Водород, влияние на пластичность

Рис. 13. Влияние водорода на пластичность (относительное сужение ф) [72, 74] трех аустенитных нержавеющих сталей в процессе испытаний

Рис. 19. Влияние водорода на пластичность (относительное сужение г))) сплавов 304 Ь (а) и 21 Сг— —6Ы1—9Мп (б), испытанных на воздухе (/), в водороде при давлении 69 МПа (5) н после перенасыщения водородом (Л). Показано влияние отжига и термомеханической обработки (ТМО) путем высокоэнергетической штамповки Г72]

Способ получения титана и степень его чистоты оказывают существенное влияние на механические свойства металла особенно сильно влияет наличие в титане и его сплавах примесей кислорода, азота и водорода. Эти примеси способны давать с титаном твердые растворы внедрения, повышающие твердость, предел прочности и сильно снижающие пластические свойства металла. Наиболее пластичным и наименее прочным является титан, получаемый йодидным способом. [c.278]

Рис. 21. Влияние водорода на пластичность (относительное сужение 1>) нержавеющей стали А-286 после старения (СТ) и термомеханической обработки (ТМО), путем высокоэнергетической штамповки при испытании [72]

Рис. II. 3. Влияние водорода на пластичность стали.

Было несколько интересных работ по сталям. В одной из них утверждалось, что уменьшение размера зерна понижает Kth [379] предшествуюш ие данные всегда демонстрировали обратное. Однако приведенный в качестве подтверждения рис. 5 в работе [379] не является убедительным. Были бы полезными дополнительные исследования влияния размера зерна в сталях с различными уровнями прочности, особенно, учитывая, что имеются и данные, показывающие что уменьшение размера зерна повышает Kth, если содержание примесей в стали доведено до очень низкого уровня. Исследование КР сталей типа 4340 [381] также показало, что главную роль играет водород. Исследование, выполненное на нелегированных углеродистых сталях меньшей прочности (около 700 МПа) с различным содержанием Мп [382], обнаружило, что концентрация Мп не влияет на индуцированную водородом потерю пластичности, но зато определяет склонность к КР в случае перлитной микроструктуры. В то же время в случае микроструктур со сфероидальным графитом стойкость к КР не ухудшается заметным образом с увеличением содержания Мп [382]. Таким образом, в отличие от некоторых утверждений [383], микроструктура материала влияет на поведение Мп при уровнях прочности ниже 690 МПа. В то же время уместно вновь напомнить о преобладающей важности неметаллических включений [383, Э84] в процессах водородного разрушения. Наконец, не будет преувеличением заметить, что попытки оценить результаты термомеханической обработки и микроструктурные эффекты, не контролируя уровень прочности или скорость охлаждения после термообработки [385], не могут дать осмысленных результатов, особенно при отсутствии как микроструктурной, так и фрактографической информации. Как уже обсуждалось в тексте, в тщательно выполненных исследованиях термомеханическая обработка дает обнадеживающие результаты для высокопрочных сталей [386]. [c.148]

Влияние содержания водорода на пластичность урана [401] [c.707]

Влияние водорода на пластичность ниобия при низких температурах показано в работе [120], где указывается, что с увеличением содержания водорода повышается температура перехода из вязкого состояния в хрупкое. При содержании водорода 0,002 вес.% этот переход происходит при —100°С. Содержание в ниобии водорода даже в количестве 55 см /ЮО г (0,005 вес.%) приводит к резкому снижению пластичности при низких температурах. [c.431]

Эффект водородной хрупкости стали наиболее существенно проявляется в интервале температур от минус 20 до плюс 30°С и зависит от скорости деформации [18, 20]. Различают обратимую и необратимую водородные хрупкости. Охрупчивающее влияние водорода при его содержании до 8-10 мл/100 г в большинстве случаев процесс обратимый, то есть после вылеживания или низкотемпературного отпуска пластичность металла конструкции небольшого сечения восстанавливается вследствие десорбции водорода. Обратимая хрупкость стали обусловливается, в основном, наличием водорода, растворенного в кристаллической решетке. Необратимая хрупкость зависит от содержания в стали водорода в молекулярном состоянии, который агрегирован в коллекторах, где он находится под высоким давлением, вызывающим значительные трехосные напряжения и затрудняющим пластическую деформацию стали. Пластические свойства металла при необратимой хрупкости не восстанавливаются даже после вакуумного отжига, так как в структуре стали происходят необратимые изменения [21, 22] образование трещин по [раницам зерен, где наблюдается наибольшее скопление водорода, и обезуглероживание стали. [c.16]

