Елена Николаевна Бутусова
Нижний Новгород
Elena N. Butusova
Nizhny Novgorod
Василий Васильевич Мишакин
Vasiliy V Mishakin
Nizhny Novgorod
Приведены результаты исследования процессов коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) малоуглеродистых низколегированных сталей. Показано, что использование вихретокового метода (ВТМ) позволяет проводить оценку тонких изменений структуры, связанных с процессами зарождения и роста трещин КРН. Процесс коррозионного растрескивания под напряжением имеет двустадийный характер, который устойчиво отображают электромагнитные характеристики. На первой стадии происходит накопление микроповреждений в материале с образованием одной или нескольких трещин размером порядка величины нескольких зерен, на второй стадии — формирование и развитие макротрещин, что сопровождается ускоренным изменением электромагнитных характеристик. Представлены зависимости времени инкубационного периода КРН от величины предела макроупругости (σо). Отмечено, что повышение значения Оо приводит к увеличению времени до образования первой трещины. Это может быть связано с тем, что предел макроупругости определяет начало микропластического течения в материале, активно влияющего на процесс коррозионного растрескивания под напряжением. На основании экспериментальных данных получена аналитическая зависимость времени инкубационного периода КРН от величины предела макроупругости. Погрешность расчетов не превысила 10 %. Предложен параметр для оценки состояния материала, подверженного КРН. Он позволяет по данным вихретоковых измерений фиксировать прохождение стадий накопления микроповреждений и момент исчерпания значительной части ресурса материала до появления множественных поверхностных макротрещин. Установлено, что применение вихретокового метода дает возможность не только определять наличие поверхностных макротрещин, но и выявлять стадии разрушения материала при одновременном воздействии коррозионно-агрессивной среды и статических растягивающих напряжений.
The results of studying the processes of stress corrosion cracking (SCC) of low-carbon low-alloy steels are presented. It is shown that the use of eddy current method (ECM) allows one to evaluate even small structure changes associated with the processes of the SCC crack nucleation and growth. It is noted that the process of stress corrosion cracking exhibits a two-stage character, which is distinctly displayed in the electromagnetic characteristics. The first stage of the destruction characterizes the processes of accumulation of micro-damages in the material and ends with the formation of one or more cracks having the size of several grains. At the second stage the formation and growth of the macro cracks is accompanied by a rapid change of the electromagnetic characteristics. The dependences of the SCC incubation time on the value of the macroelasticity limit (σ0) are given. It is noted that an increase in the o0 value entails an increase in the time prior to the formation of the first crack. This can be explained by the fact that the limit of the macroelasticity determines the onset of microplastic flow in the material that actively affects the stress corrosion cracking. An analytical dependence of the SCC incubation period on the value of the macroelasticity limit is obtained using experimental data. The calculation error did not exceed 10%. A parameter is proposed to assess the state of the material prone to SCC which allows detecting the stages of accumulation of micro-damages and exhaustion of a significant part of the material resource before the appearance of multiple surface macro-cracks proceeding from the data of eddy current measurements. It is shown that the eddy current method apart from determination of the macro cracks present on the surface provides identification of the stages of the material destruction under the simultaneous action of corrosive medium and static tensile stresses.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.