<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zldm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Заводская лаборатория. Диагностика материалов</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Industrial laboratory. Diagnostics of materials</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1028-6861</issn><issn pub-type="epub">2588-0187</issn><publisher><publisher-name>ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26896/1028-6861-2021-87-3-51-57</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zldm-1386</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕХАНИКА МАТЕРИАЛА: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATERIALS MECHANICS: STRENGTH, DURABILITY, SAFETY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оценка хрупкости и вязкости металлов при испытании на растяжение</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Evaluation of the brittleness and viscosity of metals upon tensile testing</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бугров</surname><given-names>Ю. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bugrov</surname><given-names>Yu. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Юрий Владимирович Бугров</p><p>603950, Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Yurii V. Bugrov</p><p>24, Minina ul., Nizhny Novgorod, 603950</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Хлыбов</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Hlybov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Александр Анатольевич Хлыбов</p><p>603950, Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexander A. Hlybov</p><p>24, Minina ul., Nizhny Novgorod, 603950</p></bio><email xlink:type="simple">Hlybov_52@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чегуров</surname><given-names>М. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chegurov</surname><given-names>M. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Михаил Константинович Чегуров</p><p>603950, Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Mikhail K. Chegurov</p><p>24, Minina ul., Nizhny Novgorod, 603950</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>R. E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>20</day><month>03</month><year>2021</year></pub-date><volume>87</volume><issue>3</issue><fpage>51</fpage><lpage>57</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Бугров Ю.В., Хлыбов А.А., Чегуров М.К., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Бугров Ю.В., Хлыбов А.А., Чегуров М.К.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Bugrov Y.V., Hlybov A.A., Chegurov M.K.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.zldm.ru/jour/article/view/1386">https://www.zldm.ru/jour/article/view/1386</self-uri><abstract><p>Рассмотрены показатели хрупкости и вязкости металлов, рассчитанные по их механическим свойствам с учетом напряженного состояния, полученным в результате испытания на растяжение цилиндрических гладких и надрезанных образцов из перлитной (16ХСН), мартенситностареющей (03Х11Н10М2Т) и аустенитной (10Х11Н23Т3МР) сталей. Испытания проводили на разрывной машине УЭМ-10ТМ с разверткой диаграмм по деформации в масштабе ~50:1 при скорости деформирования 5 мм/мин. Размеры образцов до и после испытания измеряли с помощью микрометра и компаратора ИЗА-2 с точностью ±10–3 мм. Испытания на ударный изгиб проводили на маятниковом копре МК15 на тех же цилиндрических надрезанных образцах, которые применяли для построения диаграмм пластичности и вязкости в зависимости от показателя жесткости напряженного состояния по Бриджмену. На основании испытания на растяжение указанных образцов предложены новые показатели хрупкости λ = εк/η и вязкости η = (Sк/σв) – 1, где εк= ln(1/(1 – ψк)) — истинная предельная пластичность. Особенность показателя хрупкости λ состоит в том, что он увеличивается с повышением прочности металла, например, за счет предварительной деформации или упрочняющей термической обработки. Однако уменьшение радиуса выточки на образцах, т.е. увеличение жесткости напряженного состояния по Бриджмену, почти не влияет на величину хрупкости λ, но сопровождается корреляционным снижением показателей вязкости η и предельной пластичности εк сталей. Приведенные температурные зависимости механических свойств сталей 16ХСН и 03Х11Н10М2Т показали, что аномалии показателей хрупкости λ, наблюдаемые при повышенных температурах испытания, могут быть обусловлены такими структурными превращениями, как увеличение размера зерна у стали 16ХСН или количества остаточного аустенита у стали 03Х11Н10М2Т за счет обратного мартенситного превращения. При этом температурные зависимости показателей вязкости η и хрупкости λ изменяются противоположно.