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]

Интерес представляют нигерийские исследования продукта гидрирования ряда растительных масел. Влияние сырья и продолжительности гидрирования на температуру плавления саломасов дано в табл. 4.27. Состав и качество получаемых производных растительных масел представлены в табл. 4.28. Полученные гидрированные пальмовое масло или легкая фракция его перегонки ( 100°С, давление водорода 5 МПа, 3 ч, 5% палладиевого катализатора на активированном угле) могут быть использованы в производстве высокотемпературных пластичных смазок (в сочетании с антиокислителем), способных заменить даже смазочные материалы на основе силиконов. По своим трибологическим характеристикам эти продукты в 2—3 раза превосходят нефтяные масла и смазки. [c.228]

Хром всегда считался очень хрупким металлом, почти не обладающим пластическими свойствами. В последние годы путем переплава его электронным лучом в вакууме получен металл весьма пластичный, протягивающийся в тонкую проволоку. На пластические свойства хрома особенное влияние оказывают газы, попадающие в него в процессе получения. Так, например, хром, полученный электролитическим способом, может содержать 0,03% водорода, что составляет 3,36 л Нг на 1 кг хрома. Удаляют водород при нагревании металла до 400° С, а полностью от него избавляются только переплавкой металла в вакууме. [c.101]

Однако в ряде случаев для правильного выбора материала аппаратуры этих характеристик недостаточно, особенно когда компоненты среды, насыщая объем или поверхность металла, оказывают значительное влияние на его механические свойства (пластичность, способность к хрупкому разрушению и др.). Например, в средах, содержащих водород, скорость коррозии часто близка к нулю, но прочность металла может резко снизиться вследствие внедрения водорода в кристаллическую решетку. Растворимость водорода в металле, а соответственно и прочность последнего, зависит от многих факторов — таких, как уровень и концентрация напряжений, режим термообработки, парциальное давление водорода, температура и др. [c.81]

Н] [314] и удерживает дислокации от поперечного соскальзывания вокруг малых частиц и от выхода. Что касается пределов, в которых характер скольжения зависит от величины энергии дефектов упаковки (ЭДУ) то на рис. 12 показана область составов нержавеющих сталей, при которых ЭДУ велика п, следовательно, склонность к водородному охрупчиванию должна быть мала. Например, сталь 310 (см. табл. 3) имеет высокую ЭДУ и, как правило, испытывает низкие (или нулевые) потери пластичности при экспозиции в водороде [278]. Однако при повышенном содержании водорода [337] или при испытаниях в условиях низких температур [84, 337], то есть при усилении планарности скольжения, для стали 310 также наблюдается увеличение потерь пластичности. Этот пример еще раз подтверждает, что ЭДУ является лишь одной из переменных, влияющих на планарность скольжения. Однако если рассматривать именно ее влияние, то из рис. 14 п 16 видно, что заметные потери пластичности возникают при уменьшении ЭДУ примерно до 40 мДж/м , как в нержавеющей стали 309 5 [74]. Рассматриваемая корреляция согласуется и с тем, что при низких уровнях ЭДУ в испытаниях на КР наблюдается, в основном, транскристаллитное растрескивание [78]. [c.140]

Наибольшее влияние на изменение прочности и пластичности тугоплавких металлов оказывают примеси внедрения — кислород, азот, водород и углерод, которые присутствуют в форме окислов, нитридов, гидридов и карбидов. Наличие окислов на границах зерен рения вызывает хрупкие межкристаллитные разрушения уже при небольших деформациях. [c.268]

