Исследовательский потенциал молодых ученых: взгляд в будущее

172 Содержание водорода в сварном шве зависит как от источника водорода, так и от способности сварного шва транспортировать водород из металла шва в ЗТВ. Транспортный аспект становится важным из-за более высокой раство- римости водорода, но более низкой скорости диффузии водорода в аустените, в отличие от феррита и мартенсита, которые имеют на порядок более высокие коэффициенты диффузии водорода [2]. В результате особенностей протекания диффузионных процессов в аустените, по сравнению с мартенситом и ферри- том неравномерное распределение водорода в сварном шве может привести к распаду аустенита [3, 4]. Деструктивное влияние водорода возрастает, когда он локализуется на участках микроструктуры, содержащих мартенситную фазу, наиболее чувствительную к ВР. Обычно температура начала мартенситного превращения M S используется в качестве индикатора прокаливаемости сплава и стабильности аустенита. Для высокопрочных сталей M S также может указывать на изменение скорости диф- фузии водорода в процессе охлаждения. В общем случае, чем выше M S , тем больше будет диапазон температур, обеспечивающий быструю транспортиров- ку водорода в ферритной или мартенситной фазе [5]. Из-за значительных раз- личий в коэффициенте диффузии водорода и растворимости в γ-аустените, и α- феррите/мартенсите, температура, при которой сталь превращается из аустени- та в феррит или мартенсит, будет влиять на степень транспортировки водорода в металлический сплав. Таким образом, температура M S является одновременно температурной мерой фазового превращения мартенситного типа в сплаве и способностью иметь в микроструктуре фазу (то есть феррит или мартенсит) для быстрой транспортировки водорода [5]. Что касается сварных соединений, то имеются данные [5] о том, что раз- ница в температуре M S между металлом сварного шва и исходной сталью в ЗТВ влияет на распределение водорода в многопроходных сварных швах. Это до- полнительно влияет на конечную концентрацию водорода и характер растрес- кивания (растрескивание металла сварного шва или ЗТВ). Во время сварки концентрация ДПВ в сварном шве/ЗТВ увеличивается как функция времени. Движущей силой для накопления водорода и его неравно- мерным распределением является процесс термической диффузии, активируе- мый последовательными перекрывающимися термическими циклами из-за многопроходной сварки и с помощью локализованных градиентов напряжений в сварном шве из-за трехосного напряженного состояния или геометрических несплошностей [5–7]. Поэтому, когда при охлаждении соединений в структуре металла шва протекают γ→α-превращения, растворимость водорода резко сни- жается и он диффундирует в окружающую среду, включая близлежащий уча- сток металла ЗТВ [8, 9]. При охлаждении сварного шва ЗТВ (которая только что испытала фазовое γ→α-превращение) становиться способной транспортировать водород на значительное расстояние в исходный металл из-за высокой скорости диффузии водорода в феррите. Однако транспорт водорода не может продол- жаться, пока металл шва не превратится в феррит. Металл сварного шва содер-