Pse çeliqet me përmbajtje të lartë karboni thyhen lehtësisht? Pjesa 1

2022-06-24

Shufrat me përmbajtje të lartë karboni janë thyer shumë herë, si boshte prej çeliku 45#, të cilët do të thyhen pas një kohe të shkurtër përdorimi. Marrja e mostrave nga pjesët e thyera dhe kryerja e analizave metalografike, shpesh është e pamundur të gjesh shkakun, edhe nëse është e pamenduar të gjesh disa arsye, nuk është arsyeja e vërtetë.

Për të siguruar forcë më të lartë, çelikut duhet t'i shtohet edhe karboni, me të cilin precipitojnë karbitet e hekurit. Nga pikëpamja elektrokimike, karbidi i hekurit vepron si një katodë, duke përshpejtuar reaksionin e shpërbërjes anodike rreth substratit. Rritja e fraksionit vëllimor të karbiteve të hekurit brenda mikrostrukturës i atribuohet gjithashtu vetive të mbitensionit të ulët të hidrogjenit të karbiteve.
Sipërfaqja e çelikut është e lehtë për t'u gjeneruar dhe thithur hidrogjen. Kur atomet e hidrogjenit depërtojnë në çelik, fraksioni vëllimor i hidrogjenit mund të rritet dhe në fund rezistenca ndaj brishtësisë së hidrogjenit të materialit zvogëlohet ndjeshëm.
Reduktimi i ndjeshëm i rezistencës ndaj korrozionit dhe rezistencës ndaj brishtësisë së hidrogjenit të çeliqeve me rezistencë të lartë jo vetëm që dëmton vetitë e çelikut, por gjithashtu kufizon shumë aplikimin e çelikut.
Për shembull, kur çeliku i automobilave është i ekspozuar ndaj mjediseve të ndryshme gërryese si kloruri, nën veprimin e stresit, fenomeni i plasaritjes nga korrozioni i stresit (SCC) që mund të ndodhë do të përbëjë një kërcënim serioz për sigurinë e trupit të makinës.
Sa më e lartë të jetë përmbajtja e karbonit, aq më i ulët është koeficienti i difuzionit të hidrogjenit dhe aq më i lartë është tretshmëria e hidrogjenit. Studiuesi Chan dikur propozoi që defekte të ndryshme të rrjetës, si p.sh. Rritja e përmbajtjes së karbonit do të pengojë difuzionin e hidrogjenit, kështu që koeficienti i difuzionit të hidrogjenit është gjithashtu i ulët.
Meqenëse përmbajtja e karbonit është proporcionale me tretshmërinë e hidrogjenit, sa më i madh të jetë fraksioni vëllimor i karbiteve si kurthe të atomit të hidrogjenit, sa më i vogël të jetë koeficienti i difuzionit të hidrogjenit brenda çelikut, aq më i madh është tretshmëria e hidrogjenit dhe tretshmëria e hidrogjenit gjithashtu përmban informacion rreth hidrogjenit të shpërndarë. kështu që ndjeshmëria ndaj brishtësisë së hidrogjenit është më e larta. Me rritjen e përmbajtjes së karbonit zvogëlohet koeficienti i difuzionit të atomeve të hidrogjenit dhe rritet përqendrimi i hidrogjenit në sipërfaqe, gjë që shkaktohet nga ulja e mbitensionit të hidrogjenit në sipërfaqen e çelikut.