Водород в конструкционных сталях

Обновлено: 16.05.2024

Бабаскин Ю.З., Шипицин С.Я., Кирчу И.Ф. Конструкционные и специальные стали с нитридной фазой

формат djvu
размер 9,72 МБ
добавлен 20 января 2013 г.

Киев: Наукова думка, 2005. - 372 с. В монографии изложены научные основы эффективного легирования основных видов стали азотом в комплексе с нитридообразующими элементами и их термической обработки. Рассмотрены механизмы и закономерности влияния концентрации азота в твердом растворе и избыточного высокотемпературного нитрида на термодинамику, кинетику и морфологию перлитного, бейнитного и мартен-ситного превращений, распада пересыщенных твердых ра.

Березков Б.Н., Архипов А.В. Конструкционные материалы. Часть 1. Стали и сплавы

формат pdf
размер 326,44 КБ
добавлен 20 декабря 2015 г.

Методические указания. — Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т, 2001, — 16 с. Дано определение стали как конструкционного материала, приведены классификация и маркировка сталей. Описано влияние примесей и даны характеристики сталей различного назначения. Рекомендуются студентам специальности 20.08.00. Подготовлены на кафедре МиТРЭА. Содержание Влияние на сталь углерода, постоянных примесей и легирующих элементов Классификация сталей Маркировка стале.

Браун М.П. Экономнолегированные стали для машиностроения

формат djvu
размер 4.98 МБ
добавлен 13 апреля 2011 г.

Киев: Издательство «Наукова думка», 1977. - 207 с. В монографии обобщены результаты исследований физико-механических и технологических свойств и структурных превращений при термической обработке высокопрочных сталей различных классов. Значительное внимание уделено использованию изотермической обработки, достижению глубокой прокаливаемости, снижению склонности сталей к хрупким разрушениям. Приведены данные об использовании новых высокопрочных ста.

Вейнгартен А.М., Делле В.А., Носкин А.В., Соколов Н.Н. и др. Судостроительная сталь

формат pdf
размер 26,98 МБ
добавлен 18 марта 2012 г.

Л.: Судпромгиз, 1962. - 304 с. Приведены данные о химическом составе, физико-механических свойствах, технологии обработки и рациональном применении в судостроении корпусной стали, стали для фасонного литья и поковок, двухслойной, нержавеющей и маломагнитной и теплоустойчивой стали, а также стали для гребных винтов, якорей и якорных цепей. Предназначена для конструкторов-судостроителей, технологов и работников лабораторий судостроительных заводов.

Герасимов С.А. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов

формат pdf
размер 54,23 МБ
добавлен 1 апреля 2015 г.

Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов

формат pdf
размер 1,40 МБ
добавлен 1 апреля 2015 г.

2-е изд., испр. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 518 с. Аннотация и выдержки из глав книги. 43 станицы. Изложены закономерности формирования структуры поверхностного слоя при азотировании сталей и сплавов перлитного, мартенситного и аустенитного классов в зависимости от их химического состава, плотности дефектов строения матрицы и температурно-временных параметров технологического процесса. Описаны механизмы влияния строения азотиро.

Герасимова Л.П., Ежов А.А., Маресев М.И. Изломы конструкционных сталей

формат djvu
размер 50.24 МБ
добавлен 23 декабря 2011 г.

Справочник. М.: Металлургия, 1987. - 272 с. Обобщены и систематизированы данные о видах изломов, а также характерных дефектах литых и катаных конструкционных сталей. Показано влияние металлургических и технологических факторов на структуру изломов. Представлены современные методы исследования изломов и освещена методика проведения фрактографических исследований. Впервые представлены результаты исседования структурных особенностей зарождения и р.

Гольдштейн Я.Е. Низколегированные стали в машиностроении

формат pdf
размер 7,56 МБ
добавлен 24 мая 2013 г.

Монография. —- М.: Машиностроение, 1963. — 240 с. Гольдштейн Я.Е. — известный советский ученый-материаловед, основоположник микролегирования и специалист в области модифицирования сталей. Книга посвящена вопросу использования экономнолегированных сталей, не содержащих дефицитных легирующих элементов, но характеризующихся высокими свойствами. В ней описывается новое в принципах легирования конструкционных сталей и способах ее получения. При.

