иых напряжений, достаточного для необратимого разрыва группы межатомных связей, образуются микротрещины.

Следовательно, для образования зародышей ХТ в условиях термодеформационного цикла сварки (ТДЦС) необходимо сочетание двух основных факторов. Первый из них — формирование границ крупных аустенитных зерен в условиях интенсивной внутризеренной и зернограничной пластической деформации, а также значительной сегрегации примесей по границам зерен и связанное с этим значительное ослабление межатомных связей; второй — резкая интенсификация процесса релаксации временных напряжений в результате протекания сдвиговых процессов и появления связанных с ними локальных перенапряжений на участках дефектной структуры, являющихся источниками развития процессов разрушения. Согласно результатам этих наблюдений влияние водорода на образование ХТ выглядит следующим образом. При охлаждении происходит усиление неравномерности распределения водорода в аустенитных зернах и повышение его концентрации на границах зерен в зоне наиболее значительных структурных искажений, в местах расположения сегрегирующих примесей и неметаллических включений. Сосредоточение водорода в пограничной зоне зерен приводит к дополнительному снижению межатомных сил связи. При у—а-превра-щении часть водорода выделяется из твердого раствора. Скорость его перераспределения в условиях ТДЦС будет определяться дрейфовой диффузией, связанной со скоростью развития сдвиговых процессов при мартенситном превращении и последующем охлаждении. Известно, что дрейфовая диффузия водорода протекает с большой скоростью и способствует значительной неравномерности его распределения в металле с максимальной концентрацией на границах зерен.

При возникновении микронадрывов на границах зерен водород адсорбируется на свежеобразованной поверхности и уменьшает эффективную поверхностную энергию у вершины надрыва, способствуя тем самым развитию трешины.

Активное воздействие водорода на процесс образования ХТ отмечается при сварке низко- и среднелегированных сталей с различным содержанием углерода. Однако его влияние проявляется по-разному. С увеличением массовой доли углерода в стали от 0,20 до 0,40 % усиливается зернограничная микроструктурная неоднородность аустенитных зерен ЗТВ. При этом возрастает суммарный охрупчивающий эффект, связанный с зерногранич-ными примесными сегрегациями и водородом, концентрация

которого в приграничной области крупного аустенитного зерна может быть достаточно высокой даже при сравнительно небольшом его общем содержании. Совместное охрупчивающее действие указанных факторов в сочетании с интенсивным процессом микропластической деформации при мартенситном превращении определяет вероятность образования ХТ.

С понижением массовой доли углерода (менее 0,20 %) зернограничная микроструктурная неоднородность аустенитных зерен ЗТВ и интенсивность микропластической деформации в процессе у—ос-преврашений уменьшаются. При этом роль диффузионного водорода (его количества и скорости диффузии) в образовании холодных трещин становится определяющей. Для образования очаговых микротрешин требуется за счет диффузии и других механизмов транспорта создание достаточно высокой концентрации атомарного водорода в отдельных микрообъемах ЗТВ. В связи с тем, что для адсорбции водорода в вершине вновь образовавшейся трещины (что сопровождается снижением критического значения поверхностной энергии) требуется некоторое время, развитие трещины имеет импульсный (скачкообразный) характер. При этом происходит последовательное разрушение металла при напряжениях значительно меньших, чем в отсутствие водорода.

В работе [17] описаны исследования, предпринятые в целях уточнения механизма влияния водорода на замедленное разрушение образцов легированных сталей в условиях имитации ТДЦС. Авторы заключили, что активное участие водорода в замедленном разрушении сварных соединений с образованием холодных трещин обусловлено особенностями многостадийного деформационного процесса и изменениями микроструктуры в условиях ТДЦС. В изменяющейся структуре водород вследствие различной растворимости в разных структурных фазах распределяется неравномерно и может переходить из состояния «остаточного» в «диффузионное», и наоборот. При этом основная роль в образовании холодных трещин принадлежит остаточному водороду, хотя и пред полагается, что в механизме влияния водорода решающим звеном является диффузия водорода. Для количественной оценки сопротивляемости стали водородному охрупчиванию при сварке в этой же работе [17| предлагается показатель:

Я = ос/о0,2,(4.7)

где ус — напряжение разрушения; о02 — условный предел текучести образца с трещиной.