Методика модернизации сварочных технологий: от теории к практике - страница 5

 до10^>—4. Проявляется МПД при напряжениях выше предела неупругости или микроскопического предела текучести σ_>А. Процесс МПД – термически активируемый, т. е. его скорость зависит от температуры и приложенных напряжений. Сопротивляемость замедленному разрушению зависит от времени действия нагрузки и стремится к некоторому минимальному значению σ_{>p. min.}, которое принимают за номинальное значение «замедленной прочности». После отдыха способность закалённой стали к МПД исчезает. Конечные высокие значения твёрдости и предела текучести закалённой стали – результат старения, при котором происходит закрепление дислокаций атомами углерода. Особенности развития МПД достаточно хорошо объясняют приведённые выше закономерности замедленного разрушения.

Механизм межкристаллического разрушения при образовании очагов замедленного разрушения может быть объяснён тем, что максимальные плотность дислокаций и интенсивность МПД приходятся на приграничные зоны зёрен. Это является результатом того, что мартенситное превращение начинается в центральных частях зёрен при температурах, соответствующих верхней части температурного интервала превращения, а заканчивается в приграничных зонах зёрен при температурах, соответствующих нижней части этого интервала. Кроме того, при образовании пластинчатого мартенсита его иглы при выходе на границы зёрен вызывают в зонах, примыкающих к ним, появление высоких плотности дислокаций и уровня микронапряжений. При длительном нагружении по границам зёрен развивается локальная МПД, в результате которой реализуется межзёренное разрушение по схеме Зинера-Стро, предполагающей относительное проскальзывание и поворот зёрен по границам.

Основным источником водорода в сварном соединении является водород в атмосфере дуги, который растворяется в расплавленном металле сварочной ванны. Различают следующие формы существования водорода в металле, в зависимости от его состояния, положения в металле:

• атомарный (или ионизированный) водород – растворённый в кристаллической решётке до предела растворимости (равновесный), растворённый сверх предела растворимости (неравновесный), связанный с дефектами решётки (скопившийся в так называемых субмикроскопических ловушках);

• молекулярный водород – скопившийся в микро- и макропорах, называемых коллекторами.

В зависимости от подвижности в металле различают:

• диффузионный (диффузионно-подвижный) водород Hд – способный к диффузионному перемещению в решётке при появлении градиентов концентраций, температур, напряжений, растворимости (в случае разнородных металлов). К этой форме относится атомарный водород, растворённый в решётке;

• закрепленный водород – не способный к диффузии в металле при данных условиях. К этой форме может быть отнесён атомарный водород в ловушках и молекулярный в коллекторах (его также называют связанным, остаточным, металлургическим).

Все формы водорода находятся в термодинамическом равновесии, зависящем от температуры. При повышении температуры свыше определённого уровня начинается заметный переход одних форм водорода в другие: молекулярного – в атомарный, неравновесного – в равновесный, связанного в ловушках – в растворимый.

Поскольку всегда на поверхности ограниченного тела существует градиент концентрации водорода, происходит непрерывный выход (десорбция) H_>Д в атмосферу. [136]

Через определяенный промежуток времени практически весь водород должен десорбироваться из металла, поскольку происходит переход из одной формы существования водорода к другой. При нормальной температуре относительно быстро десорбируется из металла основная часть диффузионного водорода H