Гольдштейн Я.Е., Заславский А.Я. Конструкционные стали повышенной обрабатываемости

формат pdf
размер 25,93 МБ
добавлен 11 июня 2016 г.

Москва: Металлургия, 1977. — 248 с.: ил. В книге рассмотрены важнейшие особенности производства и применения новых для промышленности страны сталей типа конструкционных и нержавеющих повышенной обрабатываемости, легированных серой, селеном, теллуром, свинцом и другими добавками, вводимыми порознь или комплексно. Показано влияние этих добавок, а также особенностей металлургического передела на структуру, физико-механические, технологические и эксп.

Ефименко Л.А. и др. Традиционные и перспективные стали для строительства магистральных газонефтепроводов

формат pdf
размер 74,87 МБ
добавлен 24 декабря 2014 г.

Ефименко Л.А., Елагина О.Ю., Вышемирский Е.М., Капустин О.Е., Мурадов А.В., Прыгаев А.К. — М.: Логос, 2011. — 304 с. Аннотация В предлагаемом издании подробно рассмотрены вопросы применения традиционных и перспективных сталей для строительства магистральных газонефтепроводов. Проведено сопоставление требований нормативных документов к механическим свойствам и химическому составу трубам для газонефтепроводов. Рассмотрены вопросы свариваемости труб.

Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Никитина Е.Н. Бейнитная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения

формат pdf
размер 4,36 МБ
добавлен 11 января 2016 г.

Касаткин Г.Н. Водород в конструкционных сталях

формат djvu
размер 5.53 МБ
добавлен 04 декабря 2010 г.

М: Интермет Инжиниринг, 2003. - 336 с: ил. Приведены данные о дефектах водородного происхождения в среднелегированных конструкционных сталях и трубных сталях, использующихся для строительства трубопроводов большого диаметра. Описан оригинальный прибор и метод анализа водорода из проб при выплавке конструкционных сталей в различных металлургических агрегатах. Предназначена для работников металлургических предприятий и может быть полезна преподават.

Клейнер Л.М, Шацов А.А. Конструкционные высокопрочные низкоуглеродистые стали мартенситного класса

формат pdf
размер 39,80 МБ
добавлен 09 марта 2013 г.

Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. - 303 с. Содержание Структурные и технологические особенности НМС. Сопоставление сталей с традиционными типами структур и НМ Совмещенный процесс формообразования с закалкой Конструкционная прочность НМ. Формирование структуры и механические свойства НМС в изотермических условиях Механизмы и кинетика фазовых превращений в НМС при непрерывном охлаждении Трещиностойкость, прочность и хладостойкость НМС Фор.

Кречмер В.Г. Высокопрочные сложнолегированные стали

формат pdf
размер 19.71 МБ
добавлен 08 апреля 2011 г.

Алма-Ата, «Наука» КазССР, 1975. - 197 с. Предлагаемая книга посвящена созданию высокопрочных сложнолегированных конструкционно-инструментальных безникелевых сталей с пределом прочности 180— 200 кгс/мм2, предназначенных для изготовления деталей, машин и инструментов. С учетом новейших данных рассматриваются особенности этих сталей по сравнению со сталями, содержащими никель, вольфрам и другие дефицитные элементы. Приводятся сравнительные характер.

формат djvu
размер 5,18 МБ
добавлен 31 августа 2014 г.

Алма-Ата: Наука, 1975. — 195 с. Предлагаемая книга посвящена созданию высокопрочных сложнолегированных конструкционно-инструментальных безникелевых сталей с пределом прочности 180— 200 кгс/мм2, предназначенных для изготовления деталей, машин и инструментов. С учетом новейших данных рассматриваются особенности этих сталей по сравнению со сталями, содержащими никель, вольфрам и другие дефицитные элементы. Приводятся сравнительные характеристики лег.

Кудрявцев И.В. (общ.ред), Могилевский Е.П. (ред) Материалы в машиностроении. Выбор и применение. Конструкционная сталь

формат djvu
размер 12.79 МБ
добавлен 06 февраля 2012 г.

Справочник. Т.2, М.: Машиностроение, 1967.- 497 с. Для конструкторов и технологов машиностроительных заводов, проектно-конструкторских организаций и НИИ, для руководства при выборе материалов при создании новых машин, ремонте и модернизации старого оборудования. В данном томе приведены справочные материалы по широкой номенклатуре стали разных марок, указаны прогрессивные методы получения высоких качественных показателей металла, освещены вопросы.