На основе этих данных в [147] было предложено все ингибиторы по влиянию Их на механические характеристики высокопрочных сталей разделить на три группы I — группа — ингибиторы, введение которых а кислые среды позволяет полностью сохранить исходную пластичность и временное сопротивление (например, БА-6, ПКУ, ПБ-8, катапин К, ГМВ, ГМК и др.) они уменьшают содержание водорода до значений 0,05 см г, Н — группа — ингибиторы, которые, сохраняя Неизменным временное сопротивление, не предотвращают полностью уменьшения Пластичности (например, ГМБ, уротропин) они снижают содержание водорода До 5 0,10 см /г III группа — вещества, которые уменьшают временное сопротивление при полной потере пластичности (тиомочевина и ее производные). Изло- [c.89]

Содержание N1 в покрытиях более 4% значительно увеличивает пластичность покрытий, но одновременно увеличивает включение гидроокиси и водорода, которые способствуют разрушению покрытий, затормаживают движение дислокационных полей и концентрируют их в отдельных местах. Скопление энергии находит выход в образовании новых и росте имеющихся трещин. Этим представляется возможным объяснить невысокий рост микротвердости покрытий при значительном повышении внутренних напряжений II рода. Содержание N1 в покрытиях до 4% оказывает менее существенное влияние на процесс формирования вторичных структур при трении-сопряженных поверхностей, чем дальнейшее его повышение, При содержании N1 более 4% в покрытиях качественно изменяется структура сплава Ре — N1 и, как следствие этого, растет изнашиваемость покрытий. [c.40]

Благодаря защите образцов от коррозионного (анодного) воздействия среды цинковыми протекторами в случае выдержки на воздухе образцов перед испытанием на разрыв в течение месяца, что позволило десорбироваться водороду из решетки металла, было устранено влияние предварительного коррозионно-усталостного процесса на пластичность стали. Величины а , и ф получены в этом [c.69]

Большинство исследованных активных сред также не оказало влияния на механические характеристики различно обработанной стали при простом одноосном растяжении. В этих опытах исключение представляла среда с высокой концентрацией ионов водорода (26%-ный водный раствор серной кислоты), снизившая показатели пластичности стали, однако это снижение не зависело от состояния поверхности испытуемых образцов, т. е. от вида механической обработки стали. Снижение пластических свойств стали в водном растворе серной кислоты происходит за счет наводороживания катодных участков стали, что подтвердили опыты по установлению влияния катодной и анодной поляризации стали в электролитах в процессе ее деформации. [c.141]

СВ оказывают заметное влияние на св-ва стали. Так, марганец и кремний (при некоторых содержаниях) упрочняют сталь и понижают ее пластичность. Сера и кислород способствуют красноломкости. Кроме того, сера снижает усталостную проч-ность и коррозионную стойкость. Фосфор охрупчивает сталь при низких т-рах. Сера и фосфор улучшают обрабатываемость стали резанием, вследствие чего их вводят в автоматные стали. Наличие в стали азота приводит к деформационному упрочнению холоднодеформированной стали в процессе последующей выдержки при т-рах от комнатной до 250—300° С и к синеломкости малоуглеродистой стали при т-ре 150—300° С. Водород способствует охрупчиванию стали и образованию флокенов. В зависимости от содержания серы и фосфора различают углеродистые стали обыкновенного качества (до 0,055% 8 в 0,045% Р), качественные (не более 0,035% каждого элемента) и высококачественные (не более 0,025% каждого элемента). Из углеродистых сталей обыкновенного качества изготовляют малонагруженные изделия, а также арматуру для железобетонных конструкций (см. Железобетон, Строительная сталь), из качественных (см. Качественная сталь) и высококачественных углеродистых сталей — высоконагруженные детали машин и различные инструменты. Физико-химические и мех. св-ва сталей улучшают легированием хромом, никелем, молибденом, ванадием, титаном, марганцем, кремнием, вольфрамом, кобальтом, бором и др. элементами. Легированные стали превосходят углеродистые комплексом мех. св-в (конструкционная и инструментальная стали) и специфическими св-вами, к-рых у углеродистых сталей нет или они недостаточно высоки (см. Быстрорежущая сталь, Износостойкая сталь, Жаропрочная сталь, Корроаионност,ойкая сталь. Магнитная сталь, Электротехническая сталь). Св-ва большинства углеродистых и легированных сталей улучшают термической обработкой, химико-термической обработкой и термомеханической обработкой. В чугунах, в отличие от сталей, кристаллизующихся, как правило, [c.445]

