Квазипериодическое изменение микротвердости при циклическом нагружении конструкционных сталей

Авторы: Болотников А.И.
Опубликовано в выпуске: #10(27)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-10-384
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов
Ключевые слова: микротвердость, неразрушающий контроль, усталость, микротрещины, электросопротивление, вихревой ток, конструкционные стали, прочность
Опубликовано: 12.10.2018

Проведено статистическое исследование изменения микротвердости в процессе циклического нагружения конструкционных сталей на образцах из стали 20, стали 45 и 12Х18Н9Т. Рассчитаны значения зависимости среднего квадратичного отклонения микротвердости и коэффициента неоднородности структуры от относительной долговечности. Полученные статистические характеристики имеют нелинейный характер, что хорошо согласуется с определенными ранее изменениями физических свойств испытанных образцов. Построена зависимость числа трещин различной длины от относительного числа циклов нагружения. Полученные данные соотнесены с опубликованными ранее данными, в результате чего отмечено, что максимум микротвердости, а также статистических и физических параметров наблюдается при одном и том же значении относительной долговечности, соответствующем началу стадии слияния микротрещин.

Литература

[1] Bonder S.R., Baruch J. Determination of dislocation velocities and densities from the deformation waves of discontinuous yielding. J. Appl. Phys., 2003, vol. 43, no. 5, pp. 2092–2101.

[2] Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А. Физика макролокализации пластического течения. Новосибирск, Наука, 2008, 328 с.

[3] Panin V.E., Elsukova T.F., Angelova G.V. Wave pattern of fatigue crack propagation on the surface of polycrystalline aluminum subjected to cyclic deformation. Physical Mesomechanics, 2002, vol 5, no. 3, pp. 93–99.

[4] Крамаренко О.Ю., Куликовская О.В. Применение метода микротвердости при оценке усталостного повреждения. Заводская лаборатория, 1972, № 1, с. 80–85.

[5] Костецкий Б.И., Шевеля В.В., Маркевич К.В. Комплексное изучение основных стадий структурной повреждаемости при усталости некоторых сплавов на основе железа. Прочность металлов при циклических нагрузках. Материалы IV совещания. Москва, Наука, 1967, с. 82–87.

[6] Щипачев А.М., Пояркова Е.В. Влияние усталостной повреждаемости на твердость и внутреннюю накопленную энергию металла. Вестник УГАТУ, 2007. т. 9, № 6, с. 152–157.

[7] Ye D., Wang Zh. An approach to investigate pre-nucleation fatigue damage of cyclically loaded metals using Vickers microhardness tests. International Journal of Fatigue, 2001, vol. 23, no. 1, pp. 85–91.

[8] Ye D., Tong X., Yao L., Yin X. Fatigue hardening/softening behaviour investigated through Vickers microhardness measurement during high-cycle fatigue. Materials Chemistry and Physics, 1998, vol. 56, no. 3, pp. 199–204.

[9] Botvina L., Levin V., Soldatenkov A., Trunova V. Periodical changes in microhardness and physical properties of the low-carbon steel at cyclic loading. Abs. Int. Conf. on Structural Intergity and Durability, 2017, pp. 85–86.

[10] Романов А.Н. Проблемы материаловедения в механике деформирования и разрушения на стадии образования трещин. Часть 2. Структурная и деформационная неоднородность конструкционных материалов и рассредоточенное трещинообразование. Вестник научно-технического развития, 2014, № 1, с. 37–54.

[11] Suh C.M., Yuuki R., Kitagawa H. Fatigue microcracks in a low carbon steel. Fatigue Fracr. Engng Mater. Slruct., 1985, vol. 8, no. 2, pp. 193–203.