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
113 KB...
22 06 2026 18:56:41
Статья в формате PDF
700 KB...
21 06 2026 19:49:14
Статья в формате PDF
97 KB...
20 06 2026 5:37:16
Статья в формате PDF
263 KB...
19 06 2026 13:17:45
Статья в формате PDF
107 KB...
18 06 2026 20:31:28
Статья в формате PDF
186 KB...
16 06 2026 19:11:27
Статья в формате PDF
144 KB...
15 06 2026 14:50:48
Комплексное клинико-лабораторное обследование 20-ти больных в динамике ожоговой болезни средней степени тяжести позволило выявить закономерность системных метаболических расстройств в виде активации процессов перекисного окисления липидов. Установлена взаимосвязь чрезмерного накопления в эритроцитах и плазме крови промежуточных продуктов липопероксидации с тяжестью клинических проявлений патологии. В период ожогового шока и токсемии имело место прогрессирующее повышение содержания малонового диальдегида и диеновых конъюгатов в крови, а положительная клиническая динамика ожоговой болезни у выздоравливающих больных (15 – 25 сутки наблюдения) коррелировала со снижением интенсивности процессов липопероксидации. Выявлена положительная корреляция между повышенным содержанием в крови продуктов липопероксидации, уровнем молекул средних масс и развитием синдрома цитолиза.
...
14 06 2026 3:48:34
Статья в формате PDF
286 KB...
13 06 2026 11:33:37
Статья в формате PDF
266 KB...
12 06 2026 7:47:11
Статья в формате PDF
140 KB...
11 06 2026 8:38:19
Статья в формате PDF
245 KB...
09 06 2026 5:45:20
Статья в формате PDF
322 KB...
07 06 2026 4:14:27
Статья в формате PDF
151 KB...
06 06 2026 12:51:56
Статья в формате PDF
108 KB...
05 06 2026 16:30:53
Перспективами развития лесной отрасли России и состоянием лесных экосистем обеспокоены многие ведущие специалисты [1]. Анализ развития ситуации с лесами и лесным хозяйством в развитых государствах показывает, что без стратегического планирования (предвидения и контроля ситуации в отрасли на десятилетия вперед) невозможно достичь устойчивого развития. Поэтому прогноз развития лесной отрасли на основе анализа состояния лесов в Южном федеральном округе, в особенности в его горной части (в пределах Краснодарского края), где развиты уникальные и особо ценные леса юга России, сосредоточены важнейшие курорты России в непосредственно в пограничной зоне ее, приобретает особую геополитическую значимость и актуальность.
...
04 06 2026 0:20:42
Статья в формате PDF
142 KB...
03 06 2026 10:26:16
В статье постовариоэктомический синдром рассматривается как предиктор метаболического синдрома у женщин различных возрастных групп. На результатах анализа разнообразного клинико-диагностического материала показано, что женщин с постовариоэктомическим синдромом в возрасте после 40 лет достоверно чаще наблюдаются метаболические нарушения.
...
02 06 2026 14:32:38
Статья в формате PDF
136 KB...
01 06 2026 18:55:23
Статья в формате PDF
111 KB...
30 05 2026 13:55:29
Статья в формате PDF
312 KB...
29 05 2026 17:30:54
Статья в формате PDF
164 KB...
28 05 2026 11:29:11
Статья в формате PDF
97 KB...
27 05 2026 8:46:11
Статья в формате PDF
106 KB...
26 05 2026 23:22:54
Статья в формате PDF
166 KB...
25 05 2026 5:49:12
Статья в формате PDF
266 KB...
24 05 2026 21:34:38
Статья в формате PDF
99 KB...
23 05 2026 4:17:17
Установлено влияние уксуснокислого свинца (2,5∙10–1 мг/л) на анатомическое строение почвенных и водных корней рогоза узколистного (Typha angustifolia L.). Происходит адаптационное перераспределение активности разрушения паренхимных клеток и образования воздухоносных полостей с водных корней, непосредственно контактирующих с растворенной в воде солью, на почвенные. Объем воздухоносных полостей специфичен периоду вегетации растений и возрасту корней.
...
22 05 2026 19:27:31
Статья в формате PDF
103 KB...
20 05 2026 15:30:18
Статья в формате PDF
133 KB...
18 05 2026 4:25:42
Статья в формате PDF
305 KB...
17 05 2026 16:56:29
Статья в формате PDF
126 KB...
16 05 2026 18:52:32
Статья в формате PDF
189 KB...
15 05 2026 21:53:13
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 ::
