Связь механизмов разрушения метастабильных аустенитных сталей при однократных видах нагружения с мартенситными превращениями в пластических зонах у вершины трещины
В настоящей работе изучено распределение мартенситных фаз в пластических зонах под поверхностью изломов, полученных при однократных видах нагружения образцов аустенитных сталей, а также рассмотрено влияние на данные мартенситные превращения локального напряженного состояния материала у вершины трещины.
В качестве исследуемых материалов использовали метастабильные аустенитные Fe-Ni и FeCr-Ni стали (Н22Т3, Н26Т3, Н32Т3, Н32Х5Т3) в закаленном и состаренном состоянии, а также Fe-Mn и Fe-Cr-Mn стали (40Г18Н и 03Х13АГ19) в закаленном состоянии. Образцы из данных сталей испытывали при статическом, ударном и высокоскоростном импульсном нагружениях в интервале температур от -196 до 1500С. Рентгеновским методом определяли глубину пластических зон под поверхностью изломов и распределение мартенситных фаз в данных зонах. С этой целью использовали метод послойного стравливания излома с последующим рентгенографированием его поверхности [1, 2]. Локальное напряженное состояние материала в момент разрушения оценивали по критерию hmax/t [1], где hmax - максимальная глубина пластической зоны под поверхностью изломов; t - толщина образца.
В результате проведенных исследований установлено, что при вязком разрушение в условиях плоского напряженного состояния (ПН) у вершины трещины образуются две пластические зоны: сильнодеформированная микрозона hyh и слободеформированная макрозона hy, а при хрупком и смешанном разрушениях в условиях плоской деформации (ПД) - одна зона hy. Хаpaктер изменения количества мартенсита по глубине хорошо коррелирует с механизмом разрушения и локальным напряженным состоянием материала у вершины трещины. При вязком разрушении закаленных Fe-Ni сталей (Н26Т3, Н32Т3) в условиях ПН количество α-мартенсита слабо изменяется в пределах сильнодеформированной микрозоны hyh и резко уменьшается при переходе в слабодеформированную макрозону hy [1] При низкотемпературном хрупком разрушении состаренных Fe-Ni сталей в условиях ПД количество α-мартенсита непрерывно уменьшается от поверхности изломов вглубь образца. В пластических зонах закаленных Fe-Mn и Fe-Cr-Mn сталей (40Г18Ф и 03Х13АГ19), разрушившихся по смешанному механизму, образуется как α так и ε-мартенсит. Количество α-мартенсита в этом случае также непрерывно уменьшается от поверхности изломов вглубь образца, а максимальное количество ε-мартенсита образуется на некоторой глубине от поверхности излома. Вышеуказанное распределение мартенситных фаз в пластических зонах хаpaктерно для всех видов однократного разрушения. Вид нагружения сказывается лишь на интенсивности мартенситных превращений в пластических зонах: максимальное количество мартенсита обнаружено при статическом нагружении, минимальное при ударном и высокоскоростном импульсном.
Можно предположить, что при вязком разрушении закаленных сталей Н26Т3, Н32Т3 в условиях ПН из за сильного локального разогрева поверхностных слоев материала, α-мартенсит мог частично или полностью образоваться не в процессе формирования пластической зоны, а после прохождения трещины и последующего охлаждения поверхности изломов. При хрупком разрушении состаренных сталей Н26Т3, Н32Т3 в условиях ПД не следует ожидать значительного локального разогрева материала препятствующего мартенситным превращениям. Однако, образованный в условиях ПД мартенсит должен испытывать сжимающие напряжения, уменьшающие его период решетки. После прохождения трещины в поверхностных слоях изломов может образоваться дополнительное количество α-мартенсита, уже в условиях ПН, решетка которого будет пpaктически не искажена.
При рентгенографировании поверхности низкотемпературных ударных изломов стали Н32Т3, полученных в условиях ПД, на рентгенограммах обнаружены двойные дифpaкционные максимумы линии (110) Кα , соответствующие, по-видимому, двум видам мартенсита с различным периодом решетки. После стравливания с поверхности излома слоя металла толщиной около 2.10-5 м дифpaкционный максимум, соответствующий мартенситу с меньшем периодом решетки, исчез. Высказано предположение, что α-мартенсит с меньшем периодом решетки образовался в условиях ПД в момент прохождения трещины, а с большем периодом в условиях ПН на свободных поверхностях изломов после прохождения трещины.
Выводы
- Хаpaктер распределения мартенситных фаз в пластических зонах не зависит от вида однократного нагружения, однако связано с механизмом разрушения и локальным напряженным состоянием материала у вершины трещины. Вид нагружения оказывает влияние, в основном, на интенсивность мартенситных превращений в пластических зонах.
- После разрушения образцов из аустенитных сталей на поверхности изломов возможно протекание мартенситных превращений, вызванных охлаждением поверхностных слоев металла после локального разогрева и изменением локального напряженного состояния материала в данных слоях. Причем, первый фактор доминирует при вязком разрушении в условиях ПН, а второй при хрупком или смешанном разрушении в условиях близких к ПД.
