- Код статьи
- 10.31857/S0869573324067586-1
- DOI
- 10.31857/S0869573324067586
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 6
- Страницы
- 75-86
- Аннотация
- Приведены результаты анализа процесса разрушения в условиях растяжения образцов нержавеющей стали 12Х18Н10Т с разным размером зерен. Использована комплексная методика исследования, включающая оценку механических характеристик, в которой предусмотрено определение методом корреляции цифровых изображений размеров пластических зон и значений главной деформации, а также физических свойств методами оценки акустической эмиссии, коэрцитивной силы, вихретокового параметра, доли ферритной фазы. Выполнен анализ структуры и механизмов разрушения с использованием оптической и растровой электронной микроскопии и с помощью компьютерной обработки оценена поврежденность материала. Предложенная комплексная методика анализа процесса разрушения использована на разных стадиях нагружения, границы которых определены по данным анализа формы кривых деформирования. Установлена взаимосвязь механических свойств и характеристик акустической эмиссии с кинетикой пластических свойств и размером зерен, при этом показано, что зависимости прочностных и некоторых акустических характеристик отвечают уравнению Холла—Петча. С увеличением размера зерен возрастают акустическая активность и суммарное число акустических сигналов. Продемонстрирована корреляция изменений деформационных зависимостей размера слабодеформированной пластической зоны с магнитными характеристиками стали и локальной деформацией в точке деструкции, оцененной по изменению второй производной напряжения по деформации.
- Ключевые слова
- разный размер зерна акустическая эмиссия корреляция цифровых изображений вихретоковый параметр электросопротивление поврежденность неразрушающий контроль
- Дата публикации
- 01.06.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 20
Библиография
- 1. Sohrabi, M.J. Deformation-induced martensite in austenitic stainless steels : A review / M.J. Sohrabi, M. Naghizadeh, H. Mirzadeh // Arch. Civil and Mechan. Eng. 2020. V.20. №4. P.124. DOI : 10.1007/s43452-020-00130-1.
- 2. Wei, A. Deformation induced martensite formation and its effect on transformation induced plasticity (TRIP) / A. Wei, H. Gutte, P.R. Scheller // Steel Res. Intern. 2006. V.77. №9—10. P.727—732. DOI :10.1002/srin.200606454.
- 3. Shen, Y.F. Twinning and martensite in a 304 austenitic stainless steel / Y.F. Shen, X.X. Li, X. Sun, Y.D. Wang, L. Zuo // Mater. Sci. Eng. : A. 2012. V.552. P.514—522. DOI : 10.1016/j.msea.2012.05.080.
- 4. Barat, K. Low temperature tensile deformation and acoustic emission signal characteristics of AISI 304LN stainless steel / K. Barat, H.N. Bar, D. Mandal, H. Roy, S. Sivaprasad, S. Tarafder // Mater. Sci. Eng. : A. 2014. V.597. P.37—45. DOI : 10.1016/j.msea.2013.12.067.
- 5. Raj, B. Influence of grain size and strain rate on acoustic emission during deformation and fracture of a type 316 stainless steel — preliminary results / B. Raj, T. Jayakumar, D.K. Bhattacharya, P. Rodriguez // Fracture 84. — [S.l.] : Elsevier, 1984. P.3433—3439.
- 6. Gereberich, W.W. A review of acoustic emission from sources controlled by grain size and particle fracture / W.W. Gereberich, K. Vallabhula // Proc. Symp. NDE, Microstruct. Characterisation Reliab. TMS Fall Meet. — Pittsburg : [s.n.], 1980.
- 7. O’Sullivan, D. The characterisation of work-hardened austenitic stainless steel by NDT micro-magnetic techniques / D. O’Sullivan, M. Cotterell, I. Meszaros // NDT & E Intern. 2004. V.37. №4. P.265—269. DOI: 10.1016/j.ndteint.2003.10.001.
- 8. Klyushnikov, V.A. Measurement of the strain induced -martensite content by eddy current method in the presence of elastic stresses of austenitic stainless steels / V.A. Klyushnikov, A.V. Gonchar, V.V. Mishakin, K.V. Kurashkin // J. Phys. : Conf. Ser. 2020. V.1431. №1. Art.012028. DOI : 10.1088/1742-6596/1431/1/012028.
- 9. Kim, H.C. The grain size and flow stress dependence of acoustic emission energy release in polycrystalline aluminium / H.C. Kim, T. Kishi // Physica Status Solidi (a). 1979. V.55. №1. P.189—195. DOI : 10.1002/pssa.2210550121.
- 10. Wadley, H.N.G. Acoustic emission for physical examination of metals / H.N.G. Wadley, C.B. Scruby, J.H. Speake // Intern. Metals Rev. 1980. V.25. №1. P.41—64. DOI : 10.1179/imtr.1980.25.1.41.
- 11. Bill, R.C. An acoustic emission study of plastic deformation in polycrystalline aluminium / R.C. Bill, J.R. Frederick, D.K. Felbeck // J. Mater. Sci. 1979. V.14. №1. P.25—32. DOI : 10.1007/BF01028325.
