Водородно-индуцируемые эффекты в однофазных и гетерофазных сплавах на основе ГЦК твердых растворов замещения и внедрения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Панченко Марина Юрьевна

• Панченко Марина Юрьевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Панченко Марина Юрьевна

Введение

1 Особенности водородного охрупчивания сталей и сплавов

1.1 Общие представления о водородной хрупкости

1.2 Система «металл-водород». Диффузия водорода в металлах

1.3 Состояние и поведение водорода в металлах и сплавах

1.3.1 Твердый раствор водорода в металле

1.3.2 Ловушки для атомов водорода в металле

1.4 Механизмы водородной хрупкости

1.5 Эффекты водородной хрупкости в сталях и высокоэнтропийных (многокомпонентных) сплавах

1.5.1 Водородное охрупчивание сталей разных классов

1.5.2 Способы повышения устойчивости сталей к водородному охрупчиванию

1.5.3 Особенности водородного охрупчивания высокоэнтропийных (многокомпонентных) сплавов

1.6 Постановка задачи исследования

2 Материалы и методика исследований

2.1 Материалы

2.2 Термические обработки и методы подготовки образцов для исследований

2.3 Методика проведения исследований и испытаний

2.3.1 Метод насыщения образцов водородом, методы качественного и количественного анализа распределения водорода в образцах

2.3.2 Методы исследования микроструктуры образцов

2.3.1 Механические испытания образцов

3 Влияние твердорастворного упрочнения и дисперсионного твердения на водородное охрупчивание высокоазотистых хромомарганцевых сталей

3.1 Микроструктура и фазовый состав высокоазотистых сталей Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,Ш и Fe-19Cr-23Mn- 1,5V-0,3C-0,9N (вес. %), подвергнутых старению

3.2 Анализ процессов десорбции водорода в образцах Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N и Fe-19Cr-23Mn-1,5V-0,3C-0,9N с разным фазовым составом

3.3 Влияние электролитического насыщения водородом на механические свойства и механизмы деформации высокоазотистых хромомарганцевых сталей при растяжении

-»X ^/ио^/^ "'У' 'И" V X IV!! ХХ^_/ХХ ■ ■ 1 1 " 1 ■ ■ * ■ * ■ ич^д г*^ 1У±

влияния фазового состава и микроструктуры на распределение водоро

тойчивость высокоазотистых сталей к водородному охрупчиванию

¡ренных и межфазных (аустенит/феррит) границ на особенное рупчивания высокоазотистой хромомарганцевой ста

6К...................................................................................................................'

микроструктуры и фазового состава исследуемых образцов Fe-23(

¡сорбционный анализ образцов с разным размером зёрен аустенита

иой долей 5-феррита

плотности межфазных (аустенит/феррит) и межзеренных границ ойства образцов до и после насыщения водородом

Выводы

Список использованной литературы

142

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Водородно-индуцируемые эффекты в однофазных и гетерофазных сплавах на основе ГЦК твердых растворов замещения и внедрения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. С конца XIX века проблема водородного охрупчивания металлов и сплавов привлекает интерес исследователей в разных областях знаний : физики конденсированного состояния, материаловедения, механики, физической химии и др. Воздействие водорода негативно сказывается на свойствах конструкционных материалов, которые широко используются в отраслях промышленности, относящихся к накоплению и преобразованию энергии, таких как водородная энергетика, транспортировка нефти и газа, катализ, «зеленая» энергетика, основанная на работе ветроэлектрогенераторов, а также ядерная энергетика [1-3]. В связи с этим, водородная хрупкость является важной практической проблемой, имеющей большое значение для современных социальных и технологических потребностей современного общества.

Водородное охрупчивание возникает в результате поглощения водорода металлами, что приводит к замедленному или резкому снижению пластичности материала и несущей способности всей конструкции. Известно, что водород может способствовать разрушению металла даже при низких температурах и очень низких концентрациях [4]. Например, для высокопрочной стали эффекты охрупчивания наблюдаются при концентрациях водорода всего в несколько миллионных долей [4]. Водородное охрупчивание считается одним из наиболее сложных и наименее контролируемых явлений деградации механических свойств материалов, что связано с необычайно высокой диффузионной подвижностью водорода в материале и сложностью его обнаружения. Поэтому актуальной задачей физики конденсированного состояния является разработка критериев формирования структурных состояний в существующих или создание новых конструкционных материалов, которые будут устойчивы к отрицательному влиянию водорода.

В настоящее время в качестве конструкционного материала для эксплуатации в водородсодержащих средах используют стабильные аустенитные стали. Они обладают высокими физико-механическими характеристиками и являются наиболее устойчивыми среди сталей к деградации механических свойств в среде водорода благодаря стабильной к деформационным фазовым превращениям у-фазе ((у) ГЦК - гранецентрированная кубическая решетка) [5-8]. Одним из способов повышения прочностных характеристик аустенитных сталей является твердорастворное упрочнение атомами азота. Как известно, среди стабилизирующих ГЦК структуру элементов в сталях азот является одним из самых эффективных, позволяет экономить часть дорогостоящего никеля и использовать в качестве его замены более доступный марганец. Это привело к созданию нового класса сталей, обогащенных хромом и марганцем, -высокоазотистых хромомарганцевых сталей. Такие аустенитные стали имеют более высокие усталостные свойства, коррозионную стойкость, предел текучести и предел прочности по сравнению с традиционно используемыми аустенитными нержавеющими сталями, не

содержащими высокую концентрацию атомов внедрения [9-11]. Следовательно, высокоазотистые стали по своим свойствам представляются перспективными конструкционными материалами для эксплуатации в водородосодержащих средах. Известно, что при термических обработках в интервале температур (500-1000)°С высокоазотистые стали претерпевают фазовые превращения с образованием нитридов [12-15] и интерметаллидных фаз (х- и о-фаза) [13,16]. Ряд исследований показывает, что частицы вторичных фаз, межфазные и межзеренные границы могут служить эффективными «ловушками» для атомов водорода, замедлять его диффузию и уменьшать эффекты водородной хрупкости в сталях [17-20]. Поэтому представляет интерес изучить механизмы и особенности проявления водородно-индуцируемых эффектов в высокоазотистых сталях в зависимости от типа, размера, объемной доли и распределения дисперсных частиц, плотности межфазных и межзеренных границ.

Набирающий популярность с 2000-х гг. высокоэнтропийный (многокомпонентный) эквиатомный сплав Кантора ^еМпСгМСо) [21] обладает стабильной однофазной ГЦК структурой и по физико-механическим свойствам близок к аустенитным нержавеющим сталям. При этом он имеет ряд уникальных свойств, таких как высокая устойчивость к радиационным повреждениям, а также пластичность и вязкость разрушения вплоть до криогенных температур [22-26]. Это делает сплав Кантора отличным кандидатом для использования во многих отраслях промышленности. Однако, как и традиционные ГЦК сплавы (аустенитные нержавеющие стали), он обладает относительно низким пределом текучести, что является препятствием для его использования в качестве конструкционного материала [22,23,27]. Поэтому в последнее время большое внимание уделяется легированию таких сплавов атомами внедрения в качестве эффективного способа для повышения их прочностных свойств [28]. Легирование азотом способствует значительному увеличению предела текучести многокомпонентного сплава Кантора без существенного уменьшения пластичности при условии формирования твердого раствора, то есть при умеренном содержании азота [29-31]. В этом отношении поведение многокомпонентных сплавов подобно поведению аустенитных сталей, но искажения кристаллической решетки в многокомпонентных системах за счет формирования твердого раствора «по типу замещения» требуют отдельного рассмотрения.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что необходимы комплексные исследования по влиянию особенностей микроструктуры на закономерности водородного охрупчивания высокоазотистых сталей и многокомпонентных (высокоэнтропийных) сплавов на основе ГЦК твёрдых растворов. Это даст вклад в более полное представление о взаимодействии водорода с металлом в зависимости от типа твердого раствора (внедрения, замещения), сформированного в сплавах на основе одного компонента (высокоазотистых сталей) и в многокомпонентных сплавах, и о получении наиболее устойчивых к водородной хрупкости

структурно-фазовых состояний в материалах, перспективных для эксплуатации в водородосодержащих средах.

Степень разработанности темы исследования. Большой вклад в исследования проблемы водородной хрупкости конструкционных металлических материалов внесли как российские, так и зарубежные ученые (Б.А. Колачев, Г.В. Карпенко, П.В. Гельд, Л.В. Спивак, А.М. Полянский, В.А. Полянский, Л.В. Шашкова, А.М. Лидер, Р. Ориани, Г.К. Бирнбаум, П. Софронис, И.М. Робертсон, С.П. Линч, М. Кояма, Р. Кирхгейм, М. Мартин, Т. Деповер и многие другие). Несмотря на многочисленные работы, посвященные данной тематике, нет полного понимания о влиянии микроструктурных параметров (фазового состава, зеренной структуры, искажений кристаллической решетки) на поведение водорода в сплавах внедрения и замещения и о механизмах деградации их механических свойств.

Исследования водородной хрупкости азотистых аустенитных сталей обычно ограничены изучением только однофазного состояния с различным содержанием азота в твердом растворе [5,32-36]. В некоторых работах [5,32] было выявлено связанное с азотом ухудшение устойчивости к водородному охрупчиванию сталей. В исследованиях [34,36] сообщалось о противоположных результатах, где легирование азотом не провоцирует восприимчивость к вызванной водородом деградации механических свойств. Поэтому однозначного мнения о склонности высокопрочных азотистых сталей к водородной хрупкости в настоящий момент нет. Однако то, что такие стали могут быть ей подвержены, не вызывает сомнений. Высокое содержание азота в стали может приводить к изменению фазового состава и способствовать дисперсионному твердению. При этом известно, что изменение микроструктуры стали, включая выделение дисперсных частиц, изменение плотности межфазных и межзеренных границ, оказывает огромное влияние на взаимодействие водорода с металлом: его диффузию, растворимость и поведение при пластической деформации [37,38].