Матросов Ю.И. Сталь для магистральных газопроводов

формат djvu
размер 6.1 МБ
добавлен 28 ноября 2010 г.

М.: Металлургия, 1989 г. 288 стр. Рассмотрены современные стали для электросварных газопроводных труб большого диаметра. Изложены теоретические основы микролегирования, термомеханической и термической обработки высокопрочных низколегированных трубных сталей с высоким сопротивлением хрупкому и вязкому разрушению. Приведены данные о влиянии рафинирования стали на повышение вязкостных свойств. Изложены сведения о свариваемости и технологии производ.

Одесский П.Д., Кулик Д.В. Стали с высоким сопротивлением экстремальным воздействиям

формат djvu
размер 4,55 МБ
добавлен 07 января 2012 г.

Монография. - М.: Интермет Инжиниринг, 2008. - 239 с. Рассмотрены особенности химического состава, структуры и технологии производства сталей с высоким сопротивлением экстремальным воздействиям, в том числе низких и высоких температур, коррозии сейсмическим воздействиям, переменным нагрузкам, а также поведение сталей при эксплуатации, изготовлении и монтаже металлических конструкций. Особое внимание уделено получению высоких инженерных свойств пр.

Пилюшенко В.Л. и др. Структура и свойства автолистовой стали

формат djvu
размер 1,98 МБ
добавлен 15 октября 2012 г.

Пилюшенко В.Л., Яценко А.И., Белянский А.Д., Регаша Н.Л., Кругликова Г.В. М.: Металлургия, 1996. - 164 с. На уровне современных металловедческих представлений изложены основные особенности процессов формирования структуры и свойств низкоуглеродистых сталей как материала для получения тонкого конструкционного листа. Приведены данные об оценке свойств листовых сталей, роли и значении основных химических элементов при структурообразовании, особеннос.

Приданцев М.В., Талов Н.П., Левин Ф.Л. Высокопрочные аустенитные стали

формат djvu
размер 9.16 МБ
добавлен 15 декабря 2011 г.

М.: Металлургия, 1969. - 248 с. Изложены данные о влиянии на структуру и свойства железохромомарганцевых сталей разных легирующих элементов. Приведены диаграммы состояния и их разрезы, а также данные о химическом составе и свойствах разработанных и применяемых хромомарганцевоникелевых сталей с азотом и другими легирующими добавками и технологические особенности производства в связи с режимами горячей пластической деформации и термической обрабо.

Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы

формат djvu
размер 10.72 МБ
добавлен 09 декабря 2011 г.

М.: "Металлургия", 1982, - 400 с. Рассмотрена теория легирования и на её основе анализируются структура и свойства новых составов рессорно-пружинных, мартенситностареющих, теплостойких, коррозионностойких, высококоррозионностойких сплавов для работы при низких температурах и т. п. сталей и сплавов. Представлены новые методы упрочнения - динамическое старение, ступенчатое старение, старение с использованием механизма прерывистого распада, а также.

Трещиностойкость сталей магистральных трубопроводов

формат pdf
размер 10.53 МБ
добавлен 30 мая 2011 г.

Красовский А. Я., Красико В. Н.; Отв. ред. Трощенко В. Т.; АН УССР. Ин-т проблем прочности. – Киев: Наук, думка, 1990. – 176 с – ISBN 5-12-001677-4. В монографии описаны методы и результаты оценки сопротивляемости сталей магистральных трубопроводов развитию в них трещин. Дан анализ факторов, влияющих на трещиностойкость трубопроводов в процессе их эксплуатации, описаны структура и механические свойства трубных сталей. Изложены результаты экспери.

Уваров В.В., Носова Е.А., Уварова B.C. Отечественная и зарубежная маркировка конструкционных сталей

формат pdf
размер 1,04 МБ
добавлен 13 июля 2015 г.

Учебное пособие. — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2004. - 34 с. Приведены материалы по стандартизации и маркировке сталей в России и в промышленно развитых зарубежных странах. Указаны принципы маркировки конструкционных сталей по физическим, механическим свойствам и химическому составу. Даны типовые примеры маркировки стали в разных странах. Предназначается для студентов машиностроительных и металлургических специальностей, а также д.

