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
111 KB...
11 11 2026 13:35:37
Статья в формате PDF
91 KB...
09 11 2026 16:41:31
Статья в формате PDF
118 KB...
06 11 2026 15:31:47
Исследованы вопросы влияния давления, относительной влажности и температуры атмосферы на давление воздуха в шине 175/70R13 легкового автомобиля ВАЗ на основании данных ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» по постам (станциям) о температуре воздуха, относительной влажности и атмосферном давлении на уровне станции по природно – климатическим поясам России. Вопросы влияния климатических хаpaктеристик на давление в автомобильных шинах рассмотрены для летнего периода, который является наиболее нагруженным в году периодом в плане эксплуатации автомобиля. Исследования выполнены методом случайной выборки с использованием данных срочных наблюдений по постам Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Изменения давления в шине в течение рабочей смены значительно влияют на управляемость, надежность и экономическую эффективность эксплуатации автотрaнcпорта.
...
05 11 2026 19:27:17
Статья в формате PDF
117 KB...
04 11 2026 23:32:33
Химическая подготовка студентов медицинского вуза в значительной степени влияет на качество медицинского образования. Модульная структура курса общей химии для медиков, методическая система обучения, предложенные и внедренные на кафедре общей химии Кубанской государственной медицинской академии, позволяют создать условия для того, чтобы общая химия играла значимую роль в подготовке высококвалифицированного врача, в развитии и воспитании личности будущего медика.
...
03 11 2026 9:44:11
Статья посвящена экспериментальному исследованию по разработке технологии приготовления хлеба повышенной биологической ценности на основе биоактивированных семян нута. В ходе исследований были определены рациональные режимы проращивания семян нута, исследованы их химический состав и ферментативная активность; разработана технология хлебобулочных изделий на основе измельченных биоактивированных семян нута; составлен аппаратурно-технологический участок приготовления теста.
...
02 11 2026 9:45:35
Статья в формате PDF
143 KB...
01 11 2026 9:22:28
Статья в формате PDF
90 KB...
31 10 2026 12:31:38
Статья в формате PDF
262 KB...
30 10 2026 0:44:37
Статья в формате PDF
127 KB...
29 10 2026 16:14:18
Статья в формате PDF
72 KB...
28 10 2026 7:32:24
Статья в формате PDF
116 KB...
27 10 2026 3:23:42
Статья в формате PDF
290 KB...
26 10 2026 20:44:30
Статья в формате PDF
342 KB...
25 10 2026 18:59:10
Статья в формате PDF
106 KB...
24 10 2026 18:29:31
Статья в формате PDF
79 KB...
22 10 2026 23:47:46
Развивающиеся при гипертонической болезни сосудистые поражения находят свое продолжение в изменении кровотока и эндометрии и плаценты, что наиболее остро проявляется при сочетании с гестозом. Данные изменения наблюдаются в виде развития склероза, фибриноидного некроза, нарушения кровообращения (полнокровие, стаз, кровоизлияния, тромбоз), деструкции ультраструктур. Все это приводит к развитию маточно-фетоплацентарной сосудистой недостаточности и сопровождается крайне напряженным состоянием гомеостаза плода.
...
21 10 2026 7:52:29
Статья в формате PDF
115 KB...
20 10 2026 11:17:51
Статья в формате PDF
113 KB...
19 10 2026 14:18:38
В работе впервые приведены сведения об ассоциации полиморфного ДНК – локуса 256A/G гена переносчика дофамина SLC6A3 и уровней дофамина с повышенной тревожностью крыс с генотипом А2/А2 по локусу TAG 1A DRD2.
...
18 10 2026 19:48:40
Статья в формате PDF
221 KB...
17 10 2026 0:54:16
Статья в формате PDF
174 KB...
16 10 2026 0:48:11
Статья в формате PDF
115 KB...
15 10 2026 20:29:41
В статье рассматриваются проблемы атрофических изменений влагалища у женщин в состоянии тотальной овариэктомии и медикаментозной супрессии яичников. Изучается влияние оперативных и химиолучевых методов лечения paка тела и шейки матки на выраженность влагалищных атрофий. Уровень постовариэктомических нарушений во влагалище изучается при помощи маркера пролиферации Ki 67. Степень вариабельности маркера определяется как предиктор влагалищных атрофий.
...
13 10 2026 12:19:29
В статье авторами рассмотрены региональные особенности социальной защиты ветеранов, инвалидов и пожилых граждан, в частности, меры социальной поддержки и социальное обслуживание.
...
11 10 2026 6:26:40
Статья в формате PDF
98 KB...
10 10 2026 4:32:44
У плодов человека 10-12 нед обнаружено формирование левых яремных лимфатических стволов. Медиальный ствол спускается к грудному протоку около трахеи и пищевода. Поперечный латеральный ствол выходит из воротного синуса крупного нижнего глубокого латерального шейного лимфатического узла, расположенного на месте медиального отрога яремного лимфатического мешка, проходит позади блуждающего нерва и общей сонной артерии и впадает в начало шейной части грудного протока.
...
09 10 2026 14:59:58
Статья в формате PDF
110 KB...
07 10 2026 7:14:10
Статья в формате PDF
86 KB...
06 10 2026 4:19:36
Статья в формате PDF
216 KB...
05 10 2026 15:46:36
Статья в формате PDF
112 KB...
03 10 2026 2:19:29
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 ::
