Электролитическое наводороживание

У мартенсита влияние электролитического наводороживания на скорость роста трещины выражено наиболее ярко под влиянием водорода в низкоамплитудной области она увеличивается почти в 25 раз (см. рис. 44). Тонкая структура излома имеет ручьистое строение, полосы деформации отсутствуют, разрушение хрупкое. Следует отметить, что наводороживание приводит к уменьшению пороговых значений Д/ , для исследуемых структурных состояний. [c.93]

Уменьшение величины зоны пластической деформации металла у вершины усталостной трещины нами обнаружено также при электролитическом наводороживании армко-железа и некоторых сталей. К настоящему времени механизм влияния среды на изменение условий пластического течения металла в вершине трещины не нашел надлежащего объяснения. [c.101]

Определить послойное содержание водорода в поверхностном слое металла позволяет относительно простой метод анодного растворения, нашедший применение при исследовании электролитического наводороживания, при котором водород сосредоточен в тонком поверхностном слое металла 46,51]. Суть метода состоит в электрохимическом анодном растворении поверхностного слоя металла заданной толщины с последующим хроматографическим или спектральным анализом выделившегося газа. [c.24]

При электролитическом наводороживании концентрация ионов водорода, выделяющихся на катоде, определяется химическим составом [c.23]

Появление молекулярного водорода внутри металла в порах, трещинах, неметаллических включениях и других коллекторах можно проиллюстрировать опытами [106], в которых производилось электролитическое наводороживание полого, герметически закрытого стального цилиндра со стенками толщиной 3 мм. Отбор проб газа внутри цилиндра и измерение его давления показали, что после наводороживания внутри цилиндра появлялся молекулярный водород под давлением 300 атм. [c.77]

Эти опыты свидетельствуют о том, что ионы водорода, образовавшиеся при электролитическом наводороживании, пройдя сквозь толщу металла, восстановились и заполнили полость внутри цилиндра [c.77]

После электролитического наводороживания стали повышенная концентрация водорода наблюдается у ее поверхности выравнивание содержания водорода по всему объему может быть достигнуто при старении путем десорбции водорода наружу и его диффузии во внутренние области металла. [c.78]

Ш в е д М. М. О возникновении остаточных напряжений первого рода и изменении постоянной решетки при электролитическом наводороживании стали. — Вопросы механики реального твердого тела. 1962, № 1, с. 140—142. [c.380]

Субботина Н. И. Исследование электролитического наводороживания металлов в ультразвуковом поле.— Автореф. канд. дисс. Пермь, 1971. [c.409]

С. С. Носырева [182] нашла, что при электролитическом наводороживании сталь с различной структурой поглощает различное количество водорода, м /кг мартенсит 6,9-10 троостит—15,9-10 и сорбит 46,5-10 . В то же время охрупчивание стали с трооститной структурой при наводороживании происходит более сильно, чем стали с сорбитной структурой [179]. [c.158]

Электролитическое наводороживание и водородная хрупкость [c.43]

НАВОДОРОЖИВАНИЕ Электролитическое наводороживание [c.26]

Учитывая, что в вершине растущей трещины может происходить под-кисление нейтральных коррозионных сред, а также то, что в ряде случаев может протекать наводороживание металлов в процессе эксплуатации, автор совместно с Л.М.Биль1м и М.М.Шведом [71, 148] исследовали влияние электролитического наводороживания на скорость роста трещины при усталости стали У8 в зависимости от ее термической обработки. [c.90]

