Защо стоманите с високо съдържание на въглерод се чупят лесно? Част 2

2022-06-28

От резултатите от теста за поляризация на динамичното напрежение, колкото по-високо е съдържанието на въглерод в пробата, толкова по-склонни към реакция на катодна редукция (реакция на генериране на водород) и реакция на анодно разтваряне в кисела среда. В сравнение със заобикалящата матрица с ниско водородно пренапрежение, карбидът действа като катод с увеличена обемна фракция.

Според резултатите от електрохимичния тест за проникване на водород, колкото по-голямо е съдържанието на въглерод и обемната част на карбидите в пробата, толкова по-малък е коефициентът на дифузия на водородните атоми и толкова по-голяма е разтворимостта. С увеличаване на съдържанието на въглерод устойчивостта на водородна крехкост също намалява.

Изпитването на опън с бавна скорост на деформация потвърди, че колкото по-високо е съдържанието на въглерод, толкова по-ниска е устойчивостта на корозионно напукване под напрежение. Пропорционално на обемната фракция на карбидите, тъй като реакцията на редукция на водорода и количеството водород, инжектиран в пробата, се увеличават, ще настъпи реакция на анодно разтваряне и образуването на зона на приплъзване също ще се ускори.


Когато съдържанието на въглерод се увеличи, карбидите ще се утаят вътре в стоманата. Под действието на електрохимична корозионна реакция, възможността за водородна крехкост ще се увеличи. За да се гарантира, че стоманата има отлична устойчивост на корозия и устойчивост на водородна крехкост, контролът на утаяването на карбида и обемната фракция са ефективни методи за контрол.

Приложението на стоманата в автомобилните части е предмет на някои ограничения, също поради значителното намаляване на устойчивостта на водородна крехкост, която се причинява от водна корозия. Всъщност тази чувствителност към водородна крехкост е тясно свързана със съдържанието на въглерод, с утаяването на железни карбиди (Fe2.4C/Fe3C) при условия на ниско водородно пренапрежение.

Обикновено за локализираната корозионна реакция на повърхността, причинена от явлението корозионно напукване под напрежение или явлението водородна крехкост, остатъчното напрежение се отстранява чрез термична обработка и ефективността на улавянето на водорода се увеличава. Не е лесно да се разработи ултра-високоякостна автомобилна стомана с отлична устойчивост на корозия и устойчивост на водородна крехкост.

С увеличаване на съдържанието на въглерод скоростта на редукция на водорода се увеличава, докато скоростта на дифузия на водород намалява значително. Ключът към използването на средно въглеродна или високо въглеродна стомана като части или трансмисионни валове е ефективното контролиране на карбидните компоненти в микроструктурата.