Дослідження ефектів, викликаних воднем, у відпаленій і деформованій неіржавкій сталі типу 316L за допомогою механічної спектроскопії

В. М. Шиванюк

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна

Отримано: 27.01.2014. Завантажити: PDF

За допомогою механічної спектроскопії, а саме, міряння внутрішнього тертя, досліджено неіржавійну сталь типу 316L у відпаленому та деформованому розтягом станах. Низькочастотні міряння внутрішнього тертя на вимушених коливаннях проводилися в температурному діапазоні від 130 до 500 К перед і після газового наводнювання при 543 К та трьох значеннях тиску водню: 0,5, 10 та 100 МПа. Після деформації розтягом у вихідному матеріалі виявлено два мультикомпонентних піки при температурах біля 250 та 365 К. Показано, що низькотемпературний пік має релаксаційну природу, в той час як високотемпературний пік відноситься до резонансних. Також було перевірено вплив вмісту водню та його розподілу на властивості піків внутрішнього тертя, а саме, на їх фон, амплітуду та термічну стабільність. Сформульовано припущення про те, що водень сприяє стабілізації вакансій, що випливає із експериментальних досліджень наводненої та зістареної при 473 К сталі. Експериментально показано, що зниження температури наводнювання до 358 К призводить до помітного зсуву високотемпературного піку в напрямку вищих температур. Пропонується гіпотеза щодо причини, яка лежить в основі даного явища.

Ключові слова: аустенітна сталь, водень, дефекти кристалічної гратки, внутрішнє тертя.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i06/0841.html

PACS: 61.72.Hh, 61.72.J-, 62.40.+i, 66.30.-h, 81.30.Hd, 81.40.Np


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. D. H. Herring, Wire Forming Technol. Int., 13: 24 (2010).
  2. E. A. Steigerwald, F. W. Schaller, and A. R. Troiano, Trans. Metall. Soc. AIME, 218: 832 (1960).
  3. A. Szumer and A. Janko, Corrosion, 35: 461 (1979). Crossref
  4. H. K. Birnbaum and P. Sofronis, Mater. Sci. Eng. A, 176: 191 (1994). Crossref
  5. N. R. Quick and H. H. Johnson, Metall. Trans. A, 10: 67 (1979). Crossref
  6. A. M. Brass, A. Chanfreau, and J. Chene, Hydrogen Effects on Material Behaviour (Eds. A. W. Thompson and N. R. Moody) (Warrendale: TMS Publishing: 1990), p. 19.
  7. J. P. Hirth, Metall. Trans. A, 11: 861 (1980). Crossref
  8. Y. Murakami, T. Kanezaki, Y. Mine, and S. Matsuoka, Metall. Mater. Trans. A, 39: 1327 (2008). Crossref
  9. V. N. Shivanyuk, J. Foct, and V. G. Gavriljuk, Mater. Sci. Eng. A, 300: 284 (2001). Crossref
  10. Y. Murakami, T. Kanezaki, and Y. Mine, Metall. Mater. Trans. A, 41: 2548 (2010). Crossref
  11. http://www.nihon-tp.com/index.htm
  12. W. Pfeiler, Alloy Physics (Weinheim: Wiley-WCH: 2007). Crossref
  13. A. M. Bobyr’, V. N. Bugaev, and A. A. Smirnov, Reports of Academy of Sciences of USSR, 320: 1113 (1991).
  14. Y. Fukai and N. Okuma, Japan J. Appl. Phys., 32: L1256 (1993). Crossref
  15. V. G. Gavriljuk, V. N. Bugaev, Yu. N. Petrov, A. V. Tarasenko, and Z. Yanchitski, Scripta Mater., 34: 903 (1996). Crossref
  16. Y. J. Fukai, Alloys Compd., 356–357: 263 (2003). Crossref
  17. K. Takai, H. Shoda, H. Suzuki, and M. Nagumo, Acta Mater., 56: 5158 (2008). Crossref
  18. M. Nagumo, Mater. Sci. Technol., 20: 940 (2004). Crossref
  19. M. Ivanchenko, Y. Yagodzinskyy, and H. Hanninen, Mater. Sci. Eng. A, 521–522: 121 (2009). Crossref
  20. M. S. Blanter and Yu. V. Piguzov, Internal Friction Method in Metal Science Studies (Moscow: Metallurgiya: 1991).
  21. J. de Fouquet, P. Boch, J. Petit, and G. J. Rieu, Phys. Chem. Solids, 31: 1901 (1970). Crossref
  22. M. A. Krishtal and S. A. Golovin, Internal Friction and Materials Structure (Moscow: Metallurgiya: 1976).
  23. V. G. Gavriljuk, V. N. Shyvaniuk, and J. Foct, Acta Mater., 51: 1293 (2003). Crossref
  24. G. Lu and E. Kaxiras, Phys. Rev. Let., 94: 155501 (2005). Crossref
  25. Y. Tateyama and T. Ohno, Phys. Rev. B, 67: 174105 (2003). Crossref
  26. K. Sakaki, T. Kawase, M. Hirato, M. Mizuno, H. Araki, Y. Shirai, and M. Nagumo, Scr. Mater., 55: 1031 (2006). Crossref
  27. Y. Q. Chen, Y. C. Wu, Z. Wang, and S. J. Wang, Radiat. Phys. Chem., 76: 308 (2007). Crossref
  28. Y. C. Wu, Y. Itoh, and Y. Ito, physica status solidi (b), 193: 307 (1996). Crossref