Электролитическое наводороживание происходит вследствие диффузии в глубь металла катода адсорбированного иа его поверхности атомарного водорода. Скорость диффузии водорода зависит ог кон- центрации адсорбированного на поверхности атомарного водорода, т. е. от скорости разряда ионов водорода и скорости удаления адсорбированных атомов (Н)адс с поверхности электрода. При малых плотностях тока удаление атомарного водорода с поверхности катода происходит преимущественно по рекомбинационному ыеханизд1у и концентрация (Н)адс сравнительно велика и увеличивается с ростом плотности тока [14, 99]. Этим определяется увеличение количества диффундирующего водорода с ростом плотности тока нри малых значениях величины . С повышением плотности тока удаление водорода с поверхности катода становится более вероятным по механизму электрохимической десорбции, что приводит к уменьшению степени заполнения поверхности электрода атолшми адсорбированного водорода [14]. Поэтому при дальнейшем увеличении плотности тока возможно уменьшение количества поглощенного водорода. [c.251]

При электролитическом наводороживании и травлении важную роль играют катализаторы, препятствующие процессу рекомбинации и моллизации ионов водорода. К ним относится ряд элементов V и VI групп периодической системы (фосфор, сера, мышьяк, селен, теллур, висмут). Добавление этих элементов или их соединений в раствор электролита в небольших концентрациях (порядка от 0,01 до 10 мг/л) замедляет рекомбинацию ионов, благодаря чему создаются условия для проникновения водорода внутрь металла. [c.25]

Установлено, что поглощение водорода сталью и его диффузия зависят от структуры, размеров зерна, химического состава и термообработки стали. При электролитическом наводороживании сталь с различной структурой, при одинаковых условиях наводороживания, поглогцает водорода (в сж /ЮО г) мартенсит — 6,9 троостит —15,9 сорбит — 46,5 перлит-феррит — 25,0 [108]. Растворимость и поглощение водорода мелкозернистой сталью выше, чем крупнозернистой, тогда как скорость ди( к )узии водорода,наоборот, уменьшается с увеличением дисперсности структурных составляющих [33]. Японские исследователи Мима и Миддута [214] установили, что водород сначала в основном поглощается зернами свободного феррита, а затем другими компонентами. Процесс диффузии водорода в стали с различным содержанием углерода (от 0,07 до 0,84% С) при электролитическом наводороживании при комнатной температуре хорошо описывается формулой Фика коэффициент диффузии, подсчитанный этими авторами для исследованных сталей, оказался равным 3,7-10-5 m Imuh. [c.30]

Согласно современным представлениям [17, 46, 47, 58, 83], водород длительное время может находиться в стали в виде ионов (протонов) и молекул. Выше приводились данные о том, что внутри стали в газовых пузырях, образовавшихся вследствие наводороживания, был обнаружен молекулярный водород и метан. При электролитическом наводороживании, как это было показано на стр. 23, на поверхности металла адсорбируются ионы водорода (протоны), которые частично разряжаются, молизуются и уходят в виде пузырьков в электролит, а частично внедряются в решетку металла. [c.76]

Как показали наши опыты, электролитическое наводороживание особенно сильно изменяет сосредоточенные удлинения Д/", локали-зуюш,иеся на сравнительно небольшом участке длины образца после прохождения растягивающей силой максимума, причем чем больше длительность насыщения стали водородом, тем сильнее снижается сосредоточенное удлинение. Диаграмма сила — деформация сокращается, в первую очередь, по оси абсцисс, что указывает на снижение затраты энергии, идущей на разрушение образца. [c.81]

Наибольшее влияние содержания углерода на механические свойства стали, наводороженной из газовой фазы высокотемпературным способом, наблюдается при его содержании около 0,9—1,0% [120]. При электролитическом наводороживании влияние легирующих элементов на склонность закаленной стали (0,3—0,45% С) к хрупкому разрушению исследовалось Я- М. Потаком [123]. Им установлено резко отрицательное влияние марганца на хрупкую прочность наводороженной стали. Эта отрицательная роль марганца проявилась как на образцах, закаленных в воду,так и на образцах, закаленных в масло. Образцы, закаленные в воду, при некотором содержании марганца хрупко разрушались при наводороживании стали даже при отсутствии внешней нагрузки, только в результате действия внутренних напряжений. Наиболее чувствительной к водородной хрупкости оказалась марганцовистая сталь 65Г при ее обработке до твердости НЯС 50. Все попытки устранить влияние наводороживания на прочность пружинных шайб Гровера, изготовляемых из этой стали при твердости, близкой к HR 48—50, положительных результатов не дали. [c.88]

В лаборатории Института машиноведения и автоматики АН УССР один из авторов [90] исследовал, влияние скорости деформации на водородную хрупкость, возникшую при электролитическом наводороживании в процессе деформации. [c.90]

Рассматривается сопротивляемость зарождению и развитию разрушения в биметаллах перлитно-аустенитного класса (на примере плакированной стали Ст.З + 12Х1ШЮТ, полученной пакетной прокаткой) при циклическом нагружении в процессе электролитического наводороживания. Испытанию подвергались широкие плоские образцы при Н= 0,5 и тах = 0,8<5г- При определении напряжений брали суммарную толщину основной + плакирующий слои и прочностные характеристики металла плакировки равные основному слою. Наводороживание проводили электролитическим методом, коррозионную ячейку крепили на поверхности плакирующего слоя. Применяли два вида образцов - гладкие и с поверхностным концен фа-тором напряжешй в аустенитном слое в виде надреза фрезой толщиной 0,1 мм на глубину I ш и протяженностью 0,3 от ширины рабочей части образца. [c.54]

В самом деле, получение коэффициента диффузии в работе [79] для мембран с < =0,1 м,м в 3-10 раз меньшего по сравнению с коэффициентом диффузии для толстых мембран 0,9 мм), может быть связано с образованием в тонком приповерхностном слое момбран (толщиной 0,9 мм) микро-и макролунок, заполненных молекулярным (газообразным) водородом под большим давлением. Прохождение водорода через эти лунки в более глубоко лежащие слои металла затруднено, так как лунки являются ловушками водорода, поступающего с поляризуемой поверхности водород в виде протонов по достижении внутренней поверхности лунки приобретает электрон, превращаясь в атом, атомы молизуются на границе метал —газ (в лунке). Ю. А. Нехендзи [86], моделируя этот процесс путем электролитического наводороживания полого герметически закрытого стального цилиндра с толщиной стенки 3 мм, получил давление молекулярного водорода во внутренней полости цилиндра, равное 30 МПа (300 атм). Выход водорода из коллекторов возможен только после его диссоциации на атомы. Для этого необходимо, чтобы давление и температура были такими, что количество диссоциированного водорода было выше равновесной концентрации водорода, растворенного в кристаллической решетке стали. Соседние объемы металла, окружающие коллектор, в результате его роста подвергаются деформации сжатия. Эти области деформированного металла и становятся единственными путями диффузии водорода в глубь металла. [c.25]

К a p П e H к о Г, B X и т а p и ш в и л и M, Г,, В а с и л е н к о И, И,, Бабей Ю, И, Взаимосвязь между чувствительностью к коррозионному растрескиванию и интенсивностью электролитического наводороживания углеродистой стали, — В кн, Наводороживание металлов и борьба с водородной хрупкостью, М,, 1968, с, 109—115, [c.392]

