Влияние напряженно-деформированного состояния на путь распространения трещин квазискола в низкоуглеродистой стали, охрупченной водородом

Е.Д. Мерсон ORCID logo , В.А. Полуянов, П.Н. Мягких, Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов ORCID logo показать трудоустройства и электронную почту
Получена 14 мая 2021; Принята 09 июня 2021;
Цитирование: Е.Д. Мерсон, В.А. Полуянов, П.Н. Мягких, Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов. Влияние напряженно-деформированного состояния на путь распространения трещин квазискола в низкоуглеродистой стали, охрупченной водородом. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.298-303
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-298-303

Аннотация

Характеристики напряженно-деформированного состояния определяют путь и геометрию трещин квазискола в низкоуглеродистой стали охрупченной водородом.В литературе существуют противоречивые сведения о влиянии напряженно-деформированного состояния на геометрию и путь трещин квазискола в охрупченных водородом сталях и железе. Данный вопрос является важным с точки зрения понимания природы водородной хрупкости (ВХ) и, в частности, роли водорода в механизме распространения трещин. В связи с этим в настоящей работе гладкие и надрезанные образцы низкоуглеродистой стали были испытаны на растяжение в процессе электролитического наводороживания. После разрушения образцов их боковая поверхность была исследована при помощи сканирующей электронной микроскопии с целью количественного анализа длины и кривизны вторичных трещин. Кроме того, был проведен фрактографический анализ. Установлено, что на боковой поверхности образцов с надрезом присутствует большое количество трещин с характерной S-образно искривленной геометрией. Причем плавное искривление трещин может происходить как в масштабе нескольких зерен, так и внутри тела зерна. В то же время в случае гладких образцов, трещины в основном имеют относительно прямолинейную форму. При помощи количественного анализа с репрезентативным набором данных показано, что в среднем кривизна трещин в образцах с надрезом существенно выше и варьируется в более широком диапазоне значений, чем в гладких образцах. На основе полученных данных сделан вывод, о том, что путь трещин квазискола в охрупченных водородом ферритных и феррито-перлитных низкоуглеродистых сталях главным образом определяется характером напряженно-деформированного состояния, а не микроструктурой или кристаллографической ориентацией отдельных зерен.

Ссылки (23)

1. S. P. Lynch. Corros. Rev. 30, 63 (2012). Crossref
2. I. M. Robertson, P. Sofronis, A. Nagao, M. L. Martin, S. Wang, D. W. Gross, K. E. Nygren. Metall. Mater. Trans. A. 46, 2323 (2015). Crossref
3. M. Asadipoor, A. Pourkamali Anaraki, J. Kadkhodapour, S. M. H. Sharifi, A. Barnoush. Mater. Sci. Eng. A. 772, 138762 (2020). Crossref
4. T. I. Ramjaun, S. W. Ooi, R. Morana, H. K. D. H. Bhadeshia. Mater. Sci. Technol. 34, 1737 (2018). Crossref
5. B. Ozdirik, T. Depover, L. Vecchi, K. Verbeken, H. Terryn, I. De Graeve. J. Electrochem. Soc. 165, 787 (2018). Crossref
6. T. Das, E. Legrand, S. V. Brahimi, J. Song, S. Yue. Eng. Fract. Mech. 224, 1 (2020). Crossref
7. A. Arora, H. Singh, D. K. Mahajan. Mater. Sci. Eng. A. 787, 139488 (2020). Crossref
8. T. Homma, S. Anata, S. Onuki, K. Takai. Tetsu-To-Hagane / Journal Iron Steel Inst. Japan. 106, 651 (2020). Crossref
9. K. Okada, A. Shibata, Y. Takeda, N. Tsuji. Int. J. Hydrogen Energy. 43, 11298 (2018). Crossref
10. E. Merson, A. V. Kudrya, V. A. Trachenko, D. Merson, V. Danilov, A. Vinogradov. Mater. Sci. Eng. A. 665, 35 (2016). Crossref
11. M. L. Martin, J. A. Fenske, G. S. Liu, P. Sofronis, I. M. Robertson. Acta Mater. 59, 1601 (2011). Crossref
12. E. D. Merson, P. N. Myagkikh, G. V. Klevtsov, D. L. Merson, A. Vinogradov. Eng. Fract. Mech. 210, 342 (2019). Crossref
13. E. D. Merson, V. A. Poluyanov, P. N. Myagkikh, D. L. Merson, A. Y. Vinogradov. Lett. Mater. 10 (3), 303 (2020). (in Russian) [Е.Д. Мерсон, В.А. Полуянов, П.Н. Мягких, Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов. Письма о материалах. 10 (3), 303 (2020).]. Crossref
14. X. Chen, W. W. Gerberich. Metall. Trans. A. 22, 59 (1991). Crossref
15. D. Birenis, Y. Ogawa, H. Matsunaga, O. Takakuwa, J. Yamabe, Ø. Prytz, A. Thøgersen. Mater. Sci. Eng. A. 756, 396 (2019). Crossref
16. S. P. Lynch. Acta Metall. 36, 2639 (1988). Crossref
17. T. Neeraj, R. Srinivasan, J. Li. Acta Mater. 60, 5160 (2012). Crossref
18. M. L. Martin, M. Dadfarnia, A. Nagao, S. Wang, P. Sofronis. Acta Mater. 165, 734 (2019). Crossref
19. P. A. Davies, M. Novovic, V. Randle, P. Bowen. J. Microsc. 205, 278 (2002). Crossref
20. M. L. Martin, I. M. Robertson, P. Sofronis. Scr. Mater. 59, 3680 (2011). Crossref
21. A. Laureys, T. Depover, R. Petrov, K. Verbeken. Mater. Sci. Eng. A. 690, 88 (2017). Crossref
22. E. D. Merson, P. N. Myagkikh, V. A. Poluyanov, D. L. Merson, A. Vinogradov. Eng. Fract. Mech. 214, 177 (2019). Crossref
23. M. Hadj Meliani, Yu. G. Matvienko, G. Pluvinage. Int. J. of Fracture. 167, 173 (2011). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Russian Science Foundation - 19-79-00188