DOM > Vijesti

Zašto se čelici s visokim sadržajem ugljika lako lome? dio 1

2022-06-24

Šipke s visokim udjelom ugljika slomile su se mnogo puta, poput osovina izrađenih od čelika 45#, koje će se slomiti nakon kratkog vremena korištenja. Uzimanjem uzoraka slomljenih dijelova i metalografskom analizom često je nemoguće pronaći uzrok, čak i ako je teško pronaći neke razloge, to nije pravi razlog.

Da bi se osigurala veća čvrstoća, potrebno je čeliku dodati i ugljik, s kojim se talože željezni karbidi. S elektrokemijskog gledišta, željezni karbid djeluje kao katoda, ubrzavajući reakciju anodnog otapanja oko supstrata. Povećanje volumnog udjela željeznih karbida unutar mikrostrukture također se pripisuje svojstvima niskog vodikovog prenapona karbida.
Površina čelika lako stvara i apsorbira vodik. Kada se atomi vodika infiltriraju u čelik, volumni udio vodika može se povećati, a konačno se značajno smanjuje otpornost materijala na vodikovu krtost.
Značajno smanjenje otpornosti na koroziju i vodikovu krtost čelika visoke čvrstoće ne samo da šteti svojstvima čelika, već i uvelike ograničava primjenu čelika.
Na primjer, kada je automobilski čelik izložen različitim korozivnim sredinama kao što je klorid, pod djelovanjem naprezanja, pojava pucanja od korozije naprezanja (SCC) koja se može pojaviti predstavljat će ozbiljnu prijetnju sigurnosti karoserije automobila.
Što je veći sadržaj ugljika, niži je koeficijent difuzije vodika i veća je topljivost vodika. Znanstvenik Chan jednom je predložio da su različiti defekti rešetke kao što su precipitati (kao mjesta zamke za atome vodika), potencijal i pore proporcionalni sadržaju ugljika. Povećanje udjela ugljika spriječit će difuziju vodika, tako da je koeficijent difuzije vodika također nizak.
Budući da je sadržaj ugljika proporcionalan topljivosti vodika, što je veći volumni udio karbida kao hvatača atoma vodika, što je manji koeficijent difuzije vodika unutar čelika, to je veća topljivost vodika, a topljivost vodika također sadrži informacije o difuzibilnom vodiku, pa je osjetljivost na vodikovu krtost najveća. S povećanjem udjela ugljika smanjuje se koeficijent difuzije vodikovih atoma i povećava površinska koncentracija vodika, što je uzrokovano smanjenjem prenapona vodika na površini čelika.