Hydrogen-assisted quasi-cleavage fracture in a single crystalline type 316 austenitic stainless steel

Koyama, Motomichi; Akiyama, Eiji; Sawaguchi, Takahiro; Ogawa, Kazuyuki; Киреева, И. В.; Chumlyakov, Y.I.; Tsuzaki, Kaneaki

doi:10.1016/j.corsci.2013.06.018

Cited by 93 publications

(38 citation statements)

References 46 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Наличие внутризеренных микротрещин, располо-женных на поверхности наводороженного образца, обу-словлено двумя факторами. Водород, внедряясь в ре-шетку, понижает ее энергию дефекта упаковки, что по-вышает склонность стали к деформированию двойни-кованием и способствует растрескиванию вдоль двой-никовых границ [13]. Образование микротрещин на поверхности может быть также вызвано микролокали-зацией скольжения и растрескиванием вдоль полос ло-кализованной деформации [19; 20].…”

Section: обсуждение результатовunclassified

“…Влияние водорода на прочностные свойства отлича-ется для различных материалов; для некоторых из них, в том числе для нержавеющих сталей AISI 310 и AISI 316, водород вызывает повышение предела текучести, понижение энергии дефекта упаковки, повышает склон-ность к планарному скольжению [11][12][13][14][15][16][17]. D.P.…”

Section: Introductionunclassified

“…На монокристаллах стали AISI 316 M. Koyama и др. установили, что легирование водоро-дом понижает предел прочности, но не оказывает суще-ственного влияния на предел текучести [13]. P.J.…”

Section: Introductionunclassified

See 2 more Smart Citations

THE INFLUENCE OF HYDROGEN CHARGING ON THE MECHANICAL PROPERTIES AND FRACTURE MODE OF Cr17Ni13Mo3 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Fortuna¹,

Moskvina²,

Mayer³

et al. 2017

Vektor nauki Tol'yattin. gos. univ.

View full text Add to dashboard Cite

Ключевые слова: аустенитная сталь; наводороживание; механические свойства; разрушение. Аннотация: Коррозионностойкие аустенитные стали имеют перспективу использования при изготовлении сосу-дов для хранения и транспортировки водорода. Несмотря на высокие коррозионные свойства, хромоникелевые стали склонны к водородному охрупчиванию. Особенно этот эффект проявляется в метастабильных сталях с низкой энер-гией дефекта упаковки, склонных к деформационным фазовым переходам, но он свойственен и стабильным сталям. С целью выявления влияния легирования водородом на механические свойства и характер разрушения промышлен-ной стабильной аустенитной стали марки Х17Н13М3 был проведен эксперимент по одноосному статическому рас-тяжению легированных водородом (электрохимически насыщенных в водном растворе серной кислоты) образцов стали при комнатной температуре. Микроструктуру боковых поверхностей и характер излома образцов изучали ме-тодом растровой электронной микроскопии. Результаты механических испытаний, особенности микрорельефа боко-вых поверхностей и поверхностей излома наводороженных образцов были сопоставлены с результатами аналогич-ных испытаний для образцов, не подвергавшихся насыщению водородом. Наводороживание не оказывает сущест-венного влияния на механические свойства исследуемой стали, а также на стадийность пластического течения -зна-чения условного предела текучести, временного сопротивления разрушению, удлинение и коэффициенты деформа-ционного упрочнения остаются неизменными после наводороживания. Сохранение пластических свойств при наво-дорживании вызвано наличием двух конкурирующих процессов. С одной стороны, после электрохимической обра-ботки на поверхности образцов формируется насыщенный водородом слой, который способствует растрескиванию поверхности стальных образцов с образованием хрупких трещин (способствует охрупчиванию). С другой стороны, легирование водородом способствует микролокализации сдвига в одной системе и, как следствие, усилению пла-стичности в центральной части образцов, где концентрация водорода меньше, чем на поверхности, и его перенос осуществляется на дефектах кристаллического строения в процессе растяжения (способствует пластификации).

show abstract

Section: обсуждение результатовunclassified

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

THE INFLUENCE OF HYDROGEN CHARGING ON THE MECHANICAL PROPERTIES AND FRACTURE MODE OF Cr17Ni13Mo3 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Fortuna¹,