Pickering, F.B. High Strength Low Alloy Steels. Materials Science and Technology

формат pdf
размер 2,80 МБ
добавлен 02 ноября 2016 г.

2006. Глава книги Materials Science and Technology, издательства Wiley-VCH. Содержит информацию о свойствах, методах изготовления и исследования высокопрочных низколегированных сталей

Sha W., Guo Z. Maraging Steels: Modelling of Microstructure, Properties and Applications

формат pdf
размер 16.39 МБ
добавлен 24 декабря 2011 г.

Woodhead Publishing Limited, 2009, 203 pages Maraging steels are high-strength steels combined with good toughness. They are used particularly in aerospace and tooling applications. Maraging refers to the ageing of martensite, a hard microstructure commonly found in steels. Maraging steels: modelling of microstructure, properties and applications covers the following topics: Introduction to maraging steels; Microstructure of maraging steels; Me.

М: Интермет Инжиниринг, 2003. - 336 с: ил.
Приведены данные о дефектах водородного происхождения в среднелегированных конструкционных сталях и трубных сталях, использующихся для строительства трубопроводов большого диаметра. Описан оригинальный прибор и метод анализа водорода из проб при выплавке конструкционных сталей в различных металлургических агрегатах.
Предназначена для работников металлургических предприятий и может быть полезна преподавателям и студентам вузов металлургического профиля.

Белащенко Д.К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках

формат pdf
размер 15.61 МБ
добавлен 06 декабря 2011 г.

М.: Атомиздат. 1970. 400 с. В книге описаны явления переноса в металлических и полупроводниковых расплавах и свойства (тепловые, электрические, динамические) этих расплавов. Рассмотрены вопросы взаимодействия конструкционных материалов с этими расплавами .

Вотинов С.Н., Прохоров В.И., Островский З.Е. Облученные нержавеющие стали

формат djvu
размер 1.7 МБ
добавлен 07 июля 2011 г.

М.: «Наука», 1987. — 128 с. В монографии представлены материалы, посвященные исследованиям действия нейтронного (реакторного) облучения на конструкционные материалы атомных реакторов. Наибольший объем отведен рассмотрению эффектов в аустенитных нержавеющих сталях. На основании сравнительного анализа изменений структуры и механических свойств делаются заключения о механизмах радиационного упрочнения и охрупчивания сталей. Рассматривается явление.

Дигонский С.В., Тен В.В. Неизвестный водород

формат pdf
размер 7.66 МБ
добавлен 03 марта 2011 г.

Казаков Н.Ф. Технология металлов и других конструкционных материалов

формат pdf
размер 29.13 МБ
добавлен 05 апреля 2011 г.

М.: Металлургия, 1975. – 689с. Учебное пособие написано в соответствии с программой курса Технология конструкционных материалов для студентов механических специальностей немашиностроительных вузов. Оно содержит разделы по производству черных и цветных металлов, основы металловедения и термической обработки, литейное производство, обработка металлов давлением, основы сварочного производства, пайки металлов и сплавов, обработки металлов резанием, э.

Либенсон Г.А. Производство порошковых изделий

формат djvu
размер 1.78 МБ
добавлен 31 мая 2009 г.

Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990. - 240 с. Рассмотрены физико-химические основы создания порошковых конструкционных, пористых, инструментальных, высокотемпературных и электротехнических материалов и изделий. Приведены систематизированные данные о составах, физических и механических свойствах таких материалов и изделий и применении их в различных отраслях народного хозяйства. Рассмотрены вопросы качества.

Мажарова Г.Е. и др. Производство изделий из порошков цветных металлов

формат djvu
размер 2.59 МБ
добавлен 23 августа 2011 г.

Авт.: Г.Е. Мажарова, Г.А. Баглюк, А.В. Довыденкова. — К.: Техника, 1989.— 120 с. Описаны методы получения порошковых конструкционных изделий на основе цветных металлов — меди, алюминия, титана и их сплавов. Рассмотрены строение, свойства этих материалов и изделий из них. На основе отечественного и зарубежного опыта освещены особенности эксплуатации порошковых деталей. Даны рекомендации по их производству. Показана экономическая эффективность внед.

Неменёнок Б.М., Гурченко П.С., Рафальский И.В. Контроль качества продукции металлургического производства

формат pdf
размер 24.2 МБ
добавлен 20 января 2012 г.

