Чому сталі з високим вмістом вуглецю легко руйнуються? Частина 2

2022-06-28

Згідно з результатами випробування динамічної поляризації напруги, чим вищий вміст вуглецю в зразку, тим більше схильність до реакції катодного відновлення (реакція утворення водню) та реакції анодного розчинення в кислому середовищі. У порівнянні з навколишньою матрицею з низькою водневою перенапругою, карбід діє як катод із збільшеною об'ємною часткою.

Згідно з результатами електрохімічного тесту на проникнення водню, чим більший вміст вуглецю та об'ємна частка карбідів у зразку, тим менший коефіцієнт дифузії атомів водню та більша розчинність. Зі збільшенням вмісту вуглецю стійкість до водневої крихкості також знижується.

Випробування на розтяг із повільною швидкістю деформації підтвердили, що чим вищий вміст вуглецю, тим нижча стійкість до корозійного розтріскування під напругою. Пропорційно об'ємній частці карбідів, у міру збільшення реакції відновлення воднем і кількості водню, що вводиться в зразок, відбуватиметься реакція анодного розчинення, а також прискорюватиметься утворення зони ковзання.


Коли вміст вуглецю збільшується, карбіди будуть випадати в осад всередині сталі. Під дією електрохімічної корозійної реакції зростає ймовірність водневого окрихчення. Щоб гарантувати, що сталь має чудову стійкість до корозії та стійкість до водневої крихкості, ефективними методами контролю є осадження карбіду та контроль об’ємної частки.

Застосування сталі в автомобільних частинах піддається деяким обмеженням, також через значне зниження стійкості до водневої крихкості, яка викликається водною корозією. Насправді ця схильність до водневої крихкості тісно пов’язана з вмістом вуглецю з випаданням карбідів заліза (Fe2,4C/Fe3C) в умовах низької перенапруги водню.

Як правило, для локалізованої корозійної реакції на поверхні, спричиненої явищем корозійного розтріскування під напругою або явищем водневої крихкості, залишкова напруга усувається термічною обробкою, а ефективність водневої пастки підвищується. Непросто розробити автомобільну сталь надвисокої міцності, що має чудову стійкість до корозії та стійкість до водневої крихкості.

Зі збільшенням вмісту вуглецю швидкість відновлення водню зростає, а швидкість дифузії водню значно зменшується. Ключ до використання середньовуглецевої або високовуглецевої сталі як деталей або трансмісійних валів полягає в ефективному контролі твердосплавних компонентів у мікроструктурі.