Strukturalne efekty oddziaływania wodoru w niskostopowej stali Mn-Ni-Mo (A508.3).

• Autorzy: Sozańska M. , Sojka J. , Galland J. , Maciejny A. , Hyspecka L.

Warianty tytułu

EN

Structural effects of hydrogen action in the low alloy Mn-Ni-Mo (A508.3) steel.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przedstawionym artykule zajmowano się badaniem kruchości wodorowej w stali A508.3 stosowanej w energetyce jądrowej. Efekty prowokowane przez wodór były badane poprzez próby wytrzymałościowe na próbkach po nawodorowaniu. Stopień degradacji właściwości mechanicznych jest pierwszym i bardzo ważnym kryterium podatności do kruchości wodorowej. Drugie kryterium przedstawia zmianę mikromechanizmów powodowanych przez obecność wodoru w mikrostrukturze lub na powierzchni przełomu. W tej stali, wodór powodował specjalny typ defektu, nazwany 'rybimi oczami' na powierzchniach przełomu po próbach wytrzymałościowych. 'Rybie oczy' inicjują się wokół sferycznych wtrąceń niemetalicznych. Wtrącenia zostały zidentyfikowane w większości przypadków jako złożone tlenki zawierające przede wszystkim Al, Mg, Si i Ca, zewnętrzna otoczka była utworzona przez (Ca, Mn)S. Szczególne zainteresowanie poświęcono dokładnej analizie metalograficznej przy użyciu mikroskopu świetlnego i skaningowego, włączając w to metody analizy obrazu, lokalnej analizy chemicznej, metalografii ilościowej i fraktografii ilościowej. Metody metalografii ilościowej były wykorzystywane do określenia morfologii wtrąceń niemetalicznych. Wtrącenia były badane przy użyciu metod analizy obrazu i otrzymane wyniki przedstawiały zawartość wtrąceń oraz ich geometryczne charakterystyki. Metody fraktografii ilościowej były wykorzystane do ilościowych charakterystyk różnych typów przełomów (ciągliwy, kruchy i 'rybie oczy') oraz parametrów 'rybich oczu' (liczba na jednostkę powierzchni, średnica, powierzchnia, współczynnik kształtu). Wszystkie otrzymane wyniki mogą być użyte do opisu bardziej dokładnego mechanizmu kruchości wodorowej w stali A508.3.

EN

The presented paper deals with the study of hydrogen embrittlement of A508.3 steel used in nuclear industry. the effects of hydrogen are investigated by means of tensile tests on hydrogen charged specimens. The degree of degradation of mechanical properties is the first and the most important criterion of the susceptibility to hydrogen embrittlement. The second criterion represents changes in failure micromechanisms provoked by presence of hydrogen in microstructure or in the surface fracture. For this steel, hydrogen provoked special defects called 'fish eyes' on surface fractures after tensile tests. 'Fish eyes' nucleated on coarse spherical non-metallic inclusions. Inclusions were identified in most cases as complex oxides containing variable quantities namely Al, Mg, Si and Ca, the outer shell being formed by (Ca, Mn)S. Special attention was given to the detailed metallographic analysis by means of light and scanning electron microscopy, including the methods of image analysis, local chemical analysis, quantitative metallography and quantitative fractography. Metallographic methods are explained by nonmetallic inclusion morphology. Inclusions were evaluated by means of image analysis and the results obtained have shown inclusion content and their geometric characteristics. Factographic methods are used in quantitative characteristic of different types fracture surfaces (ductile, quasicleavage and 'fish eyes') and parameters of 'fish eyes' (their number per unit of fracture area, diameter, surface, shape). All results obtained in this way can be used to describe more precisely the specific mechanism of hydrogen embrittlement in A508.3 steel.

Słowa kluczowe

PL

wodór; kruchość wodorowa stali; stal niskostopowa; mangan; nikiel; molibden; energetyka jądrowa; własności mechaniczne; degradacja; defekt rybie oczy; fraktografia; morfologia wtrąceń niemetalicznych

EN

hydrogen; hydrogen embrittlement of steel; low-alloy steel; manganese; nickel; molybdenum; nuclear industry; mechanical properties; degradation; fish eyes defect; fractography; nonmetallic inclusion morphology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 1999
• Tom: R. XX, nr 3-4
• Strony: 111--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Sozańska M.

• Katedra Nauki o Materiałach Politechniki Śląskiej

autor

Sojka J.

• Vysoka Školá Báňská – TU Ostrava

autor

Galland J.

• Ècole Centrale Paris, Francja

autor

Maciejny A.

• Katedra Nauki o Materiałach Politechniki Śląskiej

autor

Hyspecka L.

• Vysoka Školá Báňská – TU Ostrava

• Politechnika Śląska, Katedra Nauki o Materiałach

Bibliografia

• [1] Coudreuse L.: Fragilisation par l’hydrogène et corrosion sous contrainte, „Corrosion sous contrainte, Phénoménologies et Mécanismes”, Ed. Scientif. D. Desjardins et R. Oltra, Bombannes 1990, p. 397-423
• [2] Sojka J.: Fragilisation par l’hydrogéne d’aciers faiblement allié utlisés dans l’industrie nucléaire – role de la microstructure et de l’état inclusionnaire, doktorat Ècole Centrale Paris, Francja, 1997, p. 1-217
• [3] Soulat P., Houssin B., Bocquet P., Bethmont M.; Analysis of Irradiation Embritdement Results from a French Forging Examined in the Second Phase of an IAEA Coordinated Research Programme, lAEA Specialist Meeting, Baltonfred, Hungary, 1990
• [4] Benhamou C.: Heavy Forging Manufacturing Consequences on Properties Framatome, rapport, 1992
• [5] Kantidis E.: Rupture fragile intergranulaire d’un acier faiblement allié. Approches globale et locale, doctorat Ècole Natinale Supérieure des Mines de Paris, 1993
• [6] Sojka J., Sozańska M., Galland J., Hyspecká L., Tvrdy M.: Fish eye formation in A 508.3 and 18MND5 steels after hydrogen charging, ECF 12 (European Conference on Fracture), 14-18.09.1998, UK, pp. 1217-1222
• [7] Sozańska M.: Etude des phénomenes provoques par l’hydrogène à ‘aide nethodes d’analyse d’images en relations avec la microstructure et la morphologie de rupture, d’aciers A508.3 et Z2CND 22 05, et d’ alliage Fe-Ni, doktorat Ècole Centrale Paris, Francja, 1997, p. 1-256
• [8] Sojka J.; Hodnoceni čistoty oceli A508.3, raport badawczy dla Huty Vitkovice, 1994
• [9] AImundheri M., Soulat P., Pineau A.: International Seminar on Local Approach of Fracture, Moret-sur-Loing, 1986, p. 243
• [10] Mudry F.: Etude de la rupture ductile et de la rupture par clivage d’acier faiblement alliés, habilitacja, Compiegne, 1982
• [11] Ryś J.: Stereologia materiałów, Fotobit Design, Kraków 1995
• [12] Sojka J., Vodarek V.: Hodnoceni čistoty oceli, raporty badawcze dla Huty Vitkovice, 1993, 1994
• [13] Sozanska M., Sojka J., Galland J., Hyspecká L.: Etude de la fragilisation par l’hydrogène de I’acier A508.3 à I’aide des mthodes d’analyses d’images. In proc. Joumées d’Automne 1998, SFMM, Paris, France, October 1998, p. 162
• [14] Pressouyre G. M., Dollet J., Vieilard-Baron B.; Evolution des connaissances concemant la fragilisation des aciers par l’hydrogène, Revue de Metallurgie, Mémoires et Etudes Scientifiques, Première partie 4, 1982, p. 161-176. Deuxième partie, 5, 1982, p. 217-228
• [15] Renowicz D., Sozańska M.: Modelowanie pękania wodorowego, VI Konferencja Mechaniki Pękania, Mąchocice-Ameliówka, 22-25.09.1997
• [16] Sojka J., Sozanska M., Hyspecká L., Galland J., Tvrdý M.: Využti metod kvantitativni fraktografie pro hodnoceni vodikového zkřehnutfi oceli, Mechanika, z. 58, nr 238/98 XIII Międzynarodowe Sympozjum Ostrava-Komomi Lhotka 9-11.12.1998, pp. 213-216.