ТАСС, 6 августа. Российские ученые экспериментально доказали, что разрушение стали под действием водорода отличается от классического процесса. Результаты, которые опубликовал научный журнал Materials Science and Engineering: A, применимы для повышения безопасности производственных процессов в нефтегазовой, химической и атомной отраслях, пишет пресс-служба Тольяттинского государственного университета (ТГУ).
"Ученые доказали: разрушения под действием водорода и в результате классического низкотемпературного охрупчивания принципиально отличаются друг от друга. <...> Данные эксперимента в перспективе могут быть использованы при разработке физико-математических моделей для расчета долговечности стальных изделий, работающих в условиях риска развития водородной хрупкости, а также при разработке сталей, устойчивых к водородной хрупкости", – говорится в сообщении.
Хрупкое разрушение металлов – опасное явление, так как не сопровождается внешней деформацией и изменением формы, поэтому начало разрушения тяжело обнаружить. Водородная хрупкость металлов – одна из разновидностей такого разрушения. Падению прочности и пластичности под воздействием водорода подвержены большинство конструкционных металлов и сплавов, взаимодействующих с ним.
При этом, как отмечают авторы работы, в настоящий момент истинный механизм водородной хрупкости остается неизвестным. В научном сообществе на этот счет существует два принципиально разных мнения. Согласно одной точке зрения, водород провоцирует хрупкое разрушение. А согласно противоположной - наоборот, пластифицирует материал. В новой работе ученые ТГУ решили выяснить, что происходит на самом деле.
"Мы взяли образцы чистого железа, сплава железо-кремний и низкоуглеродистой стали. Каждый образец растягивали в разрывной машине и одновременно насыщали водородом, под действием которого на поверхности начинали расти трещины. Затем эти же образцы быстро доламывали в жидком азоте, провоцируя истинно хрупкое разрушение. В финале эксперимента исследовали поверхности разрушения образцов с применением нашей уникальной методики количественного фрактографического анализа", – рассказал руководитель исследования Евгений Мерсон.
В итоге исследователи установили, а также количественно и качественно подтвердили: участки поверхности разрушения, образованные под действием водорода и в результате классического низкотемпературного охрупчивания, принципиально отличаются друг от друга. Ученые отмечают, что полученные данные, в первую очередь, актуальны для водородной энергетики, а также технологий и оборудования для хранения и использования водорода для распределенной и автономной энергетики.