1 / 17

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Strojnícka fakulta Katedra obrábania a výrobnej techniky

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Strojnícka fakulta Katedra obrábania a výrobnej techniky. Poškodenie vyvolané vodíkom. Vypracovali: Bc. Petra Šumáková e-mail: petra.sumakova@gmail.com. Bc. Tomáš Truben e-mail: ttruben@gmail.com. Vodíková krehkosť

farrah-head
Download Presentation

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Strojnícka fakulta Katedra obrábania a výrobnej techniky

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINEStrojnícka fakultaKatedra obrábania a výrobnej techniky Poškodenie vyvolané vodíkom Vypracovali: Bc. Petra Šumáková e-mail: petra.sumakova@gmail.com Bc. Tomáš Truben e-mail: ttruben@gmail.com

  2. Vodíková krehkosť Je najzávažnejším problémom pôsobenia vodíka na kovové diely. Pre funkciu namáhaných dielov je veľmi nebezpečným javom a je nutné snažiť sa mu predchádzať, pravidelne sledovať možné zhoršujúce sa trendy zvyšovania navodíkovania namáhaných dielov [3]. Obr.1 Trhlina spôsobená vodíkom [2]

  3. Katódové vodíkovanie – vedie k skrehnutiu T – vodíková trhlina M – kov H – atómový vodík e - elektrón Anódové rozpúšťanie – vedie ku koróznemu praskaniu [1] a) b) Obr.2 a) katódové navodíkovanie b) anódové rozpúšťanie [2]

  4. Modely popisujúce zníženie pevnostných plastických vlastností materiálu [1] • Adsorpčný – vodík na povrchu kovu a v jeho trhlinách znížuje povrchovú energiu a tým aj veľkosť napätia potrebného na šírenie trhliny. • Dekohézny – vodík vyvolá zníženie modulu elasticity a kohéznej pevnosti matrice. • Model pascí – vodík sa zachytáva v pascách (póroch a trhlinách) kritických koncentráciách vodíka. • Model vzniku vysokého aerostatického tlaku – premenou nahromadeného atomárneho vodíka na molekulárny vzrastie tlak. • Reakčný model – rozpustený vodík reaguje so štrukturálnymi časticami a vznikajú plyny (CH4) alebo hydridy (Ti, Nb, Zr, Ta).

  5. Vysokopevné ocele • Vodíkové skrehnutie nastáva pri medzi klzu 1300 až 1400 MPa už pri zaťažení vo vlhkom vzduchu. • Sírovodík vo vode obmedzuje ich použitie (vrtné zariadenia) • Adsorpčný model, dekohézny model a model pascí Vysokopevné hliníkové zliatiny • Vodík je jediné vysvetlenie korózneho praskania vo vlhkom vzduchu [1]

  6. Nikel • Prechod z jednoosového do dvojosového napäťového stavu • Spájanie interkryštalických mikrotrhlín počas deformácie Titán • Výskyt vodíka v podobe hydridov • Adsorpcia vodíka na nerovnostiach • Adsorpcia v dôsledku prítomnosti Ni, Fe [1]

  7. Vodíková korózia Prebieha ako vnútorné oduhličovanie kovu bez difúzie plynných produktov korózie, vyvolané pôsobením vodíkového prostredia [1]. Rovnice oduhličovania: Fe3C + 4H → 3Fe + CH4 C + 4H → CH4 [2]

  8. Faktory ovplyvňujúce inkubačný čas vodíkovej korózie [1] • Teplota – do 530 až 590°C vyvolá skrátenie inkubačného času • Tlak – analogicky ako teplota • Štruktúra ocele – množstvo, tvar a stabilita karbidovej fázy (pod 0,03% je malý podiel karbidovej fázy)

  9. Čiarkované čiary: tlak (konšt.) 5 MPa a teplota: 1. 427°C 2. 482°C 3. 593°C Plné čiary: teplota (konšt.) 480°C a tlak: 4. 6,7 MPa 5. 4,9 MPa 6. 3,2 MPa Obr.3 Závislosť zúženia tyče Z od času expozície τ pri vodíkovej korózii ocele [2].

  10. Vplyv plynných atmosfér [1] • Zmes dusík – vodík – čpavok vzniká pri tlakoch 100 MPa a teplotách okolo 600°C • Plynná zmes obsahujúca sírovodík H2SPri teplote 260°C prebieha reakcia: Fe + H2S → FeS + H2

  11. Ochrana materiálu • Legovanie – Cr (najčastejšie), Mn (do 2%), Mo, W, V, Ti (odolnosť pri teplotách 300 až 600°C) • Fázové zloženie zliatin • Ochranné povlaky [1] • Vhodné techológie – napr. nesprávne nastavenie prúdovej hustoty pri galvanickom pokovovaní – dlhé časy morenia [3] • Tepelné spracovanie – odvodíkovanie – žíhanie (čím viac vakancií, tým intenzívnejšia difúzia vodíka) [4]

  12. Obr.4 Príklad trhliny na feritickej oceli [5].

  13. Obr.5 Schematický diagram difúzie a hromadenie vodíka v kove [2]

  14. Príklad z praxe - dôsledok vodíkovej krehkosti Obr.6 Prasklina po celej dĺžke zvaru [2]. Obr.7 Dĺžka praskliny cca 22 cm [2].

  15. Obr.8 Pohľad na protiľahlú stranu prasknutého pozdĺžnika Obr.9 Prechodová zóna zvaru s trhlinou

  16. Bibliografia [1] PUŠKÁR, A. – KÁPOLKA, P.: Podmienky vzniku a šírenia lomov v konštrukčných materiáloch, Liptovský Mikuláš 1994 [2] HADZIMA, B. – LIPTÁKOVÁ, T.: Základy elektrochemickej korózie kovov, Žilinská univerzita v Žiline 2008 [3] http://povrchari.cz/kestazeni/200801_povrchari.pdf [4] http://www.kchsz.sjf.stuba.sk/pedagogika/Ucebnice/ KVZ_skripta/006%20Korozia.DOC [5] www.fbi.vsb.cz/shared/uploadedfiles/fbi/SVOC-BM.pdf

  17. Ďakujem za pozornosť

More Related