Degradacja wodorowa niestopowej stali jakościowej DC01

• Autorzy: Pietkun-Greber I. , Mościcki A. , Sozańska M.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)028

Warianty tytułu

EN

Hydrogen degradation unalloyed DC01 steel

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016, Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prowadzonych badań była ocena podatności stali DC01 na niszczenie wodorowe. Badania odporności stali DC01 na niszczące działanie wodoru zrealizowano w oparciu o próbę statycznego rozciągania (slow strain) próbek w powietrzu oraz po polaryzacji katodowej. Wodorowanie stali zrealizowano w wodnym roztworze 0,1N kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem 2 mg/dm3 tlenku arsenu(III) jako promotora wnikania wodoru przy gęstości prądu 10 i 20 mA/cm2 w czasie od 3 do 24 godzin. Zawartość wodoru w stali przed oraz po procesie elektrolitycznego nawodorowania oznaczono przy użyciu analizatora LECO ONH836. Przedmiotem szczegółowej analizy były wyniki badań mechanicznych, natomiast ich uzupełnieniem ocena morfologii przełomów, w szczególności ocenie poddano zmiany charakteru pękania stali w obecności wodoru. Przełomy próbek po próbie rozciągania obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego Hitachi S-3400N. Wykazano, że wraz ze zwiększaniem się stężenia wodoru w stali (ilość wodoru zależy od parametrów nawodorowania - czasu i gęstości prądu) znacznie obniżają się właściwości plastyczne (wydłużenie i przewężenie), a nieznacznie zmieniają się właściwości wytrzymałościowe (wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności).

EN

The aim of the study was to evaluate the susceptibility of steel DC01 for hydrogen degradation. The tests of the resistance of steel DC01 on the devastating effects of hydrogen was carried out based on a static stretching test (slow strain) of the samples in the air and after cathodic polarization. Steel hydrogenation was carried out in 0.1 N aqueous sulfuric(VI) acid supplemented with 2 mg/dm3 of arsenic(III) oxide as a promoter of hydrogen entry at a current density of 10 and 20 mA/cm2 for a period of 3 to 24 hours. The hydrogen content in the steel before and after the electrolytic hydrogenation process was determined using a LECO analyzer ONH836. The subject of detailed analysis were the results of mechanical tests. The mechanical tests were supplemented with the assessment of the morphology of breakthroughs, in particular were assessed the changes in the nature of steel cracking in the presence of hydrogen. Samples breakthroughs after the tensile test were observed using a scanning electron microscope Hitachi S-3400N. It has been shown that with increasing hydrogen concentration in the steel (the amount of hydrogen depends on the parameters of hydrogenation - time and current density) the plastic properties are being significantly reduced (elongation and constriction), and the strength properties (tensile strength, yield strength) are being slightly changed.

Słowa kluczowe

PL

wodór; polaryzacja katodowa; niszczenie wodorowe; niestopowa stal jakościowa

EN

hydrogen; cathodic polarization; hydrogen degradation; low alloy steel

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 1
• Strony: 257--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr., tab., fot.

Twórcy

autor

Pietkun-Greber I.

• Samodzielna Katedra Inżynierii Procesowej, Uniwersytet Opolski, ul. R. Dmowskiego 7-9, 45-365 Opole, tel. [phone]

autor

Mościcki A.

• Instytut Nauki o Materiałach, Politechnika Śląska, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, tel. [phone]

autor

Sozańska M.

• Instytut Nauki o Materiałach, Politechnika Śląska, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Jasiński A. Niszczenie wodorowe rur parownika. Energetyka. 2012;2:103-107. https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.baztech-article-BPS3-0022-0118.
• [2] Sozańska M, Sojka J, Beťáková P, Dagbert C, Hyspecká L, Galland J, et al. Examination of hydrogen interaction in carbon steel by means of quantitative microstructure and fracture descriptions. Materials Characteris. 2001;2(3):239-243. DOI: 10.1016/j.mspro.2015.04.166.
• [3] Michalska J, Chmiela B, Łabanowski J, Simka W. Hydrogen damage in superaustenitic 904L stainless steel. J Materials Eng Perfor. 2014;23(8):2760-2765. DOI: 10.1007/s11665-014-i1044-2.
• [4] Ronevich JA, Kim SK, Speer JG, Matlock DK. Hydrogen effects on cathodically charged twinning-induced plasticity steel. Scripta Materialia. 2012;66:956-959. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2011.12.012.
• [5] Capelle J, Dmytrakh I, Pluvinage G. Comparative assessment of electrochemical hydrogen absorption by pipeline steels with different strength. Corrosion Sci. 2010;52:155-1559. DOI: 10.1016/j.corsci.2010.02.011.
• [6] Ćwiek J. Hydrogen degradation of high-strength steels. J Achiev Materials and Manufact Eng. 2009;337(2):193-212. http://www.journalamme.org/papers_vol37_2/3722.pdf.
• [7] Zakroczymski T, Głowacka A, Światnicki W. Effect of hydrogen concentration on the embrittlement of a duplex stainless steel. Corrosion Sci. 2005;47:1403-1414. DOI: 10.1016/j.corsci.2004.07.036.
• [8] Dong CF, Liu ZY, Li XG, Cheng YF. Effects of hydrogen-charging on the susceptibility of X100 pipeline steel to hydrogen-induced cracking. Int J Hydrogen Energy. 2009;34:9879-9884. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.09.090.
• [9] Oriani RA, Hirth JP, Smialowski M, editors. Hydrogen Degradation of Ferrous Alloys. New Jersey, USA: Noyes Publications, Park Ridge; 1985.
• [10] Kłyk-Spyra K, Sozańska M. Quantitative fractography of 2205 duplex stainless steel after a sulfide stress cracking test. Materials Characteris. 2006;56:384-388. http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17939077.
• [11] PN-EN 10152 Wyroby płaskie walcowane na zimno ocynkowane elektrolitycznie do obróbki plastycznej na zimno. Warunki techniczne dostawy. http://sklep.pkn.pl/pn-en-10152-2011p.html.
• [12] PN-EN ISO 6892-1 Metale Próba rozciągania. Część 1: Metoda badania w temperaturze pokojowej. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-6892-1-2010p.html.
• [13] Tkachov V. Hydrogen in metals, problems of hydrogen degradation on metals. Material Sci. 2000;36(4):481-488. DOI: 10.1023/A:1011385317508.
• [14] Sozańska M. Niszczenie wodorowe typu „rybie oczy” wybranych stali dla energetyki. Gliwice: Wyd Politechniki Śląskiej; 2006. http://delibra.bg.polsl.pl/Content/10170/Sozanska_Maria_calosc.pdf.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.