Научный журнал

Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159

ИФ РИНЦ = 0,425

• Авторы
• Файлы
• Литература

Волоконский М.В. 1 Мишин В.М. 1

---

1 Северо-Кавказский федеральный университет (СКФУ)

Статья в формате PDF

2522 KB

1. Волоконский М.В., Мишин В.М. Оценка прочности границ зерен стали, ослабленных фосфором и остаточными микронапряжениями // Современные наукоемкие технологии.- 2013. – №3. – С. 104-105.

2. Красовский А.Я. Критическая температура хрупкости как мера трещиностойкости сталей // Проблемы прочности. – 1985. – № 10. – С. 89-95.

3. Мишин В.М., Сибилев А.Н. Критерий хладноломкости стальных деталей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2011. – №11. –С.102.

4. Мишин В.М., Филиппов Г.А. Разделение влияния прочностных и деформационных факторов на критическую температуру хрупкости стали // Деформация и разрушение материалов. – 2007. – №6. – С. 37-43.

5. Нотт Д.Ф. Основы механики разрушения /Пер. с англ./. М.: Металлургия, 1978. – 256 с.

6. Mishin V.M., Kislyuk I.V., Sarrak V.I. Correlation of a critical brittlement temperature with geometry of the stress concentrator and loading velocity // Strength of materials. – 1991. №12. P. 35-38.

7. Mishin V.M., Kislyuk I.V., Sarrak V.I. Link of the critical temperature of brittleness with the geometry of the stress concentrator and loading rate // Strength of materials. – 1992. Vol.23. №12. P. 1303-1308.

Полагали, что применение подходов структурной микромеханики разрушения [3,5,7] позволит установить закономерности зарождения и развития трещины в порошковой стали в зависимости от её пористости и температуры испытаний [2,4].

Цель работы – установить зависимость характеристик локального разрушения порошковых легированных сталей от различной степени пористости при понижении температуры испытаний.

Исследования проводили на стали, полученной в результате спекания частично-легированного порошка (0,013 % C; 4,02 % Ni; 0,53 % Mo; 1,49 % Cu; 0,007 S; 0,009 % P; 0,158 % O). Микроструктура спеченных сталей представляет собой смесь упрочняющих составляющих (бейнита и мартенсита), окруженных пластичным и вязким остаточным аустенитом, расположенным, в основном, в области межчастичных границ. Закалку, с целью предотвращения растрескивания, проводили в масло. Температура отпуска составляла 600 ºС. Проводили испытания образцов типа Шарпи с надрезами, а также с предварительно выращенными усталостными трещинами сосредоточенным изгибом и цилиндрических образцов диаметром 5 мм из порошковой стали с различной степенью пористости 9,8 – 30  % в диапазоне температур 77 – 293 К. Определяли критические коэффициенты интенсивности напряжений (sF) и сопротивление микросколу (sF) при различных температурах испытания и для различной степени пористости. Расчет сопротивления микросколу (sF) осуществляли с помощью метода конечных элементов [1].

Было установлено, что понижение температуры испытаний порошковой стали повышает сопротивление микросколу (sF), то есть локальное напряжение зарождения трещины, а повышение пористости от 9,8 – 30  % ведет к снижению уровня сопротивления микросколу (sF). В то же время известно, что сопротивление микросколу (sF) для сталей практически не зависит от температуры испытаний [3-5]. Таким образом, имеет место существенное отличие поведения порошковой стали от обычных сталей при хрупком разрушении, заключающееся в повышении сопротивления микросколу (sF) с понижением температуры испытаний.

Понижение температуры от 20º до –25 ºС приводит к резкому снижению критического коэффициента интенсивности напряжений sF. Дальнейшее понижение температуры испытаний до – 93 ºС не изменяет величины KIc для пористости 9,8–30 %. Поскольку критический коэффициент интенсивности напряжений характеризует сопротивление трещины ее развитию, следовательно в диапазоне температур –193ºС – –25ºC условия перехода трещины к катастрофическому росту не зависят от температуры. Увеличение пористости порошковой стали как при комнатной так и при температуре –193ºС приводит к снижению критического коэффициента интенсивности напряжений.

Таким образом, установлены основные закономерности влияния степени пористости и температуры испытаний на процессы локального разрушения (зарождения микротрещины) – сопротивление микросколу (σF) и сопротивление трещины ее развитию порошковых легированных сталей. Показано, что имеет место существенное отличие поведения порошковой стали от обычных сталей при хрупком разрушении, заключающееся в повышении сопротивления микросколу (σF) с понижением температуры испытаний.

Библиографическая ссылка