Изменение структуры и разрушение материалов, содержащих водород

• Автор: Яковлев, Юрий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Обозначения и сокращения
Введение
Обзор литературы
Глава 1. Моделирование процесса диффузии водорода при циклическом и постоянном нагружении.
Введение в главу 1
1.1 Двухконтинуальная модель
1.2 Решение уравнений двухконтинуальной модели в случае

периодического нагружения
1.3 Моделирование процесса диффузии при постоянном нагружении
Заключение по главе 1
Глава 2. Экспериментальное исследование влияния водорода на структуру ^
и свойства материалов.
Введение в главу 2.
2.1 Исследование стали 70 после гальванического цинкования.
2.2 Исследование разрушения тонкопленочных интерфейсов на кремниевой
подложке
2.3 Водород в различных наноматериалах
2.4 Изучение влияния больших пластических деформаций на содержание и ^ распределение водорода.
Заключение по главе 2
Глава 3. Экспериментальное исследование распределения водорода при периодическом нагружении
Введение в главу
3.1 Исследование пластинок из алюминиево-магниевого сплава 1424 с

усталостными трещинами
3.2 Исследования распределения водорода в образцах после циклического ^ одноосного нагружения
Заключение по главе 3

Заключение
Список используемых источников.
Обозначения и сокращения.
Тпл Температура плавления
ТДС Термодесорбционный спектр
ГСО Государственный стандартный образец
К Коэффициент жесткости
т масса
Полное число частиц в элементарном объеме
Л'о Число частиц металла, соединенные неиспорченными связями
Число частиц водорода, присоединенных к кристаллической решетке
ЛГ Число подвижных частиц водорода
V Скорость
Р плотность
^12^1 Сила, определяющая реакция взаимодействия между первой и
второй компонентами сплошной среды Р давление
[62] легирование сталей элементами, расположенными слева от железа в таблице Менделеева (Сг, Мо, Мп и тд) снижают вероятность водородного охрупчивания стали, в то время как находящиеся справа (N1, Си, А1 и тд) способствуют водородной деградации.
Большинство известных механических моделей, материалов, содержащих водород, описывают состояние материала, близкое к водородной хрупкости. Рассматривается образование трещин и концентрирование водорода в вершинах трещин (где растягивающие напряжения имеют максимальную величину), рассматривается перенос водорода дислокациями.
Основные усилия при моделировании сосредоточены на гипотезах, в которых рассматривается взаимодействие водорода с дислокациями [3]. Но перераспределение водорода по энергиям связи явно не учитывается. Таким образом, не описывается взаимодействие малых естественных концентраций водорода с материалами и не учитывается основная особенность малых концентраций водорода - способность менять энергию связи под воздействием внешних нагрузок.
При этом предполагается, что главным эффектом, определяющим свойства металла в присутствии растворенного водорода, является транспортирование атомов водорода движущимися дислокациями в процессе пластической деформации. В результате на границах зерен, на межфазных границах и у других препятствий, где происходит накопление дислокаций, уровень концентрации водорода становится достаточным для резкого ускорения разрушения, происходящего по тем или иным механизмам [63-77].
Вместе с тем, охрупчивающее влияние водорода экспериментально обнаруживается уже при концентрации диффузно-подвижного водорода 0,27 [млн'1], т. е. при средней атомной концентрации, приблизительно один атом водорода на миллион атомов железа. Изменение механических свойств наблюдается и при более низких концентрациях водорода [78]