Так как при комнатной температуре необходимо считаться со слишком продолжительным и потому невыгодным временем хранения, то для удаления из материала значительной части водорода в настояшее время пытаются ускорить процесс путем термической обработки. Необходимо указать, что отдача водорода из материала происходит в две фазы, следуюш ие одна за другой. Под действием длительного хранения или высокой температуры вначале относительно быстро удаляется находящийся на внешней поверхности концентрированный водород. Обратная диффузия проникшего глубже водорода идет гораздо медленнее. Если внезапный и быстрый выход водорода будет повышен тем, что наводороженные детали будут помещены в среду, нагретую до температуры, принятой для последующей обработки (вода, масло, свинцовая ванна, расплавленная соль), то могут, как это наглядно доказали Барденхейер и Плум, возникнуть значительные повреждения структуры, которые становятся необратимыми и очень неблагоприятно сказываются на показателях прочности. Барденхейер и Плум заметили бурное выделение водорода из наводороженной проволоки при погружении ее в воду с температурой 95°С. Если протравленную проволоку поместить на несколько секунд в жидкую латунь (ИОО С), то в глубокие межкристал-лические трещины и пустоты, возникшие под действием водорода (выделяющегося взрывообразно и при этом связывающегося в молекулы), проникает латунный припой, хорошо видимый на поперечном шлифе после протравления границ зерен. В дальнейшем после электролитического наводороживания образцов водород немедленно удалялся при температурах 500, 200, 150 и 100°С благодаря тому, что пробы помещали в заранее нагретый до соответствующей температуры железный блок. После этого образцы погружали в расплав латуки. Оказалось, что независимо от выбранной температуры латунь проникла в значительном количестве в виде жилок в нарушенную структуру образца и прежде всего в разрыхленные границы между зернами. Величина остающихся повреждений сплава в результате удаления водорода зависит от скорости удаления. Для сохранения прочности подлежащий последующей термической обработке протравленный материал вместе со средой следует медленно нагревать до соответствующей температуры обработки. Протравленные детали, особенно проволоку и полосы, обрабатывают от 30 мин до 2 ч. при температурах, лежащих между 90 (обработка горячей во- дой) и 250°С (проходная печь, печь с циркуляцией воздуха). [c.181]

При выделении водорода может наблюдаться электролитическое наводороживание М (абсорбция водорода М) в результате кислотной коррозии и катодной электрохимической защиты, особенно ири нерезащите. С учётом межионного расстояния в кристаллической решётке М (10 м), водород может проникать в М в виде протонов (радиус Гн =10 м) и реакция (95) конкурирует со стадией разряда или в виде Н-атомов (гн=4 10 м) и реакция (96) конкурирует с электрохимической десорбцией (94) [c.43]

При электролитическом наводороживании возникает водородная хрупкость, при этом ухудшаются прочностные и пластические свойства металлов. Предложено 2 основные теории водородной хрупкости. Теория давления молекулярного водорода в коллекторах ("ловушках") базируется па представлении о проникновении Н или Н во внутреннюю полость с последующей молпзацней. Молекулы Нг из-за значительных геометрических размеров не могут покинуть полость, в результате чего повышается давление газа, возникают и развиваются пузыри и трещины. Эта теория описывает необратимую хрупкость пизкоирочпых сталей при абсорбции значительного количества водорода. [c.43]

По сравнению с водными средами газообразный водород, подобно умеренному электролитическому наводороживанию, незначительно понижает длительную трещиностойкость, а газообразный сероводород и водный раствор сероводорода относятся к числу самых агрессивных сред. При одинаковом уровне К1 скорость СРТ в газообразном сероводороде на четыре порядка выше, чем в 3 % -ном растворе Na l. При этом катодная поляризация не влияет на К15сс в диапазоне от 900 до 180 МПа [21]. [c.28]

Проявление данного явления можно увидеть при технологических пробах на снижение числа перегибов или числа закручиваний образцов наводороженной стали, например в сероводородной воде с 1.6 кг/м H2S число перегибов упало на 84 %, а число закручиваний - на 95 %. Электролитическое наводороживание особенно уменьшает сосредоточенные удлинения на сравнительно небольшом участке образца, подвергающемся максимальной пластической деформации (что сокращает диаграмму деформации P-D1 по оси абсцисс). В случае роста коррозионной трещины по механизму водородного охрупчивания продвижение роста трещины происходит скачками. Зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений сложная. Кривая dl/da = f (Ki) состоит из трех участков. На первом участке (K >Kjs ) скорость растрескивания резко увеличивается с ростом К], затем наблюдается зона независимости скорости роста трещины от К (участок11). Третий участок вновь характеризуется повышением скорости распространения трещины с ростом К] и заканчивается спонтанным развитием трещины при Kl = Ki , т.е. механическим разрывом образца. [c.29]