Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов
Исследована растворимость водорода в сварных швах и его влияние на их механические свойства с использованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой Установлена связь интегральных
 параметров с растворимостью водорода и свойствами сварных швов в виде полуэм...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22047 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов / Э.В. Приходько, В.Ф. Мороз, О.В. Кукса, Н.Е. Ходотова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 218-221. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860097672379105280 |
|---|---|
| author | Приходько, Э.В. Мороз, В.Ф. Кукса, О.В. Ходотова, Н.Е. |
| author_facet | Приходько, Э.В. Мороз, В.Ф. Кукса, О.В. Ходотова, Н.Е. |
| citation_txt | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов / Э.В. Приходько, В.Ф. Мороз, О.В. Кукса, Н.Е. Ходотова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 218-221. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description | Исследована растворимость водорода в сварных швах и его влияние на их механические свойства с использованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой Установлена связь интегральных
параметров с растворимостью водорода и свойствами сварных швов в виде полуэмпирических моделей
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:27:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
218
УДК: 669.14:669.788:621.791
Э.В.Приходько, В.Ф.Мороз, О.В.Кукса, Н.Е.Ходотова
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА НА РАСТВОРИМОСТЬ ВОДОРОДА И
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ И СВАРНЫХ ШВОВ
Исследована растворимость водорода в сварных швах и его влияние на их ме-
ханические свойства с использованием физико–химической модели металличе-
ских расплавов с ОЦК–подобной структурой Установлена связь интегральных
параметров с растворимостью водорода и свойствами сварных швов в виде полу-
эмпирических моделей.
Постановка задачи. Хрупкое разрушение сталей и сварных соедине-
ний связано с охрупчивающим действием растворенных в металле и свар-
ных швах примесей и прежде всего водорода [1]. С использованием физи-
ко–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной струк-
турой [2] изучено влияние состава сталей и сварных швов на раствори-
мость водорода и механические свойства металла и сварных швов.
Интегральные параметры межатомного взаимодействия d, ZY и tgα
этой модели по сути являются сверткой состава, при этом d – есть среднее
межатомное расстояние; ZY – средний заряд является химическим эквива-
лентом состава и tgα – характеризует индивидуальность взаимодейст-
вующих атомов. Расчет параметров реализован на ПЭВМ в виде програм-
мы «Металл».
Мерой водородного охрупчивания сталей является отношение
mce
H
mce RR / [1], где Rmce – отражает уровень прочности в широком интер-
вале температур с учетом пластической деформации, которая предшест-
вует разрушению при этих температурах; H
mceR – тоже для наводорожен-
ных образцов сталей различного состава.
Изложение основных материалов исследования. Анализ данных по
изменению mce
H
mce RR / для сталей Ст.3, 09Г2С, Ст.45 и У–8, отличаю-
щихся различным содержанием углерода и легирующих элементов, по-
зволил установить их связь с интегральными параметрами межатомного
взаимодействия с этих сталях (табл.1) и температурой испытаний (в ин-
тервале 82–280 К) в виде уравнения:
α−−−−= tgZdTRR Y
mce
H
mce 31.202597,81986002,014,246/ (r=0,79) (1)
219
Таблица 1. Параметры межатомного взаимодействия в сталях и значения
их водородного охрупчивания при комнатной температуре
Марка
стали
Т, К d⋅10–1,
нм
ZY, e tgα
mce
H
mce RR / ./ расчmce
H
mce RR
Ст.3 279 2,7945 1,1857 0,0883 0,601 0,608
09Г2С 280 2,7468 1,2137 0,0887 0,446 0,492
Ст.45 238 2,7907 1,2293 0,0882 0,549 0,576
У–8 278 2,6949 1,2239 0,0891 0,957 0,627
Сравнение экспериментальных и рассчитанных по уравнению (1) зна-
чений приведено на рис.1.
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1
R[H]mce/Rmce расч.
R
[H
]m
ce
/R
m
ce
эк
сп
.
Рис.1. Сопоставительное сравнение экспериментальных и рассчитанных по урав-
нению (1) значений mce
H
mce RR / для сталей Ст.3, 09Г2С, Ст.45 и У–8 в интервале
температур 80–280 К
Анализ параметров межатомного взаимодействия в сварных швах, со-
став которых приведен в табл.2, позволил установить их влияние на
(табл.3) содержание в швах диффузионного водорода и механические
свойства металла швов в виде уравнений:
[H]диф.= 917,34 – 283,17d – 25,11ZY – 962,76tgα (r=0,65) (2)
σ0,2 = –15258,8–1790,54d + 5920,33ZY + 154881,5tgα (r=0,91) (3)
δ = –835,074 – 206,40d – 251,38ZY + 19784,11tgα (r=0,89) (4)
220
Таблица 2. Химический состав металла сварных швов
Содержание компонентов, %
C Si Mn Cr Ni Mo V Cu
0,078 0,45 1,20 0,35 0,35 0,11 0,010 0,30
0,071 0,31 1,40 0,34 1,60 0,34 0,010 0,31
0,070 0,18 1,30 0,82 1,75 0,32 0,015 0,30
0,078 0,25 1,30 0,50 1,85 0,46 0,045 0,33
0,082 0,22 0,85 0,75 2,65 0,45 0,020 0,56
0,082 0,30 0,87 0,37 0,28 0,28 0,010 0,22
0,065 0,22 0,82 0,60 2,40 0,45 0,040 0,20
0,078 0,29 0,95 0,65 2,10 0,49 0,030 0,21
0,076 0,17 0,82 0,75 2,20 0,55 0,010 0,20
0,066 0,28 1,05 0,70 2,20 0,50 0,010 0,20
0,070 0,34 1,30 0,80 2,20 0,55 0,060 0,45
Таблица 3. Интегральные параметры межатомного взаимодействия, экс-
периментальные и расчетные значения [H], σ0,2 и δ. [1]
d⋅10–
1,нм
ZY, e tgα [H]диф.,
см3/100г
σ0,2,
МПа
δ,
%
[H]расч.,
см3/100г
σ0,2расч.,
МПа
δрасч.,
%
2,8036 1,2138 0,0881 9 500 25 8,16 552 24,1
2,8104 1,2376 0,0883 9 620 20 5,45 712 20,7
2,8142 1,2468 0,0882 4 650 16 4,24 744 15,6
2,8113 1,2461 0,883 3 820 19 4,98 761 18,4
2,8107 1,2576 0,0885 3 850 20 4,67 861 19,6
2,8070 1,2020 0,0880 6 520 24 7,59 461 24,4
2,8132 1,2427 0,0883 5 730 22 4,52 737 18,8
2,8094 1,2468 0,0883 5 800 17 5,50 768 18,6
2,8130 1,2440 0,0883 5 800 15 4,55 745 18,6
2,8118 1,2506 0,0883 5 830 18 4,72 787 17,1
2,8106 1,2679 0,0883 5 900 13 4,63 891 13,0
Относительная трещиностойкость сварных швов (σкр./σ0,2), выполнен-
ных ручной и механизированной сваркой в различных атмосферах, в за-
висимости от интегральных параметров описывается уравнением:
σкр../σ0,2 = 87,85– 15,85d – 13,38ZY – 290,38tgα – 0,08[H]диф.
(r=0,66) (5)
Соотношение экспериментальных и рассчитанных значений σкр./σ0,2
по уравнению (5) приведены на рис.2.
221
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
Gкр/G0.2 расч.
G
кр
/G
0.
2э
кс
п.
Рис.2. Сопоставительное сравнение экспериментальных и рассчитанных по урав-
нению (5) значений σкр/σ0,2 сварных швов
Таким образом, использование интегральных параметров физико–
химической модели металлических расплавов и полученных полуэмпири-
ческих уравнений полезно для прогнозных оценок изменения свойств ста-
лей и сварных швов в зависимости от их состава и наличия в них водоро-
да.
1. Походня И.К. Проблемы сварки высокопрочных легированных сталей // В кн.
Сучасне матеріалознавство ХХI сторічча. – К.: Наукова думка, 1998. –С.61–
69.
2. Приходько Э.В. Металлохимия многокомпонентных систем – М.: Металлур-
гия. –1995. –320 с.
Статья рекомендована к печати докт.техн.наук, проф. Д.Н.Тогобицкой
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22047 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0070 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:27:13Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Приходько, Э.В. Мороз, В.Ф. Кукса, О.В. Ходотова, Н.Е. 2011-06-20T13:58:17Z 2011-06-20T13:58:17Z 2007 Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов / Э.В. Приходько, В.Ф. Мороз, О.В. Кукса, Н.Е. Ходотова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2007. — Вип. 14. — С. 218-221. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22047 669.14:669.788:621.791 Исследована растворимость водорода в сварных швах и его влияние на их механические свойства с использованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой Установлена связь интегральных
 параметров с растворимостью водорода и свойствами сварных швов в виде полуэмпирических моделей ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Термомеханическая обработка проката, металловедение и материаловедение Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов Приходько, Э.В. Мороз, В.Ф. Кукса, О.В. Ходотова, Н.Е. Термомеханическая обработка проката, металловедение и материаловедение |
| title | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов |
| title_full | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов |
| title_fullStr | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов |
| title_full_unstemmed | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов |
| title_short | Влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов |
| title_sort | влияние состава на растворимость водорода и механические свойства сталей и сварных швов |
| topic | Термомеханическая обработка проката, металловедение и материаловедение |
| topic_facet | Термомеханическая обработка проката, металловедение и материаловедение |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22047 |
| work_keys_str_mv | AT prihodʹkoév vliâniesostavanarastvorimostʹvodorodaimehaničeskiesvoistvastaleiisvarnyhšvov AT morozvf vliâniesostavanarastvorimostʹvodorodaimehaničeskiesvoistvastaleiisvarnyhšvov AT kuksaov vliâniesostavanarastvorimostʹvodorodaimehaničeskiesvoistvastaleiisvarnyhšvov AT hodotovane vliâniesostavanarastvorimostʹvodorodaimehaničeskiesvoistvastaleiisvarnyhšvov |