На многие свойства Технических
металлов, таких Например, как сталь и сплавы титана, водород оказывает
вредное влияние. Водород способен сильно увеличивать хрупкость и
хладноломкость, склонность к замедленному разрушению, а тем самым, к
образованию холодных трещин в сварных соединениях. При повышенных
температурах водород вызывает обезуглероживание стали, разлагая
карбид железа (Ре3С + 4Н = ЗРе + СН4). В реакцию при
этом вступает диффундирующий или- растворенный атомарный водород. При
обезуглероживании понижается прочность стали, а образующийся метан создает
в микро- и макропустотах высокое давление, способствуя появлению
очагов разрушения.
Хотя механизм вредного влияния
водорода на свойства сталей и других металлов изучали многие
исследователи, существо явления до сих пор нельзя признать полностью
ясным. Водород в стали образует раствор внедрения. Атомы внедрения,
скапливаясь около несовершенств кристаллического строения — дислокаций,
уменьшают их подвижность, способствуют их скоплению и тем самым с
одной стороны, уменьшают способность металла к общей и локальной
пластической деформации, а с другой — способствуют образованию зародышевых
трещин в местах скопления дислокаций. Активность проявления такого
охрупчивающего действия водорода увеличивается при наличии других
факторов, благоприятствующих хрупкому разрушению — низкой
температуры, скорости нагружения, сложно-напряженного состояния,
наличия концентраторов напряжений.
Отмечается и другое вредное
влияние водорода в металлах. Атомы водорода, быстро проникая в металл и
попадая в микро- и макропустоты — поры, несплошности в виде плен и
закатов, зоны строчечных неметаллических включений — ассоциируют там в
молекулы. Молекула не способна к дальнейшему перемещению. Таким
образом, скапливаясь в пустотах, молекулы водорода создают местные, очень
высокие давления, приводящие к вздутию металла, сильному расслоению и
образованию трещин.
Водород может оказывать большое
влияние на свойства сварных соединений. При дуговых методах сварки
плавлением имеются разные источники попадания водорода в металл шва: влага
из электродных покрытий и флюсов, органические состовляющие электродных
покрытий, окалина на кромках свариваемого металла и электродной
проволоке и т. п. Поэтому металл шва часто содержит значительные
количества водорода, превышающие количество водорода в свариваемом
металле. Содержание водорода в металле шва сталей доходит до 30
см3/100 г, в то время, как в деформированной стали оно
обычно не превышает 8—10 см3/100 г. Повышенному количеству
водорода в металле сварного шва способствует его меньшая плотность —
наличие большего количества пор. В то же время, при надлежащих мерах
предосторожности — просушке электродов и флюсов, очистке проволоки и
кромок,
