Теория водородной хрупкости

Общей теории водородной хрупкости, достаточно обоснованной, пока еще не существует, потому что водород (точнее протон) в твердых металлах ни одним из известных экспериментальных методов не обнаруживается. [c.348]

Теории водородной хрупкости стали [c.103]

Для объяснения описанных выше закономерностей было предложено несколько теорий водородной хрупкости. Как правило, эти теории разрабатывались для одно- [c.327]

ТЕОРИЯ ВОДОРОДНОЙ ХРУПКОСТИ [c.26]

Теория водородной хрупкости 89 Тепловая хрупкость 33, 704 Тепловое травление 146 Тепловые свойства, изменение при отпуске [c.1653]

Предложено несколько различных теорий, объясняющих механизм обволакивания. Часто считают, что такой процесс связан с повышением концентрации растворенных веществ в тонком слое котловой воды, примыкающем к поверхности нагрева с большой удельной тепловой нагрузкой. Полагают, что этот слой с высоким содержанием котловых солей постоянно остается вблизи металла, так как имеет повышенную температуру кипения, и поэтому мало повреждается пузырьками пара, Кипение наблюдается в основном за пределами этого слоя, а происходящее образование пара способствует поддержанию повышенной концентрации. Со временем менее растворимые вещества, особенно те, растворимость которых с повышением температуры значительно снижается (например, тринатрийфосфат), оседают на поверхности металла, а маточный раствор начинает диффундировать во все стороны от места перегрева. Это проявляется как исчезновение из раствора вещества, образующего отложение, что характерно для обволакивания. При уменьшении нагрузки на котел этот процесс протекает в обратном направлении слой концентрированного раствора и твердые отложения перемешиваются с котловой водой, а концентрация упомянутых веществ снова повышается. Если такое предположение о механизме обволакивания справедливо, то существует опасность, что отложившиеся твердые вещества могут образовать теплоизолирующий слой и вызвать таким образом повышение температуры металла. Не исключена также возможность разрушения от водородной хрупкости в связи с выделением водорода в результате реакции между металлом и щелочью, имеющей высокую местную концентрацию. [c.187]

Существующие теории, объясняющие механизм возникновения водородной хрупкости, можно разделить на три группы [47, 78]. [c.21]

С точки зрения электрохимической теории коррозии результаты опытов можно объяснить следующим образом. При наложении на испытуемый образец катодного тока действие микропар практически прекращается вследствие явления защитного эффекта . О повышении коррозионной стойкости стали в результате протекания этого процесса свидетельствует подъем кривой на участке аб (см. фиг. 2). Однако обильное выделение водорода на металле при дальнейшем увеличении плотности тока создает условия, очевидно благоприятствующие развитию водородной хрупкости. Вследствие того, что действие этого фактора преобладает над эффектом катодной защиты, наблюдается заметное снижение стойкости стали (участок кривой бе на фиг. 2). [c.387]

Б теории водородного охрупчивания, обусловленного давлением, хрупкость связывается с образованием высокого давления водорода во внутренних пустотах. Атомарный водород в пересыщенном твердом растворе, как полагают, диффундирует в пустоты или трещины, образованные в процессе деформации, рекомбинирует там до молекулярной формы и вследствие этого создает очень большое внутреннее давление Р. В результате происходит нестабильное растрескивание в вершине трещины при напряжении ниже предела текучести От, когда [c.310]

Существуют различные теории и гипотезы, объясняющие явление водородной хрупкости. [c.86]

Существует теория, согласно которой коррозионное растрескивание стали в щелочах представляет собой один из видов водородной хрупкости или водородного растрескивания. Однако убедительного подтверждения эта теория не получила. [c.113]

По-видимому, переход атомарного водорода (скопившегося в промежуточных участках решетки) в молекулярный водород (у трещин) происходит главным образом после приложения деформирующей нагрузки. Поэтому изгибающее усилие приводит не к получению плавно изогнутой детали,, а к разрушительному растрескиванию. Однако некоторые специалисты приписывают водородную хрупкость водороду, ранее находившемуся под высоким давлением в трещинах или, возможно, у стыков мозаичных блоков или субзерен некоторые из этих теорий предполагают наличие молекулярного водорода в подобных участках. Заслуживают изучения работы [59]. [c.383]

