Отжиг с низким содержанием водорода , широко известный как «обжиг», представляет собой термическую обработку в металлургии с целью уменьшения или удаления водорода из материала с целью предотвращения водородного охрупчивания . Водородное охрупчивание — это водородное растрескивание металлов, особенно стали, которое приводит к ухудшению механических свойств, таких как пластичность, пластичность и вязкость разрушения при низкой температуре. Низководородный отжиг называется процессом снятия хрупкости. Отжиг с низким содержанием водорода является эффективным методом по сравнению с альтернативами, такими как гальваническое покрытие материала цинком, чтобы создать барьер для проникновения водорода, что приводит к дефектам покрытия. [1]
Основной механизм водородного охрупчивания поверхности отличается от механизма проникновения водорода в объем твердого тела. Исследования показали, что отжиг при 200 °C ослабляет водородное охрупчивание, вызванное внутренним водородом, но мало влияет на поглощенный поверхностью водород. При 200 °C атомы водорода могут диффундировать из железа и частично нержавеющей стали, и это минимальная температура, необходимая для процесса. [2] Точный механизм или его последствия не до конца понятны, поскольку также предполагается, что 200 ° C позволяет устранить вакансии в твердом теле, что также может повлиять на его механические свойства.
Материал выдерживают в печи водородного отжига в течение нескольких часов при температуре от 200 до 300 °C. Заключенные атомы водорода , известные как водородное охрупчивание [3], удаляются путем вытекания . Этот метод преимущественно используется сразу после сварки, нанесения покрытия или цинкования деталей.
Чжоу и др. показано сравнение кривых растяжения неотожженной трубопроводной стали Х80 и образцов, отожженных при 200 °С в течение 12 часов. [4] Кривая растяжения-деформации существенно меняется. Явления текучести проявились на кривой растяжения после отжига. Это можно объяснить следующим образом. При 200 °C атомы углерода обладают достаточной энергией, чтобы диффундировать в межузельные места дислокаций, образующих атмосферу Коттрелла. Это закрепляет дислокации на месте и снижает плотность подвижных дислокаций. В неотожженных образцах большая плотность подвижных дислокаций активируется и текучесть не возникает, поскольку не происходит резкого изменения плотности дислокаций. Предел текучести увеличился примерно на 10%, а удлинение уменьшилось примерно на 20%. Наконец, основываясь на условиях испытаний, можно сделать вывод, что отжиг при 200 °C уменьшает внутреннее водородное охрупчивание, но неэффективен в отношении восприимчивости к водородному охрупчиванию, вызванной абсорбированным на поверхности водородом.
Тип дефектов решетки связан с энергией активации выделения захваченного водорода. Атомы водорода могут выходить из дефектов и перемещаться в междоузлия решетки. Диффузия между такими типами сайтов может достичь динамического равновесия. [5]