blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-2-128-133blackmet-809Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMATERIAL SCIENCEВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА ЛОКАЛИЗАЦИЮ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И СТРУКТУРУ В НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ НАСЫЩЕНИИEFFECT OF HYDROGEN ON THE LOCALIZATION OF PLASTIC DEFORMATION AND STRUCTURE OF THE ELECTROLYTICALLY SATURATED LOW-CARBON STEELБаранниковаС. А.BarannikovaS. A.

д.ф.-м.н., доцент, ведущий научный сотрудник

Dr. Sci. (Phys.-math.), Professor, Leading Researcher

bsa@ispms.tsc.ruИвановЮ. Ф.IvanovYu. F.

д.ф.-м.н., профессор, ведущий научный сотрудник

Dr. Sci. (Phys.-math.), Professor, Leading Researcher

yufi@mail2000.ruКосиновД. А.KosinovD. A.

аспирант кафедры физики В.М. Финкеля

Postgraduate of the Chair of Physics named after V.M. Finkel

КоноваловС. В.Kono valovS. V.

д.т.н., доцент кафедры физики им. В.М. Финкеля

Dr. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Physics named after V.M. Finkel

konovalov@physics.sibsiu.ruГромовВ. Е.GromovV. E.

д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой физики им. В.М. Финкеля

Dr. Sci. (Phys.-math.), Professor, Head of the Chair of Physics named after V.M. Finkel

gromov@physics.sibsiu.ruИнститут физики прочности и материаловедения СО РАН (634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 2/4) Национальный исследовательский Томский государственный университет (634034, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 36) Томский государственный архитектурно-строительный университет (634003, Россия, г. Томск, пл. Соляная, 2)РоссияInstitute of Strength Physics and Materials Science SB RAS, Tomsk, Russia National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), Tomsk, RussiaRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университет (634003, Россия, г. Томск, пл. Соляная, 2) Институт сильноточной электроники СО РАН (634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 2/3)РоссияTomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), Tomsk, Russia Institute of High Current Electronics SB RAS, Tomsk, RussiaRussian FederationСибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, г. Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42)РоссияSiberian State Industrial University, Novokuznetsk, RussiaRussian Federation201610032016592128133Copyright © Баранникова С.А., Иванов Ю.Ф., Косинов Д.А., Коновалов С.В., Громов В.Е., 20162016Баранникова С.А., Иванов Ю.Ф., Косинов Д.А., Коновалов С.В., Громов В.Е.Barannikova S.A., Ivanov Y.F., Kosinov D.A., Kono valov S.V., Gromov V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/809

Исследованы особенности макроскопической локализации пластической деформации и структуры поликристаллов листовой низкоуглеродистой стали 08пс после горячей прокатки и в результате электролитического насыщения водородом в термостатической трехэлектродной ячейке при постоянном потенциале. Методом двухэкспозиционной спекл-фотографии на разных стадиях деформационного упрочнения определены основные типы и параметры макроскопической локализации пластического течения: скорость перемещения и длина волны. С использованием методов оптической и электронной микроскопии показано влияние атомов внедрения водорода на изменение дефектной субструктуры и морфологию цементита. Рассмотрено формирование дислокационных субструктур, выявлен изгиб-кручение кристаллической решетки α-фазы, о чем свидетельствует присутствие изгибных экстинкционных контуров. Показано, что основными источниками полей напряжений являются границы зерен и фрагментов.

The main features of plastic strain macrolocalization and structure of low-carbon steel after hot rolling and electrolytic hydrogen saturation in a thermostatted three-electrode electrochemical cell at a controlled constant cathode potential have been studied. Using the method of double-exposure speckle photography at different stages of strain hardening the main types and parameters of plastic flow macrolocalization (propagation rate and wavelength) have been identified. The effect of interstitial impurity of hydrogen on the change of the substructure and cementite morphology has been determined using methods of optical and electron microscopy. Attention has been given to the formation of dislocation substructures; bending-torsion of the α-phase lattice has been revealed, as evidenced by the presence of bend extinction contours. The main sources of stress field have been found to be grain and fragment boundaries.

структурапластичностьспекл-фотографиялокализация деформациидлина волныводороддислокационная субструктураstructureplasticityspeckle photographystrain localizationwave lengthhydrogendislocation substructureReferencesBirnbaum H.K., Sofronis P. Hydrogen-enhanced localized plasticity-a mechanism for hydrogen-related fracture // Mater. Sci. & Eng. A. 1994. Vol. 176. P. 191 – 202.Birnbaum H.K., Sofronis P. Hydrogen-enhanced localized plasticity-a mechanism for hydrogen-related fracture. Mater. Sci. & Eng. A. 1994, vol. 176, pp. 191–202.Sofronis P., Liang Y., Aravas N. Hydrogen induced shear localization of the plastic flow in metals and alloys // J. Mech. A. Solids. 2001. Vol. 20. P. 857 – 872.Sofronis P., Liang Y., Aravas N. Hydrogen induced shear localization of the plastic fl ow in metals and alloys. J. Mech. A. Solids. 2001, vol. 20, pp. 857–872.Ramunni V.P., De Paiva Coelho T., de Miranda P.E.V. Interaction of hydrogen with the microstructure of low-carbon steel // Mater. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 435-436. P. 504 – 514.Ramunni V.P., De Paiva Coelho T., de Miranda P.E.V. Interaction of hydrogen with the microstructure of low-carbon steel. Mater. Sci. Eng. A. 2006, vol. 435–436, pp. 504–514.Yagodzinskyy Yu., Tarasenko O., Smuk S., Aaltonen P. and Hänninem H. A new method for studying thermal desorption of hydrogen from metals based on internal friction technique // Physica Scripta. 2001. Vol. 94. P. 11 – 120.Yagodzinskyy Yu., Tarasenko O., Smuk S., Aaltonen P. and Hänninem H. A new method for studying thermal desorption of hydrogen from metals based on internal friction technique. Physica Scripta. 2001, vol. 94, pp. 11–120.Yagodzinskyy Y., Todoshchenko O., Papula S., Hänninen H. Hydrogen solubility and diff usion in austenitic stainless steels studied with thermal desorption spectroscopy // Steel Res. Int. 2011. Vol. 82. Is. 1. P. 20 – 25.Yagodzinskyy Y., Todoshchenko O., Papula S., Hänninen H. Hydrogensolubility and diff usion in austenitic stainless steels studied with thermal desorption spectroscopy. Steel Res. Int. 2011, vol. 82, Issue 1, pp. 20–25.Robertson I.M. The eff ect of hydrogen on dislocation dynamics // Eng. Frac. Mech. 2001. Vol. 68. P. 671 – 692.Robertson I.M. The eff ect of hydrogen on dislocation dynamics. Eng. Frac. Mech. 2001, vol. 68, pp. 671–692.Zuev L.B., Danilov V.I., Barannikova S.A., Zykov I.Y. A new type of plastic deformation waves in solids // Appl. Phys. 2000. Vol. A 71. P. 91 – 94.Zuev L.B., Danilov V.I., Barannikova S.A., Zykov I.Y. A new type of plastic deformation waves in solids. Appl. Phys. 2000, vol. A 71, pp. 91–94.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Косинов Д.А. и др. Структура листового проката из низкоуглеродис той стали после удаления окалины // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 4. С. 51 – 55.Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Kosinov D.A., Konovalov S.V., Barannikova S.A. The structure of low carbon steel rolled sheets after mill scale removing. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2014, no. 4, pp. 51–55. (In Russ.).Грдина Ю.В., Крепышева Л.Б. О механизме образования флокенов // Изв. вуз. Черная металлургия. 1961. № 10. С. 94 – 103.Grdina Yu.V., Krepysheva L.B. On the formation of lemon spots. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1961, no. 10, pp. 94–103. (In Russ.).Криштал М.М., Караванова А.А., Еремичев А.А., Ясников И.С. Эффект обратимости разложения цементита при наводороживании углеродистой стали // Доклады Академии наук. 2009. Т. 425. № 6. С. 754 – 756.Krishtal M.M., Karavanova A.A., Eremichev A.A., Yasnikov I.S. On the reversibility of cementite decomposition upon the hydrogenation of carbon steel. Doklady Physics. 2009, vol. 54, no. 4, pp. 193–195.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.