Электрохимические факторы в водородном охрупчивании

Теперь можно попытаться объединить представления о роли электрохимических факторов, влиянии типа скольжения и других металлургических переменных, а также о поведении водорода, и построить общую картину индуцированного водородом растрескивания. Признаком успешного решения этой задачи была бы способность модели найти общие элементы в таких очевидно различных явлениях, как потери пластичности (уменьшение относительного сужения) аустенитных нержавеющих сталей при испытаниях на растяжение в газообразном водороде при высоком давлении и разрушение типа скола, наблюдаемое в сплаве титана при испытаниях в условиях длительного нагружения в мета-нольном хлоридном растворе. Должна быть обоснована возможность протекания, наряду с чистыми процессами анодного растворения и водородного охрупчивания, также смешанных и составных процессов. Ниже представлено качественное описание ио крайней мере исходных посылок такой широкой модели. В ней свободно используются и уже известные представления. [c.133]

Возможные причины корреляции планарности скольжения и склонности сплавов к КР и водородному охрупчиванию будут рассмотрены в следующем разделе, однако, каким бы ни было объ яснение, ее существование выражает определенный фундаментальный аспект взаимодействия материалов со средой. Любая модель — индуцированного водородом охрупчивания или КР, которая не может объяснить важность планарного скольжения как главного элемента поведения, является весьма неполной. В то же время, следует учитывать, что планарность скольжения не является достаточным условием разрушения под воздействием среды, особенно при КР [66, 80, 94, 99]. Необходимо четко выделять и принимать во внимание и другие металлургические, а также электрохимические факторы. [c.121]

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В ВОДОРОДНОМ ОХРУПЧИВАНИИ [c.121]

Здесь отмечена важность электрохимических факторов для того, чтобы продемонстрировать, что сравнение данных по водородному охрупчиванию и КР нельзя проводить без учета глубоких внутренних различий этих двух процессов. Сказанное, однако, не означает, что такие различия мешают определению роли водорода в некоторых случаях КР. Как было показано для большинства систем сплавов, рассмотренных в этом обзоре, результаты испытаний в водороде часто аналогична данным по КР в таких средах, где может образовываться водород. Этот факт час- [c.123]

В заключение вновь обратимся к фактору скольжения, который уже был довольно подробно рассмотрен выше. Мы установили, что планарность скольжения может отражаться на электрохимических процессах в вершинах трещин и на гладкой поверхности в результате заострения ступенек скольжения. Кроме того, планарный характер скольжения повышает эффективность дислокационного транспорта водорода [314] и его накопления на частицах выделений и включений [74, 100, 314], а также ускоряет доставку водорода к границам зерен. Следовательно, от типа скольжения зависят обе возможные составляющие КР — анодное растворение и водородное охрупчивание. В то же время планарность скольжения нельзя считать достаточным условием, определяющим склонность к индуцированному средой охрупчиванию, поскольку некоторые материалы с таким характером скольжения довольно стойки к КР [80, 94, 99] (однако это не означает, что КР не может быть вызвано изменением состава среды как было показано на сплавах Инконель [241, 264], для начала растрескивания достаточно обеспечить нужную концентрацию критических корро- [c.138]

Сравнение циклической трещиностойкости указанных сталей, проведенное в настоящем исследовании, дает несколько иной результат. Сопротивляемость коррозионно-усталостному разрушению согласно методике испытаний оценивали по изменению скорости РУТ при помощи коэффициента Р, представляющего собой отношение скорости РУТ в среде Н25 к скорости РУТ на воздухе. Значения скорости РУТ, а также расчетные коэффициенты Р для обеих сталей приведены в табл. 4.1 и 4.2, а на рис. 4.21 б эти же данные представлены в виде гистограмм для случая одноосного нагружения. Несмотря на то, что скорость РУТ для стали 45 по абсолютной величине при всех условиях испытаний почти на порядок превышает скорость РУТ для стали 20, коэффициент Р для стали 20 оказался в 1,6 раз больше, чем у стали 45. Так как сталь 45 заведомо не предназначена для эксплуатации в Н25-содержащих средах, можно заключить, что и сталь 20 обладает низким сопротивлением развитию усталостной трещины при наводороживании, то есть сталь 20 не может быть признана стойкой к сероводородному разрушению. Таким образом, оценка склонности сталей к водородному охрупчиванию только по результатам статических испытаний является неполной, так как не позволяет судить о влиянии наводороживания на рост усталостной трещины в материалах. Обнаруженное несоответствие коррозионно-статических и коррозионно-циклических свойств материалов не входит в противоречие с известными представлениями о природе металл-водородного взаимодействия. Оно является отражением двух различных механизмов реализации разрушения, обусловленных неадекватностью механических, электрохимических, адсорбционно-диффузионных условий, при статическом и циклическом нагружении [35]. Анализируя с этих позиций результаты проведенного исследования, установили, что различие скоростей РУТ на воздухе и в среде Н25 становится еще более существенным под влиянием двухосного напряженного состояния, что свидетельствует о более точной оценке коррозионно-циклической трещиностойкости материала, произведенной с учетом этого фактора. [c.146]

В зависимости от свойств и термодинамического состояния системы деформируемый металл — среда снижение сопротивления усталостному разрушению металла может быть следствием проявления адсорбционного эффекта, электрохимического растворения анодных участков или охрупчивания металла вследствие наводороживания. Чаще указанные факторы действуют на металл комплексно и их трудно разделить. Однако, если превалирующее действие оказывает адсорбционный фактор, то процесс разрушения металла при одновременном действии на него циклических напряжений и рабочей среды принято называть адсорбционной усталостью, еспм снижение сопротивления усталости связано с наводоро-живанием металла — водородной усталостью, а если проявляется чисто электрохимический фактор — коррозионной усталостью. Обычно под коррозионной /сталостью подразумевают процесс усталостного разрушения металла в присутствии коррозионной среды вообще. [c.15]

Сравнительно большой размер органических молекул ограничивает возможность их проникновения непосредственно в вершину трещины. По всей вероятности, в первый момент после очередного скачкообразного подрастания трещины на образующейся в ее вершине ювенильной поверхности металла адсорбируются вода, водород, кислород, имеющие гораздо меньший размер молекул. Это создает условия для интенсификации электрохимических коррозионных процессов анодного растворения металла и водородного охрупчивания. Растворение металла и выход не полностью гидратированных ионов железа резко снижает pH электролита в вершине трещины. Выделяющийся при катодном процессе водород адсорбируется ювенильной поверхностью и диффундирует в глубь металла в зону предразрушения, резко снижая ее пластичность и облегчая хрупкое разрушение. Являясь одним из существенных факторов, определяющих влияние смазочной среды на усталостную долговечность металла, наводороживание металла и водородный износ рассматривают как основную причину значительного снижения усталостной долговечности подшипников качения при наличии в масле даже микроколичеств воды, 92 . [c.33]