Influence of Scale Factor and Surface Condition on 20GS2 Steel Sensitivity to Hydrogen Cracking

Abstract

Цель исследования. В настоящее время установлено, что процесс коррозионно-механического разрушения протекает в несколько стадий. Однако, как показывает практика и анализ многочисленных разрушений конструкционных элементов из высокопрочных материалов в строительной и машиностроительной отраслях, очень часто в реальных конструкциях уже имеются технологические дефекты типа трещин. В таких случаях процесс коррозионно-механического разрушения начинается непосредственно с роста трещины, минуя подготовительные стадии-инкубационный период и образование концентратора напряжения. Целью настоящей работы являлось исследование влияния масштабного фактора и состояния поверхности на чувствительность стали 20ГС2 к водородному растрескиванию. Методы. Для определения влияния состояния поверхности и масштабного фактора на длительную коррозионную прочность в среде, вызывающей водородное растрескивание, была выбрана арматурная сталь марки 20ГС2 (четыре плавки). Испытаниям подвергли натурные образцы (l = 300…400 мм) различного диаметра (10, 12 и 14 мм) с гладкокатаным и с периодическим профилем. Также из натурных стержней (гладкокатаных и с периодическим профилем) диаметром 10, 12 и 14 мм были выточены образцы с диаметром рабочей части от 6 до 10 мм через 1 мм с чистотой поверхности Ra2,5. Длительную коррозионную прочность оценивали временем до разрушения по результатам испытаний четырех образцов на каждую точку графика. Для создания условий эксперимента, максимально приближенных к эксплуатационным, испытания проводили в водном растворе серной кислоты с добавлением роданистого аммония при комнатной температуре с катодной поляризацией и различном уровне растягивающих напряжений.