Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОКА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАВОДОРОЖИВАНИЯ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ДИФФУЗИОННО-ПОДВИЖНОГО ВОДОРОДА В НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ МАРКИ S235JR

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-76-82

Полный текст:

Аннотация

Водородная хрупкость (ВХ) металлов и сплавов является серьезной проблемой для многих отраслей промышленности. В связи с этим данное явление интенсивно исследуется на протяжении более 100 последних лет. Несмотря на это, многие его особенности остаются необъясненными и сегодня, что зачастую затрудняет использование тех или иных материалов в условиях, благоприятных для развития ВХ. Данная работа посвящена одному из малоизученных методических аспектов изучения ВХ – проблеме контроля концентрации водорода в стали путем электролитического наводороживания. Последнее широко используется для насыщения металлов водородом в лабораторных условиях. Однако до настоящего момента не установлена однозначная зависимость концентрации диффузионно-подвижного водорода в стали от плотности катодного тока при электролитическом наводороживании. Поэтому интерпретация результатов, как правило, следующих после наводороживания механических испытаний, затруднена.

С использованием газового анализа в работе исследовано изменение концентрации диффузионно-подвижного водорода в низкоуглеродистой стали марки S235JR, а также степени повреждений ее поверхности и микроструктуры в широком диапазоне плотностей катодного тока (от 20 до 600 мА/см2) электролитического наводороживания. Установлено, что зависимость концентрации водорода в стали от плотности тока имеет гораздо более сложный вид, чем считалось ранее. Показано, что степень повреждений поверхности стали, представленных в виде блистеров, зависит от концентрации в ней водорода. Обнаружено существенное сходство между зависимостью концентрации водорода в стали от плотности тока электролитического наводороживания и зависимостью концентрации водорода в гидридообразующих металлах от давления газа при термическом наводороживании. Предложено объяснение особенностей установленной зависимости с учетом накопления повреждений микроструктуры стали.

Об авторах

Евгений Дмитриевич Мерсон
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

аспирант



Виталий Александрович Полуянов
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

аспирант



Дмитрий Львович Мерсон
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

доктор физико-математических наук, профессор



Алексей Юрьевич Виноградов
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

кандидат физико-математических наук



Список литературы

1. Johnson W.D. On Some Remarkable Changes Produced in Iron and Steel by the Action of Hydrogen and Acids // Proc. R. Soc. London. 1875. Vol. 23. P. 168–179.

2. Карпенко Г.В., Крипякевич Р.И. Влияние водорода на свойства стали. М.: Металлургиздат, 1962. 196 с.

3. Мороз Л.С., Чечулин Б.Б. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1967. 255 с.

4. Белоглазов С.М. Наводороживание стали при электрохимических процессах. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1975. 412 с.

5. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1985. 216 с.

6. Максимчук В.П., Половников С.П. Водородное растрескивание высокопрочных сталей после нанесения гальвано-химических покрытий. М.: Энергоатомиздат, 2002. 320 с.

7. Шрейдер А.В. Водород в металлах. М.: Знание, 1979. 64 с.

8. Bernstein I.M. The role of hydrogen in the embrittlement of iron and steel // Mater. Sci. Eng. 1970. Vol. 6. № 1. P. 1–19.

9. Oriani R.A. Hydrogen Embrittlement of Steels // Annu. Rev. Mater. Sci. 1978. Vol. 8. № 1. P. 327–357.

10. Hirth J. Effects of hydrogen on the properties of iron and steel // Metall. Mater. Trans. A. 1980. Vol. 11. № 6. P. 861–890.

11. Lynch S.P. Hydrogen embrittlement phenomena and mechanisms // Corros. Rev. 2012. Vol. 30. № 3-4. P. 63–133.

12. Robertson I.M. et al. Hydrogen Embrittlement Understood // Metall. Mater. Trans. A. 2015. Vol. 46. № 6. P. 2323–2341.

13. Lee J.L., Lee J.Y. A theoretical model on the generation of the hydrogen induced defects during cathodic charging // Scr. Metall. 1985. Vol. 19. № 1. P. 341–346.

14. Lee J.L., Lee J.Y. The effect of lattice defects induced by cathodic hydrogen charging on the apparent diffusivity of hydrogen in pure iron // J. Mater. Sci. 1987. Vol. 22. № 11. P. 3939–3948.

15. Choo W. Effect of cathodic charging current density on the apparent hydrogen diffusivity through pure iron // J. Mater. Sci. 1984. Vol. 19. № 8. P. 2633–2638.

16. Pérez Escobar D. et al. Internal and surface damage of multiphase steels and pure iron after electrochemical hydrogen charging // Corros. Sci. 2011. Vol. 53. № 10. P. 3166–3176.

17. Jin T.Y., Liu Z.Y., Cheng Y.F. Effect of non-metallic inclusions on hydrogen-induced cracking of API5L X100 steel // Int. J. Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35. № 15. P. 8014–8021.

18. Lee J.L., Lee J.Y. Identification of defects generated during cathodic charging in pure iron by thermal analysis technique // Metall. Trans. A. 1985. Vol. 16. № 3. P. 468–471.

19. Wilde B.E., Kim C.D., Phelps E.H. Some Observations on the Role of Inclusions in the Hydrogen Induced Blister Cracking of Linepipe Steels in Sulfide Environments // Corrosion. 1980. Vol. 36. № 11. P. 625–632.

20. Ren X.C., Zhou Q.J., Shan G.B., Chu W.Y., Li J.X., Su Y.J., Qiao L.J. A Nucleation Mechanism of Hydrogen Blister in Metals and Alloys // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 2008. Vol. 39. № 1. P. 87–97.

21. Штремель М.А. Разрушение. Кн. 2. М.: МИСиС, 2015. 976 c.

22. Griesche A., Dabah E., Kannengiesser T., Kardjilov N., Hilger A., Manke I. Three-dimensional imaging of hydrogen blister in iron with neutron tomography // Acta Materialia. 2014. Vol. 78. P. 14–22.


Рецензия

Для цитирования:


Мерсон Е.Д., Полуянов В.А., Мерсон Д.Л., Виноградов А.Ю. ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ТОКА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАВОДОРОЖИВАНИЯ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ ДИФФУЗИОННО-ПОДВИЖНОГО ВОДОРОДА В НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ МАРКИ S235JR. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2015;(4):76-82. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-76-82

For citation:


Merson E.D., Poluyanov V.A., Merson D.L., Vinogradov A.Yu. THE INFLUENCE OF ELECTROLYTIC HYDROGENATION CURRENT DENSITY ON THE CONCENTRATION OF DIFFUSIVE ACTIVE HYDROGEN IN S235JR LOW-CARBON STEEL. Science Vector of Togliatti State University . 2015;(4):76-82. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-76-82

Просмотров: 26


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)