Водород в железе и других металлах, страница 19

Принципиально по-иному ведут себя аустенитные стали. Несмотря на большую растворимость водорода, они не подвержены водородной хрупкости. Это можно объяснить малой скоростью диффузии, иными условиями деформирования металла с гранецентрированной решеткой, которая вообще не так легко может быть приведена к состоянию хрупкого излома, и изотропным залеганием атомов водорода в центре кубов.

Так как железо и сталь перед холодной прокаткой и волочением всегда травят для удаления окалины, то травильная хрупкость может неприятным образом проявиться при этих процессах холодного деформирования. Для  борьбы с этим явлением используют то обстоятельство, что водород    улетучивается при длительном вылеживании, а еще быстрее при нагреве стали до 100 - 200°С, в результате чего вязкость металла увеличивается. При повышенных температурах это явление происходит настолько внезапно и бурно, что возможен даже разрыв образцов (проволоки). При многократном насыщении доля водорода, легко удаляющегося при вылеживании, уменьшается и возрастает та его часть, которая удаляется с трудом. Это объясняется тем, что при многократном насыщении водород во все увеличивающемся количестве выделяется в молекулярной форме, вызывая таким образом искажения в структуре, что в конечном итоге приводит к затруднению диффузии.

Приведенные данные показывают, что еще нельзя считать достаточно точно установленным механизм охрупчивания под влиянием водорода, однако пути и средства устранения этого явления известны. При изучении вопроса о влиянии водорода и при испытаниях на водородную хрупкость всегда необходимо учитывать, что наряду с содержанием водорода в стали действует целый ряд других факторов, например легирование, термическая обработка, структура и прочность, а также и предшествующая деформация (горячая или холодная). Во избежание охрупчрвания материала на практике стремятся получать в стали по возможности низкое содержание водорода, посредством тщательного контроля условий плавки и печной атмосферы при отжиге. Следует также стремиться к созданию наиболее благоприятной структуры стали, например высокоотпущенного мартенсита или пластинчатого перлита, а также заботиться о достаточном снижении внутренних напряжений.

2.5  Влияние водорода как легирующего элемента

Из проведенных исследований о влиянии водорода на замедление превращения в стали вытекает, что водород практически не влияет на время начала изотермического превращения, зато конец превращения, напротив, сдвигается в сторону более длительных выдержек. При этом во время превращения, точно так же, как и при непрерывном охлаждении, наблюдается сильное выделение водорода. В области мартенситного превращения температура M_S не изменяется, тогда как температура M_f понижается.

Согласно исследованиям очевидно действие водорода как легирующего элемента. Он повышает прокаливаемость стали и стабилизирует аустенит (рис. 23).

При цементации сталей, склонных к образованию аномальной структуры, водород способствует нормальному распределению цементита. Так, водород затрудняет распад вторичного цементита в чугуне и благоприятствует образованию в нем перлитной структуры, а также вызывает отбеливание литейного чугуна, т. е. образование участков белого чугуна в массе серого и даже общее затвердевание в виде белого.

Таким образом, содержание водорода в стали имеет особое значение. Необходимо также указать, что водород влияет на восприимчивость к закалочным трещинам и на характер действия различного рода включений, которые способны связывать водород.

2.6  Водород как причина пороков стали

2.6.1  Травильные пузыри