Диффузионно подвижного

диффузионная подвижность его в феррите значительно превышает диффузионную способность в аустените. Поэтому при температурах у -» а превращения в шве образуется свободный диффузионно-подвижный водород, который начинает относительно свободно пере-

В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с Си20, располагающейся по границам зерен; образующиеся пары воды, которые не растворяются в меди и не могут из нее выйти, создают в металле значительные напряжения, приводящие к образованию большого числа микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Для предупреждения водородной болезни меди следует снижать количество водорода в зоне сварки (прокалка электродов и флюсов, применение осушенных защитных газов). Окись углерода также может участвовать в раскислении меди по реакции

а) диффузионно-подвижный водород, находящийся в состоянии твердого раствора внедрения. Он относительно свободен и может покидать металл, диффундируя к границе раздела и десорби-руясь из него при «вылеживании», но в легированных сталях этот процесс идет медленно и требует повышенных температур или вакуума. Не десорбируется водород из аустенитных сталей, не обладающих ферромагнитными свойствами. Диффузионно-подвижный водород может участвовать в изотермической диффузии, описываемой уравнениями законов Фика (см. п. 8.5), диффузии, вызванной градиентами температур, градиентами механических («восходящая» диффузия Конобеевского) или электрических напряжений («электроперенос»);

б) остаточный водород — водород, адсорбированный на границах раздела или в зоне скопления дислокаций, уменьшает их подвижность. Диффузионно-подвижный и остаточный водород мо-

в) связанный водород, удаляющийся из металла при вакуумном плавлении, находится в несплошностях металла (раковины и поры) в, молекулярном состоянии. Переход связанного водорода в диффузионно-подвижный сильно затруднен, так как процесс диссоциации молекул 1~Ь на атомы требует большой затраты энергии.

Поглощая водород, металл резко ухудшает свои пластические свойства, но они восстанавливаются после термической обработки или даже просто при «вылеживании», так как диффузионно-подвижный водород покидает металл с течением времени. Метод нашел ограниченное применение для сварки неответственных изделий из низкоуглеродистых низколегированных сталей.

Водород, содержащийся в основном металле, может находиться в состоянии твердого раствора внедрения — диффузионно-подвижный водород, а также находиться в связанном состоянии — гидридный водород. Водород в молекулярном состоянии находится в микронесплошностях металла.

Диффузионно-подвижный водород может перемещаться в металле в результате концентрационной или термической диффузии, создающейся вследствие градиента температур. Последний вид диффузии описывается уравнением

3) диффузионно-подвижный (Нд — способный к диффузионному перемещению в решетке при появлении градиентов концентраций, температур, напряжений, растворимости (в случае разнородных металлов); к этой форме относится атомарный водород, растворенный в решетке;

Атомарный водород активно растворяется в жидком металле, затем в остывшем металле диффузионно подвижный атомарный водород соединяется в молекулы, что приводит к резкому увеличению давления в микрообъемах металла, а следовательно, к возникновению флокенов (полостей, заполненных водородом), вплоть до образования холодных тре-

В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с молекулами Си20, располагающимися по границам зерен. Образующиеся пары воды не растворяются в меди и создают в металле значительные напряжения, которые приводят к образованию большого числа микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Водяные пары и углекислый газ, образующийся при взаимодействии оксида углерода с закисью меди, могут усилить пористость сварных швов.

Накопление диффузионно-подвижного, а также молекулярного водорода в несплошностях отрицательно сказывается на сопротивляемости стали разрушениям и способствует образованию трещин — отколов по зоне сплавления.

Приведены результаты исследования закономерностей поведения водорода при замедленном охлаждении слябов, непрерывно-литых заготовок и листа из сталей типа 09Г2(СФБТ), 17Г1С, 14Г2АФ. Рее смотрен способ интенсификации обезводороживания непрерывно-яг тых заготовок при замедленном охлаждении с контактным поглотителем водорода (1СПВ). Применение КПВ способствовало снижению диффузионно-подвижного водорода, повышению и стабилизации механических свойств в готовом листе.

Углеводороды могут изменять кинетику электрохимических реакций в зависимости от анионного состава электролита и концентрации ионов водорода. В растворе хлористого натрия и в растворе уксусной кислоты в присутствии индивидуальных углеводородов октана, бензола, циклогексана наблюдалось увеличение коррозионных потерь. Это объясняется наличием растворенного кислорода в углеводородах, что приводит к повышению содержания кислорода в системе и увеличению доли коррозионного процесса, протекающего с кислородной деполяризацией [21]. Увеличение коррозионных потерь в растворе хлористого натрия составляло в среднем 20—30 %, а в водных растворах уксусной кислоты скорость коррозии возрастала заметнее, чем в растворе хлористого натрия. Наводороживание в присутствии сероводорода в обоих растворах уменьшается, что в работе [21] объясняется связыванием кислородом адсорбировавшегося водорода по реакции 1/2 Oj + 2Надс -*Н2О. В серо-водородсодержащих растворах NaCl количество диффузионно-подвижного водорода достигало 2,2 см3/100 г. Введение малых добавок — 6,25 % октана, циклогексана и нефти привело к его снижению до 1,2; 1,0; 1,4 см3/100 г соответственно [21]. Бензол при этой концентрации оказывал меньшее влияние, однако в связи с более высокой растворимостью сероводорода в бензоле, чем в октане и тем более в циклогек-

Исследование процессов наводороживания цинковых и кадмиевых покрытий, наносимых электролитическим методом, показало, что скорость абсорбции водорода сталью определяется концентрацией диффузионно-подвижного водорода (находящегося в атомарном состоянии) , абсорбированного некоторым эффективным слоем осадка, прилегающего к основе. Как было показано В.Н. Кудрявцевым, в данном случае образуется и быстро распадается пересыщенный "зернограничный" твердый раствор, при этом протекает процесс, обусловленный релаксацией первоначально неравновесной микроструктуры осадка.

Усовершенствованным пальчиковым зондом является датчик определения диффузионно-подвижного водорода, который представляет собой стакан (рис. 45), вкручиваемый в стенку трубопровода таким образом, чтобы дно его

Рис. 45. Датчик для определения диффузионно-подвижного водорода:

Наводороживание материала при определении уровня его напряженного состояния определяют по количеству продиффундировавшего через рабочий электрод диффузионно-подвижного водорода, который из полости по каналу поступает к устройству для замера объема водорода.

Зонд позволяет определять в комплексе до извлечения датчика: скорость коррозии методом электросопротивления; количество диффузионно-подвижного водорода и его параметры по аналогии с датчиком определения диффузионно-подвижного водорода и после извлечения датчика; скорость коррозии гравиметрическим методом; наличие язвенной или питтинговой коррозии и глубины поражения; изменение механических свойств вследствие наводороживания; содержание водорода в металле. Кроме того, датчик может быть подвергнут металлографическим исследованиям.

С понижением температуры вероятность замедленного разрушения уменьшается. Так наблюдалось полное отсутствие склонности к ЗР закаленных сталей в среде жидкого азота, в то время как при комнатной температуре эта склонность была ясно выраженной [114]. Наоборот, повышение температуры даже до 70—100°С для сталей, проявляющих определенную склонность к ЗР, приводит к существенному уменьшению долговечности (например, в болтах из стали 1Х15Н4АМЗ с содержанием диффузионно-подвижного водорода порядка 1 см3 в 100 г вЗр-аза)*.

- измерение потока диффузионно-подвижного водорода;

Метод измерения диффузионно-подвижного водорода. Часть образующегося при коррозии атомарного водорода молизуется на корродирующей поверхности, а часть ассимилируется метаплом и диффундирует через него. Наводороживание сталей приводит к потере механических свойств и связанному с ним сероводородному растрескиванию и расслоению металла. Поток водорода, прошедший через металл, можно измерить специальным электрохимическим датчиком, закрепляемым на наружной поверхности трубопровода или аппарата. Преимущество метода заключается в том, чтб нет необходимости проникать внутрь оборудования. Метод нашел применение в сероводородных средах, где проблемой является водородное охруп-чивание и сульфидное коррозионное растрескивание сталей.