Исследование водородного охрупчивания высокоэнтропийных сплавов с ГЦК структурой находится на начальном этапе, первые работы появились лишь в последние несколько лет [8,39]. Существующие на данный момент литературные данные показывают, что однофазные ГЦК многокомпонентные сплавы более «водород-нейтральны» (менее восприимчивы к негативному влиянию водорода), чем традиционные стабильные аустенитные стали при тех же условиях наводороживания [39]. Авторы ряда работ полагают, что высокая энтропия смешения, характерная для высокоэнтропийных сплавов, обеспечивает повышение трещиностойкости и сопротивления к индуцированным водородом эффектам охрупчивания [8,40]. Известно также, что добавление легирующих элементов внедрения может значительно влиять на поведение сплава при водородном охрупчивании. Но влияние легирования атомами внедрения на водородное охрупчивание высокоэнтропийных сплавов в литературе раскрыто слабо. При этом данные часто

противоречивы, ряд работ свидетельствует как о повышении [41], так и понижении склонности [42-44] к негативным водородно-индуцированным эффектам в многокомпонентных сплавах с атомами внедрения (С, К, B). Влияние элементов внедрения на растворимость и диффузию водорода в кристаллической решетке, механизмы пластической деформации сплавов в присутствии водорода, а также концентрационная зависимость этих эффектов до сих пор не выявлены.

Таким образом, установление взаимосвязи фазового состава и микроструктуры (тип дисперсных частиц, плотность границ, искажение кристаллической решетки) с процессами водородного охрупчивания традиционных сплавов с одним базовым компонентом (азотистых сталей) и многокомпонентных сплавов с ГЦК решеткой является актуальной задачей физики конденсированного состояния в рамках развития представлений о системе «металл-водород» и разработки физически обоснованных рекомендаций по созданию ГЦК металлических материалов конструкционного назначения, устойчивых к водородному охрупчиванию.

Цель настоящей работы - установить роль параметров микроструктуры в накоплении, распределении водорода и природе водородно-индуцируемых эффектов при пластической деформации однофазных и гетерофазных сплавов на основе ГЦК твердых растворов замещения и внедрения.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выявить влияние параметров микроструктуры (искажения кристаллической решетки, плотности границ раздела, фазового состава) на процессы накопления водорода и водородно-индуцируемое изменение механических свойств в ГЦК твердых растворах замещения и внедрения на примере высокоазотистых сталей Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N и Fe-19Cr-23Mn-1,5V-0,3C-0,9К (вес. %).

2. Установить роль распределения и типа частиц вторичных фаз (нитридов и интерметаллидных фаз) в накоплении водорода в структуре и проявлении водородной хрупкости в материалах на основе ГЦК твердых растворов внедрения и замещения на примере гетерофазных высокоазотистых сталей Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N и Fe-19Cr-23Mn-1,5V-0,3C-0,9N.

3. Установить влияние плотности межзёренных и межфазных границ на водородно-индуцируемые эффекты при пластической деформации и механизмы разрушения двухфазных (у+5) твердых растворов замещения/внедрения на примере высокоазотистой аустенитной стали Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N.

4. Выяснить влияние твердорастворного упрочнения азотом на накопление водорода и его диффузионные параметры, а также установить закономерности водородно-индуцируемого изменения механических свойств, механизма деформации, макро- и микромеханизмов разрушения

многокомпонентного сплава, сформированного по типу ГЦК твердого раствора замещения, на примере высокоэнтропийных сплавов системы (FeMnCrNiCo)loo-xNx.

5. На основе анализа полученных данных о накоплении и распределении водорода в структуре исследуемых материалов определить параметры микроструктуры, повышающие устойчивость ГЦК твердых растворов внедрения и замещения к водородной хрупкости.

Научная новизна. В работе впервые получены следующие новые результаты:

1. На основе данных по влиянию механизмов дисперсионного твердения, твердорастворного упрочнения, плотности границ раздела на восприимчивость к водородному охрупчиванию предложен научно обоснованный подход для снижения эффектов водородной хрупкости высокоазотистых сталей Fe-23Cr-17Mn-0,1C-0,6N и Fe-19Cr-22Mn-1,5V-0,3C-0,9N, основанный на стабилизации аустенитной структуры и повышении плотности межфазных и межзёренных границ за счет легирования стали ванадием (формирования некогерентных частиц). Установлено, что при формировании высокой плотности границ раздела при дисперсионном твердении по механизму прерывистого распада аустенитной фазы и непрерывного гомогенного выделения когерентных и некогерентных частиц в теле зерна усиление водородно-индуцируемого охрупчивания высокоазотистой стали вызвано не только формированием дополнительных ловушек для водорода, но также и водородно-стимулированным изменением механизма деформации стали (активацией механического двойникования).

2. Показано, что толщина поверхностного наводороженного слоя в образцах двухфазной (у-аустенит/5-феррит) высокоазотистой хромомарганцевой стали во время электрохимического насыщения водородом определяется преимущественно диффузией водорода в аустените. Установлено, что при пластической деформации насыщенных водородом образцов перенос водорода определяется как его миграцией с дислокациями, так и диффузией под напряжением, но распределение границ раздела оказывает существенное влияние лишь на перенос водорода с дислокациями за счет ограничения длины их свободного пробега.

3. Впервые установлено, что твердорастворное упрочнение азотом высокоэнтропийного сплава FeMnCrNiCo (сплавы (FeMnCrNiCo)loo-xNx, х = 0,8 и 1,4) не влияет на растворимость водорода, но приводит к уменьшению эффективного коэффициента диффузии водорода в структуре. Показано, что формирование планарной дислокационной структуры в нескольких системах скольжения с образованием мультиполей и плотных дислокационных стенок подавляет транспорт водорода при пластической деформации в азотистых сплавах (FeMnCrNiCo)loo-xNx.

4. Впервые показана общность водородно-индуцируемых эффектов в исследуемых ГЦК твердых растворах замещения и внедрения, которая заключается в том, что насыщение водородом вызывает снижение энергии дефекта упаковки, образование широких дефектов упаковки и формирование планарной дислокационной структуры в исследуемых материалах.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные могут быть применены при создании нового класса высокопрочных ГЦК металлических материалов конструкционного назначения, устойчивых к водородному охрупчиванию, и для разработки научно обоснованных рекомендаций по созданию микроструктуры сплавов с заданными параметрами прочности и пластичности, которые смогут стабильно эксплуатироваться в водородосодержащих средах.

Теоретическая значимость. Установленные закономерности водородного охрупчивания, распределения водорода в структуре и механизмы его транспорта (миграции) в процессе пластической деформации в зависимости от типа, размера, объемной доли и распределения дисперсных частиц, а также плотности межфазных и межзеренных границ в высокоазотистых хромомарганцевых сталях и многокомпонентных (высокоэнтропийных) сплавах способствуют развитию разделов физики конденсированного состояния, связанных с исследованиями систем «металл-водород». Полученные экспериментальные результаты полезны для понимания взаимодействия водорода со сплавами, имеющими различный фазовый состав и микроструктуру, в процессе насыщения водородом и последующей пластической деформации.

Методология и методы исследования. В диссертационной работе были использованы различные методы исследования, к ним относятся: рентгеноструктурный анализ, оптическая металлография, растровая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, термодесорбционная спектроскопия, анализ концентрации водорода методом экстракции в среде инертного газа, оптическая эмиссионная спектрометрия с тлеющим разрядом и механические испытания на одноосное растяжение.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Совокупность экспериментальных данных о снижении водородной хрупкости в высокоазотистой хромомарганцевой стали за счет повышения плотности межфазных и межзёренных границ и стабилизации аустенитной структуры стали при легировании ванадием.

2. Экспериментально установленное повышение восприимчивости гетерофазных высокоазотистых сталей к водородному охрупчиванию за счет формирования высокой плотности межфазных границ, образованных по механизму прерывистого распада аустенитной фазы и при гомогенном зарождении когерентных частиц, и активации механического двойникования в обедненной азотом и хромом аустенитной матрице.

3. Совокупность экспериментальных данных о снижении водородной хрупкости высокоазотистой стали с двухфазной (у+5) структурой при увеличении плотности межфазных и межзёренных границ за счет уменьшения эффективного коэффициента диффузии водорода при насыщении и ограничения транспорта водорода с дислокациями в процессе пластической деформации.

4. Экспериментально установленное повышение устойчивости многокомпонентного сплава FeMnCrNiCo к водородной хрупкости за счет твердорастворного упрочнения азотом, приводящего к уменьшению эффективного коэффициента диффузии водорода и подавлению транспорта водорода в процессе пластической деформации.

Достоверность полученных результатов и обоснованность положений, выносимых на защиту, обеспечивается комплексным подходом с применением апробированных экспериментальных методов, статистической обработкой результатов измерений и согласованностью полученных результатов с имеющимися данными современных научных исследований в области водородного охрупчивания.

Апробация результатов: Основные результаты диссертационной работы были представлены на всероссийских и международных конференциях: XIV Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (г. Томск, 2019 г.), «Intergranular and Interphase Boundaries in Materials» (Франция, 2019 г.), Международная школа «Физическое материаловедение» (г. Тольятти, 2019 г.), Международная конференция «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (г. Томск, 2019 г.), Международная конференция и школа молодых ученых «Получение, структура и свойства высокоэнтропийных материалов» (г. Белгород, 2020 г.), Международная конференция «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (г. Томск, 2020 г.), XI Международная конференция «Фазовые превращения и прочность кристаллов» (г. Черноголовка, 2020 г.), Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (г. Томск, 2021 г.), X Международная школа «Физическое материаловедение», посвященная 10-летию лаборатории «Физика прочности и интеллектуальные диагностические системы» и LXIII Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», посвященная 70-летию Тольяттинского государственного университета (г. Тольятти, 2021 г.), III International Conference and School of Young Scientists «Synthesis, structure, and properties of high-entropy materials» (г. Белгород, 2021 г.), Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (г. Томск, 2021 г.), LXIV Международная конференция «Актуальные проблемы прочности (А1111-2022)» (г. Екатеринбург, 2022 г.), Международная конференция «Физическая мезомеханика материалов. Физические принципы формирования многоуровневой структуры и механизмы нелинейного поведения» (г. Томск, 2022 г.).

Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 9 работах [45-53], в том числе 2 статьи опубликованы в научных журналах, входящих в перечень ВАК [48,49], 3 статьи - в зарубежных научных журналах первого квартиля (Q1), включенных в библиографические базы данных Web of Science и Scopus [45-47].

Личный вклад автора состоит в подготовке материалов для исследований, в проведении основного объема экспериментальных исследований, обработке, анализе и интерпретации полученных данных, в совместной с научным руководителем постановке цели и задач исследования, обсуждении полученных результатов и основных научных положений, подготовке научных статей. Результаты проведенных исследований были лично представлены автором на всероссийских и международных конференциях.

Соответствие диссертации паспорту специальности.