- Вблизи поверхности низкотемпературных ударных изломов, полученных в условиях плоской деформации (состаренная сталь Н32Т3), обнаружены два вида α -мартенсита с различным периодом кристаллической решеткой. Высказано предположение, что α -мартенсит с меньшим периодом решетки образовался в условиях плоской деформации в момент прохождения трещины, а с большим периодом в условиях плоского напряженного состояния на свободных поверхностях изломов после прохождения трещины.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 01-01-96411).
Литература
- Клевцов Г.В. Пластические зоны и диагностика разрушения металлических материалов.М.: МИСИС, 1999.-112 с.
- Р 50-54-52-88. Расчеты и испытания на прочность. Метод рентгеноструктурного анализа изломов. Определение глубины зон пластической деформации под поверхностью разрушения.М.: Госстандарт СССР, 1988.-24 с.
Статья в формате PDF
114 KB...
18 04 2024 21:18:30
Статья в формате PDF
342 KB...
17 04 2024 20:11:27
Статья в формате PDF
276 KB...
16 04 2024 10:58:36
Статья в формате PDF
119 KB...
15 04 2024 20:57:17
На модели экспериментального инфаркта миокарда у крыс на фоне введения препарата лонголайф-IBMED изучены изменения ЭКГ и частоты сердечных сокращений (через 1 час и через 7 суток). Показано, что испытуемый препарат обладает противоишемическим действием, улучшает коронарный кровоток в постинфарктный период, достоверно повышает выживаемость животных.
...
14 04 2024 19:52:11
Статья в формате PDF
272 KB...
13 04 2024 5:58:28
Статья в формате PDF
140 KB...
12 04 2024 13:12:51
Статья в формате PDF
113 KB...
11 04 2024 20:36:56
Статья в формате PDF
92 KB...
09 04 2024 14:48:50
Статья в формате PDF
105 KB...
07 04 2024 0:28:12
Статья в формате PDF
120 KB...
06 04 2024 16:42:35
Статья в формате PDF
110 KB...
05 04 2024 6:48:26
Статья в формате PDF
112 KB...
04 04 2024 5:45:21
Статья в формате PDF
102 KB...
03 04 2024 14:48:22
В связи с разработкой автором «Колебательной модели нейтрального атома» с включением «мирового эфира», в которой понятия «постоянный положительный заряд атомного ядра» и «кулоновское поле» становятся излишними, встает вопрос о новой формулировке Периодического закона. Такая формулировка предлагается в данной статье, где рассматривается также проблема математического выражения Периодического закона. В статье автор использует собственный вариант «Симметричной квантовой Периодической системы нейтральных атомов (СК-ПСА)», адекватный Колебательной модели.
...
02 04 2024 23:32:51
Приведены сведения о распространённости серебряного оруденения эпитермального типа серебро-сурьмяной и ртутно-серебряной формаций юго-востока Горного Алтая. Основную рудоконтролирующую роль в локализации оруденения осуществляли структурные факторы (разломы разных порядков). Рудные тела представлены жилами, жильными зонами и штокверками. Текстуры руд: вкрапленные, прожилково-вкрапленные, массивные, пятнистые, коррозионные, катакластические, друзовые, каркасные. Руды представлены серебро-сульфосольными ассоциациями минералов при ведущей роли аргентита, тетраэдрита, теннантита, бурнонита, зелигманита, гудмундита, джемсонита. Концентрации серебра в рудах варьируют от нескольких десятков до нескольких тысяч граммов на тонну. Прогнозные ресурсы серебра для Юстыдского рудного узла составили категорий Р1 – 5822 т, Р2 – 25347 т.
...
01 04 2024 2:41:41
Статья в формате PDF
256 KB...
31 03 2024 19:52:11
Статья в формате PDF
220 KB...
29 03 2024 23:19:27
Статья в формате PDF
109 KB...
28 03 2024 7:16:46
Статья в формате PDF
127 KB...
27 03 2024 22:37:28
Статья в формате PDF
108 KB...
26 03 2024 1:46:54
Статья в формате PDF
124 KB...
25 03 2024 21:25:26
Статья в формате PDF
146 KB...
24 03 2024 12:37:29
Статья в формате PDF
114 KB...
23 03 2024 0:50:15
Статья в формате PDF
133 KB...
22 03 2024 2:35:26
Статья в формате PDF
120 KB...
20 03 2024 16:28:28
Статья в формате PDF
262 KB...
17 03 2024 19:16:20
Статья в формате PDF
126 KB...
16 03 2024 3:17:27
Статья в формате PDF
110 KB...
15 03 2024 21:10:12
Статья в формате PDF
292 KB...
14 03 2024 11:37:38
Учебный предмет география состоит из двух блоков. Физическая география изучает элементы природы как единое целое, формирует “образ территории”. Социально-экономическая география рассматривает развитие общества и экономики в тесной взаимосвязи с природными условиями. Для формирования и поддержания интереса к географии в ФТЛ № 1 широко используются современные информационные технологии. Компьютерное тестирование систематически используется на уроках. Лицеисты успешно участвуют в различных телекоммуникационных олимпиадах - индивидуальных и групповых конкурсах с использованием электронной почты и сети Интернет. Такие проекты развивают умение работать с различными источниками информации, способствуют межпредметной интеграции знаний и формированию целостной картины мира.
...
13 03 2024 6:33:23
Статья в формате PDF
116 KB...
12 03 2024 14:24:24
Статья в формате PDF
98 KB...
10 03 2024 12:48:46
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
