Page 45 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

45

У сучасних моделях дифузії водню в деформованих металах враховують,

що гідростатичні напруження можуть змінювати хімічний потенціал водню та

сприяти його перерозподілу в напрямку зон розтягу [29, 60, 68, 84]. Унаслідок

цього біля вершини тріщини або в області локальної пластичної деформації може
формуватися підвищена концентрація водню [29, 60, 68]. Тому потік водню часто

описують як суму концентраційної складової та складової, пов’язаної з

градієнтом гідростатичного напруження [29, 60, 68]. Такий підхід дає змогу

врахувати дифузію водню під дією гідростатичних напружень і проаналізувати

особливості його локального накопичення в зонах концентрації напружень.
Окремим напрямом математичного моделювання є врахування

пасткування водню. Однією з найвідоміших моделей є модель Оріані, у якій

передбачається локальна рівновага між воднем у нормальних міжвузлових

позиціях кристалічної ґратки та воднем, захопленим пастками [90]. У межах цієї

моделі концентрація пасткованого водню визначається концентрацією

дифузійно-рухомого водню, густиною пасток і енергією зв’язку водню з
пастками [90, 97]. Модель Оріані широко використовується для опису зниження

ефективної рухливості водню та його локального накопичення в структурно

неоднорідних або пластично деформованих зонах [29, 68, 69, 90, 97].

Для деформованих металів особливе значення має залежність густини

пасток від пластичної деформації. Пластичне деформування супроводжується

зростанням густини дислокацій та утворенням нових дефектів структури, які
можуть виступати пастками для водню [25, 72, 80, 97, 129]. У зв’язку з цим у

багатьох моделях густину пасток пов’язують із накопиченою пластичною

деформацією або з густиною дислокацій [25, 72, 80, 97]. Такий підхід є особливо

важливим для опису зони перед вершиною тріщини, де одночасно

спостерігаються високі напруження, локалізована пластична деформація та
підвищена концентрація водню [29, 60, 68, 97].

Узагальнення основних математичних моделей і чисельних підходів, що

застосовуються для опису взаємодії водню з деформованими металами, наведено

в табл. 1.2.