A Comparison of hydrogen and mercury embrittlement in aisi 4142 steel

Slow strain rate tensile tests, and some fatigue tests, were run at room temperature in the environments of air, liquid mercury and hydrogen. The hydrogen was generated electrolytically, with the charging and testing commencing simultaneously. The specimens were quenched and tempered to a range of hardness levels. The embrittlement by hydrogen and by mercury differed in several aspects. In hydrogen alone, there was a loss of tensile strength, a marked strain rate sensitivity, and a crack progression of transgranular to intergranular to microvoid coalescence. In mercury, the crack initiation was intergranular. It is believed that the hydrogen induced transgranular cracking is plasticity related with hydrogen penetration occurring at an enhanced rate. This situation would not arise with mercury. Nous avons réalisé des essais de traction à faible vitesse de déformation et quelques essais de fatigue, à la température ambiante et dans des environnements d'air, de mercure liquide et d'hydrogène. L'hydrogène était produit par une méthode électrolytique permettant de démarrer simultanément le chargement et l'essai. Les échantillons ont été trempés et ont subi un revenu jusqu'à différents niveaux de dureté. Les fragilisations par l'hydrogène et par le mercure diffèrent en plusieurs points. Dans l'hydrogène seul, nous avons observé une diminution de la résistance, une sensibilité marquée à la vitesse de déformation et une évolution des fissures depuis un aspect transgranulaire, vers un aspect intergranulaire, puis vers une coalescence des microcavités. Dans le mercure, l'initiation des fissures est intergranulaire. Nous croyons que la fissuration transgranulaire induite par l'hydrogène correspond à une plasticité liée à la pénétration plus rapide de l'hydrogène. Cette situation ne se présenterait pas dans le cas du mercure. Zugversuche mit kleiner Dehnungsrate und einige Ermüdungsversuche wurden bei Raumtemperatur in den Medien Luft, flüssiges Quecksilber und Wasserstoff durchgeführt. Der Wasserstoff wurde elektrolytisch erzeugt, wobei Beladung und Verformung gleichzeitig erfolgten. Die Proben waren abgeschreckt und bis zu unterschiedlichen Härten angelassen. Die Versprödung durch Wasserstoff und Quecksilber unterschied sich in mehrfacher Hinsicht. In Wasserstoff fand sich eine Verlust an Zugfestigkeit, eine deutliche Dehngeschwindigkeitsempfindlichkeit und Riβbildung von transgranular über intergranular zum Zusammenwachsen von Mikrohohlräumen. In Quecksilber war de