Тема выпускной квалификационной работы: «Моделирование диффузии водорода при термической обработке поковок из стали 5ХНМ». Цель работы: оптимизация термической обработки поковки из стали 5ХНМ по максимально допустимому содержанию водорода. Задачи работы: 1. Анализ периодической литературы о влиянии водорода на образование дефектов (флокенов, трещин) в сталях; влияние различных факторов на коэффициент диффузии и растворимость водорода; изменение механических, технологических, служебных свойств сталей от содержания водорода. 2. Разработать физическую и математическую модели диффузии водорода при термической обработки поковки, с учетом изменения доли α и γ фаз на всех этапах термической обработки. 3. Скорректировать режим термической обработки по условию достижения требуемой температуры и времени выдержки на всех этапах. 4. Определить необходимое время выдержки на этапе диффузионного превращения стали или противофлокенной обработки, при котором содержание водорода в центре поковки снижается до безопасного значения. В представленной работе решена тепловая и диффузионная задача при термической обработке поковок из стали 5ХНМ методом конечных разностей. Учтены изменения теплофизических свойств стали от температуры, а коэффициенты диффузии и растворимости водорода дополнительно от фазы. Влиянием ловушек водорода и временных напряжений пренебрегли. В результате решения оптимизационной задачи определили необходимое время выдержки при 670 °С, при котором концентрация водорода в центре поковки снизится до уровня 0.25 ppm и составляет 422 ч.

The theme of the qualification work: «Modeling of hydrogen diffusion during heat treatment of forgings from steel 5ХНМ». Purpose of the work: optimization of heat treatment of forgings made of 5ХНМ steel according to the maximum permissible hydrogen content. Work tasks: 1. Analysis of periodical literature on the effect of hydrogen on the formation of defects (flakes, cracks) in steels; the influence of various factors on the diffusion coefficient and solubility of hydrogen; change in mechanical, technological, service properties of steels from hydrogen content. 2. To develop physical and mathematical models of hydrogen diffusion during heat treatment of forgings, taking into account the change in the proportion of α and γ phases at all stages of heat treatment. 3. Correct the heat treatment mode according to the condition of reaching the required temperature and holding time at all stages. 4. Determine the required holding time at the stage of diffusion transformation of steel or antiflake treatment, at which the hydrogen content in the center of the forging is reduced to a safe value. In the presented work, the thermal and diffusion problem is solved during the heat treatment of forgings made of «5ХНМ» steel by the finite difference method. The changes in the thermophysical properties of steel from temperature are taken into account, and the diffusion and solubility coefficients of hydrogen are additionally dependent on the phase. The influence of hydrogen traps and temporary stresses was neglected. As a result of solving the optimization problem, the required holding time at 670 ° C was determined, at which the hydrogen concentration in the center of the forging will decrease to 0.25 ppm and is 422 h.