Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

О природе квазискола в низкоуглеродистой стали, охрупченной водородом

Е. Д. Мерсон, В. А. Полуянов, Д. Л. Мерсон, А. Ю. Виноградов

Аннотация


Методами сканирующей электронной и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии исследована поверхность разрушения наводороженной низкоуглеродистой стали, которую сначала деформировали на воздухе при комнатной температуре до остаточной деформации 12 %, а затем разрушали в жидком азоте. Установлено, что фасетки квазискола, образованные в ходе деформации при комнатной температуре, имеют сильно искривленную поверхность в отличие от плоских фасеток скола, образованных в ходе нагружения в жидком азоте. Сделан вывод о том, что образование фасеток квазискола в наводороженной стали не происходит по механизму скола в деформированной структуре.

Ключевые слова


водородная хрупкость; конфокальная лазерная сканирующая микроскопия; фрактография; квазискол; hydrogen embrittlement; confocal laser scanning microscopy; fractography; quasi-cleavage

Полный текст:

PDF

Литература


Lynch S. P. Hydrogen embrittlement phenomena and mechanisms // Corros. Rev. 2012. V. 30. P. 63 - 133. doi: 10.1515/corrrev-2012-0502.

Robertson I. M., Sofronis P., Nagao A. et al. Hydrogen embrittlement understood // Metall. Mater. Trans. A. 2015. V. 46. P. 2323 - 2341. doi: 10.1007/s11661-015-2836-1.

Koyama M., Springer H., Merzlikin S. V. et al. Hydrogen embrittlement associated with strain localization in a precipitation-hardened Fe - Mn - Al - C light weight austenitic steel // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 4634 - 4646. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.12.171.

Wang S., Martin M. L., Sofronis P. et al. Hydrogen-induced intergranular failure of iron // Acta Mater. 2014. V. 69. P. 275 - 282. doi: 10.1016/j.actamat.2014.01.060.

Ботвина Л. Р., Тетюева Т. В., Иоффе A. B. Стадийность множественного разрушения низколегированных сталей в среде сероводорода // МиТОМ. 1998. № 2. С. 14 - 22.

Neeraj T., Srinivasan R., Li J. Hydrogen embrittlement of ferritic steels: Observations on deformation microstructure, nanoscale dimples and failure by nanovoiding // Acta Mater. 2012. V. 60. P. 5160 - 5171. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2012.06.014.

Martin M. L., Fenske J. A., Liu G. S. et al. On the formation and nature of quasi-cleavage fracture surfaces in hydrogen embrittled steels // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 1601 - 1606. doi: 10.1016/j.actamat.2010.11.024.

Поволоцкий Д. Я., Морозов А. Н. Водород и флокены в стали. М.: Металлургиздат, 1959. 182 с.

Merson E., Vinogradov A., Merson D. L. Application of acoustic emission method for investigation of hydrogen embrittlement mechanism in the low-carbon steel // J. Alloys Compd. 2015. V. 645. P. 460 - 463. doi: 10.1016/j.jallcom.2014.12.083.

Louthan M. R. Hydrogen embrittlement of metals: a primer for the failure analyst // J. Fail. Anal. Prev. 2008. V. 8. P. 289 - 307. doi: 10.1007/s11668-008-9133-x.

Nagao A., Smith C. D., Dadfarnia M. et al. Interpretation of hydrogen-induced fracture surface morphologies for lath martensitic steel // Procedia Mater. Sci. 2014. V. 3. P. 1700 - 1705. doi: 10.1016/j.mspro.2014.06.274.

Martin M. L., Robertson I. M., Sofronis P. Interpreting hydrogen-induced fracture surfaces in terms of deformation processes: A new approach // Scr. Mater. 2011. V. 59. P. 3680 - 3687. doi: 10.1016/j.actamat.2011.03.002.

Lynch S. P. Interpreting hydrogen-induced fracture surfaces in terms of deformation processes: A new approach // Scr. Mater. 2011. V. 65. P. 851 - 854. doi: 10.1016/j.scriptamat.2011.06.016.

Kumar A., Wilkinson A. J., Roberts S. G. Quasi-cleavage fracture planes in spheroidized A533B steel // J. Microsc. 2007. V. 227. P. 248 - 253. doi: 10.1111/j.1365-2818.2007.01808.x.

Штремель М. А. Разрушение. Книга 2. M.: Изд. Дом МИСиС, 2015. 975 с.

Merson E., Kudrya A. V., Trachenko V. A. et al. Quantitative characterization of cleavage and hydrogen-assisted quasi-cleavage fracture surfaces with the use of confocal laser scanning microscopy // Mater. Sci. Eng. A. 2016. V. 665. P. 35 - 46. doi: 10.1016/j.msea.2016.04.023.

Мерсон Е. Д., Полуянов В. А. Стадийность роста трещин типа "рыбий глаз" при одноосном растяжении низкоуглеродистой стали, насыщенной водородом // Сборник Научных Трудов XVI Международной Научно-Технической Уральской Школы-Семинара Металловедов-Молодых Ученых. Екатеринбург, 2015. C. 343 - 346.

Nagumo M. Fundamentals of Hydrogen Embrittlement. Springer Singapore, Singapore, 2016. doi: 10.1007/978-981-10-0161-1.

Lynch S. P. Environmentally assisted cracking: Overview of evidence for an adsorption-induced localised-slip process // Acta Metall. 1988. V. 36. P. 2639 - 2661. doi: 10.1016/ 0001-6160(88)90113-7.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2019.3.53-57

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024