согласно которой водород, взаимодействуя с имеющимся в стали углеродом, образует метан, который также повышает давление внутри замкнутых-коллекторов и вызывает появление дополнительных механических напряжений. [c.20]

Склонность к трещинообразованию, обусловленная водородной хрупкостью у сталей с высоким содержанием водорода, наблюдается при нормальной температуре, в то время как при высоких и низких температурах охрупчивания не происходит. [c.333]

Водородная хрупкость — обратимый процесс при удалении водорода из стали хрупкость исчезает, но явления, связанные с водородным охрупчиванием, имеют необратимый характер. К числу таких необратимых явлений относятся пузыри, флокены, трещины в зоне термического влияния при сварке. [c.333]

При изучении водородной хрупкости для сверхпрочной стали с содержанием 0,34—0,41% углерода 1,43—1,54% марганца 1,49—1,56% кремния 1,70—1,91% ниобия 0,35—0,41% молибдена и 0,19—0,23% ванадия установлено следующее [c.333]

Исследования влияния температуры отпуска на сопротивление закаленной стали водородной хрупкости описаны в работе 1123]. Было показано, что наводороженные низкоотпущенные стали разрушаются хрупко при весьма малых напряжениях, которые иногда в 10 раз ниже предела прочности ненаводороженной стали. С увеличением температуры отпуска стали и снижением ее предела прочности хрупкое разрушение под действием водорода происходило при все более высоких напряжениях. При понижении (в результате отпуска) прочности стали ниже 100 кГ/мм не удавалось вызвать хрупкого разрушения [c.88]

Кроме того, следует отметить влияние водорода на свойства металла катода и в особенности на свойства стали. Адсорбируемые на поверхности катода атомы водорода частично диффундируют в виде протонов в основной металл. Всем известна водородная хрупкость, возникающая у стали и железа в результате поглощения водорода при гальваническом процессе. У закаленной стали водородная хрупкость, вызванная поглощением водорода в процессе нанесения гальванических покрытий, при некоторых обстоятельствах настолько велика, что становится опасной и даже препятствует практическому применению гальванопокрытий. Последующая тепловая обработка не всегда создает возможность достаточного уничтожения водородной хрупкости. По вопросу водородной хрупкости, возникающей при гальваническом осаждении различных металлов, существуют многочисленные исследования, которые будут подробно изложены на стр. 92. При покрытиях цинком и кадмие.м удается ограничить водородную хрупкость быстрым нанесением металлопокрытия. [c.46]

Помимо углеродистых сталей, водородная хрупкость наблюдается также у мартенситных и ферритных сплавов Сг—Fe, сплавов Мп—Fe [29], титана, ванадия, ниобия, молибдена и тантала. Механизм охрупчивания у последних элементов усложняется образованием гидридной фазы. Все эти металлы имеют объемноцент-рироканную кубическую решетку, за исключением а-титана, для которого характерна плотноупакованная гексагональная решетка. В некоторых закаленных сплавах Мп—Fe также может быть плотноупакованная гексагональная решетка. Никель (гране-центрированная кубическая решетка) может подвергаться охрупчиванию только в условиях чрезвычайно сильной катодной поляризации. [c.118]

Эффект водородной хрупкости стали наиболее существенно проявляется в интервале температур от минус 20 до плюс 30°С и зависит от скорости деформации [18, 20]. Различают обратимую и необратимую водородные хрупкости. Охрупчивающее влияние водорода при его содержании до 8-10 мл/100 г в больщинстве случаев процесс обратимый, то есть после вылеживания или низкотемпературного отпуска пластичность металла конструкции небольшого сечения восстанавливается вследствие десорбции водорода. Обратимая хрупкость стали обусловливается, в основном, наличием водорода, растворенного в кристаллической решетке. Необратимая хрупкость зависит от содержания в стали водорода в молекулярном состоянии, который агрегирован в коллекторах, где он находится под высоким давлением, вызывающим значительные трехосные напряжения и затрудняющим пластическую деформацию стали. Пластические свойства металла при необратимой хрупкости пе восстанавливаются даже после вакуумного отжига, так как в структуре стали происходят необратимые изменения [21, 22] образование трещин по [раницам зерен, где наблюдается наибольшее скопление водорода, и обезуглероживание стали. [c.16]

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 1СВ по АЗТМ и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии ударная вязкость КСУ 4д при пониженной температуре составляла 12 Дж/см , относительное удлинение 8 — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. На гболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса. [c.52]

Уменьшить водородную хрупкость стали при нанесении покрытий можно снижением наводороживания в процессе осаждения и использованием методов разводороживания, связанных с обратимостью водородной хрупкости. Снижение наводороживания в процессе нанесения покрытий достигают введением непосредственно в электролит ингибиторов наводороживания, выбором составов электролитов и режимов осаждения, которые обеспечивают снижение интенсивности разряда водорода при катодном процессе нанесением барьерного подслоя из других металлов. [c.104]

Наиболее распространенные методы борьбы с водородной хрупкостью - это методы, основанные на обратимости наводороживания, т.е. восстановления механических свойств стали после десорбции водорода, например, в процессе вылеживания или нагрева. Однако не всегда удается получить положительные результаты. Так, разводорожива-ние стали с кадмиевым покрытием не достигается за 24 ч обработки при температуре 423 К, при температуре 673 К из хромового покрытия выделяется всего 84 % водорода. [c.104]

В процессе удаления водорода из покрытия возможно появление растягивающих напряжений растяжения, что вызывает появление сетки трещин. Обратимый характер водородной хрупкости наблюдается при содержании Hj до 0,5 см /100 г. При содержании его выше 5-8 см / 100 г J o6eHHo высокопрочные стали приобретают тенденцию к необратимой хрупкости. Появление необратимой хрупкости связано с накоплением молекулярного водорода в дефектах кристаллической решетки [c.104]

В присутствии ингибиторов улучшаются физико-механические свойства металлов, уменьшается количество шлама, загрязняющего поверхность, наблюдается уменьшение ее шероховатости и выравнивание микрорельефа, резко снижается новодороживание металла. В результате этого уменьшается количество брака и непроизводительный расход металла и энергии при последующих процессах обработки металла — холодной прокатке, нанесения гальванических лакокрасочных покрытий, при горячем цинковании и т. д. [52 109 127]. Появляется возможность снятия окалины со сталей (например, электротехнические стали ЭО, 300, ЭО, 400), для которых процесс кислотного травления без ингибитора совершенно неприемлем из-за неравномерного растворения поверхности металла [131]. Существенно снижается водородная хрупкость и повышается сопротивление металлов коррозионной усталости [24 39 52 58]. [c.82]

Кудрявцеве. Н., ПеданК-С. Наводороживание и водородная хрупкость сталей при осаждении гальванических покрытий. — 15 л. — 3 р. [c.318]

В большинстве случаев зона излома, соответствующая стадии медленного распространения треш,ины, имеет тем более хрупкий характер, чем больше долговечность образца. Например, образцы стали Н17К12М5Т, изготовленные из металла разных плавок, но с практически одинаковыми механическими свойствами при кратковременных испытаниях, показали разброс по долговечности при испытаниях на КПН при а =1,50 ГН/м2 от 2,5 до 8 сут. В образцах с большей долговечностью в зоне КПН наблюдалось хрупкое межзеренное разрушение, в зоне долома — пластичное, внутризеренное в образцах с малой долговечностью разрушение в зоне КПН менее хрупкое, а в зоне долома менее пластичное (рис. 52). При кадмировании той же стали долговечность снизилась от 4 сут (без кадмирования) до 5—10 ч разрушение в зоне КПН было межзеренным, но менее хрупким, чем без кадмирования. Охрупчивания в зоне долома при КПН с увеличением долговечности, как правило, не наблюдается, в противоположность замедленному разрушению при водородной хрупкости. [c.79]

Стимулируя коррозию черных металлов в кислых средах, сероводород является также и стимулятором наводо-роживания их как в процессах коррозии, так и при катодной поляризации [2,8,55-64]. Сероводород, содержащийся в пластовых водах нефтяных скважин, ускоряет диффузию и растворение водорода в решетке стали и увеличивает его концентрацию в поверхностных слоях, способствуя разрушению границ кристаллов металла, что является причиной возникновения хрупкости стали [65-68]. Водородная хрупкость стального оборудования нефтеперерабатывающих заводов стала одной из основных коррозионных проблем на ряде установок. Наиболее склонны к этому виду разрушения ректификационные колонны, сопряженные [c.55]

Сложность и большое число явлений, обусловливающих повышенную коррозионную стойкость металлов в водороде, не позволяют в настоящее время сформулировать научно обоснованную теорию водородостойкого легирования, хотя отдельные вопросы этой проблемы уже достаточно изучены. Водородной хрупкости металлов, влиянию водорода на свойства сталей, состоянию водорода в решетке металла, растворимости и диффузии водорода в металлах и сплавах посвящено большое число работ. [c.114]

Однако, большинство опубликованньк работ посвящено изучению водородной хрупкости металлов при низких и комнатной температурах, т.е. как принято называть, чисто физическому воздействию водорода на металлы. В то же время по исследованию влияния водорода на свойства сталей и сплавов при совместном воздействии повышенных температур и давлений имеется сравнительно немного работ, хотя, как уже отмечалось выше, этот аспект проблемы представляет несомненный теоретический интерес и имеет большое практическое значение. Рассмотрению этих вопросов и посвящена настоящая работа. [c.114]

При электроосаждении некоторых металлов возможна побочна реакция катодного выделения водорода. Образующийся атомны водород может диффундировать в металл основы и поглощаться ик Результатом этого, например, в случае высокопрочных сталей може быть водородное охрупчивание. Водород можно, однако, удалит путем термической обработки, которая соответственно снижае водородную хрупкость. [c.78]