Необходимо отметить, что опубликованные в литературе данные о влиянии водорода на прочность и пластичность металлов довольно противоречивы [ 46], хотя большинство исследователей считает, что водород ох-рупчивает метал и снижает его механические свойства. При циклическом нагружении металла отрицательное действие водорода проявляется сильнее, чем при статическом. Высокопрочные металлы более чувствительны к влиянию водорода, чем пластичные. [c.18]

Т. Тох и В. Болдвин [290], изучая влияние концентрации водорода на пластичность стали, нашли,, что при катодной поляризации стали 5АЕ1020 в 4%-ном растворе Н2504, содержащем коллоидный фосфор в качестве стимулятора наводороживания, водород проникает на глубину 0,64 мм при поляризации в течение 1 ч. К такому выводу авторы пришли на основании экспериментов, заключавшихся в измерении пластичности образцов непосредственно после катодной поляризации и после последовательного снятия поверхностных слоев -стали путем стачивания, [c.92]

Tox T., Болдви н В. Влияние различной концентрации водорода на пластичность стали. — В кн. Коррозионное растрескивание и хрупкость. М., 1961, с. 166—173. [c.389]

Нечай E. П. Попов K, B, Влияние водорода на пластичность и прочность никеля при растяжении, — В кн, Исследование сталей и сплавов, 1964, с. 227—233, [c.389]

Использовать ниобий и его сплавы в водородсодержащих средах при повышенных температурах можно лишь, если за время эксплуатации аппаратов и оборудования металл не насыщается водородом сверх 0,002 вес.% (22см /ЮОг). В табл. 13.16 показано влияние нагрева в водороде на пластичность ниобиевого сплава ВН2. [c.431]

Рис. 20. Влияние различных газов на пластичность [относительное сужение (г]))] сплава Ре—27 N1— —25 Со (Керамвар), испытанного на воздухе (/), а также при давлении 69 мПа в гелии (2) и водороде (3) [117]

Присутствие газовых примесей в металлах и сплавах сильно влияет на физико-химические свойства и эксплуатационные качества последних. Так, например, известно, что введение элементов внедрения в л1еталл приводит к повышению его жаростойкости, сопротивления ползучести и оказывает сложное влияние на прочность. Имеется возможность регулирования механических свойств сплавов и их поведения при различных температурах путем использования закономерности взаимодействия элементов внедрения с дислокациями и перераспределения примесей по формам нахождения в зависимости от внешних условий. Имеются многие примеры негативного влияния газов на свойства металлов. Так, примеси водорода, кислорода, азота и углерода вызывают переход тугоплавких металлов из пластичного состояния в хрутткое. Можно выделить три основных направления в использовании методов определения газов в металлах. [c.930]

В работе [179] авторы считают, что водород, растворенный в стали, находится в атомарном состоянии. При пластической деформации ускоряется диффузия атомов водорода, которые в плоскостях скольжения молизуются, увеличиваются объемные напряжения, что приводит к снижению пластичности стали. При увеличении скорости деформации п понижении температуры испытания процессы диффузии не успевают реализоваться и влияние водорода на пластичность стали уменьшается. [c.161]

При небольших содержаниях (5—8 см /100 г) водород практически не оказывает влияния на сопротивление металла пластической дефюрмации, но резко уменьшает предельную пластичность и сопротивление разрыву. Склон-йость к водородной хрупкости, т. е. относительная интенсивность падения [c.259]

Состав и структура стали оказьшают на стойкость к СВУ гораздо большее влияние, чем на общую коррозию. Существенно влияет на сульфидное растрескивание углерод. С увеличением количества углерода склонность закаленных сталей к сульфидному растрескиванию растет вследствие увеличения внутренних напряжений, прочности стали. Малое количество водорода, проникающего в металл, не может вызвать достаточных для развития трещин локальных пластических деформащ1Й в прочном материале. Считается, что сталь теряет пластичность при окклюзии водорода 7-12 см на 100 г металла. Однако водородное охрупчивание может происходить даже при незначительном количестве поглощенного водорода. Так, для стали марки 4340 (предел прочности 1600 МПа) химический состав следующий. [c.36]