Учебное пособие. - Минск: Изд-во БНТУ, 2005. - 449 с. В учебном пособии изложены современные методы анализа химического состава продуктов металлургического производства, газов и неметаллических включений в сталях и сплавах, контроля макроструктуры, физических, химических и механических свойств стали и сплавов. Приведены основные сведения о контроле качества отливок и технологических процессов их получения.

Симс Ч.Т. и др. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 1

формат djvu
размер 4.55 МБ
добавлен 27 июня 2009 г.

М.: Металлургия, 1995. — 384с. Представлены сведения о природе, технологии и особенностях производства и применения металлических жаропрочных сплавов (суперсплавов на основе Ni, Со, Fe, а также впервые - Nb и Мо) и других высокотемпературных конструкционных материалов. Рассмотрены такие вопросы, как использование оксидного дисперсного упрочнения в комбинации с механическим легированием, применение быстрой кристаллизации и др. Изложены современные.

Тодоров Р.П. Графитизированные железоуглеродистые сплавы

формат pdf
размер 26.98 МБ
добавлен 29 августа 2011 г.

Москва, "металлургия" - 1981, 320 с. Рассмотренны структурные превращения в графитизированных сталях, ковких и модифицированных чугунах с шаровидной и пластичатой формой графита. Описанно поведение изолированного цементита при отжиге металлокерамических псевдосплавов. Показанно влияние химического состава и условий охлаждения на литейные и механические свойства графитизированных сплавов. Предназначенна для научно-технических работников, занимающи.

Фоменко А.П. Разработка и исследование малоприбыльного слитка

формат doc
размер 3.02 МБ
добавлен 15 ноября 2011 г.

М.: ЦНИИЧЕРМЕТ, 2007. - 22 с. В автореферате приведено описание новой конструкции изложницы для получения слитка сортового проката конструкционных марок сталей, диаметром до 200мм, позволяющий снизить величину головной обрези до 7% и стабилизировать химический состав металла по концам проката. Разработана, изготовлена и внедрена в производство новая изложница с прямой конусностью стенок и эффективным утеплением головной части, без прибыль-ной н.

Монография. С-Пб.: Наука, 2006, 292с
Известные технологические процессы рассмотрены с позиции участия в них водорода, практически всегда остающегося незамеченным. Изучена роль водорода в образовании кристаллической структуры графита и сделан вывод, что все твердые углеродистые вещества содержат в своем составе водород.
Поскольку явление выделения водорода при нагревании угля, кокса или графита хорошо известно, то во всех высокотемпературных процессах с их участием непременно участвует и водород. Развитие подобных представлений позволило создать новую концепцию твердофазного восстановления оксидов металлов и спекания порошкообразных веществ, в которой водороду отводится роль транспортирующего агента в газофазных транспортных химических реакциях.
На основании экспериментов сделана попытка связать с ювенильным водородно-метановым флюидом образование твердых и жидких ископаемых углеродистых веществ. Изучение возможности получения водорода путем газификации негорючих углеродистых веществ, например графита, является актуальным и вносит вклад в развитие водородной энергетики. (Рукопись).

Дигонский С.В, Тен В.В. Роль водорода в восстановлении оксидов металлов твердым углеродом

формат pdf
размер 1.18 МБ
добавлен 04 марта 2011 г.

Статья. Журнал "Альтернативная энергетика и экология", 2009, № 11, с. 45-55. Эксперименты по восстановлению оксидов металлов твердым углеродом в куполообразных нагревательных устройствах показали, что прямое восстановление определяется химическими транспортными реакциями с участием водорода в качестве агента, транспортирующего кислород от оксида к углероду. Установлено, что твердофазные восстановительные процессы в таких устройствах протекают с.

Дигонский С.В. Карботермическое восстановление металлов из неокускованного сырья

формат pdf
размер 2.48 МБ
добавлен 08 января 2012 г.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Специальность 05.16.02 – Металлургия черных, цветных и редких металлов Челябинск, Изд-во Южно-Уральского государственного университета, 2008. - 43с. Структура автореферата: Общая характеристика работы (Актуальность, Цель и задачи исследования, Объекты и методы исследования, Научная новизна и др.) Аналитический обзор и постановка задач исследования Прямое восстановление.

Дигонский С.В. Некоторые закономерности металлургии алюминия

формат jpg, doc, pdf
размер 6.03 МБ
добавлен 04 марта 2011 г.

