Page 225 - Microsoft Word - Дисертація_Винар_end

225

а б

Рисунок 5.52 – Мікроструктура перліту сталей у вихідному стані (а) і

його фрагментація після наводнювання (б).

При електролітичному насиченні сталей водень розподіляється у

поверхневих шарах нерівномірно. Дифузія водню протікає по границях зерен

та структурних складових, що вимагають меншої енергії активації, зокрема, у

фериті. Розчинність водню у фериті дуже мала, тому він накопичується у

дефектах структури, що призводить до виникнення макротріщин та блістерів,

що спостерігається в армко-залізі і низьковуглецевих сталях.
З підвищенням концентрації вуглецю в сталях зменшується кількість

феритної складової і зростає об’єм перліту. Водночас збільшується площа
міжфазної поверхні ферит-цементит. Водень не проникає через цементит

сталей, тому границі між цементитом і феритом для нього є дифузійними

бар’єрами. Міжфазна поверхня ферит-цементит внаслідок різкої відмінності

кристалічної будови фаз має високу дефектність і здатна утримувати велику

кількість водню. При цьому в локальних ділянках виникають високі тиски,

що створюють внутрішні напруження. Якщо вони перевищують сили когезії,

утворюються мікротріщини, відбувається подрібнення структури та зміна

орієнтації фрагментів зерен. Це призводить до розвантаження концентраторів

внутрішніх напружень, локалізації руйнувань у тонкому поверхневому шарі і

видалення надлишкового водню з металу. Тому у наводнених сталей 45 і У8

кількість і розміри блістерів суттєво менші, ніж в армко-заліза та сталі 20,

зберігається стабільність механічних та трибологічних характеристик.