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 178 KB...
23 08 2026 3:53:32
Статья в формате PDF
119 KB...
22 08 2026 8:26:22
Статья в формате PDF
121 KB...
21 08 2026 9:13:53
Статья в формате PDF
192 KB...
20 08 2026 20:27:41
Статья в формате PDF
92 KB...
19 08 2026 0:25:16
Статья в формате PDF
291 KB...
17 08 2026 0:28:44
Статья в формате PDF
121 KB...
16 08 2026 13:47:44
Статья в формате PDF
113 KB...
15 08 2026 0:59:15
В статье рассматриваются две разновидности оттепели изменение глубины путем восстановления этапов нарушенных ландшафтов вечной мерзлоты, которые функционируют на суглинистых и песчаных отложениях высоких террас на правом и левом берегах реки Лены. Качественные изменения в динамике глубины сезонного оттаивания был обнаружен в определенные промежутки времени сукцессии этапов: трава, кустарники, березы, лиственницы (сосна) – березы и лиственницы (сосна).
...
14 08 2026 1:51:26
Статья в формате PDF
269 KB...
13 08 2026 0:29:13
Статья в формате PDF
119 KB...
11 08 2026 23:52:29
Статья в формате PDF
102 KB...
10 08 2026 7:43:27
Статья в формате PDF
105 KB...
09 08 2026 20:54:17
В исследованиях приняло участие 85 спортсменов, которые были распределены
6 групп: юноши и взрослые лыжники, юноши и взрослые бегуны, юноши и взрослые спортсмены, занимающиеся скоростно-силовыми видами спорта. В качестве физической нагрузки применялась работа на велоэргометре ступенчато-повышающейся мощности без пауз отдыха от 50 до 200 Вт. При нагрузке мощностью 200 Вт во всех шести группах испытуемых выявлены значимые корреляционные связи между физической работоспособностью и частотой сердечных сокращений, отношением ударного объема крови к частоте сердечных сокращений. В группах спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость, и у юношей, тренирующих скоростно-силовые качества, выявлены также значимые корреляционные связи между физической работоспособностью и коэффициентом комплексной оценки обеспечения организма кислородом.
...
08 08 2026 6:29:35
Статья в формате PDF
97 KB...
07 08 2026 15:41:20
Статья в формате PDF
302 KB...
05 08 2026 10:32:24
Статья в формате PDF
115 KB...
04 08 2026 10:10:40
Статья в формате PDF
168 KB...
03 08 2026 5:33:27
Статья в формате PDF
282 KB...
02 08 2026 6:59:10
Статья в формате PDF
244 KB...
01 08 2026 7:13:54
Статья в формате PDF
121 KB...
31 07 2026 10:25:53
Изучено изменение количества эритроцитов и состояние их мембран при переезде студентов в новую местность и при адаптации к условиям обучения в вузе. Полученные результаты свидетельствуют о более выраженных качественных изменениях эритроцитов по сравнению с их количественным составом. Это выражается в изменении соотношении эритроцитов по стойкости: преобладание числа низкостойких эритроцитов у городских студентов и средне- и высокостойких – у приезжих, что является свидетельством большей выраженности компенсаторных реакций в группе приезжих студентов.
...
30 07 2026 0:46:44
Статья в формате PDF
108 KB...
29 07 2026 3:29:18
В данном исследовании приведены морфологические изменения в слизистой оболочке желудка при воздействии гипокинезии. Структурные изменение былы выявлены в слизистой оболочке.
...
28 07 2026 11:39:17
Статья в формате PDF
134 KB...
27 07 2026 3:23:26
Закладка двенадцатиперстной кишки имеет форму короткой дуги, она преобразуется в полукольцо при поперечном положении на рубеже 6-й – 7-й недель эмбриогенеза человека. У плодов эти состояния встречаются редко.
...
25 07 2026 11:55:43
В статье даётся оценка параметров экологической устойчивости 37 генотипов ячменя, выведенных в НИИСХ Северо-Востока, и 6 весенних сортов ячменя, районированных в Кировской области.
...
24 07 2026 20:25:10
Статья в формате PDF
123 KB...
21 07 2026 23:38:42
Статья в формате PDF
98 KB...
20 07 2026 3:55:40
Статья в формате PDF
185 KB...
19 07 2026 23:45:53
Статья в формате PDF
128 KB...
17 07 2026 18:33:14
Статья в формате PDF
103 KB...
16 07 2026 2:17:20
Статья в формате PDF
111 KB...
15 07 2026 6:43:50
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 ::