Статья. Опубликована в журнале "Технология металлов", 2007, №7, с. 6-13. Показана необходимость применения в алюминиевом электролизере анода только из углеродистого материала.

Дигонский С.В. Теоретические основы и технология восстановительной плавки металлов из неокускованного сырья

формат pdf
размер 17.14 МБ
добавлен 20 декабря 2010 г.

Монография / СПб., Наука, 2007. — 322 с. Исследованы различные аспекты руднотермической плавки неокускованных шихтовых материалов путем их загрузки в предварительно наведенный в ванне печи расплав, показаны преимущества такого процесса по сравнению с твердой завалкой шихтовых материалов. На основании проведенных экспериментов разработана и теоретически обоснована концепция прямого углетермического восстановления оксидов металлов из фторидных расп.

Дигонский С.В. Теоретические основы и технология восстановительной плавки металлов из неокускованного сырья. (Рукопись)

формат pdf
размер 8.13 МБ
добавлен 05 марта 2011 г.

Монография. С-Пб, Наука, 2007. Исследованы различные аспекты руднотермической плавки неокускованных шихтовых материалов путем их загрузки в предварительно наведенный в ванне печи расплав; показаны преимущества такого процесса по сравнению с твердой завалкой шихтовых материалов. На основании проведенных экспериментов разработана и теоретически обоснована концепция прямого углетермического восстановления оксидов металлов из фторидных расплавов бе.

Попандопуло И.К., Михневич Ю.Ф. Непрерывная разливка стали

формат djvu
размер 7.92 МБ
добавлен 09 августа 2011 г.

М., Металлургия, 1990. - 296 с. Рассмотрена современная технология выплавки и внепечной обработки стали, предназначенной дпя разливки на машинах непрерывной разливки стали (МНРС). Большое, внимание уделено конструкциям технологических узлов МНРС, влиянию различных факторов на качество литого металла, вопросам непрерывного литья и особенностям формирования непрерывнолитой заготовки. Описаны передовые технологические приемы подготовки оборудования.

Водородная хрупкость

Элементы различных конструкций могут подвергаться совместному воздействию длительно действующих нагрузок, температур и различных агрессивных сред. Одним из видов агрессивной среды является водородосодержащая среда. Причем она может действовать на конструкцию как при высоких температурах и давлениях, так и при нормальных, которые условно называют низкими температурами. При высоких температурах и давлениях водород, действуя на материал конструкции, вызывает водородную коррозию - обезуглероживает сечение, в результате значительно изменяются кратковременные и длительные механические свойства. Это приводит к изменению напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов конструкций и сокращению долговечности.

При нормальных температурах водород оказывает избирательное воздействие на механические свойства напряженного металла конструкции. Механические свойства сильно изменяются в растянутых зонах и практически остаются стабильными в сжатых зонах конструкции; причем в растянутых зонах изменение механических свойств тем сильнее, чем большее количество водорода проникло в соответствующий объем конструкции. Водородное воздействие приводит к охрупчиванию материала, которое может привести, и в ряде случаев уже приводило к авариям. Несмотря на это, водород широко применяется в различных отраслях техники и промышленности. Более того, в силу целого ряда причин технического, экономического и экологического характера ожидается значительное увеличение потребления водорода в мировой экономике для различных нужд.

Низкотемпературное водородное охрупчивание наблюдается при температурах, не превышающих 200°С (от t = -20 до t = +200 °С), и в этом случае в качестве источника водорода выступает либо сам водород, когда конструктивный элемент представляет собой бак, сосуд, баллон и т.д. (тогда водород просто под давлением проникает в металл), либо водород может появиться как побочный продукт в ряде технологических процессов.

Низкотемпературное водородное воздействие отличается тем, что водород по диффузионному механизму проникает в напряженные и ненапряженные элементы конструкций, причем он интенсивнее проникает в растянутые зоны конструкций и менее интенсивно - в сжатые зоны, накапливается там и после достижения определенной концентрации приводит к изменению механических свойств материала конструкции. При этом степень изменения свойств металлов сильно зависит от содержания водорода. При малом содержании водорода изменения механических свойств практически не наблюдается, после достижения критического уровня происходит интенсивное ухудшение свойств, по достижении предельной концентрации (предельного уровня насыщения) изменение механических свойств затормаживается, несмотря на продолжающееся насыщение материала конструкции.

