Неліктен құрамында көміртегі жоғары болаттар оңай бұзылады? 1-бөлім

2022-06-24

Құрамында көміртегі жоғары барлар бірнеше рет сынған, мысалы, 45# болаттан жасалған білікшелер, олар қысқа пайдаланудан кейін бұзылады. Сынған бөліктерден сынамаларды алып, металлографиялық талдау жүргізгенде, көбінесе себебін табу мүмкін емес, тіпті кейбір себептерді табу қиын болса да, бұл нақты себеп емес.

Жоғары беріктікті қамтамасыз ету үшін темір карбидтері шөгетін болатқа көміртекті де қосу керек. Электрохимиялық тұрғыдан алғанда, темір карбиді катод ретінде әрекет етеді, субстрат айналасында анодты еріту реакциясын жылдамдатады. Микроқұрылымдағы темір карбидтерінің көлемдік үлесінің ұлғаюы карбидтердің сутегі асқын кернеуінің төмен қасиеттеріне де байланысты.
Болаттың беті сутегін шығаруға және сіңіруге оңай. Сутегі атомдары болатқа сіңген кезде сутегінің көлемдік үлесі артуы мүмкін, ақырында материалдың сутегінің морттылығына төзімділігі айтарлықтай төмендейді.
Беріктігі жоғары болаттардың коррозияға төзімділігі мен сутекті морттылыққа төзімділігінің айтарлықтай төмендеуі болаттың қасиеттеріне зиянын тигізіп қана қоймайды, сонымен қатар болатты қолдануды айтарлықтай шектейді.
Мысалы, автомобиль болаты хлорид сияқты әртүрлі коррозиялық орталардың әсеріне ұшыраған кезде, кернеудің әсерінен, пайда болуы мүмкін кернеулі коррозия крекинг (SCC) құбылысы автомобиль корпусының қауіпсіздігіне үлкен қауіп төндіреді.
Көміртегінің мөлшері неғұрлым жоғары болса, сутегі диффузия коэффициенті соғұрлым төмен және сутегінің ерігіштігі соғұрлым жоғары болады. Ғалым Чан бір кездері тұнбалар (сутегі атомдары үшін тұзақ орындары ретінде), потенциалдар және кеуектер сияқты әртүрлі тор ақаулары көміртегі мазмұнына пропорционалды деп ұсынды. Көміртегі мөлшерінің жоғарылауы сутегі диффузиясын тежейді, сондықтан сутегі диффузия коэффициенті де төмен.
Көміртегінің мөлшері сутегі ерігіштігіне пропорционал болғандықтан, сутегі атомын ұстайтын карбидтердің көлемдік үлесі неғұрлым көп болса, болат ішіндегі сутегі диффузия коэффициенті неғұрлым аз болса, сутегінің ерігіштігі соғұрлым жоғары болады және сутегінің ерігіштігі де диффузиялық сутегі туралы ақпаратты қамтиды, сондықтан сутегінің сынғыштығы ең жоғары. Көміртегі мөлшерінің жоғарылауымен сутегі атомдарының диффузиялық коэффициенті төмендейді және беттік сутегі концентрациясы жоғарылайды, бұл болат бетіндегі сутегінің асқын кернеуінің төмендеуінен туындайды.