О характеристиках и роли коттрелловских косегрегаций углерода и водорода в деформационном старении и охрупчивании ряда сталей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена изучению характеристик фазоподобных “атмосфер” Коттрелла (карбогидридоподобных косегрегаций углерода и водорода) на дислокациях в мартенситной и ферритной составляющих в высокопрочной аустенитной стали с пластичностью, наведенной превращением, в связи с проблемами старения, водородного охрупчивания и деградации ряда сталей при эксплуатации. Особое внимание уделено углубленной обработке (новая методика) и анализу термодесорбционных спектров водорода для ряда сталей и железа (в качестве материала сравнения). Были использованы методы термодинамичеcкого анализа, методология определения термодинамических характеристик (концентраций водорода, энергий активации и констант скорости десорбционных процессов) и природы “ловушек водорода” посредством анализа наиболее представительных термодесорбционных данных, сопоставления с теоретическими и соответствующими данными, полученными методом трехмерной атомно-зондовой томографии. Проведенные исследования показали возможность образования коттрелловских карбогидридоподобных косегрегаций углерода и водорода на дислокациях в мартенситной и ферритной фазах в высокопрочной аустенитной стали с высокой пластичностью, наведенной превращением, в частности, позволили впервые определить энергии связи водорода с карбогидридоподобными косегрегациями углерода и водорода на дислокациях в мартенситной и ферритной фазах.

Об авторах

Ю. С. Нечаев

Научный центр металловедения и физики металлов,
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
им. И.П. Бардина

Автор, ответственный за переписку.
Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 105005, Москва

Е. А. Денисов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург

Н. А. Шурыгина

Научный центр металловедения и физики металлов,
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
им. И.П. Бардина

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 105005, Москва

А. О. Черетаева

Научно-исследовательский институт прогрессивных технологий,
Тольяттинский государственный университет

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 445020, Тольятти

Н. С. Морозов

Научный центр металловедения и физики металлов,
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
им. И.П. Бардина

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 105005, Москва

В. П. Филиппова

Научный центр металловедения и физики металлов,
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
им. И.П. Бардина

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 105005, Москва

Н. М. Александрова

Научный центр металловедения и физики металлов,
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
им. И.П. Бардина