Механизм щелочного растрескивания, либо объясняют проникновением водорода в сталь 32, 43] (т. е. считают, что щелочная хрупкость стали представляет собой один из видов водородного разрушения), либо связывают с неодинаковым воздействием щелочи на грани и границы зерен [44, 45] (пассивность граней и избирательное разрушение границ зерен). В пользу второй теории свидетельствует отмечающийся в большинстве случаев межкристаллитный характер разрушения. [c.87]

Из того факта, что инкубационный период обратим по отношению к приложенному напряжению (он восстанавливается, когда удаляется нагрузка) сделано заключение, что эта сталь разрушается по механизму водородной хрупкости (см. ниже). На основе теории водородной хрупкости инкубационный период представляет время, необходимое для проникно- [c.123]

Такая трактовка совместного влияния примесей и водорода на разрушение в рамках известной декогезионной теории водородной хрупкости Трояно — Ориани [209, 213] позволяет качественно объяснить уменьшение /С , рост скорости трещин I/ (К) при развитии отпускной хрупкости и влияние предела текучести. Однако при объяснении постулированного значительного снижения когезивной прочности железа под действием водорода возникают определенные трудности. Дело в том, что убедительных. подтверждений такого "декогезионного" влияния водорода в вершине трещины в настоящее время нет [ 208, 214]. Если принять Для грубой оценки возможного эффекта, что снижение когезивной прочности а-жв-леза при насыщении водородом соответствует изменению модуля сдвига, то по экспериментальным данным [215] получим (1/0(.1 =—8-10 /% (ат.) Н. V [c.178]

Если теорию водородной хрупкости Баштиена применить к приведенным выше результатам испытаний различных авторов, то эти результаты (по мере соответствия постоянным нагрузкам) получают исчерпывающее объяснение. Также и технологические методы испытания с пластическими деформащ1ями (проба на гиб с перегибом, глубокая вытяжка и проба на ударную вязкость) подтверждают уменьшение вязкости в результате проникновения водорода в металл. [c.166]

Современные теории водородной хрупкости базируются в основном на адсорбционном механизме с учетом способности водорода концентрпроваться в местах максимальных трехосных напряжений [48, 104]. При адсорбции атомарного водорода на поверхности линий сдвига, микропустот и т. п. уменьшается свободная поверхностная энергия (эффект Ребпндера) и, как следствие, понижается хрупкая прочность стали [61, 62]. С образованием микротрещины ее поверхность первое время свободна от адсорбированного водорода, так что развитие дефекта не происходит. При скорости адсорбции, превышающей скорость деформации, водород, растворенный в кристаллической решетке, адсорбируется на поверхности трещины II понижает сопротивление разрушению непосредственно в се острие. В результате происходит развитие трс1цины на определенную глубину с дальнейшим временным прекращением ее роста до тех пор, пока концентрация адсорбированного водорода вновь ие достигнет соответствующего критического уровня. Таким образом происходит скачкообразное развитие трещины, заканчивающееся ее лавинообразным распространением. [c.66]

В работе Петч и Стейблз выдвинута адсорбционная теория водородной хрупкости, согласно которой водород, адсорбирующийся на возникающих дефектах, способствует образованию трещин. Адсорбционная теория развивается в работах Я. М. Потак, хотя этот автор не относит водород к поверхностно активным веществам, но считает, что водород способствует зарождению микротрещин и, как следствие этого, хрупкому разрушению. [c.86]

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]

С точки зрения принятой нами теории коррозии (электрохимической), результаты испытаний можно объяснить следующим образом. При пропускании через испытуемый образец катодного тока действие микропар практически прекращалось вследствие явления защитного эффекта. Повышение коррозионной стойкости стали в результате протекания этого процесса подтверждается подъемом кривой на участке О—0,08 (рис. IV-13). Однако сильное выделение водорода на металле при дальнейшем увеличении плотности тока создало условия, благоприятные для развития водородной хрупкости. Вследствие преобладающего действия этого фактора над эффектом катодной защиты наблюдалось заметное снижение стойкости стали (учаток кривой 0,008—0,32) (см. рис. 1У-13). [c.267]