Диссертационная работа по цели, задачам, методам исследования, содержанию и научной новизне соответствует п. 1 («Теоретическое и экспериментальное изучение физической природы и свойств неорганических и органических соединений как в кристаллическом (моно- и поликристаллы), так и в аморфном состоянии, в том числе композитов и гетероструктур, в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления») паспорта специальности 1.3.8. - физика конденсированного состояния (физико-математические науки).

Работа выполнена в рамках следующих проектов:

- Проект РНФ 17-19-01197 «Научные основы управления микромеханизмами пластичности и разрушения однофазных и гетерофазных высокоазотистых хромомарганцевых аустенитных сталей» (2017-2019 гг.).

- Проект РФФИ 20-38-90129 «Влияние фазового состава и плотности межзеренных и межфазных границ на механизмы водородного охрупчивания высокоазотистой хромомарганцевой стали» (2020-2022 гг.).

- Проект РНФ 20-19-00261 «Механизмы дисперсионного твердения и формирования твердых растворов внедрения в высокоэнтропийном сплаве FeMnNiCrCo при легировании азотом и углеродом: взаимосвязь микроструктуры, механизмов деформации и физико-механических свойств» (2020-2022 гг.).

Структура и объём работы:

Работа изложена на 159 страницах, содержит 64 рисунка и 18 таблиц. Список использованной литературы включает 275 наименований. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов и заключения.

Благодарность

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.ф.-м.н. Астафуровой Елене Геннадьевне за время, посвященное обсуждению цели, задач и

результатов исследований, внимательное отношение и помощь на всех этапах выполнения диссертационной работы; к.ф.-м.н. Астафурову Сергею Владимировичу за помощь в проведении термомеханических обработок и низкотемпературных испытаний; Мельникову Евгению Васильевичу за помощь в проведении электролитического насыщения водородом и механических испытаний; к.ф.-м.н. Майер Галине Геннадьевне за обучение работе на просвечивающем электронном микроскопе; Реуновой Ксении Андреевне за помощь в рентгеноструктурном анализе и поддержку; всему коллективу лаборатории физики иерархических структур в металлах и сплавах ИФПМ СО РАН за помощь, поддержку, полезное обсуждение результатов и ценные советы; к.т.н. Гальченко Нине Константиновне за предоставленные для исследования высокоазотистые стали; сотрудникам отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий Томского политехнического университета, в особенности к.т.н. Кудиярову Виктору Николаевичу и Эльману Роману Романовичу за оказанную помощь в проведении экспериментов по термодесорбционному анализу и анализу концентрации растворенного водорода; рецензентам д.ф.-м.н. Данилову Владимиру Ивановичу, д.ф.-м.н. Лычагину Дмитрию Васильевичу и д.ф.-м.н. Грабовецкой Галине Петровне за ценные советы и полезные замечания, которые позволили улучшить работу; родителям и близким за оказанную поддержку и заботу.

1 Особенности водородного охрупчивания сталей и сплавов

1.1 Общие представления о водородной хрупкости

Негативное влияние водорода на металлические материалы известно уже очень давно: открытие явления водородного охрупчивания произошло в 1874 году [54]. В. Джонсон обнаружил катастрофические изменения в пластичности и прочности железа и сталей, которые были погружены в кислоту всего на несколько минут. Он заметил, что данное изменение свойств не является постоянным, поскольку с течением времени металлы способны медленно восстанавливать свою первоначальную прочность и вязкость разрушения. При погружении в мыльную воду на свежем изломе стальной проволоки, обработанной в кислоте, выделялся газ: образование пузырей на поверхностях излома можно было наблюдать невооруженным глазом. Это явление было изучено для целого ряда кислот, но только те, которые выделяют водород при взаимодействии с железом, приводили к ухудшению свойств проволоки. Кроме того, было установлено, что проволока поглощает атомарный водород, а не молекулярный, поскольку образцы, выдержанные в газообразном водороде, не проявляли эффектов охрупчивания. Чтобы разделить влияние кислоты и водорода, В. Джонсон разработал метод электрохимического наводороживания сталей и доказал, что металлы охрупчиваются при насыщении именно водородом. В этой статье также было показано, что более прочная сталь испытывает большую потерю вязкости и удлинения до разрушения после погружения в кислоту, чем менее прочная, но более пластичная сталь. На основании этой пионерской работы были сделаны следующие выводы:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панченко Марина Юрьевна, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чернов И.П. [и др.] Влияние водорода и гелия на свойства конструкционного материала реакторов // Изв. РАН. Сер. физич. - 2008. - Т. 72. - С. 1018-1020.

2. Кулабухова Н.А. [и др.] Исследование диффузии атома водорода в кристаллах ГЦК-металлов методом молекулярной динамики // Изв. вузов. Физика. - 2011. - Т. 12. - С. 86-91.

3. Gong P. [et al.] Hydrogen embrittlement through the formation of low-energy dislocation nanostructures in nanoprecipitation-strengthened steels // Sci. Adv. - 2020. - Vol. 6. - P. 6152-6163.

4. Kirchheim R. Hydrogen in Metals / R. Kirchheim A. Pundt // Physical Metallurgy: Fifth Edition. - 2014. - Vol. 1. - P. 2597-2705.

5. Michler T. Hydrogen embrittlement of Cr-Mn-N-austenitic stainless steels / T. Michler, J. Naumann // Int. J. Hydrogen Energy. - 2010. - Vol. 35, № 3. - P. 1485-1492.

6. Michler T. [et al.] Hydrogen environment embrittlement of stable austenitic steels // Int. J. Hydrogen Energy. - 2012. - Vol. 37, № 21. - P. 16231-16246.

7. Kim K.S. Effect of C-N Interaction on Hydrogen Embrittlement of 15Cr-15Mn-4Ni-Based Austenitic Stainless Steels / K.S. Kim, J.H. Kang, S.J. Kim // Metall. Mater. Trans. A. - 2021. - Vol. 52, № 9. - P. 4161-4169.

8. Koyama M. [et al.] A new design concept for prevention of hydrogen-induced mechanical degradation: Viewpoints of metastability and high entropy // Procedia Structural Integrity. - 2018. - Vol. 13. - P. 292-297.

9. Berns H. High Interstitial Stainless Austenitic Steels / H. Berns, V. Gavriljuk, S. Riedner. - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013. - 167 p.

10. Банных И.О. Металловедческие основы создания многофункциональных высокоазотистых сталей аустенитного класса : дис. ... д-ра. техн. наук / И.О. Банных. - М., 2020. -255 с.

11. Горынин И.В. [и др.] Коррозионно-стойкие высокопрочные азотистые стали // Вопросы материаловедения. - 2009. - Т. 3, № 59. - С. 7-16.

12. Jiang Z.H. [et al.] Microstructural evolution and mechanical properties of aging high nitrogen austenitic stainless steels // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. - 2010. - Vol. 17, № 6. - P. 729-736.

13. Qin F. [et al.] Aging precipitation behavior and its influence on mechanical properties of Mn18Cr18N austenitic stainless steel // Metals and Materials International. - 2017. - Vol. 23, № 6. - P. 1087-1096.

14. Simmons J.W. Influence of nitride (Cr2N) precipitation on the plastic flow behavior of high-nitrogen austenitic stainless steel // Scripta metallurgica et materialia. - 1995. - Vol. 32, № 2. - P. 265270.

15. Yuan Z.Z. [et al.] Microstructural thermostability of high nitrogen austenitic stainless steel // Mater Charact. - 2007. - Vol. 58, № 1. - P. 87-91.

16. Сагарадзе В.В. Упрочнение и свойства аустенитных сталей / В.В. Сагарадзе, А.И. Уваров. - Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2013. - 720 с.

17. Ovejero-Garcia J. Hydrogen microprint technique in the study of hydrogen in steels // J. Mater. Sci. - 1985. - Vol. 20. - P. 2623-2629.

18. Wallaert E. [et al.] Thermal desorption spectroscopy evaluation of the hydrogen-trapping capacity of NbC and NbN precipitates // Metall. Mater. Trans A. - 2014. - Vol. 45, № 5. - P. 2412-2420.

19. Chen Y.-S. [et al.] Direct observation of individual hydrogen atoms at trapping sites in a ferritic steel // Science. - 2017. - Vol. 355. - P. 1196-1199.

20. Asahi H., Hirakami D., Yamasaki S. Hydrogen Trapping Behavior in Vanadium-added Steel // ISIJ Int. 2003. Vol. 43, № 4. P. 527-533.

21. Cantor B. [et al.] Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys // Mater. Sci. Eng. A. - 2004. - Vol. 375-377. - P. 213-218.

22. Otto F. [et al.] The influences of temperature and microstructure on the tensile properties of a CoCrFeMnNi high-entropy alloy // Acta Mater. - 2013. - Vol. 61, № 15. - P. 5743-5755.

23. Gali A. Tensile properties of high- and medium-entropy alloys / A. Gali, E.P. George // Intermetallics. - 2013. - Vol. 39. - P. 74-78.

24. Chen W.Y. [et al.] Irradiation effects in high entropy alloys and 316H stainless steel at 300 °C // Journal of Nuclear Materials. - 2018. - Vol. 510. - P. 421-430.

25. Lu C. [et al.] Enhancing radiation tolerance by controlling defect mobility and migration pathways in multicomponent single-phase alloys // Nat. Commun. - 2016. - Vol. 7. - А. 13564.

26. Qiu Y. [et al.] Corrosion of high entropy alloys // npj Mater. Degrad. - 2017. - Vol. 1, № 15. -P. 1-18.

27. Traversier M. [et al.] Nitrogen-induced hardening in an austenitic CrFeMnNi high-entropy alloy (HEA) // Mater. Sci. Eng. A. - 2021. - Vol. 804. - А. 140725.

28. Miracle D.B.A critical review of high entropy alloys and related concepts / D.B. Miracle, O.N. Senkov // Acta Mater. - 2017. - Vol. 122. - P. 448-511.

29. Astafurova E.G. [et al.] Temperature dependence of tensile behavior, deformation mechanisms and fracture in nitrogen-alloyed FeMnCrNiCo(N) Cantor alloys // J. Alloys Compd. - 2022. - Vol. 925. -А. 166616.

30. Klimova M. [et al.] Effect of nitrogen on mechanical properties of CoCrFeMnNi high entropy alloy at room and cryogenic temperatures // J. Alloys Compd. - 2020. - Vol. 849. - А. 156633.

