Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование поврежденности образцов из стали 12Х18Н10Т при малоцикловой усталости методами неразрушающего контроля

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-5-61-67

Полный текст:

Аннотация

Показана возможность определения степени поврежденности плоских образцов в области малоцикловой усталости на стадии накопления рассеянных повреждений до появления макроскопической трещины. Образцы изготавливали из аустенитной стали 12Х18Н10Т. Плоские образцы испытывали на консольный изгиб при комнатной температуре с постоянной амплитудой нагружения до появления усталостной трещины. В процессе испытаний контролировали скорость (время распространения) упругих волн в материале и коэрцитивную силу. Замеры проводили с интервалом в 500 циклов. Определяли величину упрочнения (по измерениям микротвердости) в пределах 15 мм от образовавшейся трещины, проводили анализ зоны развития поврежденности. Исследовали изображения микроструктур сплава в зоне наиболее вероятного распространения трещины — после разного числа циклов в одной и той же точке на поверхности образца. Результаты проведенных исследований показали, что возникающие при циклическом нагружении структурные изменения (образование мартенсита деформации), зарождение и развитие повреждений с последующим образованием усталостных трещин приводят к изменению упругих и магнитных свойств материала. Так, на начальных этапах нагружения наблюдали некоторое изменение начальных как акустических, так и магнитных характеристик материала, далее они стабилизировались либо слабо изменялись. При наработке более 80 % от числа циклов до разрушения происходило существенное изменение измеряемых параметров. Полученные зависимости акустических и магнитных характеристик материала дают достоверную информацию о текущей поврежденности и могут быть использованы в задачах оценки остаточного ресурса конструкций из стали 12Х18Н10Т.

Об авторах

А. А. Хлыбов
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
Россия

Александр Анатольевич Хлыбов

603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24



Ю. Г. Кабалдин
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
Россия

Юрий Георгиевич Кабалдин

603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24



Д. А. Рябов
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
Россия

Дмитрий Александрович Рябов

603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24



М. С. Аносов
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
Россия

Максим Сергеевич Аносов

603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24



Д. А. Шатагин
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
Россия

Дмитрий Александрович Шатагин

603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24



Список литературы

1. Терентьев В. Ф. Усталость металлических материалов. — М.: Наука, 2003. — 248 с.

2. Иванова В. С., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов. — М.: Металлургия, 1975. — 451 с.

3. Владимиров В. И. Физическая природа разрушения металлов. — М.: Металлургия, 1984. — 280 с.

4. Горицкий В. М. Диагностика металлов. — М.: Металлургиздат, 2004. — 408 с.

5. Митенков Ф. М., Кайдалов В. Б., Коротких Ю. Г., Панов В. А., Пичков С. Н. Методы обоснования ресурса ядерных энергетических установок. — М.: Машиностроение, 2007. С. 445.

6. Судаков А. В. Ресурс энергооборудования при пульсациях температур / Надежность и безопасность энергетики. 2008. № 9. С. 10 – 18.

7. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / Под ред. В. В. Клюева. Изд. 3-е, испр. и доп. — М.: Машиностроение, 2005. — 656 с.

8. Муравьев В. В., Зуев Л. Б., Комаров К. Л. Скорость звука и структура сталей и сплавов. — Новосибирск: Наука, 1996. — 183 с.

9. Хлыбов А. А., Васильев В. Г., Углов А. Л. Определение физико-механических характеристик образцов, подвергаемых радиационному облучению / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 12. С. 46 – 49.

10. Khlybov A. A., Ryabov D. A. Assessment of Residual Stresses in Specimens of Ferritic-Pearlitic Steel with Austenitic Cladding / Metal Science and Heat Treatment. 2019. Vol. 61. Issue 1 – 2. P. 114 – 119. DOI: 10.1007/s11041-019-00385-3

11. Шермергор Т. Д. Теория упругости микронеоднородных сред. — М.: Наука, 1977. — 399 с.

12. Карзов Г. П., Марголин Б. З., Швецова В. А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. — СПб.: Политехника, 1993. — 389 с.

13. Паршин А. М. Структура и пластичность нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, применяемых в судостроении. — Л.: Судостроение, 1972. — 288 с.

14. Химушин Ф. Ф. Нержавеющие стали. — М.: Металлургия, 1967. — 798 с.

15. Салганик Р. Л. Механика тел с большим числом трещин / Механика твердого тела. 1973. № 4. С. 149 – 158.

16. Углов А. Л., Ерофеев В. И., Смирнов А. Н. Акустический контроль оборудования при изготовлении и эксплуатации / Отв. редактор академик РАН Ф. М. Митенков. — М.: Наука, 2009. — 280 с.

17. Uglov A. L., Khlybov A. A., Pichkov S. N., Shishulin D. N. An acoustic method for estimating the thermal-pulsation-induced damage in austenitic steel / Russ. J. Nondestr. Testing. 2016. Vol. 52. N 2. P. 53 – 59. DOI: 10.1134/S106183091602008X


Для цитирования:


Хлыбов А.А., Кабалдин Ю.Г., Рябов Д.А., Аносов М.С., Шатагин Д.А. Исследование поврежденности образцов из стали 12Х18Н10Т при малоцикловой усталости методами неразрушающего контроля. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021;87(5):61-67. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-5-61-67

For citation:


Khlybov A.A., Kabaldin Yu.G., Ryabov D.A., Anosov M.S., Shatagin D.A. Study of the damage to 12Cr18Ni10Ti steel samples under low cycle fatigue using methods of nondestructive control. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2021;87(5):61-67. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-5-61-67

Просмотров: 53


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)