Исследовано влияние условий термопластической обработки и различных коррозионных сред испытания на склонность мартенситностареющих сталей к замедленному разрушению. Установлены оптимальные параметры обработки, обеспечивающие получение повышенного уровня конструктивной прочности исследованных сталей.

Запропоновано статистичний підхід до моделювання крихкого (квазікрихкого) руйнування ферито-перлітних сталей, у межах якого розглянуто особливості утворення та втрати рівноваги зародкових тріщин у ферито-перлітній структурі. Показано, що наявність перлітних колоній у феритній матриці призводить до виникнення далекодійних полів розтягальних мікронапружень, створюваних дислокаційними ансамблями, які утворюються на межах феритних зерен і перлітних колоній. Дія цих напружень викликає зниження рівня крихкої міцності ферито-перлітних сталей порівняно з залізом, яке має феритні зерна того ж розміру. Наведено результати комп'ютерного моделювання впливу мікроструктури цих сталей на рівень їх крихкої міцності. Показано, що крім розміру феритного зерна і вмісту перлітної складової на рівень крихкої міцності суттєво впливає товщина цементитних пластин і ширина феритного проміжку в перліті. Отримано оптимальні співвідношення між параметрами мікроструктури та визначено максимально можливі для цього класу сталей рівні крихкої міцності.

Досліджено пружнопластичну текучість технологічно розповсюдженої перлітної сталі за умов малоциклового навантаження та підвищених температур. Запропоновано рівняння стану для визначення накопиченої деформації в залежності від числа циклів, властивостей матеріалу та параметрів навантаження.

Ключ. слова: аустенитная и мартенситно-стареющие стали, стадии термического упрочнения, статическое и малоцикловое нагружение, структура пластической зоны у вершины трещины, прочность, пластичность и трещиностойкость
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.106.223

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено розрахунково-експериментальне дослідження фізико-механічних характеристик структурно-неоднорідних зварних матеріалів. Для сталей аустенітного класу одержано розрахункові залежності розподілу полів пружно-пластичних деформацій у зварному з'єднанні з урахуванням анізотропії механічних характеристик і кінетики залишкових зварних напружень. Розглянуто функціональні залежності коефіцієнтів інтенсивності деформацій для поверхневих різноорієнтованих напівеліптичних тріщин у матеріалі за різних умов навантаження.

Зазначено, що ферито-перлітні сталі 10Х2М і 12Х1МФ, експлуатовані в пароводяному середовищі на різних котельнях та електростанціях Польщі й України тривалістю до 240 000 h, детально досліджено з метою оцінки їх чутливості до зумовленого воднем розшарування (блістерингу). Для обох сталей встановлено подібні закономірності впливу експлуатаційних умов на властивості матеріалів. Спостережено різке погіршення механічних властивостей сталей після 110 000 h експлуатації, яке супроводжувалось підвищенням вмісту залишкового водню та суттєвими змінами параметрів кристалічної гратки заліза, об'ємних часток та морфології перлітної фази. За результатами випробувань проникності водню відібрано параметри, які характеризують схильність сталей до блістерингу. Для обох сталей знайдено кореляцію між їх чутливістю до блістерингу та зміною мікроструктури під час експлуатації.

Сопоставлены результаты исследований влияния водорода на характеристики кратковременной прочности и малоцикловой долговечности аустенитных нержавеющих сталей и дисперсионно-твердеющих сплавов. Показано, что аустенитная нержавеющая сталь 06Х20Н16Г6АФ с твердорастворным упрочнением и оптимальным содержанием никеля, марганца и азота обладает высокими механическими характеристиками и наименее склонна к водородной деградации.

Представлены данные прогнозирования длительной прочности и пластичности аустенитных материалов в исходном и облучаемом состоянии с различной интенсивностью потока нейтронов на основе описанной ранее физико-механической модели. Результаты расчета сопоставлены с известными экспериментальными данными.

Досліджено вплив текстури на поширення коротких тріщин на основі еволюції сукупності мікротріщин в аустенітній нержавній сталі (316L) під час симетричного стиску-розтягу. Встановлено, що зародження тріщин концентрується на межах зерен і суттєво залежить від мезотекстури. Під час втомного руйнування переважає транскристалітне поширення найбільшої мікротріщини, на яку впливає, в основному, глобальна текстура. Обговорено два підходи прогнозування впливу текстури на втомну довговічність. За концепцією еквівалентної тріщини це можна оцінювати залежно від розміру найбільшої тріщини. На відміну від цього критерій Журкова розглядає стан пошкодження, який характеризується сукупністю мікротріщин.

В интервале температур 293 - 1073 К, давлений водорода 0 - 35 МПа, скоростей растяжения 0,01 - 100 мм/мин и амплитуд деформации 0,8 - 1,6 % исследовано влияние водородной атмосферы и предварительно растворенного водорода на характеристики кратковременной статической прочности, трещиностойкости и малоцикловой долговечности сталей мартенситного и аустенитного классов. Установлены скоростные параметры нагружения и условия воздействия водорода, вызывающие максимальную водородную деградацию каждого материала. Проанализировано влияние химического состава и структурного состояния на степень охрупчивания и фрактографические особенности разрушения сталей в присутствии водорода.

  Скачати повний текст

Обобщены результаты исследования влияния структуры на закономерности изменения напряжений течения и трещиностойкости ряда аустенитных сталей при температурах подавления и развития мартенситного превращения с учетом их химсостава и способа нагружения. Установлены корреляционные связи структурных характеристик сталей рассматриваемого класса с параметрами аналитических выражений их диаграмм деформирования, определяющие условия конкурирующего влияния прочности аустенита, интенсивности процесса образования мартенсита деформации, его количества и прочности на деформационное упрочнение материала. Структурно обоснована специфика формирования показателей его трещиностойкости.