31. Ko J.Y. Microstructural evolution and mechanical performance of carbon-containing CoCrFeMnNi-C high entropy alloys / J.Y. Ko, S.I. Hong // J. Alloys Compd. - 2018. - Vol. 743. - P. 115-125.

32. Koyama M. [et al.] Gaseous hydrogen embrittlement of a Ni-free austenitic stainless steel containing 1 mass% nitrogen: Effects of nitrogen-enhanced dislocation planarity // Int. J. Hydrogen Energy. - 2020. - Vol. 45, № 16. - P. 10209-10218.

33. Macadre A. [et al.] Effect of nitrogen-addition on the absorption and diffusivity of hydrogen in a stable austenitic stainless steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2019. - Vol. 44, № 2. - P. 1263-1271.

34. Omura T. [et al.] Effect of surface hydrogen concentration on hydrogen embrittlement properties of stainless steels and Ni based alloys // ISIJ International. - 2016. - Vol. 56, № 3. - P. 405-412.

35. Noh H.S. [et al.] The effects of replacing Ni with Mn on hydrogen embrittlement in Cr-Ni-Mn-N austenitic steels // Corros. Sci. - 2019. - Vol. 152. - P. 93-100.

36. Rozenak P. Effects of nitrogen on hydrogen embrittlement in AISI type 316, 321 and 347 austenitic stainless steels // J. Mater Sci. - 1990. - Vol. 25. - P. 2532-2538.

37. Lynch S. Hydrogen embrittlement phenomena and mechanisms // Corrosion Reviews. - 2012. -Vol. 30, № 3-4. - P. 105-123.

38. Bhadeshia H.K.D.H. Prevention of hydrogen embrittlement in steels // ISIJ International. - 2016.

- Vol. 56, № 1. - 24-36.

39. Zhao Y. [et al.] Resistance of CoCrFeMnNi high-entropy alloy to gaseous hydrogen embrittlement // Scripta Mater. - 2017. - Vol. 135. - P. 54-58.

40. Gludovatz B. [et al.] A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications // Science

- 2014. - Vol. 345, № 6201. - P. 1153-1158.

41. Luo H. [et al.] Hydrogen embrittlement of an interstitial equimolar high-entropy alloy // Corros. Sci. - 2018. - Vol. 136. - P. 403-408.

42. Luo H. [et al.] Hydrogen-assisted failure in partially recrystallized carbon alloyed equiatomic CoCrFeMnNi high-entropy alloy // Corros. Sci. - 2022. - Vol. 203. - A. 110357.

43. Fu Z. [et al.] Effects of interstitial C and N on hydrogen embrittlement behavior of non-equiatomic metastable FeMnCoCr high-entropy alloys // Corros. Sci. - 2022. - Vol. 194. - A. 109933.

44. Chen X.H. [et al.] Enhanced resistance to hydrogen embrittlement in a CrCoNi-based medium-entropy alloy via grain-boundary decoration of boron // Mater. Res. Lett. - 2022. - Vol. 10, № 4. - P. 278-286.

45. Panchenko M.Y. [et al.] The effect of age-hardening mechanism on hydrogen embrittlement in high-nitrogen steels // Int. J. Hydrogen Energy. - 2019. - Vol. 44, № 36. - P. 20529-20544.

46. Panchenko M.Y. [et al.] The influence of intergranular and interphase boundaries and 5-ferrite volume fraction on hydrogen embrittlement of high-nitrogen steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2021. -Vol. 46, № 59. - P. 30510-30522.

47. Astafurova E.G. [et al.] The effect of nitrogen alloying on hydrogen-assisted plastic deformation and fracture in FeMnNiCoCr high-entropy alloys // Scripta Mater. - 2021. - Vol. 194. - A. 113642.

48. Панченко М.Ю. Влияние микроструктуры на особенности водородного охрупчивания высокоазотистой хромомарганцевой стали / М.Ю. Панченко, А.С. Нифонтов, Е.Г. Астафурова // Физическая мезомеханика. - 2022. - Т. 25, № 3. - С. 84-97.

49. Panchenko M.Y. [et al.] Effect of carbon alloying on hydrogen embrittlement of a Cantor alloy // Письма о материалах. - 2022. - Т. 12, № 4. - С. 282-286.

50. Maier G. [et al.] Effect of age hardening on phase composition and microhardness of V-free and V-alloyed high-nitrogen austenitic steels // AIP Conf. Proc. - 2018. - Vol. 2051, № 1. - А. 020183.

51. Тумбусова И.А. [и др.] Влияние старения на микроструктуру, фазовый состав и микротвердость высокоазотистой аустенитной стали // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. - 2020. - № 2. - С. 75-81.

52. Панченко М.Ю. [и др.] Влияние наводороживания на механические свойства и механизмы разрушения высокоазотистых хромомарганцевых сталей, подвергнутых дисперсионному твердению // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. - 2022. - № 1. -С. 57-67.

53. Михно А.С. [и др.] Влияние механизма дисперсионного твердения на закономерности пластической деформации и разрушения ванадийсодержащей высокоазотистой аустенитной стали // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. - 2022. - № 2. -С. 42-50.

54. Johnson W.H. On some remarkable changes produced in iron and steel by the action of hydrogen and acids // Proc. Royal Soc. Lon. - 1874. - Vol. 23. - P. 168-179.

55. Johnson A.F. Bolting reliability for offshore oil and natural gas operations : proceedings of a workshop / A.F. Johnson. - Washington. : The National Academies Press., 2018. - 146 p.

56. Шрейдер А.В. Водород в металлах / А.В. Шрейдер. - М. : Знание, 1979. - 64 с.

57. Cwiek J. Hydrogen degradation of high-strength steels // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. - 2009. - Vol. 37, № 2. - P. 193-212.

58. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов / Б.А. Колачев. - М. : Металлургия, 1985. -216 с.

59. Zangwill A. Physics at surfaces / A. Zangwill. - Cambridge University Press, 1988. - 454 p.

60. Nagumo M. Fundamentals of Hydrogen Embrittlement / M. Nagumo. - Singapore. : Springer, 2016. - 239 p.

61. Oriani R.A. Hydrogen Embrittlement of Steels // Annual Review of Materials Science. - 1978. -Vol. 8. - P. 327-357.

62. Спивак Л.В. Водород и механическое последействие в металлах и сплавах / Л.В. Спивак, Н.Е. Скрябина, М.Я. Кац. - Пермь. : Издательство Пермского университета, 1993. - 343 с.

63. Максимов Е.Г. Водород в металлах / Е.Г. Максимов, О.А. Панкратов // Успехи физических наук. - 1975. - Т. 116, № 3. - С. 385-412.

64. Взаимодействие водорода с металлами / Агеев В.Н. [и др.]; под ред. А.П. Захаров. - М. : Наука, 1987. - 296 с.

65. Mcnabb A. A new analysis of the diffusion of hydrogen in iron and ferritic steels / A. Mcnabb, P.K. Foster // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. - 1963. - Vol. 227, № 3. - P. 618-627.

66. Orianit R.A. The diffusion and trapping of hydrogen in steel // Acta Metallurgica. - 1970. - Vol. 18. - P. 147-157.

67. Polyanskiy V.A. [et al.] Impact of skin effect of hydrogen charging on the Choo-Lee plot for cylindrical samples // Int. J. Hydrogen Energy. - 2021. - Vol. 46, № 9. - P. 6979-6991.

68. Polyanskiy V.A. [et al.] Phenomenon of skin effect in metals due to hydrogen absorption // Continuum Mechanics and Thermodynamics. - 2019. - Vol. 31, № 6. - P. 1961-1975.

69. Кашлев Ю.А. Три режима диффузионной миграции атомов водорода в металлах // Теоретическая и математическая физика. - 2005. - Т. 145, № 2. - С. 256-271.

70. Koyama M. [et al.] Overview of hydrogen embrittlement in high-Mn steels // Int. J. Hydrogen Energy. - 2017. - Vol. 42, № 17. - P. 12706-12723.

71. Koyama M. [et al.] Recent progress in microstructural hydrogen mapping in steels: quantification, kinetic analysis, and multi-scale characterisation // Mater. Sci. Technol. - 2017. - Vol. 33, № 13. -P.1481-1496.

72. Черданцев Ю.П. Методы исследования систем металл-водород / Ю.П. Черданцев, И.П. Чернов, Ю.И. Тюрин. - Томск. : Томский политехнический университет, 2008. - 286 с.

73. Гельд П.В. Водород в металлах и сплавах / П.В. Гельд. - М. : Металлургия, 1974. - 272 с.

74. Turnbull A. Hydrogen diffusion and trapping in metals // Gaseous hydrogen embrittlement of materials in energy technologies ; ed. R.P. Gangloff, B.P. Somerday. - Philadelphia.: Woodhead Publishing Limited, 2012. - P. 89-128.

75. Peisl H. Lattice Strains due to Hydrogen in Metals // Hydrogen in Metals ; ed. G. Alefeld, J. Volkl. - Berlin. : Springer, 1978. - P. 53-73.

76. Fukai Y. The Metal-Hydrogen System / Y. Fukai. - Berlin. : Springer, 2005. - 500 p.

77. Krukowski M. Absorption and desorption of hydrogen in manganese and manganese-nickel alloys in high pressure conditions. Formation of manganese hydride / M. Krukowski, B. Baranowski // Journal of the Less-Common Metals. - 1976. - Vol. 49. - P. 385-398.

78. Darken L.S. Behavior of hydrogen in steel during and after immersion in acid / L.S. Darken, R.P. Smith // Corrosion. - 1949. - Vol. 5, № 1. - P. 1-16.

79. Lee J.Y. A trapping theory of hydrogen in pure iron / J.Y. Lee, J.L. Lee // Philosophical Magazine A. - 1987. - Vol. 56, № 3. - P. 293-309.

80. Lee J.L. Hydrogen trapping in AISI 4340 steel / J.L. Lee, J.Y. Lee // Metal Science. - 1983. -Vol. 17, № 9. - P. 426-432.

81. Condon J.B. Hydrogen bubbles in metals / J.B. Condon, T. Schober // Journal of Nuclear Materials. - 1993. - Vol. 207. - P. 1-24.

82. Wert C.A. Trapping of interstitials in metals / C.A. Wert, R.C. Frank // Ann. Rev. Mater. Sci. -1983. - Vol. 13. - P. 139-172.