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The indicators of the brittleness and viscosity of metals calculated from their mechanical properties are considered with allowance for the stress state proceeding from the results of tensile testing of cylindrical smooth and notched samples of perlite 16KhSN, martensitic-aging (maraging) 03Kh11N10M2T, and austenitic 10Kh11N23T3MR steels. Tests were carried out on a UEM-10TM tensile strength testing machine, deformation diagrams developed on a scale of ~50:1 at a deformation rate of 5 mm/min. The sample size before and after testing were measured using a micrometer and an ISA-2 comparator with an accuracy of ±10–3 mm. Pendulum impact bending tests were carried out on a MK15 with the same cylindrical notched samples used to plot the plasticity and viscosity diagrams depending on the Bridgman stress state stiffness index. The new indicators of the brittleness λ = εk/η and viscosity η = (Sk/σb) – 1 (where εk = ln(1/(1 – ψk)) is the true limit plasticity) are proposed proceeding from the testing data. The special feature of the brittleness index λ is growth of the index with increase in the metal strength, e.g., due to pre-deformation or strengthening heat treatment procedures. However, a decrease in the groove radius on the samples, i.e., an increase in the Bridgman stress state stiffness, has almost no effect on the brittleness value λ, but is accompanied by a correlation decrease in the values of the viscosity indices η and the ultimate ductility εk of steels. The curves of the temperature dependences of the mechanical properties of steels 16KhSN and 03Kh11N10M2T show that anomalies in the brittleness indices λ observed at elevated test temperatures can be attributed to the structural transformations like increase in the grain size of 16KhSN steel or in the amount of the residual austenite in 03Kh11N10M2T steel due to reverse martensitic transformation. In this case, the temperature dependences of the viscosity η and brittleness λindicators change in the opposite way.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>механические свойства</kwd><kwd>показатели хрупкости и вязкости сталей</kwd><kwd>напряженное состояние</kwd><kwd>ударная вязкость</kwd><kwd>энергоемкость разрушения</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>mechanical properties</kwd><kwd>indicators of brittleness and toughness of steels</kwd><kwd>stress state</kwd><kwd>impact toughness</kwd><kwd>fracture energy intensity</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено по гранту РНФ № 19-19-00332.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мешков Ю. Я. Физические основы разрушения стальных конструкций. — Киев: Наукова Думка, 1981. — 238 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Meshkov Yu. Ya. Physical bases of destruction of steel structures. — Kiev: Naukova Dumka, 1981. — 238 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глинер Р. Е., Пряничников В. А., Катюхин Е. Б. Определение сопротивления металлов деформации при технологическом и эксплуатационном нагружениях / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 8. С. 55 – 59.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gliner R. E., Pryanichnikov V. A., Katyukhin E. B. Determination of the deformation resistance of metals under technological and operational loads / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2016. Vol. 82. N 8. P. 55 – 59 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бугров Ю. В. Определение удельной работы пластической деформации при растяжении металлов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 3. С. 66 – 68.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bugrov Yu. V. Determination of the specific work of plastic deformation during stretching of metals / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 3. P. 66 – 68 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Золоторевский В. С. Механические свойства металлов: учебник для вузов. Изд. 3-е, пераб. и доп. — М.: МИСиС, 1998. — 400 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zolotarevsky V. S. Mechanical properties of metals: textbook for universities. 3rd edition. — Moscow: MISiS, 1998. — 400 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Густов Ю. И., Воронина И. В., Аллаттуф Х. Л. Исследование синергетических показателей надежности малоперлитной строительной стали 09Г2ФБ / Вестник МГСУ. 2012. № 7. С. 159 – 162.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gustov Yu. I., Voronina I. V., Allattuf Kh. L. Study of synergetic reliability indicators of low-perlite construction steel 09G2FB / Vestn. MGSU. 2012. N 7. P. 159 – 162 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Болотов А. С., Головин С. В. Современные требования к служебным и технологическим свойствам газонефтепроводных труб большого диаметра / Прогрессивные толстолистовые стали для газонефтепроводных труб большого диаметра и металлоконструкций ответственного назначения: сб. докладов. — М.: Металлургия, 2004. С. 22 – 24.