Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов

Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов

Целью настоящей работы явилось изучение влияния параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей с использованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой. Изучена связь флокеночувствительности сталей различного состава с интегральными парамет...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2009
Автори: Мороз, В.Ф., Приходько, Э.В., Кукса, О.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2009
Назва видання:Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Теми:
Металловедение и материаловедение
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63094
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 параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов / В.Ф. Мороз, Э.В. Приходько, О.В. Кукса // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 278-282. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-63094
record_format dspace
spelling irk-123456789-630942014-05-30T03:02:38Z Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов Мороз, В.Ф. Приходько, Э.В. Кукса, О.В. Металловедение и материаловедение Целью настоящей работы явилось изучение влияния параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей с использованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой. Изучена связь флокеночувствительности сталей различного состава с интегральными параметрами межатомного взаимодействия. Установлено, что стали с химическим эквивалентом составов Z^Y <1,3 e склонны, а с Z^Y>1,5 e не склонны к образованию флокенов. Метою роботи є вивчення впливу параметрів міжатомної взаємодії на флокеночутливість сталей з використанням фізико-хімічної моделі металевих розплавів з ВЦК–подібною структурою. Вивчено зв'язок флокеночутливості сталей різного складу з інтегральними параметрами міжатомної взаємодії. Встановлено, що сталі з хімічним еквівалентом складів Z^Y<1,3 e схильні, а з Z^Y>1,5 e не схильні до утворення флокенів. The purpose of the present work was studying of internuclear interaction parametres influence on snowflake sensitivity of steels with application of physical and chemical model of metal melts with axel centrical crystal –like structure. Interconnection of snowflake sensitivity of steels of various structure with integrated parametres of internuclear interaction is studied. It is established, that with a chemical equivalent of structures Z^Y <1,3 e became inclined, and with Z^Y> 1,5 e are not inclined to formation of flakes. 2009 Article Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов / В.Ф. Мороз, Э.В. Приходько, О.В. Кукса // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 278-282. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63094 669.02/09:669.017 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Металловедение и материаловедение
Металловедение и материаловедение
spellingShingle Металловедение и материаловедение
Металловедение и материаловедение
Мороз, В.Ф.
Приходько, Э.В.
Кукса, О.В.
Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description Целью настоящей работы явилось изучение влияния параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей с использованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой. Изучена связь флокеночувствительности сталей различного состава с интегральными параметрами межатомного взаимодействия. Установлено, что стали с химическим эквивалентом составов Z^Y <1,3 e склонны, а с Z^Y>1,5 e не склонны к образованию флокенов.
format Article
author Мороз, В.Ф.
Приходько, Э.В.
Кукса, О.В.
author_facet Мороз, В.Ф.
Приходько, Э.В.
Кукса, О.В.
author_sort Мороз, В.Ф.
title Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
title_short Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
title_full Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
title_fullStr Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
title_full_unstemmed Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
title_sort влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов
publisher Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
publishDate 2009
topic_facet Металловедение и материаловедение
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63094
citation_txt Влияние параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей и сплавов / В.Ф. Мороз, Э.В. Приходько, О.В. Кукса // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 278-282. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