83. Карпенко Г.В. Влияние водорода на свойства стали / Г.В. Карпенко, Р.И. Крипякевич. - М. : Металлургиздат, 1962. - 198 с.

84. Pfeil L.B. The Effect of Occluded Hydrogen on the Tensile Strength of Iron // Proceedings of the Royal Society of London. - 1926. - Vol. 112, № 760. - P. 182-195.

85. Troiano A.R. The role of hydrogen and other interstitials in the mechanical behavior of metals // Transactions of the American Society of Metals. - 1960. - Vol. 52. - P. 54-80.

86. Яковлев Ю.А. [и др.] Модели влияния водорода на механические свойства металлов и сплавов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. - 2020. - № 3. - P. 136-160.

87. Gerberich W. Modeling hydrogen induced damage mechanisms in metals // Gaseous hydrogen embrittlement of materials in energy technologies ; ed. R.P. Gangloff, B.P. Somerday. - Philadelphia.: Woodhead Publishing Limited, 2012. - P. 209-246.

88. Gangloff R.P. Critical Issues in Hydrogen Assisted Cracking of Structural Alloys / Gangloff R.P // Environment-Induced Cracking of Materials. - Oxford.: Elsevier Science, 2008. - P. 141-165.

89. Wei X. [et al.] The effect of hydrogen on the evolution of intergranular cracking: A cross-scale study using first-principles and cohesive finite element methods // RSC Adv. - 2016. - Vol. 6, № 33. -P. 27282-27292.

90. Westlake D.G. Generalized model for hydrogen embrittlement // Transactions of the American Society of Metals. - 1969. - Vol. 62. - P. 1000-1006.

91. Birnbaum H.K. Hydrogen Related Fracture of Metals // Atomistics of Fracture ; ed. R.M. Latanision, J.R. Pickens. - Boston.: Springer, 1983. - P. 733-769.

92. Nagumo M. Hydrogen related failure of steels - a new aspect // Mater. Sci. Technol. - 2004. -Vol. 20, № 8. - P. 940-950.

93. Nagumo M., Takai K. The predominant role of strain-induced vacancies in hydrogen embrittlement of steels: Overview / M. Nagumo, K. Takai // Acta Mater. - 2019. - Vol. 165. -P. 722-733.

94. Sakaki K. [et al.] The effect of hydrogen on vacancy generation in iron by plastic deformation // Scripta Mater. - 2006. - Vol. 55, № 11. - P. 1031-1034.

95. Wen M. [et al.] Hydrogen-enhanced dislocation activity and vacancy formation during nanoindentation of nickel // Physical Review B. - 2009. - Vol. 80, № 9. - A. 094113.

96. Beachem C.D. A New Model for Hydrogen-Assisted Cracking (Hydrogen Embrittlement) // Metall. Mater. Trans. B. - 1972. - Vol. 3. - P. 437-451.

97. Birnbaum H.K. Hydrogen effects on deformation-relation between dislocation behavior and the macroscopic stress-strain behavior // Scripta Metallurgica et Materialia. - 1994. - Vol. 31, № 2. -P.149-153.

98. Birnbaum H.K., Sofronis P. Hydrogen-enhanced localized plasticity - a mechanism for hydrogen-related fracture // Mater. Sci. Eng. - 1994. - Vol. 176. - P. 191-202.

99. Robertson I.M. Hydrogen Effects on Plasticity / I.M. Robertson, H.K. Birnbaum, P. Sofronis // Dislocations in Solids. - 2009. - Vol. 15. - P. 249-293.

100. Gavriljuk V.G. Diagnostic experimental results on the hydrogen embrittlement of austenitic steels / V.G. Gavriljuk, V.N. Shivanyuk, J. Foct // Acta Mater. - 2003. - Vol. 51, № 5. - P. 1293-1305.

101. Gavriljuk V.G. [et al.] Electronic effect on hydrogen brittleness of austenitic steels // J. Appl. Phys. - 2010. - Vol. 108, № 8. - P. 083723-1-083723-9.

102. Teus S.M. [et al.] Effect of hydrogen on electronic structure of fee iron in relation to hydrogen embrittlement of austenitic steels // Physica Status Solidi (A). - 2007. - Vol. 204, № 12. - P. 4249-4258.

103. Song J. Atomic mechanism and prediction of hydrogen embrittlement in iron / J. Song, W.A. Curtin // Nat. Mater. - 2013. - Vol. 12, № 2. - P. 145-151.

104. Robertson I.M. The effect of hydrogen on dislocation dynamics // Eng. Fract. Mech. - 2001. -Vol. 68, № 6. - P. 671-692.

105. Lynch S.P. Metallographic Contributions to Understanding Mechanisms of Environmentally Assisted Cracking // Metallography. - 1989. - Vol. 23. - P. 147-171.

106. Matsumoto R. [et al.] Hydrogen-related phenomena due to decreases in lattice defect energies -Molecular dynamics simulations using the embedded atom method potential with pseudo-hydrogen effects // Comput. Mater Sci. - 2014. - Vol. 92. - P. 362-371.

107. Solanki K.N. A nanoscale study of dislocation nucleation at the crack tip in the nickel-hydrogen system / K.N. Solanki, D.K. Ward, D.J. Bammann // Metall. Mater. Trans A. - 2011. - Vol. 42, № 2. - P. 340-347.

108. Djukic M.B. [et al.] The synergistic action and interplay of hydrogen embrittlement mechanisms in steels and iron: Localized plasticity and decohesion // Eng. Fract. Mech. - 2019. - Vol. 216. -А. 106528.

109. Djukic M.B. [et al.] Hydrogen damage of steels: A case study and hydrogen embrittlement model // Eng. Fail. Anal. - 2015. - Vol. 58. - P. 485-498.

110. Matsui H. The Effect of Hydrogen on the Mechanical Properties of High Purity Iron I. Softening and Hardening of High Purity Iron by Hydrogen Charging during Tensile Deformation / H. Matsui, H. Kimura, S. Moriya // Mater. Sci. Eng. - 1979. - Vol. 40. - P. 207-216.

111. Murakami Y., Kanezaki T., Mine Y. Hydrogen Effect against Hydrogen Embrittlement // Metall. Mater. Trans A. - 2010. Vol. - 41, № 10. - P. 2548-2562.

112. Lynch S.P. Hydrogen embrittlement (HE) phenomena and mechanisms // Stress corrosion cracking: Theory and practice ; ed. V.S. Raja, T. Shoji. - Woodhead Publishing, 2011. - P. 90-130.

113. Loidl M. [et al.] Characterization of hydrogen embrittlement in automotive advanced high strength steels // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - 2011. - Vol. 42, № 12. P. - 1105-1110.

114. Koyama M. [et al.] Hydrogen-assisted decohesion and localized plasticity in dual-phase steel // Acta Mater. - 2014. - Vol. 70. - P. 174-187.

115. Laureys A. [et al.] Microstructural Characterization of Hydrogen Induced Cracking in TRIP Steels by EBSD // Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 922. - P. 412-417.

116. Iino M. The Extension of Hydrogen Blister-Crack Array in Linepipe Steels // Metall. Trans. A. -1978. - Vol. 9, № 11. - P. 1581-1590.

117. So K.H. [et al.] Hydrogen delayed fracture properties and internal hydrogen behavior of a Fe-18Mn-1.5 Al-0.6 C TWIP steel // ISIJ International. - 2009. - Vol. 49, № 12. - P. 1952-1959.

118. Lo K.H. Recent developments in stainless steels / K.H. Lo, C.H. Shek, J.K.L. Lai // Mater. Sci. Eng. R. - 2009. - Vol. 65, № 4-6. - P. 39-104.

119. Walter R.J. Influence of Hydrogen Pressure and Notch Severity on Hydrogen-environment Embrittlement at Ambient Temperatures / R.J. Walter, W.T.C. Rocketdyne // Mater. Sci. Eng. - 1971. -Vol. 8. - P. 90-97.

120. Singh S. Effects of Hydrogen Concentration on Slow Crack Growth in Stainless Steels / S. Singh, C. Altstetter // Metall. Trans. A. - 1982. - Vol. 13A. - P. 1799-1808.

121. Eliezer D. [et al.] The Influence of Austenite Stability on the Hydrogen Embrittlement and Stress-Corrosion Cracking of Stainless Steel // Metall. Trans. A. - 1979. - Vol. 10А. - P. 935-941.

122. Whiteman M.B. Hydrogen Embrittlement of Austenitic Stainless Steel / M.B. Whiteman, A.R. Troiano // Corrosion. - 1965. - Vol. 21, № 2. - P. 53-56.

123. Ma L. Effect of Hydrogen Charging on Ambient and Cryogenic Mechanical Properties of a Precipitate-Strengthened Austenitic Steel / L. Ma, G. Liang, Y. Li // Advances in Cryogenic Engineering. - Boston.: Springer, 1992. - P. 77-В4.

124. Abraham D.P. The Effect of Hydrogen on the Yield and Flow Stress of an Austenitic Stainless Steel / D.P. Abraham, C.J. Altstetter // Metall. Mater. Trans A. - 1995. - Vol. 26a. - P. 2В49-2В5В.

125. Brass A.M. Influence of deformation on the hydrogen behavior in iron and nickel base alloys: a review of experimental data / A.M. Brass, J. Chene // Mater. Sci. Eng. - 199В. - Vol. 242. - P. 210-221.

126. Martin M. [et al.] Influence of machining-induced martensite on hydrogen-assisted fracture of AISI type 304 austenitic stainless steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2011. - Vol. 36, № 17. - P. 1119511206.

127. Perng T.R. Comparison of Hydrogen Gas Embrittlement of Austenitic and Ferritic Stainless Steels / T.R. Perng, C.J. Altstetter // Metall. Trans. A. - 19В7. - Vol. 1ВА. - P. 123-134.

12В. Wang Y. [et al.] Combined effects of prior plastic deformation and sensitization on hydrogen embrittlement of 304 austenitic stainless steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2019. - Vol. 44, № 13. - P. 7014-7031.

129. Owczarek E. Hydrogen transport in a duplex stainless steel / E. Owczarek, T. Zakroczymski // Acta Mater. - 2000. - Vol. 4В. - P. 3059-3070.

130. Olden V. Modelling of hydrogen diffusion and hydrogen induced cracking in supermartensitic and duplex stainless steels / V. Olden, C. Thaulow, R. Johnsen // Mater. Des. - 200В. - Vol. 29, № 10. - P. 19З4-194В.

