Thickness Measurements in the Study of Welded Joints of Steel 12Kh18N10T Using Acoustic and Magnetic Methods

The results of studying the impact of plastic deformation on the magnetic and acoustic characteristics of the welded joint made of austenitic steel 12Kh18N10T are presented. The structural inhomogeneity in heat-affected zone is shown to result in an uneven distribution of the acoustic characteristics and magnetic properties of the material of welded joints. Martensite phase formed upon plastic deformation affects the properties of the entire material: the elasticity modulus of martensite differs from that of the initial phase, austenite. An increase in the volume fraction of martensite entails a decrease of the modulus of elasticity of the entire material and, hence, decreases the propagation rate of ultrasonic waves in the material. Change in the propagation rate of ultrasonic waves, leads to appreciable errors in measuring different characteristics of the material, e.g., in the thickness of the sheet in ultrasonic measurements of the thickness. Moreover, the release of martensite (ferromagnetic) changes the magnetic properties of the material. A dependence of the propagation rate of shear ultrasonic waves on the characteristics attributed to changes in the phase composition of austenitic steel upon plastic strain is observed at different strain rates. Proceeding from the aforementioned dependence, we developed an algorithm for determination of the thickness of metal of a welded joint from austenitic steel subjected to pressure treatment and plastic strain in service. It is shown that additional magnetic measurements of the characteristic attributed to a change in the phase composition of austenitic steel upon plastic strain provide a possibility of significant reduction of the errors of measuring thickness of the material of welded-joints.

austenitic steel, welded joint, plastic strain, martensitic transformation, ultrasonic thickness measurements, eddy current method, аустенитная сталь, сварное соединение, пластическая деформация, мартенситное превращение, ультразвуковая толщинометрия, вихретоковый метод

1. Mangonon P., Thomas G. The Martensite Phases in 304 Stainless Steel / Metallurg. Trans. 1970. Vol. 1. P. 1577 - 1586. 2. Гольдштейн М. И., Бронфин Б. М., Литвинов В. С. Металлофизика высокопрочных сплавов. - М.: Металлургия, 1986. - 312 с. 3. Гуляев А. П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986. - 544 с. 4. Seetharaman V., Krishnan R. Influence of the martensitic transformation on the deformation behaviour of an AISI 316 stainless steel at low temperatures / J. Mater. Sci. 1981. Vol. 16. P. 523 - 530. 5. Терентьев В. Ф., Колмаков А. Г., Блинов В. М. Влияние мартенсита деформации на усталость аустенитных коррозионно-стойких сталей / Деформация и разрушение материалов. 2007. № 6. С. 2 - 9. 6. Алешин Н. П., Лупачев В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справочное пособие. - Минск: Вышэйшая школа, 1987. - 271 с. 7. Берестова С. А., Хананов Ш. М. О некоторых путях становления структурно-феноменологических теорий в механике деформируемого тела / Вестник ПНИПУ. Механика. 2010. № 4. С. 17 - 28. 8. Talonen J., Nenonen P., Pape G., Hännien H. Effect of strain rate on the strain-induced у ^ a'-martensite transformation and mechanical properties of austenitic stsinless steels / Metallurg. Mater. Trans. A. 2005. Vol. 36A. P. 421 432. 9. Lichtenfeld J. A., Mataya M. C., Van Tyne C. J. Effect of strain rate on the strain-strain behavior of alloy 309 and 304L austenitic stainless steel / Metallurg. Mater. Trans. A. 2006. Vol. 37A. P. 147 161. 10. Клюшников В. А. Определение деградации сталей аустенитного класса при статическом и усталостном нагружениях на основе акустического метода: дис. ... канд. техн. наук. - Н. Новгород, 2013. - 130 с

2. Mangonon P., Thomas G. The Martensite Phases in 304 Stainless Steel / Metallurg. Trans. 1970. Vol. 1. P. 1577 - 1586.

3. Гольдштейн М. И., Бронфин Б. М., Литвинов В. С. Металлофизика высокопрочных сплавов. - М.: Металлургия, 1986. - 312 с.

4. Гуляев А. П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

5. Seetharaman V., Krishnan R. Influence of the martensitic transformation on the deformation behaviour of an AISI 316 stainless steel at low temperatures / J. Mater. Sci. 1981. Vol. 16. P. 523 - 530.

6. Терентьев В. Ф., Колмаков А. Г., Блинов В. М. Влияние мартенсита деформации на усталость аустенитных коррозионно-стойких сталей / Деформация и разрушение материалов. 2007. № 6. С. 2 - 9.

7. Алешин Н. П., Лупачев В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справочное пособие. - Минск: Вышэйшая школа, 1987. - 271 с.

8. Берестова С. А., Хананов Ш. М. О некоторых путях становления структурно-феноменологических теорий в механике деформируемого тела / Вестник ПНИПУ. Механика. 2010. № 4. С. 17 - 28.

9. Talonen J., Nenonen P., Pape G., Hännien H. Effect of strain rate on the strain-induced у ^ a'-martensite transformation and mechanical properties of austenitic stsinless steels / Metallurg. Mater. Trans. A. 2005. Vol. 36A. P. 421 432.

10. Lichtenfeld J. A., Mataya M. C., Van Tyne C. J. Effect of strain rate on the strain-strain behavior of alloy 309 and 304L austenitic stainless steel / Metallurg. Mater. Trans. A. 2006. Vol. 37A. P. 147 161.

11. Клюшников В. А. Определение деградации сталей аустенитного класса при статическом и усталостном нагружениях на основе акустического метода: дис.. канд. техн. наук. - Н. Новгород, 2013. - 130 с.