Page 97 - Zmist-n4-2015

Кінетичні діаграми водневого розтріскування, побудовані за методикою [15]
показані на рис. 5а. Встановлено, що зі зростанням тиску водню від 5 до 10 MPa
1/2
порогові значення КІН K ІНST зменшуються від 42 до 27 MPa·m і практично не
1/2
змінюються з подальшим його збільшенням до 30 MPa·m (рис. 5b). Мінімальні
значення K ІНST, визначені на ДКБ зразках, суттєво менші за K ІCН компактних
зразків за однакових товщин (табл. 3, рис. 3, 5b). Тобто за силової схеми наванта-
ження зі сталою швидкістю отримуємо вищі значення в’язкості руйнування, ніж
за сталої деформації. Отже, в умовах водневого окрихчення безпеку конструкції
правильно характеризувати не КІН зародження тріщини K ІCН, а КІН її зупинки
K ІНST. Як і для параметрів статичної тріщиностійкості, виявлена обернена залеж-
ність між пороговими значеннями K ІНST та границею текучості модифікацій спла-
ву (табл. 3).

Рис. 5. Кінетичні діаграми водневого розтріскування ДКБ зразків із товщиною 20 mm
(модифікація № 4) за тисків водню 5 (1), 10 (2), 30 (3) MPa (a)
та залежність порогового значення КІН від тиску водню (b).
Fig. 5. Kinetic diagrams of hydrogen cracking of DCB specimens of thickness 20 mm
(modification № 4) under hydrogen pressure 5 (1), 10 (2) and 30 (3) MPa (a)
and dependence of the threshold SIF on hydrogen pressure (b).
Залежності в’язкості руйнування сплаву від розміру зерна та твердості.
Встановлено пропорційну залежність параметра K ІC(J) у повітрі та K ІCН у водні і
порогових значень КІН за довготривалого навантаження у водні K IHST від розміру
зерна модифікацій сплаву (рис. 6). Винятком є додатково легована бором моди-
фікація № 1 (ХС І, ТО І) (див. табл. 1) із діаметром зерна 75 mm, для якої харак-
терне суттєве збільшення вказаних характеристик (стрілки на рис. 6). Навіть за
найбільшого вмісту сірки, яка окричує нікель [19–21], введення 0,005 mass.% бо-
ру забезпечує кращі характеристики пластичності та статичної тріщиностійкості
(табл. 1–3). Як відомо, бор сегрегується на межах зерен та зміцнює їх, збільшує
опір деформації зсуву, сповільнює дифузійні процеси в приграничних областях і
цим сприяє сповільненню повзучості і збільшенню довговічності [19–21].
Найвищу міцність, найнижчу пластичність і тріщиностійкість у повітрі та
водні отримали за мінімального розміру зерна після гартування від 1203 K
(табл. 2, 3). Тоді вплив водню максимальний і проявляється навіть у суттєвому
зниженні границь міцності (у 1,8 рази) та пластичності (у 1,6 рази), що не харак-
терно для аустенітних сталей та сплавів [22–31].
Здебільшого в’язкість руйнування конструкційних матеріалів із карбідним
та інтерметалідним зміцненням зменшується зі зростанням твердості [7, 11, 13,
16–18, 29–34]. Аналогічні результати отримані на зразках зі сплаву ЕК-62 (рис. 7),
причому це характерно як для значень K ІC(J), отриманих методом J-інтеграла у

96