131. Chowdhury M.S. [et al.] Dendronized fluorosurfactant for highly stable water-in-fluorinated oil emulsions with minimal inter-droplet transfer of small molecules // Nat. Commun. - 2019. - Vol. 10. -A. 454б.

132. Williams G. [et al.] A mechanistic investigation of corrosion-driven organic coating failure on magnesium and its alloys // npj Mater. Degrad. - 2019. Vol. 3, № 41. - P. 1-В.

133. Kim S.J. [et al.] Inhibiting hydrogen embrittlement in ultra-strong steels for automotive applications by Ni-alloying // npj Mater. Degrad. - 2019. - Vol. 3, № 12. - P. 1-7.

134. Dieudonné T. [et al.] Role of copper and aluminum additions on the hydrogen embrittlement susceptibility of austenitic Fe-Mn-C TWIP steels // Corros. Sci. - 2014. - Vol. В2. - P. 218-226.

135. Lee J. [et al.] Comparative study on the effects of Cr, V, and Mo carbides for hydrogen-embrittlement resistance of tempered martensitic steel // Scientific Reports. - 2019. - Vol. 9. -A. 5219.

136. Kameda J. Solute Segregation and Hydrogen-Induced Intergranular Fracture in an Alloy Steel / J. Kameda, C.J. Mcmahon // Metall. Trans. A. - 1983. - Vol. 14. - P. 903-911.

137. Zan N. [et al.] Effects of grain size on hydrogen embrittlement in a Fe-22Mn-0.6C TWIP steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2015. - Vol. 40, № 33. - P. 10687-10696.

138. Bai Y. [et al.] Effect of grain refinement on hydrogen embrittlement behaviors of high-Mn TWIP steel // Mater. Sci. Eng. A. - 2016. - Vol. 651. - P. 935-944.

139. Astafurova E.G. [et al.] Hydrogen Embrittlement of Austenitic Stainless Steels with Ultrafine-Grained Structures of Different Morphologies // Physical Mesomechanics. - 2019. - Vol. 22, № 4. - P. 313-326.

140. Fuchigami H. Effect of grain size on the susceptibility of martensitic steel to hydrogen-related failure / H. Fuchigami, H. Minami, M. Nagumo // Philos. Mag. Lett. - 2006. - Vol. 86, № 1. - P. 21-29.

141. Macadre A. Hydrogen-induced increase in phase stability in metastable austenite of various grain sizes under strain / A. Macadre, T. Tsuchiyama, S. Takaki // J. Mater. Sci. - 2017. - Vol. 52, № 6. -P.3419-3428.

142. Mohtadi-Bonab M.A. A comparative study of hydrogen induced cracking behavior in API 5L X60 and X70 pipeline steels / M.A. Mohtadi-Bonab, J.A. Szpunar, S.S. Razavi-Tousi // Eng. Fail. Anal. -2013. - Vol. 33. - P. 163-175.

143. Pu S.D. Hydrogen transport by dislocation movement in austenitic steel / S.D. Pu, S.W. Ooi // Mater. Sci. Eng. A. - 2019. - Vol. 761. - A. 138059.

144. Pu S.D. [et al.] Study of hydrogen release resulting from the transformation of austenite into martensite // Mater. Sci. Eng. A. - 2019. - Vol. 754. - P. 628-635.

145. Oudriss A. [et al.] The diffusion and trapping of hydrogen along the grain boundaries in polycrystalline nickel // Scripta Mater. - 2012. - Vol. 66, № 1. - P. 37-40.

146. Wallaert E. [et al.] Thermal desorption spectroscopy evaluation of the hydrogen-trapping capacity of NbC and NbN precipitates // Metall Mater Trans A. - 2014. - Vol. 45A, № 5. - P. 2412-2420.

147. Chen Y.-S. [et al.] Observation of hydrogen trapping at dislocations, grain boundaries, and precipitates // Science. - 2020. - Vol. 367. - P. 171-175.

148. Malard B. [et al.] Hydrogen trapping by VC precipitates and structural defects in a high strength Fe-Mn-C steel studied by small-angle neutron scattering // Mater. Sci. Eng. A. - 2012. - Vol. 536. -P.110-116.

149. Takahashi J. [et al.] The first direct observation of hydrogen trapping sites in TiC precipitation-hardening steel through atom probe tomography // Scripta Mater. - 2010. - Vol. 63, № 3. - P. 261-264.

150. Takahashi J. Origin of hydrogen trapping site in vanadium carbide precipitation strengthening steel / J. Takahashi, K. Kawakami, Y. Kobayashi // Acta Mater. - 2018. - Vol. 153. - P. 193-204.

151. Ohnuma M. [et al.] Direct observation of hydrogen trapped by NbC in steel using small-angle neutron scattering // Scripta Mater. - 2008. - Vol. 58, № 2. - P. 142-145.

152. Wei F.G. Quantitative Analysis on Hydrogen Trapping of TiC Particles in Steel / F.G. Wei, K. Tsuzaki // Metall. Mater. Trans A. - 2006. - Vol. 37A. - P. 332-353.

153. Wei F.G., Hara T., Tsuzaki K. Precise Determination of the Activation Energy for Desorption of Hydrogen in Two Ti-Added Steels by a Single Thermal-Desorption Spectrum / F.G. Wei, T. Hara, K. Tsuzaki // Metall. Mater. Trans. B. - 2004. - Vol. 35B. - P. 587-597.

154. Tsuboi K. [et al.] Mechanical properties of strength-gradient steel sheets produced by solution nitriding // ISIJ International. - 2012. - Vol. 52, № 10. - P. 1872-1878.

155. Костина М.В. Азотосодержащие стали и способы их производства / М.В. Костина, Л.Г. Ригина // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2020. - Т. 63, № 8. - С. 606622.

156. Дубовик Н.А. Структура и механические свойства высокоазотистых сталей, подвергнутых деформационному упрочнению и дисперсионному твердению : дис. ... канд. техн. наук / Н.А. Дубовик. - Томск, 1994. - 129 с.

157. Наркевич Н.А. Пластичность и сверхпластичность высокоазотистых хромомарганцевых сталей / Н.А. Наркевич, Н.К. Гальченко, Ю.П. Миронов // Физическая мезомеханика. - 2004. - Т. 7, № 6. - С. 79-83.

158. Bannykh O.A. On the effect of discontinuous decomposition on the structure and properties of high-nitrogen steels and on methods for suppression thereof / O.A. Bannykh, V.M. Blinov // Steel Research. - 1991. - Vol. 62, № 1. - P. 38-45.

159. Bannykh O.A. [et al.] Effect of hot-rolling and heat-treatment conditions on the structure and mechanical and technological properties of nitrogen-bearing austenitic steel 05Kh22AG15N8M2F-Sh // Russian Metallurgy. - 2006. - Vol. 2006, № 4. - P. 306-313.

160. Сагарадзе В.В. [и др.] Влияние температуры ударно-волнового воздействия на структурно-фазовые превращения азотистой аустенитной стали Cr-Mn-Ni // Физика металлов и металловедение. - 2020. - Т. 121, № 7. - С. 750-756.

161. Сагарадзе В.В. [и др.] Особенности распада дельта-феррита в азотсодержащих аустенитных сталях // Физика металлов и металловедение. - 2018. - Т. 119, № 3. - С. 296-302.

162. Чумляков Ю.И. [и др.] Механизмы пластической деформации, упрочнения и разрушения монокристаллов аустенитных нержавеющих сталей с азотом // Известия высших учебных заведений. Физика. - 1996. - Т. 39, № 3. - С. 5-32.

163. Gavriljuk V. Effect of nitrogen on the electron structure and stacking fault energy in austenitic steels / V. Gavriljuk, Y. Petrov, B. Shanina // Scripta Mater. - 2006. - Vol. 55, № 6. - P. 537-540.

164. Rey Saravia D. [et al.] Comparative study of H-atom location, electronic and chemical bonding in ideal and vacancy containing-FCC iron // Int. J. Hydrogen Energy. - 2009. - Vol. 34, № 19. - P. 83028307.

165. Gavriljuk V.G. A physical concept for alloying steels with carbon + nitrogen / V.G. Gavriljuk, B.D. Shanina, H. Berns // Mater. Sci. Eng. A. - 2008. - Vol. 481-482, № 1-2. - P. 707-712.

166. Gavriljuk V.G. On the correlation between electron structure and short range atomic order in iron-based alloys / V.G. Gavriljuk, B.D. Shanina, H. Berns // Acta mater. - 2000. - Vol. 48. - P. 3879-3893.

167. Gerold V. On the origin of planar slip in f.c.c. alloys / V. Gerold, H.P. Karnthaler // Acta metall.

- 1989. - Vol. 37, № 8. - P. 2177-2183.

168. Yeh J.W. [et al.] Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes // Adv. Eng. Mater. - 2004. - Vol. 6, № 5. - P. 299-303.

169. Рогачев А.С. Структура, стабильность и свойства высокоэнтропийных сплавов // Физика металлов и металловедение. - 2020. - Т. 121, № 8. - С. 807-841.

170. Li X. [et al.] Hydrogen embrittlement and failure mechanisms of multi-principal element alloys: A review // J. Mater. Sci. Technol. - 2022. - Vol. 122. - P. 20-32.

171. Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения / Г. Готтштайн. - М. : Бином. Лаб. знаний, 2009. - 400 с.

172. Yeh J.W. [et al.] High-Entropy Alloys - A New Era of Exploitation // Mater. Sci. Forum. - 2007.

- Vol. 560. - P. 1-9.

173. Yeh J.W. Alloy design strategies and future trends in high-entropy alloys // JOM. - 2013. - Vol. 65, № 12. - P. 1759-1771.

174. Zhou Y. [et al.] Design of non-equiatomic medium-entropy alloys // Scientific Reports. - 2018. -Vol. 8. - A. 1236.

175. Guo W. [et al.] Local atomic structure of a high-entropy alloy: An X-Ray and neutron scattering study // Metall. Mater. Trans A. - 2013. - Vol. 44, № 5. - P. 1994-1997.

176. Yeh J.W. [et al.] Anomalous decrease in X-ray diffraction intensities of Cu-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Si alloy systems with multi-principal elements // Mater. Chem. Phys. - 2007. - Vol. 103, № 1. - P. 41-46.

177. Owen L.R. [et al.] An assessment of the lattice strain in the CrMnFeCoNi high-entropy alloy // Acta Mater. - 2017. - Vol. 122. - P. 11-18.