Email: yuri1939@inbox.ru
Россия, 105005, Москва

Список литературы

  1. Marquis E.A., Hyde J.M. // Mater. Sci. Eng. R.: Rep. 2010. V. 69. Iss. 4–5. P. 37. https://www.doi.org/10.1016/j.mser.2010.05.001
  2. Pareige P., Cadel E., Sauvage X., Deconihout B., Blavette D., Mangelinck D. // Intern. J. Nanotechnology. 2008. V. 5. № 6–8. P. 592. https://www.doi.org/10.1504/IJNT.2008.018684
  3. Blavette D., Duguay S. // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2014. V. 68. P. 10101. https://www.doi.org/10.1051/epjap/2014140060
  4. Herbig M., Choi P., Raabe D. // Ultramicroscopy. 2015. V. 153. P. 32. https://www.doi.org/10.1016/j.ultramic.2015.02.003
  5. Blavette D., Cadel E., Fraczkiewicz A., Menand A. // Science. 1999. V. 286. № 5448. P. 2317. https://www.doi.org/10.1126/science.286.5448.2317
  6. Cadel E., Lemarchand D., Gay A.-S., Fraczkiewicz A., Blavette D. // Scripta Materialia. 1999. V. 41. № 4. P. 421. https://www.doi.org/10.1016/S1359-6462(99)00106-2
  7. Calonne O., Fraczkiewicz A., Louchet F. // Scripta Materialia. 2000. V. 43. № 1. P. 69. https://www.doi.org/10.1016/S1359-6462(00)00367-5
  8. Cadel E., Launois S., Fraczkiewicz A., Blavette D. // Phil. Mag. Letters. 2000. V. 80. № 11. P. 725. https://www.doi.org/10.1080/09500830050192945
  9. Blavette D., Fraczkiewicz A., Cadel E. // J. Phys. IV France. 2000. V. 10. № PR6. P. 111. https://www.doi.org/10.1051/jp4:2000619
  10. Cadel E., Fraczkiewicz A., Blavette D. // Mater. Sci. Engineering A. 2001. V. 309–310. P. 32. https://www.doi.org/10.1016/S0921-5093(00)01688-9
  11. Cottrell A.H., Bilby B.A. // Proc. Phys. Soc. Section A. 1949. V. 62. № 308. P. 49.
  12. Cottrell A.H. Dislocations and Plastic Flow in Crystals. Oxford: Clarendon, 1953. 134 p.
  13. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. 600 с.
  14. Nechaev Yu.S., Öchsner A. // DDF. 2019. V. 391. P. 246. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF. 391.246
  15. Wilde J., Cerezo A., Smith G.D.W. // Scripta Materialia. 2000. V. 43. № 1. P. 39. https://www.doi.org/10.1016/S1359-6462(00)00361-4
  16. Kahn R.W. The Coming of Materials Science. Pergamon Materials Series: Cambridge Univ. Press, 2001. 571 c.
  17. Нечаев Ю.С. // УФН. 2011. Т. 181. № 5. С. 483. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0181.201105b.0483
  18. Нечаев Ю.С. // УФН. 2008. Т. 178. № 7. С. 709. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0178.200807b.0709
  19. Нечаев Ю.С. // Материаловедение. 2009. № 3. С. 50.
  20. Чувильдеев В.Н. // Материаловедение. 2009. № 4. С. 60.
  21. Нечаев Ю.С. // Материаловедение. 2009. № 6. С. 55.
  22. Нечаев Ю.С. // Успехи физических наук. 2001. Т. 171. № 11. С. 1251. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0171.200111e.1251
  23. Nechaev Yu.S., Filippov G.A. // DDF. 2001. V. 194–199. P. 1099. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF. 194-199.1099
  24. Nechaev Yu.S. // Solid State Phenomena. 2008. V. 138. P. 91. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/ SSP.138.91
  25. Nechaev Yu.S., Burzhanov A.A., Filippov G.A. // Adv. in Mater. Sci. 2007. V. 7. № 1. P. 166.
  26. Nechaev Yu.S., Iourtchenko D.V., Hirschberg J.G., Veziroglu T.N. // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. V. 29. № 13. P. 1421. https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2004.01.011
  27. Nechaev Yu.S. // DDF. 2018. V. 385. P. 120. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/ DDF.385.120
  28. Свелин Р.А. Термодинамика твердого состояния. М.: Металлургия, 1968. 316 с.
  29. Kirchheim R. // Progress in Mater. Sci. 1988. V. 32. № 4. P. 261. https://www.doi.org/10.1016/0079-6425(88)90010-2
  30. Kirchheim R. // Acta Metall. 1981. V. 29. № 5. P. 835. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(81)90126-7
  31. Oriani R. // Acta Mater. 1970. V. 18. № 1. P. 147. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(70)90078-7
  32. Нечаев Ю.С., Родионова И.Г., Удод К.А., Немтинов А.А., Митрофанов А.В. // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. № 4. С. 5.
  33. Nechaev Yu.S., Alexandrova N.M., Cheretaeva A.O., Kuznetsov V.L., Öchsner A., Kostikova E.K., Zaika Yu.V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 46. P. 25030. https://www.doi.org/ 10.1016/j.ijhydene.2020.06.242
  34. Nechaev Yu.S., Alexandrova N.M., Shurygina N.A., Cheretaeva A.O., Denisov E.A., Kostikova E.K. // Bull. RAS: Physics. 2021. V. 85. № 7. P. 701. https://www.doi.org/ 10.3103/S1062873821070169
  35. Zaika Yu.V., Kostikova E.K., Nechaev Yu.S. // Techn. Phys. 2021. V. 91. P. 210. https://www.doi.org/10.1134/S1063784221020250
  36. Depover T., Verbeken K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 3050. https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.12.109
  37. Lee J., Lee T., Kwon Y.J., Mun D.J., Yoo J.Y., Lee C.S. // Corros. Rev. 2015. V. 33. P. 433. https://www.doi.org/10.1515/corrrev-2015-0052
  38. Depover T., Monbaliu O., Wallaert E., Verbeken K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 16977. https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.06.157
  39. Kissinger H. // Anal. Chem. 1957. V. 29. № 11. P. 1702. https://www.doi.org/ 10.1021/ac60131a045
  40. Legrand E., Oudriss A., Savall C., Bouhattate J., Feaugas X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. № 6. P. 2871. https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.12.069
  41. Drexler A., Vandewalle L., Depover T., Verbeken K., Domitner J. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 39590. https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.09.171
  42. Kirchheim R. // Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 2016. V. 47. P. 672. https://www.doi.org/10.1007/s11661-015-3236-2
  43. Escobar D.P., Verbeken K., Duprez L., Verhaege M. // Mater. Science and Engineering: A. 2012. V. 551. P. 50. https://www.doi.org/ 10.1016/j.msea.2012.04.078
  44. Escobar D.P., Depover T., Duprez L., Verbeken K., Verhaege M. // Acta Mater. 2012. V. 60. P. 2593. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2012.01.026
  45. Hagi H. // Mater. Trans. JIM. 1994. V. 35. № 2. P. 112. https://www.doi.org/10.2320/matertrans1989.35.112
  46. Kedzierzawski P., Oriani R.A., Hirth J.P., Smialowski M. // Acta Metallurgica et Materialia. 1985. V. 39. P. 271.
  47. Кулабухова Н.А. Исследование процессов абсорбции и диффузии водорода в ГЦК металлах методом молекулярной динамики: Дисс. ... канд .ф.-м.н.: 01.04.07. Барнаул: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2014. 129 с.
  48. Ганеев А.В. Особенности формирования сегрегаций и карбидов на границах зерен в ультрамелкозернистых углеродистых сталях, полученных интенсивной пластической деформацией кручением: Диcс. ... канд. ф.-м.н.: 01.04.07. Уфа: ФГБОУ ВО “Уфимский государственный авиационный технический университет”, 2019. 140 с.
  49. Мишетьян А.Р. Особенности механизмов разрушения и деформационного старения в зависимости от структурного состояния низколегированных трубных сталей: Диcс. ... канд. т.н.: 2.6.1. Москва: ФГУП ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, 2021. 145 с.

Дополнительные файлы


© Ю.С. Нечаев, Е.А. Денисов, Н.А. Шурыгина, А.О. Черетаева, Н.С. Морозов, В.П. Филиппова, Н.М. Александрова, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах