ем в микропорах металла химически связанного водорода. При этом допускается возможность присутствия не способного диффундировать молекулярного водорода в замкнутых пустотах металла, поверхность которых, насыщенная пленкой ликвирующих примесей, ограничивает или исключает растворение молекулярного водорода в решетке металла.

Следует, однако, отметить, что метод определения энергетических спектров при термодесорбции получил все же развитие и в настоящее время является одним из перспективных методов изучения энергетических характеристик взаимодействия атомов водорода с дефектами структуры металла. Например» в работе [381 исследовалось выделение водорода из сталей с разной структурой в интервале температуры до 1000 °С. Авторы убедились в том, что диффузионный водород по своему физическому состоянию отличается от остаточного водорода. Последний остается в стали до тех пор, пока не станет подвижным вследствие освобождения из ловушек при достижении определенной температуры нагрева, и дальнейшее его поведение, как показали эксперименты, подчиняеться второму закону Фика.

Таким образом, из изложенного выше видно, что вопросу о состоянии водорода в металле уделяется большое внимание, так как без его выяснения невозможно понимание природы воздействия водорода на структуру и свойства стали. Обсуждаются все формы, существование которых можно представить: протонная, атомарная, молекулярная, в виде отрицательных ионов, гидридов и химических соединений с примесями. Чаще всего о той или иной форме существования водорода в металле говорится как о возможной. Причиной такого положения является то, что для определения состояния водорода в металле необходимы прямые экспериментальные данные, однако их получение для такой необычной примеси, как водород, связано со значительными трудностями.

Механизм охрупчивающего влияния водорода. В литературе по проблеме взаимодействия водорода со сталями существует множество гипотез, предлагаемых для объяснения механизма водородной хрупкости [39, 40, 42—44, 46]. Рассматриваются такие факторы: особенности растворимости водорода в железе; диффузионные аномалии; взаимодействие растворенного водорода с дефектами кристаллической решетки; химическое взаимодействие водорода с компонентами стали; адсорбционные явления; давление водорода и других газов в микропустотах; воз-

действие водорода на силы связи атомов железа в кристаллической решетке; хемосорбция водорода на внутренних поверхностях [43].

Гипотезы ВХ, для построения которых использовались перечисленные факторы, разделяют на несколько групп [40, 43].

К первой группе относят гипотезы, объясняющие ВХ высоким давлением молекулярного водорода во внутренних микропустотах. Эффект повышения давления молизующегося водорода легко наблюдать с помощью простых опытов [44]. Поэтому иногда считают, что гипотеза давления имеет прямое экспериментальное обоснование [45]. Однако известны результаты, которые невозможно объяснить с ее помощью. Например, ВХ наблюдается и тогда, когда нет условий для возникновения давления водорода в несплошностях, либо концентрация водорода в металле слишком мала для повышения давления до критического уровня [46].

Расчеты, выполненные с учетом формы микрополостей в металле шва и околошовной зоне, также показали, что влияние давления, создаваемого водородом, на образование ХТ невелико |47].

Таким образом, гипотеза молекулярного давления не отражает действительного механизма ВХ. Не спасает положение и модернизация ее классического варианта путем учета переноса водорода в объем трешины дислокациями [45[, поскольку возможное при таком переносе повышение давления сверх равновесного уровня приведет к интенсификации обратного процесса — растворения водорода в кристаллической решетке металла [48]. Сказанное выше не означает, конечно, что давление водорода в микрополостях никакой роли при ВХ не играет, но эта роль не может быть решающей, особенно при зарождении трещины, с чем согласно большинство авторов. Поэтому не удивительно, что попытки объяснения механизма образования холодных трещин на основе этой гипотезы оказались безрезультатными, а недооценка роли водорода привела к неадекватному описанию процесса.

Вторая группа гипотез основана на представлении о снижении под действием растворенного водорода межатомных связей в металле, т. е. на предположении о падении так называемой коге-зивной прочности. Предполагается также, что декогезия происходит лишь в особых растянутых объемах кристаллической решетки, где содержание водорода может в несколько раз превышать его среднюю концентрацию. Расчетами показано, что заметное снижение сил когезии наступает при соотношении числа атомов железа и водорода примерно 1:1 [40]. Из термодинамиче-