work_keys_str_mv AT morozvf vliânieparametrovmežatomnogovzaimodejstviânaflokenočuvstvitelʹnostʹstalejisplavov
AT prihodʹkoév vliânieparametrovmežatomnogovzaimodejstviânaflokenočuvstvitelʹnostʹstalejisplavov
AT kuksaov vliânieparametrovmežatomnogovzaimodejstviânaflokenočuvstvitelʹnostʹstalejisplavov
first_indexed 2025-07-05T13:59:02Z
last_indexed 2025-07-05T13:59:02Z
_version_ 1836815685148213248
fulltext 278 УДК 669.02/09:669.017 В.Ф.Мороз, Э.В.Приходько, О.В.Кукса ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕЖАТОМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ФЛОКЕНОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ Целью настоящей работы явилось изучение влияния параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей с использованием физико– химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой. Изу- чена связь флокеночувствительности сталей различного состава с интегральными параметрами межатомного взаимодействия. Установлено, что стали с химическим эквивалентом составов ZY<1,3 e склонны, а с ZY>1,5 e не склонны к образованию флокенов. металлические расплавы, физико–химическая модель, параметры меж- атомного взаимодействия, флокеночувствительность Введение. Обычно выделяют два вида воздействия водорода на ме- таллы: физическое и физико–химическое [1]. Первое осуществляется при отрицательных и невысоких положительных температурах, когда не про- исходит видимых химических реакций. Физико–химическое воздействие осуществляется в условиях, когда происходит химическое взаимодействие водорода с различными фазами и компонентами сплавов как на поверхности, так и в их объёме. Анализ приведенных в научно–технической литературе данных одно- значно свидетельствует о том, что присутствие водорода в различных ме- таллах и сплавах приводит к увеличению их хрупкости. Поэтому присут- ствие в решетке металлов или вне её других элементов, так же как и нали- чие дефектов и несовершенств в кристаллах, может усилить или ослабить влияние водорода, но не может быть основной причиной этого влияния [2], т.е. особенности межатомного взаимодействия водорода с атомами матрицы, карбидными, карбонитридными и другими видами включений, дефектами кристаллической решетки и микроструктуры в большей степе- ни влияют на физико–механические свойства металлов и сплавов и опре- деляют их склонность к водородному охрупчиванию (ВО), по сравнению с другими факторами. Постановка задача. Большое влияние на прочностные свойства ста- лей и их поведение в процессе охлаждения и дальнейшей эксплуатации оказывают флокены, представляющие собой внутренние трещины в ме- талле. Они образуются при температурах ниже 150–3000С, чаще всего при комнатной температуре. Целью настоящей работы явилось изучение влияния параметров межатомного взаимодействия на флокеночувствительность сталей с ис- пользованием физико–химической модели металлических расплавов с ОЦК–подобной структурой [3]. 279 Изложение основных материалов исследования. Обычно флокено- чувствительность пытаются объяснить структурными изменениями в ста- лях. Так в [4], флокеночувствительность сталей (табл.1) связывается с температурным гистерезисом ( 33 rc AA − ),0C при этом флокеночувстви- тельность повышается с ростом гистерезиса. Однако, численной оценки такой связи не приводится, т.е. только качественная оценка. Изучение межатомного взаимодействия в этих сталях показало наличие тесной свя- зи величины температурного гистерезиса 33 rc AA − с интегральными параметрами межатомного взаимодействия (d, ZY и tgα) при использова- нии для их определения физико–химической модели металлических рас- плавов [3] в виде уравнения: ZdAA Y rc 9,2797329,102729,627,5394 33 +++−=− r=0,974 (1) Таблица 1. Химический состав, температурный гистерезис и интеграль- ные параметры сталей С та ль C Si Mn Ni Cr V d⋅10–1, нм ZY, e tgα 33 rc AА − эксп. 33 rc AА − pасч. 1 0,15 0,27 0,85 0 0 0 2,7951 1,179 0,0882 18 21 2 0,67 0,27 1,05 0 0 0 2,7153 1,219 0,0889 29 33 3 0,45 0,27 0,75 0 0,95 0,15 2,7494 1,231 0,0883 43 49 4 1,05 0,27 0,35 0 1,35 0 2,6651 1,268 0,0891 57 57 5 0,45 0,27 1,75 0 0 0 2,7503 1,221 0,0885 61 45 6 0,58 2,00 0,75 0 0 0 2,6879 1,272 0,0888 67 68 7 0,40 0,27 0,75 3,5 0 0 2,7577 1,251 0,0892 100 10 8 0,35 0,27 0,45 3 0,78 0 2,7649 1,256 0,0889 100 102 Сравнение рассчитанных по уравнению (1) и экспериментальных зна- чений температурного гистерезиса приведено на рис. 1. Рис. 1. Соотношение рассчитанных по уравнению (1) и экспериментальных значений