Page 95 - Zmist-n4-2015

Робочі камери установок для випробувань у водні заздалегідь вакуумували,
продували воднем, знову вакуумували і заповнювали воднем. Частину зразків,
виготовлених із модифікації сплаву № 4 (табл. 2.), заздалегідь наводнювали
впродовж 10 h у водні за температури 623 K та тисків 20 і 35 MPa. Визначений
приладом LECO ТCH 600 [14] вміст водню С Н у зразках становив 12 і 20 wppm,
відповідно. Всі механічні характеристики визначали при 293 K.
Вплив тиску та вмісту водню на властивості сплаву. Критичні значення
КІН K ІС на повітрі визначали методом J-інтеграла [15], оскільки пластичні харак-
теристики сплаву в інертному середовищі високі (табл. 1) і за товщин зразків
20 mm плоско деформований стан (ПДС) не реалізується. Для різних модифіка-
цій сплаву ЕК-62 параметр J IC залежно від хімічного складу та структурного ста-
2 1/2
ну змінюється від 19 до 60 kJ/m , а значення K ІC(J) – від 68 до 110 MPa·m
(табл. 3). В’язкість руйнування зразків товщиною 20 mm K C і K ІC(J) зменшується
зі зростанням границі текучості σ 0,2, що характерно для більшості металевих
конструкційних матеріалів [16, 17]. Найвищий рівень параметрів тріщиностійко-
сті у сплаві після однократного старіння за максимального розміру зерна 115 mm
і мінімального вмісту інтерметалідів 15,1 mass.% (модифікація № 2, табл. 2, 3).
Однак оптимальне поєднання високої міцності, пластичності, короткочасної та
довготривалої статичної тріщиностійкості у повітрі та водні досягнуто у легова-
ної бором та цирконієм модифікації № 1 зі значно меншим зерном і максималь-
ним вмістом γ'+γ''-фаз.
Таблиця 3. Властивості модифікацій сплаву ЕК-62 за 293 K і швидкості розтягу
1 mm/min у повітрі (чисельник) та водні за тиску 30 MPa (знаменник)
№ σ В σ 0,2 δ y K ІC (J) K C K ІНST
J ІC ,
моди- HRC MPa 1/2
фікації MPa % MPa·m
1245 725 35 53 52 110 142
1 37 * 30
1100 725 7 18 – – 61
1180 710 31 35 60 114 150
2 36 * 35
1090 710 11 16 – – 62
1380 890 26 39 27 80 117
3 42 * 22
920 680 8 12 – – 40
1320 840 34 48 36 91 134
4 40 * 28
965 750 6 13 – – 52
*
1450 1000 16 17 19 68 68
5 44 * 15
780 620 4,5 6 – – 21
*
Примітка: – значення K C відповідають в’язкості руйнування за плоско деформованого
стану K IC .
Водень суттєво погіршує пластичність, малоциклову довговічність та в’яз-
кість руйнування і дещо менше міцнісні властивості сплаву (табл. 3, рис. 2, 3). Зі
збільшенням границі короткочасної міцності σ В у повітрі від 1180 до 1450 MPa її
значення у водні змінюються від 1090 до 780 MPa, а за високих границь текучос-
ті σ 0,2 (840…1000 MPa) водень впливає і на цю характеристику сплаву. Таким чи-
ном, зміцнення матеріалу в результаті термічної обробки призводить до підви-
щення його чутливості до водневого окрихчення, внаслідок чого σ В і σ 0,2 у водні
знижуються.
Графіки залежностей малоциклової довговічності (N), характеристик плас-
тичності (δ і y) (рис. 2) і тріщиностійкості (K C) (рис. 3) сплаву (ХС ІV) від тиску

94