Водородное охрупчивание конструкционных материалов посредством механизма гидридообразования является достаточно распространенным явлением. К материалам, склонным к образованию хрупкой гидридной фазы при их контакте с водородосодержащими средами, относятся такие незаменимые в технике металлы, как титан, цирконий, ванадий,
тантал и их сплавы. Именно этим вызван интерес к проблеме определения
условий, при которых происходит фазовый переход между твердым раствором водорода и гидридом металла.
Работа демонстрирует на примере гафния возможности новой предлагаемой авторами методики [1], основанной на методе водородопроницаемости. Она позволяет определить предельную растворимость водорода
Hydrides and hydride transformations 113
в металле, при которой начинается образование его гидрида (terminal solid
solubility for precipitation – Сtssp) по кинетике проникающего через образец
потока водорода в процессе фазовых превращений. Основными достоинствами методики является относительная простота, наглядность получаемых результатов и возможность определения Сtssp при постоянной температуре.
В работе обнаружено, что величина предельной растворимости существенно зависит от скорости роста концентрации в образце. Предложен
подход, при котором поверхностно-лимитированный режим проникновения обеспечивается на всем протяжении эксперимента за счет постоянного контроля и регулировки входного потока, в отличие от традиционного
подхода, при котором постоянным поддерживается давление на входной
стороне. Определена температурная зависимость предельной растворимости водорода в гафнии в интервале 350–550 ºС. Проведено сравнение полученных результатов с литературными данными. Сделан вывод о работоспособности методики, адекватности получаемых с ее помощью результатов.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда
№ 24-29-00625, https://rscf.ru/project/24-29-00625/.
ЛИТЕРАТУРА
1. E. A. Denisov, V. A. Dmitriev (2024). Manifestation of Hydride Phase
Transformations in the Hydrogen Permeability of Polycrystalline Titanium and
Zirconium. Crystallography Reports, 69(1), 45–52.

HYDROGEN PERMEABILITY METHOD FOR DETERMINING THE
TERMINAL SOLID SOLUBILITY OF HYDROGEN IN HAFNIUM
E. A. Denisov, E. P. Gromov, V. A. Dmitriev, A. A. Selivanov
Saint-Petersburg State University
Hydrogen embrittlement of structural materials by the mechanism of hydride formation is a very common phenomenon. Materials prone to the formation of a brittle hydride phase in contact with hydrogen-containing media
include such metals indispensable in technology as titanium, zirconium, vana-
114 Гидриды и гидридные превращения
dium, tantalum and their alloys. That is why there is so much interest in the
problem of determining the conditions under which a phase transition occurs
between a solid solution of hydrogen and a metal hydride.
Using hafnium as an example, the paper demonstrates the possibilities of a
new technique proposed by the authors [1] based on the method of hydrogen
permeability. This allows us to determine the terminal solid solubility of hydrogen in a metal, at which the formation of its hydride begins (Ctssp), by the
kinetics of the hydrogen flow penetrating through the sample during phase
transformations. The main advantages of the technique are the relative simplicity, clarity of the results obtained and the ability to determine Ctssp at a constant
temperature.
It was found that the value of the terminal solubility significantly depends
on the rate of concentration growth in the sample. An approach is proposed in
which a surface limited permeation mode is provided throughout the experiment due to constant monitoring and adjustment of the inlet flow, in contrast to
the traditional approach, in which the pressure on the inlet side is maintained
constant. The temperature dependence of the terminal solubility of hydrogen in
hafnium in the range 350–550 ºC is determined. The results obtained are compared with the literature data. The conclusion is made about the effectiveness of
the technique, the adequacy of the results obtained with its help.
This study was supported by the Russian Science Foundation (project no.
24-29-00625, https://rscf.ru/project/24-29-00625/).
REFERENCES
1. E. A. Denisov, V. A. Dmitriev (2024). Manifestation of Hydride Phase
Transformations in the Hydrogen Permeability of Polycrystalline Titanium and
Zirconium. Crystallography Reports, 69(1), 45–52.