Особенность работы нагруженных конструкций, подвергающихся низкотемпературному наводороживанию, заключается в том, что изменение механических свойств материала в растянутых зонах происходит более интенсивно, чем в сжатых зонах. Неравномерное изменение свойств вызывает перераспределение поля напряжений, которое в свою очередь влияет на распределение водородного поля. Этот процесс перераспределения напряжений и водородного поля по объему конструкции будет неустановившимся до тех пор, пока либо не стабилизируется состояние конструкции, либо она не разрушится.

При низкотемпературном наводороживании кинетика водородного охрупчивания контролируется кинетикой транспорта водорода. Если концентрация водорода превысит предельно допустимое значение, то развивается водородная хрупкость. Водородная хрупкость проявляется в изменении механических характеристик металла. Термин «водородная хрупкость» является условным, так как водород не всегда приводит к замедленному разрушению.

Под водородной хрупкостью понимают всю совокупность отрицательных явлений, вызванных повышенным содержанием водорода в металле. Вредное воздействие водорода на металл проявляется прежде всего в снижении его прочностных и пластических свойств. Так, снижение пластичности металлов может колебаться в широком диапазоне: от нескольких процентов до почти полной потери пластичности. Влияние водорода на механические свойства металла может осуществляться в результате облегчения обычного для данного металла вязкого разрушения или в результате изменения характера разрушения от вязкого внутризеренного к хрупкому межзеренному. Под воздействием водорода значительно увеличивается чувствительность металлов к наличию трещин. Это делает реальной опасность катастрофического хрупкого разрушения конструкций, обладающих в обычных условиях достаточной несущей способностью.

Природа водородной хрупкости металлов определяется содержанием водорода, характером взаимодействия металлов и сплавов с водородом, состояние водорода в металле, величиной напряжений.

Водородная хрупкость связана с различного рода дефектами и несовершенствами кристаллической решетки металлов. Водородная хрупкость металлов создается самим водородом благодаря особенностям его состояния в металле.

Анализ экспериментальных данных позволил выявить следующие закономерности проявления водородного охрупчивания:

1) вызванная водородом хрупкость проявляется при низких скоростях деформации;

2) повышение содержания водорода в материале ухудшает его прочностные и пластические характеристики;

3) наводороженный металл подвержен замедленному разрушению, т.е. разрушению при постоянной или слабо меняющейся нагрузке;

4) механические характеристики наводороженного металла, находящегося в напряженном состоянии, могут хотя бы частично быть восстановлены в процессе отдыха после снятия напряжений;

5) с ужесточением схемы напряженного состояния интенсивность охрупчивания заметно возрастает[2].

Присутствие водорода приводит к увеличению хрупкости всех без исключения металлов, ни в одном случае не было обнаружено увеличение пластичности металла при окклюзии водорода.

Установлено, что результатом возникновения водородной хрупкости стали является понижение ударной вязкости, относительного удлинения и относительного сужения. Вредное влияние водорода на пластические свойства более резко проявляются у хромоникелевых, хромомолибденовых и хромоникельмолибденовых сталей. Значительное охрупчивание стали, содержащей водород, происходит в интервале температур от - 100 до + 100 0 С, максимум водородной хрупкости имеет место при температурах, близких к комнатной, а при температуре – 196 0 С водородная хрупкость стали практически не наблюдается. На рисунке 1 схематично это изображено.

Чувствительность стали к водородной хрупкости зависит от многих факторов: в первую очередь от уровня прочности, а затем от состояния, состава, структуры стали, а также свойств отдельных плавок [3].

Так же установлено, что присутствие водорода приводит к резкому понижению пластических свойств никеля и в характере этого процесса имеется много общего с процессом охрупчивания стали и ряда других металлов, имеющих кубическую решетку. Однако в отличие от стали, где давление приводило к необратимым изменениям вследствие пластической деформации, никель деформируется только упруго: после прекращения наводороживания деформация постепенно исчезает.

При воздействии водорода на медь происходит резкое снижение пластичности. Опасность охрупчивания меди необходимо учитывать при некоторых технологических операциях, например при светлом отжиге медных изделий, получившем широкое практическое применение.

Рисунок 1. Схема растяжения стали.

1- исходная нормализация; 2- после наводороживания.