Moskvina²,

Mayer³

et al. 2017

Vektor nauki Tol'yattin. gos. univ.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…However, the number of techniques capable of visualizing diffusible hydrogen and its distribution in a metal sample is very limited. Important examples are hydrogen microprint technique, [9][10][11][12][13] silver decoration 14,15) and secondary ion mass spectrometry. [16][17][18][19] A relatively new method of visualizing hydrogen in steel is the spatially resolved detection via scanning Kelvin probe (SKP), which was already successfully applied for determination of hydrogen in palladium, [20][21][22] iron 23) and steel, 20,22,24,25) as hydrogen causes a change in work function, detected by SKP.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Rolling Direction Dependent Diffusion Coefficients of Hydrogen in Ferritic Steel by SDCM Charging and SKP Probing

2016

View full text Add to dashboard Cite

“…More specifically, the presence of diffusible hydrogen has a key role on the HE. 7) Diffusible hydrogen detection has been conducted through microprint technique, 8) silver decoration method, 9) and scanning Kelvin probe. 10,11) Although these methods have a great advantage which enables to visualize microstructure-scale hydrogen distribution, these detect hydrogen only on a surface.…”

mentioning

confidence: 99%

Detection of Charged Hydrogen in Ferritic Steel through Cryogenic Secondary Ion Mass Spectrometry

et al. 2015

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Hydrogen uptake in a ferritic steel was investigated through secondary ion mass spectrometry (SIMS) at 83 K, where hydrogen diffusion is sufficiently suppressed. Additionally, the SIMS was operated with cold trap and Si sputtering to reduce the back ground effect. Thanks to the suppression of hydrogen diffusion during the measurements, the cryogenic SIMS could demonstrate reproducible results which showed a significant difference in hydrogen content between hydrogen-charged and uncharged specimens. Namely, hydrogen in the ferritic steel was successfully detected similarly to austenitic steels.KEY WORDS: chemical and physical analysis; secondary ion mass spectrometry; hydrogen detection; ferritic steel.Hydrogen has been drawing attention as a next-generation clean energy carrier that addresses concerns regarding the exhaustion of existing oil resources and environmental conservation. Practical uses of hydrogen as an energy carrier have been explored, and already achieved in a number of energy-related applications.1,2) Since various parts in the hydrogen systems, e.g. the hydrogen gas tank, pipe etc. are exposed to hydrogen gas, the metallic parts have a potential risk in terms of hydrogen embrittlement (HE). [3][4][5] In particular, this negative effect of hydrogen is known to be remarkable in BCC steels compared to FCC materials such as austenitic steels. 3,4,6) An important factor affecting HE is distribution of hydrogen. More specifically, the presence of diffusible hydrogen has a key role on the HE. 7) Diffusible hydrogen detection has been conducted through microprint technique, 8) silver decoration method, 9) and scanning Kelvin probe. 10,11)Although these methods have a great advantage which enables to visualize microstructure-scale hydrogen distribution, these detect hydrogen only on a surface. Namely, the detected hydrogen has already had a complex history of diffusion before the hydrogen appears on the surface. An alternative technique for detecting hydrogen is secondary ion mass spectrometry (SIMS), which visualizes the hydrogen distribution through scanning the specimen surface with Cs ions and the subsequent detection of the secondary ions ejected. SIMS enables direct hydrogen detection in deep regions from the surface. However, due to the low specific weight and solubility of hydrogen compared to typical solute elements such as carbon in steels, the analytical precision is negatively affected by the hydrogen drifting in the device. This is termed as the background (BG) effect. 12,13) Reducing the BG effect was realized by using a cold trap and a stage cooling system. 14,15) The cold trap absorbed the drifting hydrogen atoms, and the stage cooling system prevented the hydrogen diffusion, enabling a highly accurate hydrogen analysis by SIMS.The previous works on the hydrogen distribution by using SIMS were conducted in austenitic steels, 13,16) or martensitic steel which contains a considerable amount of boundary defects and dislocations. 17) In contrast, to our best knowledge, the use of SIMS to dete...

show abstract

Hydrogen-assisted quasi-cleavage fracture in a single crystalline type 316 austenitic stainless steel

Cited by 93 publications

References 46 publications

THE INFLUENCE OF HYDROGEN CHARGING ON THE MECHANICAL PROPERTIES AND FRACTURE MODE OF Cr17Ni13Mo3 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

THE INFLUENCE OF HYDROGEN CHARGING ON THE MECHANICAL PROPERTIES AND FRACTURE MODE OF Cr17Ni13Mo3 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Rolling Direction Dependent Diffusion Coefficients of Hydrogen in Ferritic Steel by SDCM Charging and SKP Probing

Detection of Charged Hydrogen in Ferritic Steel through Cryogenic Secondary Ion Mass Spectrometry

Contact Info

Product

Resources

About