178. EiBmann N. [et al.] High-entropy alloy CoCrFeMnNi produced by powder metallurgy // Powder Metallurgy. - 2017. - Vol. 60, № 3. - P. 184-197.

179. Yeh J.W. Recent progress in high-entropy alloys // Eur. J. Control. - 2006. - Vol. 31, № 6. - P. 633-648.

180. Li W. [et al.] Mechanical behavior of high-entropy alloys // Prog. Mater. Sci. - 2021. - Vol. 118.

- А. 100777.

181. Chen W., Zhang L. High-Throughput Determination of Interdiffusion Coefficients for Co-Cr-Fe-Mn-Ni High-Entropy Alloys // J. Phase Equilibria Diffus. - 2017. - Vol. 38, № 4. - P. 457-465.

182. Jin K. [et al.] Influence of compositional complexity on interdiffusion in Ni-containing concentrated solid-solution alloys // Mater. Res. Lett. - 2018. - Vol. 6, № 5. - P. 293-299.

183. Tsai K.Y. Sluggish diffusion in Co-Cr-Fe-Mn-Ni high-entropy alloys / K.Y. Tsai, M.H. Tsai, J.W. Yeh // Acta Mater. - 2013. - Vol. 61, № 13. - P. 4887-4897.

184. Ranganathan S. Alloyed pleasure: multimetallic cocktails // Current Sci. - 2003. - Vol. 85, № 10.

- P.1404-1406.

185. Senkov O.N. [et al.] Refractory high-entropy alloys // Intermetallics. - 2010. - Vol. 18, № 9. -P.1758-1765.

186. Li Z. [et al.] Mechanical properties of high-entropy alloys with emphasis on face-centered cubic alloys // Prog. Mater. Sci. - 2019. - Vol. 102. - P. 296-345.

187. Cantor B. Multicomponent high-entropy Cantor alloys // Prog. Mater. Sci. - 2021. - Vol. 120. -A. 100754.

188. Lu Y. [et al.] A promising new class of irradiation tolerant materials: Ti2ZrHfV0.5Mo0.2 high-entropy alloy // J. Mater. Sci. Technol. - 2019. - Vol. 35, № 3. - P. 369-373.

189. Luo H. [et al.] A strong and ductile medium-entropy alloy resists hydrogen embrittlement and corrosion // Nat. Commun. - 2020. - Vol. 11, - A. 3081.

190. Koyama M. Grain refinement effect on hydrogen embrittlement resistance of an equiatomic CoCrFeMnNi high-entropy alloy/ M. Koyama, K. Ichii, K. Tsuzaki // Int. J. Hydrogen Energy. - 2019. -Vol. 44, № 31. - P. 17163-17167.

191. Luo H., Li Z., Raabe D. Hydrogen enhances strength and ductility of an equiatomic high-entropy alloy // Scientific Reports. - 2017. - Vol. 7. - A. 9892.

192. Nygren K.E. [et al.] Hydrogen embrittlement of the equi-molar FeNiCoCr alloy // Acta Mater. -2018. - Vol. 157. - P. 218-227.

193. Bertsch K.M. [et al.] Hydrogen-enhanced compatibility constraint for intergranular failure in FCC FeNiCoCrMn high-entropy alloy // Corros. Sci. - 2021. - Vol. 184. - A. 109407.

194. Feng Z. [et al.] Hydrogen Embrittlement of CoCrFeMnNi High-Entropy Alloy Compared with 304 and IN718 Alloys // Metals. - 2022. - Vol. 12. - A. 998.

195. Li X. [et al.] Effect of hydrogen charging time on hydrogen embrittlement of CoCrFeMnNi high-entropy alloy // Corros. Sci. - 2022. - Vol. 198. - A. 110073.

196. Marchi C.S. Permeability, solubility and diffusivity of hydrogen isotopes in stainless steels at high gas pressures / C.S. Marchi, B.P. Somerday, S.L. Robinson // Int. J. Hydrogen Energy. - 2007. - Vol. 32, № 1. - P. 100-116.

197. Marques S.C. Effect of alloying elements on the hydrogen diffusion and trapping in high entropy alloys / S.C. Marques, A.V. Castilho, D.S. dos Santos // Scripta Mater. - 2021. - Vol. 201. - A. 113957.

198. Sahlberg M. [et al.] Superior hydrogen storage in high entropy alloys // Scientific Reports. - 2016.

- Vol. 6. - A. 36770.

199. Zhou X.Y. [et al.] Machine learning assisted design of FeCoNiCrMn high-entropy alloys with ultra-low hydrogen diffusion coefficients // Acta Mater. - 2022. - Vol. 224. - A. 117535.

200. Ren X.L. [et al.] Swamps of hydrogen in equiatomic FeCuCrMnMo alloys: First-principles calculations // Acta Mater. - 2019. - Vol. 180. - P. 189-198.

201. Qu W. [et al.] Effect of plastic deformation at room temperature on hydrogen diffusion of S30408 // Int. J. Hydrogen Energy. - 2019. - Vol. 44. - P. 8751-8758.

202. Brass A.M. Hydrogen uptake in 316L stainless steel: Consequences on the tensile properties / A.M. Brass, J. Chêne // Corros. Sci. - 2006. - Vol. 48, № 10. - P. 3222-3242.

203. Mine Y. Hydrogen uptake in austenitic stainless steels by exposure to gaseous hydrogen and its effect on tensile deformation / Y. Mine, T. Kimoto // Corros. Sci. - 2011. Vol. 53, № 8. P. 2619-2629.

204. Zhang S. [et al.] Immunity of Al0.25CoCrFeNi high-entropy alloy to hydrogen embrittlement // Mater. Sci. Eng. A. - 2021. Vol. 821. A. 141590.

205. Yi J. [et al.] Effect of Mo doping on the gaseous hydrogen embrittlement of a CoCrNi medium-entropy alloy // Corros. Sci. - 2021. - Vol. 189. - A. 109628.

206. Han G. [et al.] Effect of strain-induced martensite on hydrogen environment embrittlement of sensitized austenitic stainless steels at low temperatures // Acta mater. - 1998. - Vol. 46, № 13. - P. 45594570.

207. Michler T. Hydrogen environment embrittlement of austenitic stainless steels at low temperatures / T. Michler, J. Naumann // Int. J. Hydrogen Energy. - 2008. - Vol. 33, № 8. - P. 2111-2122.

208. Michler T. Hydrogen environment embrittlement testing at low temperatures and high pressures / T. Michler, A.A. Yukhimchuk, J. Naumann // Corros. Sci. - 2008. - Vol. 50, № 12. - P. 3519-3526.

209. Luo Y. [et al.] Hydrogen embrittlement and hydrogen diffusion behavior in interstitial nitrogen-alloyed austenitic steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2021. - Vol. 46, № 64. - P. 32710-32722.

210. Landon P.R. The Influence of the M23(C,N)6 Compound on the Mechanical Properties of Type 422 Stainless Steel / P.R. Landon, R.D. Caligiuri, P.S. Duletsky // Metall. Trans. A. - 1983. - Vol. 14A. - P. 1396-1408.

211. Melnikov E.V. [et al.] Influence of thermal and thermal-mechanical treatments on microstructure and mechanical properties of the multicomponent alloy FeCrMnNiCo0.85C0.15 // Letters on Materials. -2021. - Vol. 11, № 4. - P. 375-381.

212. Astafurova E.G. [et al.] Temperature Dependence of Mechanical Properties and Plastic Flow Behavior of Cast Multicomponent Alloys Fe20Cr20Mn20Ni20Co20-xCx (x=0,1,3,5) // Physical Mesomechanics. - 2021. - Vol. 24, № 6. - P. 674-683.

213. He M.Y. [et al.] C and N doping in high-entropy alloys: A pathway to achieve desired strength-ductility synergy // Appl. Mater. Today. - 2021. - Vol. 25. - P. 101162.

214. Основы электрохимических методов анализа / И.И. Жерин [и др.]. - Томск. : Изд-во Томского политехнического университета, 2015. - Ч. 2. - 175 с.

215. Kissinger H.E. Reaction Kinetics in Differential Thermal Analysis // Analytical Chemistry. -1957. - Vol. 29, № 11. - P. 1702-1706.

216. Григорович К.В., Яйцева Е.В. Спектрометры тлеющего разряда - новое перспективное направление в приборостроении // Аналитика и контроль. - 2002. -Т. 6, № 2. - С. 143-150.

217. Тейлор А. Рентгеновская металлография / А. Тейлор. - М. : Металлургия, 1965. - 663 с.

218. Савицкая Л.К. Методы рентгеноструктурных исследований / Л.К. Савицкая. - Томск. : Томский государственный университет, 2003. - 258 с.

219. Naidu S. X-ray characterisation of eroded 316 stainless steel / S. Naidu, T. Singh // Wear. - 1993.

- Vol. 166. - P. 141-145.

220. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении / Л.М. Утевский. - М. : Металлургия, 1973. - 584 с.

221. Дислокационный ансамбль: скалярная плотность дислокаций и ее компоненты / Л.И. Тришкина [и др.]. - Новокузнецк. : Изд. центр СибГИУ, 2019. - 71 с.

222. Электронная микроскопия тонких кристаллов : пер. с англ. / П. Хирш [и др.]. М. : Мир, 1968.

- 574 с.

223. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков. - М. : Металлургия, 1976. - 272 с.

224. Мойзес Б.Б. Статистические методы контроля качества и обработка экспериментальных данных: учебное пособие / Б.Б. Мойзес, И.В. Плотникова, Л.А. Редько. - Томск. : Томский политехнический университет, 2016. - 119 с.

225. Uggowitzer P.J. Strengthening of Austenite Stainless Steels by Nitrogen / P.J. Uggowitzer, M. Harzenmoser // Proceedings of the International Conference High Nitrogen Steels (HNS 88). Lille, France, 18-20 мая 1988 г. - London, 1989. - P. 174-179.

226. Lee S.J. Quantitative analyses of ferrite lattice parameter and solute Nb content in low carbon microalloyed steels / S.J. Lee, Y.K. Lee // Scripta Mater. - 2005. - Vol. 52, № 10. - P. 973-976.

227. Vanderschaeve F. Discontinuous precipitation of Cr2N in a high nitrogen, chromium-manganese austenitic stainless steel / F. Vanderschaeve, R. Taillard, J. Foct // J. Mater. Sci. - 1995. - Vol. 30. - P. 6035-6046.

