этого соотношения следует, что атомы водорода интенсивно диффун-
дирующие в толщу металла листа (валков), накапливаясь в припо-
верхностной зоне, стимулируют начало ее “водородного заболевания”
и разрушения у поверхностей в зоне их контактного взаимодействия.
Так, результаты простых физических расчетов, выполненные по
формуле (1) показывают, что после пяти-десятиминутного процесса
прокатки (длительности процесса диффузии атомов водорода) при раз-
ных температурах цифры распределения концентрации атомов водо-
рода по глубине дают увеличение в 200–300 раз исходных значений
концентрации водорода и этот процесс является причиной приповерх-
ностного растрескивания как валков, так и обрабатываемого листа на
глубинах до 3,5 мм. Расчеты показывают, что глубина проникания ато-
мов существенно зависит от коэффициента диффузии, в свою очередь
экспоненциально зависящего от температуры металла, а следователь-
но, и от режима термообработки при прокатке листа.
Из простейших расчетов следует, что повышение от 900 до 1250
◦
С
температуры при прокатке и от 1 до 5 мин времени прокатки увели-
чивают глубину наводораживания толщи металла (т.е. зону будущего
хрупкого разрушения) на 0,1. . . 3,5 мм.
Выводы.
Авторы надеются, что представленные результаты по-
зволяют сделать интересные для специалистов-материаловедов вы-
воды об использовании процессов, вызывающих наводораживание и
охрупчивание сталей в различных процессах трения таких, как ре-
зание металла, прокатка и другие процессы контактного взаимодей-
ствия, включая процессы на наноуровне. Показано также, как про-
цессы формирования структуры металла, зависящие от концентрации
включений и температур, связанные с процессом диффузии атомов
(в первую очередь водорода), влияют на эксплуатационные свойства
сталей в соответствии с разработанной концепцией. Полученные ре-
зультаты подтверждают создаваемую теорию сухого трения, предпола-
гающую генерацию атомов водорода и его изотопов в зонах контакта
и появление их избыточной концентрации в материалах контактиру-
ющих пар, превышающей исходную в сотни раз. Авторы убеждены,
что полученные результаты можно будет использовать в ближайшем
будущем для создания методов экологической защиты и диагностики
магистральных газопроводов [16]; методов предотвращения техноген-
ных катастроф [17].
ЛИТЕРАТУРА
1.
Deulin E.A.
Exchange of gases at friction in vacuum // ECASIA’97. John Wiley &
sons, Nov. 1997. P. 1170–1175.
98 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 3