- 12. Sohrabi, M.J. Grain size dependent mechanical behavior and TRIP effect in a metastable austenitic stainless steel / M.J. Sohrabi, H. Mirzadeh, S. Sadeghpour, R. Mahmudi // Intern. J. Plasticity. 2023. V.160. Art.103502. DOI : 10.1016/j.ijplas.2022.103502.
- 13. Ботвина, Л.Р. Оценка и анализ b-параметра акустической эмиссии / Л.Р. Ботвина, В.Б. Петерсен, М.Р. Тютин // Зав. лаб. Диагностика материалов. 2011. Т.77. №3. С.43—50.
- 14. Cox, S.J.D. Microcrack formation and material softening in rock measured by monitoring acoustic emissions / S.J.D. Cox, P.G. Meredith // Intern. J. Rock Mechan. Mining. Abstr. 1993. V.30. №1. P.11—24. DOI : 10.1016/0148-9062(93)90172-A.
- 15. Colombo, Ing.S. Assessing damage of reinforced concrete beam using «b-value» analysis of acoustic emission signals / Ing.S. Colombo, I.G. Main, M.C. Forde // J. Mater. Civil Eng. 2003. V.15. №3. P.280—286. DOI : 10.1061/(ASCE)0899-1561(2003)15:3(280).
- 16. Blaber, J. Ncorr : open-source 2D digital image correlation matlab softwar / J. Blaber, B. Adair, A. Antoniou // Experimental Mechanics. 2015. V.55. №6. P.1105—1122.
- 17. Ботвина, Л.Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов / Л.Р. Ботвина. — М. : Наука, 1989. 230 с.
- 18. Клевцов, Г.В. Пластические зоны и диагностика разрушения металлических материалов / Г.В. Клевцов. — М. : Изд-во МИСиС, 111 с.
- 19. Федосенко, Ю.К. Неразрушающий контроль. Справочник. Кн.2. Вихретоковый контроль / Ю.К. Федосенко, В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, Ю.Я. Останин : под ред. В.В. Клюева. — М. : Машиностроение, 2004. Т.3. 688 с.
- 20. Ермолов, Н.Н. Неразрушающий контроль. Справочник. Ультразвук / Н.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге ; под ред. В.В. Клюева. — М. : Машиностроение, 2004. Т.3. 864 с.
- 21. Ковалёв, А. Влияние изотермического -мартенсита на механические свойства и коррозионную стойкость высоколегированных литых Cr-Mn-Ni-сталей / А. Ковалёв, А. Вейсс, П.Р. Шелер, К. Воробьёв, M. Кришер, Х.Е. Фридрих // Вестн. ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2011. Т.4. С.7—14.
- 22. Kubotsch, M. Impact of surface preparation on the formation of deformation-induced --martensite in a metastable austenitic steel / M. Kubotsch, R. Scheck, D. Willer, M. Speicher, E.A. Soppa // Practical Metallography. 2022. V.59. №2. P.75—91. DOI : 10.1515/pm-2022-0008.
- 23. Ботвина, Л.Р. Иерархия микротрещин при циклическом и статическом нагружении / Л.Р. Ботвина, А.И. Болотников, И.О. Синев // Физическая мезомеханика. 2019. Т.22. №6. С.24—36. DOI : 10.24411/1683-805X-2019-16003.
- 24. Рыбакова, Л.М. Механические закономерности деструкции металла при объемном и поверхностном пластическом деформировании / Л.М. Рыбакова // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1998. №5. С.113—123.
- 25. Башков, О.В. Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии / О.В. Башков. — Комсомольск-на-Амуре : Изд. ГТУ, 2011. 365 с.
- 26. Бабич, В.К. О природе изменения коэрцитивной силы при деформации отожженных углеродистых сталей / В.К. Бабич, В.А. Пирогов // ФММ. 1969. Т.28. №3. С.447—453.
- 27. Горкунов, Э.С. Влияние пластической деформации при гидростатическом давлении на поврежденность и магнитные характеристики низкоуглеродистой стали 3сп / Э.С. Горкунов, С.В. Смирнов, С.С. Родионова // Физическая мезомеханика. 2003. Т.6. №5. С.101—108.
- 28. Кулеев, В.Г. Особенности поведения коэрцитивной силы пластически деформированных малоуглеродистых сталей / В.Г. Кулеев, Т.П. Царькова, А.П. Ничипурук // Дефектоскопия. 2005. №5. С.24—37.
- 29. Ульянов, А.И. Влияние сильных пластических деформаций на структурное состояние и коэрцитивную силу патентированной проволоки стали 70 и порошков сплава Fe-5 ат.%С / А.И. Ульянов, Э.С. Горкунов, С.В. Смирнов, Е.П. Елсуков, Г.Н. Коныгин, А.В. Загайнов, Н.Б. Арсентьева, С.Ю. Митропольская // Физическая мезомеханика. 2005. Т.8. №2. С.81—88.
- 30. Горкунов, Э.С. Применение вихретоквого метода для оценки накопленной пластической деформации остаточных механических свойств после циклического нагружения отожженной среднеуглеродистой стали / Э.С. Горкунов, Р.А. Саврай, А.В. Макаров, Л.Х. Коган, С.А. Роговая // Дефектоскопия. 2006. №5. С.25—36.