228. Uggowitzer P.J. Nickel free high nitrogen austenitic steels / P.J. Uggowitzer, R. Magdowski, M.O. Speidel // ISIJ International. - 1996. - Vol. 36, № 7. - P. 901-908.

229. Fournelle R.A. The Genesis of the Cellular Precipitation Reaction / R.A. Fournelle, J.B. Clark // Metall. Trans. - 1972. - Vol. 3, № 11. - P. 2757-2767.

230. Мурадян С.О. Структура и свойства литейной коррозионностойкой стали, легированной азотом : дис. ... канд. техн. наук / С.О. Мурадян. - Москва, 2016. - 126 с.

231. Claeys L. [et al.] Electrochemical hydrogen charging of duplex stainless steel // Corrosion. - 2019.

- Vol. 75, № 8. - P. 880-887.

232. Depover T. [et al.] Understanding the interaction between a steel microstructure and hydrogen // Materials. - 2018. - Vol. 11, № 5. - A. 698.

233. Kheradmand N. [et al.] Effect of hydrogen on the hardness of different phases in super duplex stainless steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2016. - Vol. 41, № 1. - P. 704-712.

234. Tsong-Pyng P. Effects of deformation on hydrogen permeation in austenitic stainless steels / P. Tsong-Pyng, C.J. Altstetter // Acta metall. - 1986. - Vol. 34, № 9. - P. 1771-1781.

235. Ulmer D.G. Phase relations in the hydrogen-austenite system / D.G. Ulmer, C.J. Altstetter // Acta metal. mater. - 1993. - Vol. 41, № 7. - P. 2235-2241.

236. Charging, degassing and distribution of hydrogen in cast iron / R. Wu [et al.]. - Swerea KIMAB, 2015. - 41 p.

237. Takakuwa O. Increase in the local yield stress near surface of austenitic stainless steel due to invasion by hydrogen / O. Takakuwa, Y. Mano, H. Soyama // Int. J. Hydrogen Energy. - 2014. - Vol. 39, № 11. - P. 6095-6103.

238. Yagodzinskyy Y. Hydrogen solubility and diffusion in austenitic stainless steels studied with thermal desorption spectroscopy / Y. Yagodzinskyy, O. Todoshchenko, S. Papula // Steel Res. Int. - 2011.

- Vol. 82, № 1. - P. 20-25.

239. Abraham D.P. Hydrogen-Enhanced Localization of Plasticity in an Austenitic Stainless Steel / D P. Abraham, C.J. Altstetter // Metall. Mater. Trans A. - 1995. - Vol. 26. - P. 2859-2871.

240. Nibur K.A. Hydrogen effects on dislocation activity in austenitic stainless steel / K.A. Nibur, D.F. Bahr, B P. Somerday // Acta Mater. - 2006. - Vol. 54, № 10. - P. 2677-2684.

241. Astafurova E. [et al.] On temperature dependence of microstructure, deformation mechanisms and tensile properties in austenitic Cr-Mn steel with ultrahigh interstitial content C + N = 1.9 mass.% // Metals.

- 2020. - Vol. 10, № 6. - P. 1-17.

242. Astafurova E.G. [et al.] Low-temperature tensile ductility by V-alloying of high-nitrogen CrMn and CrNiMn steels: Characterization of deformation microstructure and fracture micromechanisms // Mater. Sci. Eng. A. - 2019. - Vol. 745. - P. 265-278.

243. Schramm R.E. Stacking Fault Energies of Austenitic Stainless Steels Seven Commercial / R E. Schramm, R.P. Reed // Metall. Trans. A. - 1975. - Vol. 6A. - P. 1345-1351.

244. Rozenak P. Phase changes related to hydrogen-induced cracking in austenitic stainless steel / P. Rozenak, D. Eliezer // Acta Metallurgica. - 1987. - Vol. 35, № 9. - P. 2329-2340.

245. Ferreira P.J. Influence of Hydrogen on the Stacking-Fault Energy of an Austenitic Stainless Steel / P.J. Ferreira, I.M. Robertson, H.K. Birnbaum // Materials Science Forum. - 1996. - Vol. 207-209. - P. 93-96.

246. Pontini A.E. X-Ray diffraction measurement of the stacking fault energy reduction induced by hydrogen in an AISI 304 steel / A.E. Pontini, J.D. Hermida // Scripta Mater. - 1997. - Vol. 37, № 11. -P. 1831-1837.

247. Киреева И.В. Пластическая деформация монокристаллов аустенитных нержавеющих сталей и ГЦК-высокоэнтропийных сплавов / И.В. Киреева, Ю.И. Чумляков. - Томск. : НТЛ, 2018. - 200 c.

248. Lee T.H. [et al.] Deformation twinning in high-nitrogen austenitic stainless steel // Acta Mater. -2007. - Vol. 55, № 11. - P. 3649-3662.

249. De Cooman B.C. Twinning-induced plasticity (TWIP) steels / B.C. de Cooman, Y. Estrin, S.K. Kim // Acta Mater. - 2018. - Vol. 142. - P. 283-362.

250. Gavriljuk V.G. On the correlation between electron structure and short range atomic order in iron-based alloys / V.G. Gavriljuk, B.D. Shanina, H. Berns // Acta Mater. - 2000. - Vol. 48. - P. 3879-3893.

251. Martin M.L. [et al.] Enumeration of the hydrogen-enhanced localized plasticity mechanism for hydrogen embrittlement in structural materials // Acta Mater. - 2019. - Vol. 165. - P. 734-750.

252. Kamei K. [et al.] Quantitative evaluation of solute hydrogen effect on dislocation density in a low-carbon stable austenitic stainless steel // ISIJ International. - 2021. - Vol. 61, № 5. - P. 1736-1738.

253. Wagih M. [et al.] Discerning enhanced dislocation plasticity in hydrogen-charged a-iron nano-crystals // Mater. Res. Lett. - 2015. - Vol. 3, № 4. - P. 184-189.

254. Yu H. Simulating hydrogen in fcc materials with discrete dislocation plasticity / H. Yu, A.C.F. Cocks, E. Tarleton // Int. J. Hydrogen Energy. - 2020. - Vol. 45, № 28. - P. 14565-14577.

255. Koyama M. [et al.] Hydrogen-assisted quasi-cleavage fracture in a single crystalline type 316 austenitic stainless steel // Corros. Sci. - 2013. - Vol. 75. - P. 345-353.

256. Lee S.M. [et al.] The effect of Si on hydrogen embrittlement of Fe-18Mn-0.6C-xSi twinning-induced plasticity steels // Acta Mater. - 2016. - Vol. 103. - P. 264-272.

257. Merson E. [et al.] The fundamental difference between cleavage and hydrogen-assisted quasi-cleavage in ferritic materials revealed by multiscale quantitative fractographic and side surface characterization // Mater. Sci. Eng. A. - 2021. - Vol. 824. - A. 141826.

258. Merson E.D. [et al.] About the nature of quasi-cleavage in low-carbon steel embrittled with hydrogen // Metal Science and Heat Treatment. - 2019. - Vol. 61, № 3-4. - P. 191-195.

259. Martin M.L. [et al.] On the formation and nature of quasi-cleavage fracture surfaces in hydrogen embrittled steels // Acta Mater. - 2011. - Vol. 59, № 4. - P. 1601-1606.

260. Oriani R.A., Hirth J.P., Smialowski M. Hydrogen degradation of ferrous alloys / R.A. Oriani, J.P. Hirth, M.Smialowski. - New Jersey. : Noyes Publications, 1985. - 600 p.

261. Hall E.O. The Deformation and Ageing of Mild Steel: III Discussion of Results // Proceedings of the Physical Society. Section B. - 1951. - Vol. 64. - P. 747-753.

262. Petch N.J. The cleavage strength of polycrystals // J. Iron Steel Inst. - 1953. - Vol. 174. -P. 25-28.

263. Olden V. [et al.] FE simulation of hydrogen diffusion in duplex stainless steel // Int. J. Hydrogen Energy. - 2014. - Vol. 39, № 2. - P. 1156-1163.

264. Зуев Л.Б., Баранникова С.А., Надежкин М.В. Автоволновая пластичность наводороженных сплавов // Физическая мезомеханика. - 2022. - Т. 25, № 3. С. 60-74.

265. Коттрелл А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах / А.Х. Коттрелл. - М.: Металлургиздат, 1958. - 267 с.

266. Liang X.Z. [et al.] Hydrogen embrittlement in super duplex stainless steels // Materialia. - 2020.

- Vol. 9. - A. 100524.

267. Chung K.S. [et al.] Strengthening and deformation mechanism of a Fe20Co20Cr20Mn20Ni20 high entropy alloy with high nitrogen content // J. Alloys Compd. - 2021. - Vol. 871. - A. 159587.

268. Chung K.S. Strengthening and deformation mechanism of interstitially N and C doped FeCrCoNi high entropy alloy / K.S. Chung, J.H. Luan, C.H. Shek // J. Alloys Compd. - 2022. - Vol. 904. - A. 164118.

269. Crank J. The Mathematics of Diffusion / J. Crank. - New York. : Oxford University Press, 1975.

- 414 p.

270. Гегузин Я.Е. Диффузионная зона / Я.Е. Гегузин. - М. : Наука, 1987. - 343 с.

271. Kim K.S., Kang J.H., Kim S.J. Nitrogen effect on hydrogen diffusivity and hydrogen embrittlement behavior in austenitic stainless steels // Scripta Materialia. - 2020. - Vol. 184. - P. 70-73.

272. Caskey G.R., Sisson R.D. Hydrogen solubility in austenitic stainless steels / G.R. Caskey, R.D. Sisson // Scripta metallurgica. - 1981. - Vol. 15. - P. 1187-1190.

273. Gavriljuk V.G. [et al.] Effects of nitrogen on hydrogen-induced phase transformations in stable austenitic steel // Scripta metallurgica et materialia. - 1993. - Vol. 28. - P. 247-252.

274. Grujicic M. Models of short-range order in a face-centered cubic Fe-Ni-Cr alloy with a high concentration of nitrogen / M. Grujicic, W.S. Owen // Acta metall. mater. - 1995. - Vol. 43, № 11. - P. 4201-4211.

275. Varias A.G. Hydride-induced embrittlement and fracture in metals-effect of stress and temperature distribution / A.G. Varias, A.R. Massih // J. Mech. Phys Solids. - 2002. - Vol. 50. - P. 1469-1510.