используемый для производства
идентичных по назначению и размерам крупных поковок, не может являться
достаточным основанием для изменения характера предварительной и тем более
окончательной термической обработки. Качество стали (главным образом
содержание водорода) оказывает влияние только на продолжительность
выдержки при субкритических температурах в процессе предварительной
противофлокенной термической обработки.
Практика показывает, что
количество водорода в стали может значительно превышать равновесное
содержание. Взаимодействие дефектов структуры с атомами внедрения
приводит к отклонению содержания водорода от средней концентрации в
микрообъемах и влияет на стабильность структурной неоднородности. В сталях
сложного состава водород локализуется на дислокациях и двумерных дефектах,
малоугловых н межфазных границах. Таким образом, при заданном содержании
водорода локальное пересыщение будет определяться протяженностью
внутризеренных дефектов, границ фаз.
Применение метода микролокального
определения водорода, основанного на комбинировании лазера и
масспектрометра, показало, что на локальное распределение водорода
влияет тип неметаллических включений; наибольшее количество водорода
скапливается у сульфидов, наименьшее — у силикатов.
При оценке влияния различных
факторов на диффузионную подвижность водорода большое значение имеет
водородопроницаемость. Известно, что проницаемость и скорость
диффузии водорода понижаются с увеличением структурной
неоднородности: они максимальны в зернистом перлите, минимальны — в
мартенсите..
При изучении влияния деформации на
водородопроницаемость показано [7], что последняя в большей степени, чем
механические свойства, чувствительна к дефектам кристаллической решетки
(свободным дислокациям внутри зерен). Роль болыпеугловых границ при этом
невелика. Уменьшение подвижности водорода при горячей пластической
деформации объясняется механическим наклепом и наличием микропустот
на границе раздела фаз [11].
Водород, находящийся в
микропустотах в молизованном состоянии, не растворим в твердой стали
и поэтому плохо удаляется из металла. Вылеживание наводороженной стали при
комнатной температуре снижает общее содержание водорода вследствие
десорбции протонного и атомарного водорода; количество же молизовапного
водорода имеет тенденцию к увеличению.
Таким образом, проницаемость и
коэффициент диффузии водорода при данной температуре в значительной
степени определяются структурным состоянием, степенью дефектности
структуры, природой, размером и характером распределения
неметаллических включений и плотностью материала, т. е. наличием
пористости. Все это имеет практическое значение при разработке
противофлокенной термической обработки крупных поковок.
Распределение водорода в объеме
крупных поковок. Известно, что концентрация водорода по сечению
стальных слитков н крупных поковок весьма неравномерна. Сегрегация
водорода, очевидно, происходит во время кристаллизации из-за различной
растворимости его в жидкой и твердой стали. В процессе охлаждения Металла
водород накапливается в незатвердевшей части, т. е. его концентрация к
центру и к верхней части слитка должна повышаться; в эти же участки
оттесняются и неметаллические включения. Поры, микротрещины и
неметаллические включения определяют неравномерность распределения
остаточного водорода внутри слитков и крупных поковок и объясняют
локализацию его в местах с наибольшим количеством включений и
микропористостью.
Таким образом, все исследователи
отмечают значительную неравномерность распределения водорода по сечению
слитков и поковок, которая увеличивается с повышением содержания водорода
в жидкой стали и развеса слитка.
Влияние водорода на структуру и
свойства крупных поковок. С повышением содержания водорода (по мере
удаления от поверхности поковки к центру) понижаются характеристики
пластичности продольных образцов. При содержании водорода свыше 4,0
см3/100 г металла продольные образцы практически теряют
пластичность. Но особенно сильное влияние оказывает водород на
пластичность поперечных образцов, которые уже при содержании водорода
свыше 2,0 см8/100 г металла полиостью
охрупчиваются.
