The Study of Thermally Stimulated Hydrogen Evolution from Steels by Thermal Desorption Mass Spectrometry Technique

Abstract

Експериментально досліджено кінетику видалення водню з електролітично насичених зразків двох різних класів сталі (феритної і аустенітной). Температурні залежності виділення водню були отримані за допомогою установки вакуумної температурної екстракції з мас-спектрометричною реєстрацією утворених летючих компонент. Для обох марок сталі процес виділення водню можна представити таким, що складається з двох стадій, які накладаються одна на одну з різним ступенем розділення. Припускаючи, що кожна стадія відповідає певній формі присутності водню у матеріалі (специфічному місцю локалізації), кінетичні параметри процесу видалення газу оцінювались для обох стадії двох зразків сталі. Ідентичність/схожість кінетичних параметрів першої стадії вказує на однакову форму знаходження водню в обох зразках сталі. Вбачається/припускається, що це водень поверхневій локалізації. Кінетичні параметри другої ("високотемпературної") стадії мають більш суттєві відмінності, що може свідчити про відмінності у кінетиці температурного видалення водню з приповерхневих шарів α-Fe і γ-Fe. Дані параметри можуть слугувати маркерами локалізації водню у різних сталях та давати можливість порівнювати співвідношення різних форм знаходження водню у таких матеріалах.

The hydrogen removal from electrolytically hydrogenated samples of two different steels (ferritic and austenitic) was experimentally studied. The temperature dependences of hydrogen evolution were obtained using the set-up with hot vacuum extraction and mass spectrometric registration of the volatile components. For both steels, the process of hydrogen evolution can be described as consisting of two stages, which are overlapped with different degrees of resolution. In assumption that each moiety is related to a certain form of hydrogen in material (specific trapping site), the kinetic parameters of the process of the gas extraction were estimated for two stages of both samples. The similarity of the kinetic parameters of the first stage indicates the same form (or location) of hydrogen in both steel samples. This is believed to be surface localized hydrogen. The kinetic parameters of the second ("high temperature") stage have more significant differences, which may indicate different kinetics of the thermally stimulated removal of hydrogen from the near-surface layers of α-Fe and γ-Fe. These parameters can serve as markers of the localization of hydrogen in various steels and allow one to compare the ratios of different forms of hydrogen in such materials.