Для предотвращения водородной хрупкости рекомендуется вместо нанесения гальванических и химических металлопокрытий применять защиту методом вакуумного осаждения, металлизацию, облицовку металлом, нанесение органических покрытий или другие процессы, при которых не происходит выделения водорода. При этом для стальных сосудов, в которых возможно возникновение водородной хрупкости, применение металлических, органических и неорганических покрытий можно рекомендовать только при условии, если эти сосуды изготовлены не из высокопрочных сталей, сооружения не находятся под создающими высокие напряжения нагрузками, покрытия не содержат химически активного цинка или другого металла, который в конкретных условиях среды способен электрохйми- [c.46]

Авторы концепции водородного охрупчивания основную причину разупрочняющего воздействия среды видят в так называемой водородной хрупкости ма териалов [26, 41, 99]. Наличие в высокопрочных сталях растворенного водорода (1 см на 100 граммов металла) заметно сказывается на их прочности. Отмечено, что водород, закрепощая дислокации, уменьшает вязкость разрушения. Кроме того, наличие водорода в металле обусловливает высокие внутренние напряжения [94]. До настоящего времени еще нет полного единства взглядов на механизм водо-56 [c.56]

В результате комплексного исследования влияния легирования на стойкость сталей к растрескиванию в сероводородсодержащих электролитах предложен ряд низколегированных сталей, обладающих в данных средах повышенной стойкостью [28]. Кроме того, предложены стали, легированные редкоземельными элементами, а также высоколегированные сплавы Ni—А1 — сплав после горячей прокатки и старения, Ni- u— Fe - сплавы типа инконель после отж-ига или холодной обработки и ряд других. Есть основание считать, что редкоземельные элементы рафинируют сталь от металлоидов (кислород, водород), вязывают мышьяк, серу и фосфор в тугоплавкие соединения и вместе с тем снижают перенапряжение выделения водорода на металле, препятствуя водородной хрупкости [8]. [c.120]

Наличие на поверхности металла фаз с различным составом и структурой приводит, как указывалось выше, к пространственному разделению катодного и анодного процессов, следствием чего являются неравномерный характер коррозии и структурно-избирательные виды коррозии (межкрис-таллитная и ножевая коррозия нержавеющих сталей, язвенная коррозия). Для высокопрочных металлов к отрицательным последствиям может привести катодная реакция (наводороживание металла при травлении, водородная хрупкость). [c.31]

Вторая часть справочника содержит данные о влиянии химически активных сред на некоторые физические, главным образом механические свойства материалов. По сравнению с имеющимся рбъемом информации о скорости коррозии количество публикаций по коррозионно-механическим свойствам материалов невелико. Предлагаемая сводка, суммирующая в какой-то мере опыт химической промышленности, является первой в справочной литературе попыткой объединения сведений о склонности сталей и сплавов к коррозионному растрескиванию и о влиянии различных сред на прочность и пластичность металлов, пластмасс и резин. Число сред, представленных в разделе, далеко не исчерпывает номенклатуры важнейших соединений, но все же позволяет получить сведения о таких промышленно важных явлениях, как сульфидное и хлоридное растрескивание сталей, щелочная хрупкость, водородная коррозия и охрупчивание, аммиачное растрескивание медных сплавов, изменение механических свойств неметаллических материалов под действием галогенпроизводных, аммиака, киС лот и т. д. [c.4]

Большинство источников указывает на то, что полуферритные и ферритные хромистые стали практически не подвержены коррозионному растрескиванию в растворах хлоридов. Хромистые же стали, имеющие мартенситную структуру, подвержены коррозии под напряжением. Между коррозионным растрескиванием аустенитных и мартенситных сталей имеется определенное различие. В аустенитных сталях растрескивание интенсифицируется при анодной поляризации, а в мартенситных — катодной. Последнее обстоятельство позво-ляетпредположить, что растрескивание мартенситных сталей связано а водородной хрупкостью. При наличии катодной поляризации увеличивается скорость выделения водорода и интенсифицируется коррозионное растрескивание мартенситных сталей. Контакт с более электроотрицательным металлом, например алюминием, также ускоряет процесс растрескивания мартенситных сталей. При растрескивании стали 410 (12—13% хрома) разрушение распространяется вдоль неотпущенного мартенсита по граням прежних аустенитных зерен. Отпуск при температуре 635° С снижает склонность стали к коррозионному растрескиванию [111,156]. Д. С. Поль [111,36] считает, что ферритные и мартенситные стали с низкой твердостью не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением в воде высокой частоты при температуре до 300° С. Мартенситные же нержавеющие стали, закаленные до твердости Ядс= 30, коррозионному растрескиванию в этих условиях подвержены. Хромистые стали, так же как и малолегированные и аустенитные нержавеющие стали. [c.177]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...