Doma > Novice

Zakaj se jekla z visoko vsebnostjo ogljika zlahka zlomijo? 1. del

2022-06-24

Palice z visoko vsebnostjo ogljika so se večkrat zlomile, na primer gredi iz jekla 45#, ki se zlomijo po kratkem času uporabe. Z jemanjem vzorcev z zlomljenih delov in izvedbo metalografske analize je pogosto nemogoče najti vzrok, čeprav je težko najti nekaj razlogov, to ni dejanski razlog.

Za zagotovitev večje trdnosti je treba jeklu dodati tudi ogljik, s katerim se izločajo železovi karbidi. Z elektrokemičnega vidika deluje železov karbid kot katoda, ki pospešuje anodno reakcijo raztapljanja okoli substrata. Povečanje volumskega deleža železovih karbidov znotraj mikrostrukture pripisujejo tudi nizki vodikovi prenapetostni lastnosti karbidov.
Na površini jekla je enostavno ustvarjati in absorbirati vodik. Ko se atomi vodika infiltrirajo v jeklo, se lahko volumski delež vodika poveča in končno se odpornost materiala na vodikovo krhkost znatno zmanjša.
Znatno zmanjšanje odpornosti proti koroziji in odpornosti proti vodikovi krhkosti jekel visoke trdnosti ne škoduje le lastnostim jekla, ampak tudi močno omejuje uporabo jekla.
Na primer, ko je avtomobilsko jeklo izpostavljeno različnim jedkim okoljem, kot je klorid, pod vplivom napetosti, bo pojav napetostno korozijskega razpokanja (SCC), ki se lahko pojavi, resno ogrozil varnost karoserije avtomobila.
Višja kot je vsebnost ogljika, nižji je koeficient difuzije vodika in večja je topnost vodika. Učenjak Chan je nekoč predlagal, da so različni defekti mreže, kot so oborine (kot mesta pasti za vodikove atome), potencial in pore sorazmerni z vsebnostjo ogljika. Povečanje vsebnosti ogljika bo zaviralo difuzijo vodika, zato je tudi vodikov difuzijski koeficient nizek.
Ker je vsebnost ogljika sorazmerna s topnostjo vodika, večji ko je volumski delež karbidov kot lovilcev atomov vodika, manjši kot je koeficient difuzije vodika v jeklu, večja je topnost vodika, topnost vodika pa vsebuje tudi informacije o difuzibilnem vodiku, zato je dovzetnost za vodikovo krhkost največja. S povečevanjem vsebnosti ogljika se difuzijski koeficient vodikovih atomov zmanjšuje in povečuje površinska koncentracija vodika, kar je posledica zmanjšanja prenapetosti vodika na površini jekla.