Алюминий не склонен к водородной хрупкости. Единственный дефект, возникающий в алюминиях и его сплавах под действие водород, - газовая пористость, которая оказывает влияние на механические свойства сплавов. Снижение предела прочности представляется следствием охрупчивания из-за пористости.

Тантал наименее склонен к водородной хрупкости. Долговечность наводороженного тантала также значительно ниже, чем не содержащей водород.

Присутствие водорода в титане вызывает резкое ухудшение пластических свойств металла при растяжении и других видах деформации, понижает сопротивление ударному разрушению, отрицательно влияет на характеристики длительной прочности и другие служебные свойства металла. Технический титан обладает большой чувствительностью к водородной хрупкости, чем титан высокой чистоты [1].

Таким образом, проблема водородной хрупкости металлов оказалась значительно более глубокой и всеобъемлющей, чем это предполагалось.

1. Галактионова, Н.А. Водород в металлах. - М.: Металлургия, 1967. – 304c.

2. Колачев, Б.А. Водородная хрупкость металлов. – М.: Металлургия, 1985. – 215c.

3. Мороз,Л.С Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1967. – 275c.

Основные термины (генерируются автоматически): Водородная хрупкость, Водород, Водородная хрупкость металлов, металл, присутствие водорода, свойство, температура, водородное охрупчивание, водородное поле, сам водород.

Взаимодействие металлов с водородом

Изучению взаимодействия водорода с металлами посвящено большое количество исследований как материаловедческого, так и фундаментального плана. Это вызвано тем, что водород, проникающий в металл во время плавки, разливки и различных химических, электрохимических, газоразрядных и ядерных процессов, является одной из важнейших причин ухудшения эксплуатационных характеристик материала. Снижение пластических свойств материалов (водородная хрупкость), раковины, пузыри, трещины и другие макроскопические несовершенства структуры способствуют быстрому разрушению изделий, контактирующих с водородом.

Основными проблемами конструкционных и функциональных материалов является механизм проникновения водорода в металл и изменение свойств под действием водорода.

Причиной низкотемпературного наводороживания является катодная поляризация поверхности стального оборудования в электролитических средах. Такая поляризация на практике может иметь место в результате двух принципиально отличающихся процессов: 1) саморастворения (коррозии, химического травления); 2) электрохимической обработки с наложением тока [1].

Наводороживание слагается из этапов адсорбции, абсорбции (растворение) и диффузии водорода. Следовательно, чтобы узнать характер неоднородности, появившейся в результате наводороживания нужно знать закон распределения водорода по объему конструктивного элемента и связь концентрации водорода со степенью изменения механических свойств.

Следуя Б.А.Колачеву, процесс диффузии водорода в металл можно описать следующим образом [2]. При адсорбции молекулы водорода в конечном итоге распадаются на атомы, которые затем диффундируют вглубь металла. Плотность потока J, то есть количество вещества, диффундирующего в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной потоку вещества, пропорциональна пространственному коэффициенту концентрации

где D – коэффициент диффузии, C - концентрация водорода.

Для одномерной задачи уравнение переходит в первый закон Фика

Если коэффициент D не зависит от концентрации, то из первого вытекает второй закон Фика в виде

В интегральной форме коэффициент диффузии:

где - концентрации диффундирующего тела в поверхностных слоях.

Кроме того, коэффициент диффузии для тонких мембран зависит от толщины сечения, это связано с тем, что при тонких сечениях не выполняется первый закон Фика, так как не достигается независимость концентрации от плотности поляризующего тока.

Для нахождения закона распределения концентрации водорода и по объему конструктивного элемента в любой момент времени нужно решить уравнение диффузии с начальными и граничными условиями, соответствующими рассматриваемой задачи.

Большой интерес представляют работы Катлинского B.M. [2]. Он провел большую работу по анализу и статистической обработке опубликованных экспериментальных данных для коэффициента диффузии водорода в различных металлах. Причем автор при анализе исключал из рассмотрения резко отклоняющиеся данные и использовал метод наименьших квадратов для нахождения значений D и E в зависимости:

где D₀ – предэкспоненциальный множитель, E – энергия активации при диффузии, R – газовая постоянная, T - абсолютная температура.

В таблице 1 приведены эффективные значения D и E.

Таблица 1. Параметры температурной зависимости коэффициента диффузии водорода D.

Читайте также: