В условиях активного развития альтернативных источников энергии проблема водородного охрупчивания ответственных элементов конструкций несомненно требует внимания. Ухудшение прочностных характеристик конструкционных материалов в контакте с водородсодержащими средами значительно повышает требования к их надежности и снижает технико-экономическую целесообразность использования водорода. В данной работе представлены результаты металлографических исследований и механических испытаний экспериментальных образцов из стали Ст20 с барьерным покрытием толщиной ~2 мкм и ~4 мкм на основе хрома (Cr), нанесенным с использованием PVD(Physical Vapour Deposition) технологии. Анализ морфологии и структуры покрытия, а также фрактограмм поверхности излома экспериментальных образцов показал отсутствие структурных изменений при наводороживании образцов. По результатам испытаний на растяжение отмечен положительный эффект использования барьерных покрытий большей толщины. Экспериментальные образцы с барьерным покрытием большей толщины продемонстрировали меньшее ухудшение прочностных характеристик, по сравнению с контрольным наводороженным образцом без барьерного покрытия отмечено двукратное снижение скорости ухудшения значений деформации и четырехкратное снижение скорости ухудшения предела прочности.

In the context of active development of alternative energy sources, the problem of hydrogen embrittlement of critical structural elements undoubtedly requires attention. Deterioration of strength characteristics of structural materials in contact with hydrogen-containing media significantly increases the requirements for their reliability and reduces the technical and economic feasibility of using hydrogen. This paper presents the results of metallographic studies and mechanical tests of experimental St20 steel samples with a barrier coating with thickness of ~2 μm and ~4 mum on the basis of chromium (Cr), applied using PVD (Physical Vapour Deposition) technology. Analysis of morphology and structure of the coating, as well as fractograms of the fracture surface of the experimental samples showed the absence of structural changes during hydrogenation of the samples. According to the results of tensile tests, the positive effect of using barrier coatings of greater thickness was noted. Experimental samples with barrier coating of greater thickness showed less deterioration of strength characteristics, compared to the control hydrogenated sample without barrier coating. We observed a twofold decrease in the rate of deterioration of strain values and a fourfold decrease in the rate of deterioration of the tensile strength.

Глобальная энергия. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Глобальная энергия. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2022 -. Т. 30, № 1, 2024. — 1 файл (15,3 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j24-148.pdf>.