Представлены результаты исследования усталости и неупругости при одно- и двухчастотном нагружении аустенитной стали 08Х18Н12Т до и после эксплуатации в течение 100 тыс. ч в качестве материала главного циркуляционного трубопровода атомного реактора ВВЭР-440. Выполнен анализ полученных результатов.

На основании обработки большого объема экспериментальных данных, полученных для сталей аустенитного класса 304 и 316, определены коэффициенты в уравнении, описывающем скорость роста трещины при ползучести в зависимости от С*-интеграла. С целью анализа применимости этого уравнения к отечественным аустенитным сталям исследовали скорость роста трещины в основном металле, сварном шве и зоне термического влияния сталей 10Х18Н9 и 08Х16Н11М3 в исходном (аустенизированном) состоянии и после длительного теплового старения. Предложен способ учета теплового старения при расчете скорости роста трещины в условиях ползучести.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.106.223

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отмечено, что функционально-градиентные стали, которые относятся к группе функционально-градиентных материалов, обладающих упругопластическими свойствами, получают из аустенитной нержавеющей и малоуглеродистой ферритной сталей путем электрошлаковой переплавки. При использовании функционально-градиентных сталей можно улучшить механические свойства композитов, содержащих мартенситные и бейнитные хрупкие фазы. Представленная аналитическая модель позволяет оценить ударную энергию разрушения образцов Шарпи из бейнитно-мартенситных сталей с учетом зависимости между ударной энергией и размером пластической зоны в вершине надреза. Сравниваются величины ударной энергии для образцов Шарпи из функционально-градиентных сталей и однородного материала, соответствующего слою материала вблизи вершины надреза. С использованием программного комплекса ABAQUS выполнено трехмерное конечноэлементное моделирование данного процесса. Согласно закону Холломана для пластической зоны получены характеристики материала в различных его слоях. Рассмотрено экспоненциальное изменение характеристик материала по ширине образца. Предложенная модель позволяет получить результаты, хорошо согласующиеся с имеющимися эксперементальными данными и результатами конечноэлементных расчетов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.106.22 + К230.622

Рубрики:

Міцність сталей різних структурних класів

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.106.22

Рубрики:

Міцність сталей різних структурних класів

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено результати експериментальних досліджень можливості використання коерцитиметричного контролю для оцінки ступеня пошкодження металу за механічного навантаження по вимірах коерцитивної сили. Показано, що відмінності у реагуванні коерцитивної сили на механічні навантаження феромагнітних та аустенітних сталей полягають у відмінностях фізичної природи цих явищ. Для феромагнітних сталей зміни значень коерцитивної сили за механічного навантаження пов'язані з упорядкуванням орієнтації доменної структури металу (від хаотичної до направленої). Реагування коерцитивної сили на механічні навантаження парамагнітної (у вихідному стані) нестабільної аустенітної сталі AISI 304 (08Х18Н9) пов'язано зі структурними перетвореннями в процесі деформування вихідного аустеніту в деформаційний мартенсит з кінцевим ферито-перлітним розпадом. Механічні навантаження обумовлюють зміну співвідношення феро- та парамагнітних фаз металу, які викликають зростання значень коерцитивної сили до певної величини після чого при руйнуванні має місце зниження цих значень. Встановлено, що зростання значень коерцитивної сили відповідає пружному та пружнопластичному деформуванню (стадії зародження тріщин), а зниження їх значень пов'язано з втратою суцільності металу у разі появи пор або тріщин (стадії розвитку тріщин). Для нестабільних аустенітних сталей по зміні напрямку кінетики коерцитивної сили в процесі навантаження з'являється можливість значно спростити визначення межі витривалості та встановлення стадій процесу накопичення пошкоджень із побудовою лінії незворотної пошкоджуваності (за Френчем). Коерцитиметричний моніторинг поверхні реальних конструкцій надає можливість визначати напрямок головних напружень і виявляти появу поверхневих та підповерхневих тріщин та оцінити рівень отриманих пошкоджень.

Механическое состояние поверхностного слоя исследуемого металла контролируется корреляционной связью между энергией луча когерентного источника света, отраженного от поверхности металлического поликристалла, и амплитудой микропластических деформаций упругодеформированной поверхности, базирующейся на анализе статистических характеристик дискретного распределения яркости элементов изображения отраженного луча. Определены закономерности влияния механического нагружения на статистические характеристики распределения дискретных деформаций при упругом деформировании поверхностного слоя образцов аустенитной стали. Анализ последовательности корреляционных характеристик деформационных дефектов поверхности позволил выявить линейную зависимость распределения дискретных свойств рельефа деформированной поверхности от коэффициента нагруженности. Полученные корреляционные характеристики показывают, что с увеличением нагруженности снижается амплитуда яркости элементов изображения спекл-структуры за счет повышения среднеквадратичной амплитуды рельефа деформационных дефектов поверхности. В результате исследования статистических характеристик деформированной поверхности образцов аустенитной стали определены количественные параметры описательной статистики рассеянной повреждаемости. Выявлены закономерности влияния упругопластических деформаций на распределение дискретных деформаций поверхности. Получена непараметрическая оценка влияния фактора нагруженности на последовательность расположения в ряду среднеквадратических значений выборки корреляционных характеристик повреждаемости при циклическом и статическом нагружении с определением амплитуды деформаций и длительности нагружения как повреждающих факторов при упругопластическом деформировании образцов аустенитной стали.