Page 109 - Стасишин Дисертація

109

шліфування та полірування до 13 класу шорсткості, дегідратація та знежирювання.

Ці операції було проведено для максимального зниження впливу випадкових

факторів, які б могли ввести додаткову похибку. Після підготовки досліджуваних

зразків було обрано кілька способів наводнювання з різним впливом на поверхню

матеріалів.

На сьогодні існує три найбільш використовуваних методи наводнювання

металів. Одним з найстаріших та найбільш вивченим є метод Сіверста, за якого

насичення металу воднем відбувається з газової фази за нагрівання та підвищеного

тиску. Другим та добре відомим методом є електролітичне наводнювання, так зване

катодне насичення. Ще одним з методів, який все частіше використовують – метод

іонної імплантації водню. Цей метод володіє рядом переваг, оскільки за допомогою

нього можна ввести водень у метал на задану глибину незалежно від властивостей

поверхневих шарів металу та його розчинності.

Насичення сталі з газової фази. Наводнювання сталі за кімнатної температури

та нормального атмосферного тиску майже не відбувається. Також за нагрівання

сталі практично до температури плавлення за атмосферного тиску практично не

змінюється рівень насичення сталі воднем. Проте за об’єднання обох факторів

температури і тиску розчинність водню у сталі різко зростає та відбувається процес

дифундування водню. Кількість водню, розчиненого у залізі за температури 500°C

3
та нормального атмосферного тиску, дорівнює 0,6 см /100 г, що у співвідношенні до
-5
заліза становить 5,3·10 % речовини або 0,0003% атомарно. З підвищенням
температури і тиску розчинність безперервно зростає, а за досягнення температури

фазового переходу → -перетворення концентрація стрибкоподібно зростає та

3
досягає значень від 3,0 до 4,7 см /100 г.
Насичення сталі електролітичним способом. Процес електролітичного

наводнювання або катодна поляризація в електролізі дещо схожий на описаний вище
спосіб з газової фази при високих температурах. Під час катодної поляризації

відбувається поляризація метал-електроліт в результаті чого відбувається виділення
дисоційованих іонів водню та проходить дифузія водню у метал, як і при високих