Согласно дислокационной теории, развитой Б. А. Колачевым с сотр. [12, 312], обратимая водородная хрупкость обусловлена специфическим влиянием, оказываемым абсорбированным металлом водородом на движение дислокаций при пластической деформации металла и на зарождение и развитие трещин, веду-ш,их к разрушению. Основные положения этой теории заключаются в следующем. При температуре, ниже некоторой критической Го, водород образует на дислокациях атмосферы Коттрелла. При малой скорости деформации и не слишком низкой температуре подвижность атомов водорода сравнима со скоростью движения дислокаций. В этом случае примесные атмосферы (атмосферы Коттрелла) будут двигаться вслед за дислокациями, отставая от них на некоторое расстояние. При этом на дислокацию действует сила, отталкивающая ее назад к исходному положению в центре атмосферы, поэтому сопротивление пластической деформации несколько повышается. Пластическая деформация осуществляется в основном путем генерирования новых дислокаций каким-либо источником под действием приложенных напряжений и их перемещения в плоскости скольжения. Возникающие новые дислокации также окружают- [c.105]

Теория давления молекулярного водорода, согласно которой водородная хрупкость обусловлена наличием высокого давления газообразного водорода в коллекторах (микро-, макропустотах и трещинах внутри металла). [c.21]

Теория Цапфе и теория Баштиена по-разно.му объясняют хрупкость от действия водорода, освобождающегося в результате химической или электрохимической реакции. В то время как Цапфе и его сотрудники за основу своей теории взяли водород (отложившийся в молекулярном виде в полостях искаженной структурной решетки), вызванные давлением напряжения во всех трех измерениях и пластические деформации, Баштиен объясняет водородную хрупкость не только скоплением водорода в таких поврен денных местах, но идет значительно дальше современных представлений и обосновывает новую теорию. [c.165]

Первые исследователи обратили внимание на тот факт, что поведение a+ -титановых сплавов аналогично поведению стали a+ -титановые сплавы, как и стали, наиболее чувствительны к водороду при малых скоростях растяжения. На этом основании Риплинг [337] постулировал, что механизмы водородной хрупкости a+ -титановых сплавов и стали одинаковы. Поэтому, по его мнению, водородную хрупкость a+ -титановых сплавов можно объяснить на основе теорий, предложенных для объяснения причин водородной хрупкости стали, например на основе теории конкурирующих скоростей диффузии и деформации. [c.328]

Следует отметить, что приведенные в работе [305] значения Do и Q характеризуют диффузию свободных атомов водорода. Концентрация атомов водорода в атмосферах Коттрелла при плотности дислокаций 10+ см составляет всего около 10 —(по массе), а исследования по диффузии водорода в -сплавах при низких температурах были проведены при концентрациях водорода порядка 0,01—0,1% (по массе). Чтобы исследовать диффузию водорода, связанного в ловушках, нужно работать с титановыми сплавами, в которых содержание водорода было бы порядка 10 % (по массе) (такого материала в настоящее время нет), или разработать методы исследования, которые позволили бы разделить диффузию связанного и свободного водорода. Детальное исследование диффузии водорода в металлах при низких температурах имеет принципиально важное значение для разработки теории обратимой водородной хрупкости. Только после получения таких данных можно поставить вопрос о строгой количественной проверке изложенной выше гипотезы для титановых сплавов. [c.351]

Следует, однако, отметить, что в описанных выше экспериментах пониженные температуры создавались смесью льла с поваренной солью. Как стало теперь известно (см. стр. 191), в соленой воде возможно развитие коррозионного растрескивания. Поэтому описанные выше особенности развития трещин следует считать результатом совместного влияния водорода и коррозионной среды. Для разработки теории коррозионного растрескивания важен тот факт, что при испытании ненаво-лороженных образцов в соленой воде при —18° С хрупкого разрушения и растрескивания не наблюдается даже при самой малой исследованной скорости деформации (3-10 с ), в то время как наводороженные образцы растрескиваются. Эти рез . льтаты гсоспенгго подтверждают гипотезы коррозионного растрескивания, в которых решающая роль отводится развитию водородной хрупкости в локальных, примыкающих к вершине трещины объемах. [c.356]

Наиболее старая гипотеза — теория давления молекулярного водорода — водородную хрупкость объясняет тем, что атомарный водород, проникая в сталь, молизуется в пустотах, в результате чего Б них уислячивается давление водорода. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...