температурного гистерезиса сталей В работе [5] сопоставлена флокеночувствительность конст- рукционных и инструментальных сталей с температурой мартен- ситного превращения. В табл.2 стали расположены в порядке 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120 (Ac3-Ar3)расч.,oC (A c 3 -A r3 ) эк сп .,o C 280 возрастания степени флокеночувствительности. Температура мартенсит- ного превращения связана с интегральными параметрами межатомного взаимодействия соотношением: α−−+= tg1,6887454,110137,121087,4455ТМ YZd r=0,87 (2) Соотношение рассчитанных по уравнению (2) и экспериментальных значений ТМ приведено на рис. 2. В монографиях [4–6], обзорной статье [7] приведена классификация сталей по степени их флокеночувствительности и даны предельно допус- тимые температуры применения сталей в водородсодержащих средах. Таблица 2. Интегральные параметры межатомного взаимодействия и тем- пературы мартенситного превращения сталей Сталь d⋅10–1, нм ZY, e tgα Тм.пр.эксп, 0С Тм.пр.расч, 0С 12Х2Н 2,7981 1,2455 0,0881 440 403 40ХН 2,7563 1,2292 0,0886 340 336 12ХН3М 2,8028 1,2409 0,0886 355 379 30ХГСА 2,7537 1,2577 0,0882 320 329 30Х2Н2М 2,7748 1,2681 0,0884 350 329 35ХН2М 2,7631 1,2637 0,0888 320 292 35Х2НМ 2,7679 1,2597 0,0883 295 337 34ХН3МФ 2,7733 1,2891 0,0886 290 290 35ХН3МФ 2,7702 1,2982 0,0886 290 277 25ХН3МФ 2,7869 1,2810 0,0885 330 323 35Х2Н3М 2,7752 1,2837 0,0887 270 292 35Х2Н2М 2,7723 1,2846 0,0883 305 315 18Х2Н4ВА 2,7970 1,2803 0,0887 310 322 35ХН4М 2,7695 1,2916 0,0889 210 262 Анализ интегральных параметров межатомного взаимодействия в этих сталях (выборка 307 сталей) показал, что имеется расслоение данных на графике ZY=f(d) на две области со значениями ZY<1,3 и ZY>1,5, которые соответствуют флокеночувствительным и нефлокеночувствительным ста- лям (рис. 3) соответственно. Предельно допустимые температуры применения сталей в водо- родсодержащих средах связаны с параметрами межатомного взаимодей- ствия и давлением водорода следующим соотношением: 2.рек PH18,2tg17628269,15399,54998,17487Т −α−+−= YZd r=0,9 (3) где Т – рекомендуемая температура для эксплуатации стали в водородной среде, К, РН2 – давление водорода, МПа. Сравнение рассчитанных и ре- комендуемых допустимых значений Трек. приведено на рис. 4. 281 Рис. 2. Сравнение экспери- ментальных и расчетных по уравнению (2) значений ТМ Рис. 3. Области рас- слоения сталей по их флокеночувстви- тельности. Рис. 4. Сравнение рассчи- танных по уравнению (3) и рекомендуемых пре- дельно допустимых зна- чений температуры при- менения сталей в водо- родсодержащей среде 250 300 350 400 450 250 300 350 400 450 Tм расч. ,oC T м эк сп .,o C 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 d*10-1,нм ZY , e [6] [5] [4] [7] 400 500 600 700 800 900 1000 1100 400 500 600 700 800 900 1000 Tрек.расч. Tр ек . э кс п. 282 Выводы. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что интегральные параметры физико–химической модели металличе- ских расплавов [3], являющиеся сверткой состава, дают возможность оце- нить их связь с флокеночувствительностью сталей. 1. Арчаков Ю.И., Гребешкова И.Д. О природе водородного охрупчивания стали // Металловедение и термическая обработка стали. –1985. – №8. – С.2–6. 2. Галактинова Н.А. Водород в металлах. – М.: Металлургия, 1967. –303 с. 3. Приходько Э.В. Металлохимия многокомпонентных систем. – М.: Металлур- гия, 1995. –320 с. 4. Меськин В.С. Основы легирования стали. – М.: Металлургия, 1964. – 684 с. 5. Касаткин Г.Н. Водород в конструкционных сталях. М.: Интернет– Инжиниринт, 2003. – 336 с. 6. Дубовой В.Я. Флокены в стали. –М.: ГНТИЧЦМ, 1950. – 332 с. 7. Арчаков Ю.И. Современные проблемы надежности эксплуатации оборудова- ния гидрогенизационных производств / /Физико–химическая механика мате- риалов. –2007. – №5. – С.85–90. Статья рекомендована к печати: ответственный редактор раздела «Металловедение и материаловедение» докт.техн.наук, проф. Г.В.Левченко рецензент докт.техн.наук, проф. Д.Н.Тогобицкая В.Ф.Мороз, Е.В.Приходько, О.В.Кукса Вплив параметрів міжатомної взаємодії на флокеночутливість сталей та сплавів Метою роботи є вивчення впливу параметрів міжатомної взаємодії на флоке- ночутливість сталей з використанням фізико-хімічної моделі металевих розплавів з ВЦК–подібною структурою. Вивчено зв'язок флокеночутливості сталей різного складу з інтегральними параметрами міжатомної взаємодії. Встановлено, що сталі з хімічним еквівалентом складів ZY<1,3 e схильні, а з ZY>1,5 e не схильні до утворення флокенів.

Схожі ресурси