stringtranslate.com

Низководородный отжиг

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.

Описание процесса

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.

Влияние на механические свойства

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.

Влияние на решетку

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]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фигероа, Д.; Робинсон, MJ (1 апреля 2008 г.). «Влияние защитных покрытий на водородное охрупчивание и повторное охрупчивание сверхвысокопрочных сталей». Коррозионная наука . 50 (4): 1066–1079. doi : 10.1016/j.corsci.2007.11.023. ISSN  0010-938X.
  2. ^ Такай, К.; Шода, Х.; Сузуки, Х.; Нагумо, М. (1 октября 2008 г.). «Дефекты решетки, доминирующие над водородным разрушением металлов». Акта Материалия . 56 (18): 5158–5167. Бибкод : 2008AcMat..56.5158T. doi :10.1016/j.actamat.2008.06.031. ISSN  1359-6454.
  3. ^ Колачев, Б.А.; Кондрашова, Н.Н.; Скольцов В.Н.; Дроздов, П.Д. (1996). «Влияние температуры на склонность сплава ВТ6ч к водородному охрупчиванию». Металловедение и термическая обработка . 38 (12): 531–535. Бибкод : 1996MSHT...38..531K. дои : 10.1007/BF01154084. S2CID  137332245.
  4. ^ Чжоу, Чэншуан (2019). «Влияние внутреннего водорода и поверхностно-абсорбированного водорода на водородное охрупчивание трубопроводной стали X80». Международный журнал водородной энергетики . 44 (40): 22547–22558. doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.04.239. S2CID  181515850.
  5. ^ Лю, Цянь; Атренс, Андрей (01 июля 2015 г.). «Обратимое улавливание водорода в стали средней прочности 3,5NiCrMoV». Коррозионная наука . 96 : 112–120. doi :10.1016/j.corsci.2015.04.011. ISSN  0010-938X.