Page 20 - Автореферат Греділь М.І.

18

від матриці (рис. 12б), та продовжували рости (рис. 12в, г) ще під час експлуатації
шляхом деформування довколишньої феритної матриці через високий тиск водню
всередині утворених порожнин, що зумовило їх сферичну форму, попри неправи-
льну форму самих включень. Типова мікроструктура низькоміцних феритно-
перлітних сталей містить відносно великі прошарки фериту з малою мікротверді-
стю та високою здатністю до пластичної деформації, що сприяє деформаційному
механізму підростання ямок за сумісного впливу абсорбованого упродовж екс-
плуатації водню та робочих навантажень.
Ґрунтуючись на
отриманих результатах, за-
пропоновано стадійність
розвитку пошкоджуваності
у сталі 17Г1С під час екс-
плуатації (рис. 13). Водень,
абсорбований металом, ди-
а б фундував до неметалевих
включень, накопичувався
на їх межаж розділу з мат-
рицею та понижував їх по-
верхневі енергії, сприяючи
виникненню вакансій та

порушенню адгезії між не-
в г металевим включенням та

Рисунок 12 – Мікропошкодженість трубної сталі матрицею.
17Г1С у вихідному стані (а) та після 29 (б) та 40 Відповідно, на почат-
(в, г) років експлуатації, виявлена після випро- ковому етапі пошкодженос-
бувань на ударну в’язкість ті сталі (стадія І) вздовж
меж неметалевих включень

із феритною матрицею формувалися нанорозмірні пори, що є ефективними паст-
ками водню, в яких він рекомбінує, створюючи певний тиск. За досягнення кри-
тичного його значення пори об’єднуються (стадія ІІ). Сформовані тонкі порожни-
сті прошарки між матрицею та включеннями за неповного їх відшарування можна
розглядати як тріщини, які створюють концентрацію напружень уздовж меж мат-
риці з включеннями, що сприяло їх подальшому відшаруванню (стадія ІІІ). Об’єм
таких дефектів незначний – він сумірний із розкриттям берегів тріщини за стиску,
тому в них легко досягти високого тиску водню, навіть якщо середній його вміст
у металі невисокий. Внаслідок цього поступово відбувається декогезія включень
від матриці, а повне їх відшарування виводить пошкодженість на мікрорівень.
Водень полегшує утворення поверхні під час формування пори, знижуючи енер-
гію цього процесу внаслідок сегрегації водню на поверхні пори. Під його впливом
феритна матриця навколо включень деформується, і розміри порожнин зростають,
наближаючись до сферичної форми (стадія IV), в подальшому зливаючись між
собою. Такі дефекти у вигляді ланцюжків із великих порожнин створюють значну
концентрацію напружень та сприяють наводнюванню металу в їх околі. Тут вини-
кають передумови для реалізації іншого механізму розвитку водневої пошкодже-