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bolotov A. S., Golovin S. V. Modern requirements for service and technological properties of large-diameter gas and oil pipes / Progressive thick-sheet steels for large-diameter gas and oil pipeline pipes and responsible metal structures. — Moscow: Metallurgiya, 2004. P. 22 – 24 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колмогоров В. Л., Богатов А. А., Мигачев Б. А. и др. Пластичность и разрушение. — М.: Металлургия, 1977. — 336 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolmogorov V. L., Bogatov A. A., Migachev B. A., et al. Plasticity and fracture. — Moscow: Metallurgiya, 1977. — 336 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Скуднов В. А., Воробьев И. А., Кутяйкин В. Г., Бугров Ю. В. Исследование высокопрочной стали 16ХСН в различных структурных состояниях и условиях деформирования / МиТОМ. 1985. № 2. С. 32 – 35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Skudnov V. A., Vorobyov I. A., Kutyakin V. G., Bugrov Yu. V. Investigation of high-strength steel 16HSN in various structural States and deformation conditions / Metalloved. Term. Obrab. Met. 1985. N 2. P. 32 – 35 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бугров Ю. В., Власов А. П., Скуднов В. А. Механические характеристики упрочненной стали 16ХСН / МиТОМ. 1991. № 5. С. 33 – 36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bugrov Yu. V., Vlasov A. P., Skudnov V. A. Mechanical characteristics of hardened steel 16KhSN / Metalloved. Term. Obrab. Met. 1991. N 5. P. 33 – 36 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бугров Ю. В., Быков А. М., Власов А. П., Пылин Р. И., Скуднов В. А. Влияние низкотемпературной термомеханической обработки на механические свойства и чувствительность к напряженному состоянию стали 03Х11Н10М2Т / Изв. вузов. Черная металлургия. 1986. № 6. С. 96 – 101.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bugrov Yu. V., Bykov A. M., Vlasov A. P., Pylin R. I., Skudnov V. A. Influence of low-temperature thermomechanical processing on mechanical properties and sensitivity to the stress state of steel 03Kh11N10M2T / Izv. Vuzov. Cher. Metallurg. 1986. N 6. P. 96 – 101 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кутяйкин В. Г. Метрологические и структурно-физические аспекты деформирования. — М.: АСМС, 2007. — 484 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kutyaikin V. G. Metrological and structural-physical aspects of deformation. — Moscow: ASMS, 2007. — 484 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бугров Ю. В. О методике построения кривых деформационного упрочнения металлов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 8. С. 62 – 64.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bugrov Yu. V. On the method of constructing curves of deformation hardening of metals / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 8. P. 62 – 64 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Никулин С. А., Добаткин С. В., Ханжин В. Г., Рогачев С. О., Чакушин С. А. Влияние субмикрокристаллической структуры и включений на деформацию и разрушение алюминиевых сплавов и титана / МиТОМ. 2009. № 5. С. 8 – 18.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikulin S. A., Dobatkin S. V., Khanzhin V. G., Rogachev S. O., Chakushin S. A. Influence of submicrocrystalline structure and inclusions on deformation and destruction of aluminum alloys and titanium / Metalloved. Term. Obrab. Met. 2009. N 5. P. 8 – 18.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Водопьянов В. И., Кондратьев О. В. Влияние концентрации напряжений на прочность и пластичность конструкционных материалов / Проблемы прочности. 1991. № 3. С. 74 – 78.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vodop’yanov V. I., Kondrat’ev O. V. Effect of stress concentration on the strength and ductility of structural materials / Probl. Prochn. 1991. N 3. P. 74 – 78 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иванова В. С., Ботвина Л. Р., Маслов Л. И. Прогнозирование вязкости разрушения и других механических свойств с использованием критериев подобия. — В сб.: Усталость и вязкость разрушения металлов. — М.: Наука, 1974. С. 3 – 35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivanova V. S., Botvina L. R., Maslov L. I. Prediction of fracture toughness and other mechanical properties using similarity criteria / Fatigue and viscosity of metal destruction. — Moscow: Nauka, 1974. P. 3 – 35 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бугров Ю. В., Быков А. М., Козокин Ю. П. Влияние разупрочняющей термической обработки на механические характеристики мертенситностареющей высокопрочной коррозионностойкой стали / МиТОМ. 1995. № 8. С. 29 – 32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bugrov Yu. V., Bykov A. M., Kozhokin Yu. P. Influence of softening heat treatment on mechanical characteristics of mertensit-aging high-strength corrosion-resistant steel / Metalloved. Term. Obrab. Met. 1995. N 8. P. 29 – 32 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
