Cтраница 1
Обратимая водородная хрупкость в этих металлах развивается при средних концентрациях водорода, меньших предельной растворимости. [1]
Обратимая водородная хрупкость наблюдается при испытаниях на разрыв в определенном интервале скоростей деформации, а также при достаточно длительном действии статической нагрузки. Последнее явление называют замедленным хрупким разрушением и понимают под ним зарождение и развитие в металле, находящемся под постоянным, либо мало изменяющимся по величине напряжением, меньшим предела текучести, трещин, ведущих в конечном итоге к разрушению образца или изделия. При испытаниях на разрыв основную роль в развитии обратимой водородной хрупкости играет транспортировка атомов водорода дислокациями. Замедленное хрупкое разрушение при больших напряжениях вызывается транспортировкой атомов водорода дислокациями, а при малых - восходящей диффузией. В таблице, помимо видов водородной хрупкости, указаны также характер развития разрушения ( обратимый или необратимый), а также влияние скорости деформации на интенсивность развития хрупкого разрушения. В этой схеме нет замедленного хрупкого разрушения как самостоятельного вида хрупкости, поскольку оно может быть вызвано различными причинами. [2]
Основные закономерности обратимой водородной хрупкости одинаковы для всех металлов независимо от того, образуются в них гидриды или нет. Специфическая структура переходных металлов также не играет определяющей роли, так как эта хрупкость наблюдается и в непереходных металлах. [3]
В последние годы обратимая водородная хрупкость второго рода была обнаружена во многих переходных металлах независимо от их кристаллической структуры. [4]
На основе дислокационной гипотезы механизма обратимой водородной хрупкости описанные выше результаты можно объяснить следующим образом. При больших напряжениях в образцах происходит пластическая деформация путем размножения и перемещения дислокаций. Скорость движения дислокаций достаточно велика и они вырываются из окружающих их водородных атмосфер и водородной хрупкости не наблюдается. При снижении напряжений скорость движения дислокаций уменьшается и они начинают увлекать за собой водородные атмосферы. Транспортировка атомов водорода дислокациями к препятствиям, где зарождаются трещины, облегчает раскрытие трещин. [5]
Это растрескивание может быть обусловлено обратимой водородной хрупкостью. Действительно, возникновение холодных трещин наблюдается не только в титане и ос-тнтановых сплавах, но и в а - j - fi - титановых сплавах при концентрациях водорода, значительно меньших предельной растворимости. [6]
Определяющая роль диффузии водорода в развитии обратимой водородной хрупкости второго рода подтверждается тем фактом, что энергия активации восстановления пластичности при низких температурах для ряда металлов совпадает с энергией активации при термической диффузии водорода. При сравнении этих двух процессов возникают трудности, связанные с тем, что диффузия водорода во многих металлах изучена лишь при высоких температурах. Экстраполяция же высокотемпературных данных по диффузии до низких температур, как показали последние исследования, не вполне законна, так как при низких температурах на диффузию водорода в металлах могут существенно влиять несовершенства кристаллического строения. [7]
Одной из практически важных рекомендаций, связанных с устранением обратимой водородной хрупкости, является медленное охлаждение стенок аппаратов при быстром сбросе высокого давления водорода, а также предотвращение ударных нагрузок при повторном пуске оборудования, так как миграция водорода к местам концентраторов напряжений может привести к образованию трещин, что особенно часто наблюдается при наличии непроваров в сварных швах. [8]
Действие диффузионного водорода при образовании XT наиболее соответствует одному из механизмов обратимой водородной хрупкости. Ее особенность заключается в том, что в условиях медленного нагружения источники водородной хрупкости образуются вследствие диффузионного перераспределения водорода и исчезают через некоторое время после снятия нагрузки. При этом важная роль отводится взаимодействию водорода с дислокациями и облегченному перемещению их комплексов. В металле сварных соединений диффузионный водород Нд концентрируется на границах крупных аустенитных зерен, которые характеризуются повышенной плотностью дефектов кристаллической решетки. [9]
Из уравнения ( 103) следует, что провалы пластичности, обусловленные обратимой водородной хрупкостью, должны смещаться к более высоким температурам с увеличением скорости деформации. С увеличением скорости деформации провал пластичности не только смещается к более высоким температурам, но и уменьшается по величине. [10]
Сплавы со сравнительно малой растворимостью водорода в а - и р-фазе, склонные к обратимой водородной хрупкости лишь при малых концентрациях водорода до появления в структуре гидридов. [11]
Провал пластичности сплава ВТ15 в интервале температур от 5 до - 20 С связан с развитием в нем обратимой водородной хрупкости. Уменьшение пластичности наводороженных образцов при уменьшении температуры ниже - 30 С обусловлено низкотемпературной хрупкостью ( хладноломкостью сплава), водород на этом этапе выступает как катализатор хладноломкости. [12]
При испытаниях на длительную прочность при напряжениях, меньших предела текучести, перемещение водорода к границам зерен осуществляется не за счет движения дислокаций вместе с атмосферами Коттрелла, как при обратимой водородной хрупкости шестого вида, а за счет восходящей диффузии. Несомненно, что этот вид диффузии играет доминирующую роль в замедленном разрушении при статическом изгибе, а также при работе реальных конструкций. [13]
Установлено существование двух одновременно действующих механизмов водородной коррозии: 1) диффузия водорода в виде атомов или ионов в микроскопические области до концентраций, способных вызывать охрупчи-вание металла, - обратимая хрупкость; 2) изменение свойств стали под влиянием молекулярного водорода - необратимая хрупкость. Обратимая водородная хрупкость может быть уменьшена вплоть до восстановления исходных механических характеристик металла при высоких скоростях деформации, а также при вакууме, высоком отпуске, нормализации стали. Необратимая хрупкость, наступающая после достаточно длительного и интенсивного наводороживания, не устраняется этими средствами. Обратимая хрупкость характеризуется наличием определенного инкубационного периода, потребного для достижения в решетке стали соответствующих концентраций диффундирующего водорода. При больших скоростях деформации, когда ее время меньше инкубационного периода, водород не успевает продиффундпровать в лону начавшегося повреждения и водородное охруичива-ние уменьшается либо вообще не проявляется. [14]
При растворении водорода в металле появляется опасность водородной хрупкости, которая может быть обратимой и необратимой. При обратимой водородной хрупкости поглощенный водород десорбируется, не вызывая в металле каких-либо структурных изменений, его хрупкость исчезает и механические свойства восстанавливаются. Если же насыщение водородом происходило при высокой температуре, то при ее снижении из-за уменьшения растворимости водород стремится перейти в газообразное состояние внутри металла. В этом случае в металле возникают большие напряжения, приводящие к необратимой хрупкости. [15]