где в левой части стоит общее количество водорода, доставленного дислокациями в субмикротрещину. Здесь £ — длина линии скольжения дислокации. Количество водорода, переносимого единицей длины дислокации, выражалось числом атомов приходящихся на отрезок дислокационной линии, равный модулю единичного вектора Бюргерса. Поэтому предполагалось, что на один атом железа, находящийся на дислокационной линии, в адсорбционном облаке в пределах некоторого радиуса Я содержится 7 атомов водорода, В расчете значение параметра ц, определяющего количество переносимого каждой дислокацией водорода, задавалось константой, которая варьировалась в определенных пределах. В правой части уравнения (4.21) первым слагаемым выражено количество водорода, адсорбированного на поверхности (при условии, что на площади Ьг размещается не более одного атома водорода), а вторым — находящегося в объеме субмикротрешины в молизованном состоянии.

Для определения критического напряжения, при котором субмикротрещина выходит из состояния равновесия, изменение ее размеров рассчитывалось при постепенно возрастающем внешнем напряжении.

Значения у и /?, которые входят в уравнения (4.20) и (4.21), определяются из уравнений (4.20), (4.21). Поведение субмикротрешины, в которую водород принесен дислокациями, определялось решением системы, состоящей из уравнений (4.18), (4.20) и (4.21) и содержащей четыре неизвестные величины (л, С, р, у). Задача решалась методом последовательных приближений: сначала при у — Уо находились решения п, С подсистемы из двух уравнений (4.18), затем находились значения р и у для такой трещины. Далее размеры трещины уточнялись с учетом изменения удельной поверхностной энергии 7 иод влиянием водорода и т. д. Для численного решения уравнения (4,18) использовался итерационный метод Ньютона. Проверяли также, соответствуют ли найденные решения соотношению пЬ « С« й, так как используемые уравнения имеют физический смысл только при условии его выполнения [62).

Поведение субмикротрешины оценивали, используя значения физических характеристик металла, типичные для низколегированных сталей 160, 62]: Ь = 2,56-Ю40 м; V = 0,25; С= 80 ГПа; у0 = 2,ОДж/м2; Ку = 0,6 МПа/м|/г, а также значение константы равновесия А = 37,5 Па-1 [51] для адсорбции водорода на поверхности железа при нормальной температуре (Г= 293 К).

Рис, 4,40, Зависимость длины равновесной субмикротрешины от внешнего напряжения: /— без водорода; 2-е водородом, переносимым дислокациями

Рис. 4.41. Зависимость количества дислокаций, образующих равновесную субмикротрещину, от внешнего напряжения: / — без водорода; 2— при действии водорода

На рис. 4.40 и 4.41 представлены зависимости длины равновесной субмикротрешины С и числа дислокаций п в ней от внешнего напряжения ст, приложенного при одноосном растяжении.

Как видно из рис. 4.40, при определенных условиях в вершине заблокированного плоского дислокационного кластера может существовать субмикротрещина, которая находится в состоянии устойчивого равновесия с кластером.

При увеличении приложенного внешнего напряжения ст длина трещины С и ее ширина пЬ в устье клина постепенно возрастают. Напряжение стс, при котором числовые значения Сил, полученные из системы уравнений (4.18), резко возрастают, можно назвать критическим: при напряжении стс в состоянии равновесия не может существовать ни одной дислокационной трещины конечных размеров. Следовательно, при этом напряжении металл должен разрушаться. Напряжение стсхарактеризует расчетный уровень хрупкой прочности металла (сопротивление микросколу),

Условия образования субмикротрешины сопоставлялись в двух случаях: при доставке к ней водорода дислокациями и в отсутствие дислокационного переноса водорода. Из рис. 4,40 видно, что под влиянием водорода, во-первых, увеличиваются размеры субмикротрешины при том же напряжении, во-вторых, возможен выход субмикротрешины из состояния равновесия при