Сказанное вьше это лишь перечисление возможных объяснений влияния легирующих элементов иа коррозионную стойкость ниобия, которые в какой-то степени можно распространить и на сплавы других тз оплав-ких металлов. Как и другие тугоплавкие металлы, ниобий и его сплавы при работе в кислотах наводороживаются и охрупчиваются. Насьшхение ниобия водородом до 0,02—0,03% приводит к полной потере пластичности. Вторая фаза - гидриды - обнаруживается при большем содержании водорода (при 0,08%). Легирование ниобия различными элементами может изменить указанные значения и тем самым уменьшить степень его водородного охрупчивания. [c.74]

Влиянию водорода на пластические и прочностные свойства стали посвящено достаточно большое число работ. Анализ имеющихся литературных данных показывает, что отрицательное воздействие водорода на механические характег ристики проявляется уже при 1—2 см ЮО г металла и при содержании водо- рода 5—10 см ЮО г пластичность стали минимальна и не изменяется. Способа насыщения стали водородом (катодная поляризация, травление, высокотемпера- турное насыщение газообразным водородом) не сказывается па механических свойствах металла. Эффективность воздействия водорода на механические ха- рактеристики существенно зависит от состава стали, ее структуры, предварительной деформации и термообработки, температуры и времени испытаний [103, 116, 141]. [c.82]

При травлении ЗОХГСНА (термообработка на мартенсит) в 20 %-ном растворе H2SO4 с добавко11 30 г/л Na l величины и б, определенные при испытании, на изгиб, снижались в 3 и 2 раза соответственно [103]. Пластичность стали, уменьшается пропорционально количеству внедренного водорода, при этом водород пропикающий в сталь, концентрируется в поверхностном слое и оказывает основное влияние на изменение механических свойств. Подтверждением этого-может служить большое число экспериментальных данных, показывающих, что> десорбция водорода при комнатной или повышенных температурах приводит к-восстановлению механических характеристик. [c.83]

Сопоставление защитных свойств ингибиторов с влиянием их на механические характеристики стали ЗОХГСНА показывает, что между ними не наблюдается однозначной зависимости. В то же время видно, что характеристики пластичности зависят от содержания водорода в стали, т. е. сохранение или потеря пласг тичности металла вызваны водородной хрупкостью. Содержание водорода в стали после травления в H I с исследованными ингибиторами составляет 0,03 см /г металла, что не превышает пороговой концентрации 0,05 см г, необходимой для сохранения пластических и прочностных характеристик. [c.88]

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]

В результате другого исследования [215] было установлено, что недоформированные углеродистые стали хорошо сопротивляются охрупчиванию под влиянием водорода. Однако после холодной деформации с обжатием 10,9 и 37,1% пластичность углеродистой стали под влиянием наводороживания снижается в 2,5—4 раза по сравнению с пластичностью отожженных образцов. [c.82]

Водородная статическая усталость является на практике одним из наиболее неприятных явлений, связанных с водородной хрупкостью, так как она проявляется даже при таких ничтожных концентрациях внедренного в сталь водорода, которые не могут привести к заметной потере пластичности при обычном испьлтании на растяжение, и поэтому не может быть выявлена кратковременными испытаниями. Замедленное разрушение под влиянием водорода наблюдается в широком диапазоне сравнительно низких напряжений, величина которых зависит от ряда рассмотренных ниже факторов. [c.92]

Как следует из диаграммы на фиг. 40, построенной по данным, приведенным в работе [33], при небольших концентрациях водорода (до 2—5 jn /100 г) ударная вязкость электролитически наводороженных сталей маняется незначительно, но при дальнейшем наводороживании резко снижается, достигая минимального значения при концентрации водорода 8—20 см /ЮО г. Следует отметить, что полное исчерпание пластичности сталей достигается при более низких концентрациях водорода (7—12 слг /100 г), чем исчерпание ударной вязкости, что объясняется эффектом влияния скорости деформации на проявление водородной хрупкости. Таким же образом можно объяснить тот факт, что при одной и той же концентрации водорода относительное снижение прочности и пластичности намного сильнее, чем относительное снижение ударной вязкости. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология