blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-12-891-895blackmet-986Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMATERIAL SCIENCEВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА МАКРОЛОКАЛИЗАЦИЮ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИHYDROGEN EFFECT ON MACROLOCALIZATION OF PLASTIC DEFORMATION OF LOW CARBON STEELБаранниковаС. А.BarannikovaS. A.

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

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Assist. Professor, Leading Researcher

bsa@ispms.tsc.ruКосиновД. А.KosinovD. A.

654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42

инженер кафедры физики им. В.М. Финкеля

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

gromov@physics.sibsiu.ruЗуевЛ. Б.ZuevL. B.

д.ф.-м.н., профессор, заведующий лабораторией физики прочности, профессор кафедры «Теория прочности и проектирование»

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor, Head of the Laboratory of Physics of Strength and Plasticity, Professor of the Chair “Theory of Strength and Designing”

lbz@ispms.tsc.ruГромовВ. Е.GromovV. E.

654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42

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.ruКоноваловС. В.KonovalovS. V.

654007, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42

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

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

konovalov@physics.sibsiu.ruИнститут физики прочности и материаловедения СО РАН; Национальный исследовательский Томский государственный университетРоссияInstitute of Strength Physics and Materials Science SB RAS National Research Tomsk State UniversityRussian FederationСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation2016130120175912891895Copyright © Баранникова С.А., Косинов Д.А., Зуев Л.Б., Громов В.Е., Коновалов С.В., 20172017Баранникова С.А., Косинов Д.А., Зуев Л.Б., Громов В.Е., Коновалов С.В.Barannikova S.A., Kosinov D.A., Zuev L.B., Gromov V.E., Konovalov S.V.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/986

В работе исследованы особенности локализации пластической деформации при растяжении низкоуглеродистой стали 08пс после горячей прокатки и после процесса электролитического насыщения водородом с использованием трехэлектродной электрохимической ячейки. Установлено усиление локализации пластической деформации после легирования водородом. Анализ стадийности деформационных кривых показал наличие площадки текучести, стадии линейного деформационного упрочнения и стадии параболического деформационного (Тейлоровского) упрочнения. Для выявления и визуализации зон локализованной деформации был использован метод двухэкспозиционной спекл-фотографии, позволяющий получить количественные характеристики деформации, т.е определить поле векторов смещения в плоском образце при растяжении и далее рассчитать компоненты тензора пластической дисторсии (локальные удлинения εxx , сдвиг εxy и поворот ωz ). Определены основные типы и параметры локализации пластического течения на разных стадиях деформационного упрочнения.

The paper presents the localization of the plastic deformation features. The studies were performed for the test samples of low-carbon 08ps steel sheet after hot rolling as a result of electrolytic saturation by hydrogen in a thermostatic three-electrode cell at constant potential. Enhancement of the localization of plastic deformation was established. Analysis of the stages of the stress-strain curves revealed the yield line, linear work-hardening stage and (Taylor) parabolic work-hardening stage. Using the speckle-photography technique, the patterns of plastic deformation localization were exposed with subsequent determination of the displacement vector fi eld in the fl at sample and calculation of the components of the tensor plastic distortion (local elongation εxx , εxy shift and rotation ωz ). The main type and parameters of the localization of plastic fl ow for distinct work-hardening stages were determined

стальпластичностьспекл-фотографиялокализация деформацииводородное охрупчиваниестадийностьтензор дисторсиипрокаткаsteelplasticityspeckle-photographydeformation localizationhydrogen embrittlementstagingdistortion tensorrollingReferencesПолторацкий Л.М., Громов В.Е., Чинокалов В.Я. Водород в сталях и сплавах. (Современное состояние вопроса). – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2008. – 162 с.Poltoratskii L.M., Gromov V.E., Chinokalov V.Ya. Vodorod v stalyakh i splavakh (Sovremennoe sostoyanie voprosa) [Hydrogen in steels and alloys. (Modern state of the question)]. Novokuznetsk: SibGIU, 2008, 162 p. (In Russ.).Hillier E.M.K., Robinson M.J. Hydrogen embrittlement of high strength steel electroplated with zinc-cobalt alloys // Corros. Sci. 2004. Vol.46. P. 715 – 727.Hillier E.M.K., Robinson M.J. Hydrogen embrittlement of high strength steel electroplated with zinc-cobalt alloys. Corros. Sci. 2004, vol. 46, pp. 715–727.Askari A., Das S. Practical numerical analysis of a crack near a weld subjected to primary loading and hydrogen embrittlement // J. Mater. Process. Tech. 2006. Vol. 173. P. 1 – 13.Askari A., Das S. Practical numerical analysis of a crack near a weld subjected to primary loading and hydrogen embrittlement. J. Mater. Process. Tech. 2006, vol. 173, pp. 1–13.Panagopoulos C.N., El-Amoush A.S., Georgarakis K.G. The effect of hydrogen charging on the mechanical behaviour of a-brass // J. Alloys. Compd. 2005. Vol. 392. P. 159 – 164.Panagopoulos C.N., El-Amoush A.S., Georgarakis K.G. The effect of hydrogen charging on the mechanical behaviour of a-brass. J. Alloys. Compd. 2005, vol. 392, pp. 159–164.Sofronis P., Liang Y., Aravas N. Hydrogen induced shear localization of plastic flow in metals and alloys // Eur. J. Mech. A: Solids. 2001. Vol. 20. P. 857 – 872.Sofronis P., Liang Y., Aravas N. Hydrogen induced shear localization of plastic flow in metals and alloys. Eur. J. Mech. A: Solids. 2001, vol. 20, pp. 857–872.Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. – М.: Металлургия, 1985. – 216 с.Kolachev B.A. Vodorodnaya khrupkost’ metallov [Hydrogen fragility of metals]. Moscow: Metallurgiya, 1985, 216 p. (In Russ.).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. 2006. Vol. A 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. 2006, vol. A 435-436, pp. 504–514.Hardie D., Xu J., Charles E.A., Wei Y. Hydrogen embrittlement of stainless steel overlay materials for hydrogenators // Corros. Sci. 2004. Vol. 46. P. 3089 – 3100.Hardie D., Xu J., Charles E.A., Wei Y. Hydrogen embrittlement of stainless steel overlay materials for hydrogenators. Corros. Sci. 2004, vol. 46, pp. 3089–3100.Yagodzinskyy Y., Saukkonen T., Kilpeläinen S., Tuomisto F., Hänninen H. Effect of hydrogen on plastic strain localization in single crystals of austenitic stainless steel // Scripta Mater. 2010. Vol. 62. P. 155 – 158.Yagodzinskyy Y., Saukkonen T., Kilpeläinen S., Tuomisto F., Hänninen H. Effect of hydrogen on plastic strain localization in single crystals of austenitic stainless steel. Scripta Mater. 2010, vol. 62, pp. 155–158.Алефельд Г., Фелькль И. Водород в металлах. Т. 1. Основные свойства. – М.: Мир, 1981. – 476 с.; Т. 2. Прикладные аспекты. – М.: Мир, 1981. – 430 с.Georg Alefeld, Johann Völkl. Hydrogen in Metals. Vol. 1. Basic Properties. Vol. 2. Application-Oriented Properties. Springer-Verlag, 1978. (Russ.ed.: Alefeld G., Völkl J. Vodorod v metallakh. T. 1. Osnovnye svoistva. Т. 2. Prikladnye aspekty. Moscow: Mir, 1981.).Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А. Физика макролокализации пластического течения. – Новосибирск: Наука, 2008. – 327 с.Zuev L.B., Danilov V.I., Barannikova S.A. Fizika makrolokalizatsii plasticheskogo techeniya [Physics of plastic flow macrolocalisation]. Novosibirsk: Nauka, 2008, 327 p. (In Russ.).Производство листового проката в валках переменного сечения / О.Е. Браунштейн, В.И. Базайкин, В.Е. Громов, В.В. Дорофеев. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2008. – 116 с.Braunshtein O.E., Bazaikin V.I., Gromov V.E., Dorofeev V.V. Proizvodstvo listovogo prokata v valkakh peremennogo secheniya [Production of sheet metal in rolled sheets in rollers of variable crosssections]. Novokuznetsk: SibGIU, 2008, 116 p. (In Russ.).Шляхова Г.В., Баранникова С.А., Зуев Л.Б., Косинов Д.А. Локализация пластической деформации в монокристаллах легированного γ-железа при электролитическом насыщении водородом // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. № 8. C. 37 – 42.Shlyakhova G.V., Barannikova S.A., Zuev L.B., Kosinov D.A. Plastic strain localization in alloyed γ-Fe single crystals electrolytically saturated with hydrogen. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2013, no. 8, pp. 37–42. (In Russ.).Джоунс Р., Уайкс К. Голографическая и спекл-интерферометрия. – М.: Мир, 1986. – 327 с.Jones Robert, Catherine Wykes. Holographic and Speckle Interferometry. Cambridge University Press, 1983. (Russ.ed.: Jones R., Wykes C. Golograficheskaya i spekl-interferometriya. Moscow: Mir, 1986, 327 p.).Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Pavlichev K.V. Elaboration of speckle photography techniques for plastic flow analyses // Measur. Sci. Technol. 2010. Vol. 21. No. 5. P. 054014 – 054019.Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Pavlichev K.V. Elaboration of speckle photography techniques for plastic flow analyses. Measur. Sci. Technol. 2010, vol. 21, no. 5, pp. 054014–054019.

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