Abstract
The complex of negative effects of hydrogen on metal is termed hydrogen degradation. The processes of hydrogen degradation considerably depend on the characteristics of hydrogen diffusion and solubility in a specific material. Many manufactured articles keep their residual stresses during production (e.g. welded pipes and seams, supporting girders). In this case dependences of solubility and diffusivity of hydrogen on temperature and applied stress are of particular value for the prediction of hydrogen degradation. This paper presents the results of MD tests performed with Carter EAM potentials for the reproduction of general energy characteristics, namely hydrogen solution energy and diffusion barrier values, that are well examined with ab initio methods. The research on the relation between the hydrogen solution energy and the biaxial strain was also carried out. Of great interest is the capability of Carter potential to reproduce the hydrogen jump from tetrahedral to octahedral interstices of bcc Fe under the influence of the biaxial strains. Simulation results are compared with previous ab initio calculations and are in good agreement. Carter's potential B is capable of reproducing hydrogen transition from tetrahedral to octahedral interstices under biaxial stress.
Highlights
Введение Комплекс негативных воздействий водорода на металл называют водородной деградацией [1–2]
Однако в экспериментальных работах с принудительным насыщением образца водородом с помощью электрохимических методов или водородной атмосферы с повышенным давлением было показано, что часть атомов водорода оказывается в октаэдрических порах, причем их количество увеличивается с ростом температуры
Перед проведением численных экспериментов один атом водорода помещался в суперячейку при 0 К, после чего проводилась минимизация полной энергии системы и действующих на атомы сил
Summary
В этой области деформаций при моделировании обнаруживается тенденция к переходу водорода в октапору типа 1О. При сжатии более 7 % разница в энергии растворения водорода между октапорами типа 1O и тетрапорами 1T становится существенной. Предположим, что при комнатной температуре в ОЦК-железе возможно локальное повышение концентрации водорода в порах xz-типа. При критических локальных концентрациях водорода, вызывающего деформации xz-типа более 8 %, начнет проявляться механизм перехода водорода из xz-тетрапор в z-октапоры. Такие конструктивные искажения активируют механизм перехода для ближайших атомов водорода, находящихся в xz-тетрапорах, в z-октапоры. Также результаты проведенных численных экспериментов показали, что потенциал B пригоден для воспроизведения механизма перехода водорода из тетрапоры в октапору. Hayward E., Fu C.C. Interplay Between Hydrogen and Vacancies in α-Fe. Physical Review B, 2013, vol 87, no.
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Bulletin of the South Ural State University Series ‘Metallurgy’
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
