ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ СТАЛИ 38ХН3МФА

Представлена перспективная методика неразрушающего контроля критического коэффициента интенсивности напряжений (K_1c) для конструкционной марки стали 38ХН3МФА после различных режимов термической обработки. Метод основан на ультразвуковом сканировании и механических испытаниях термоупрочненных образцов из стали 38ХН3МФА после закалки от 850 °C и отпуска в широком интервале температур — 200, 400, 500, 580, 620 °C. Получены новые корреляционные зависимости между скоростью продольных и поперечных упругих волн и механическими свойствами стали, включая значения критического коэффициента интенсивности напряжений конструкций. Предложенная модель, объясняющая изменение акустических характеристик стали 38ХН3МФА на основе фазовых изменений, протекающих в структуре во время отпуска, позволит проводить подобные исследования для других режимов термической обработки и других марок сталей. В предложенном методе коэффициент K_1c определяется без разрушения целостности конструкций. При этом отклонение расчетных значений критического коэффициента интенсивности напряжений, полученных по данным акустических измерений, от экспериментальных данных не превышает 7,5 %. Представленный метод существенно снижает временные затраты, а также трудозатраты по определению механических характеристик на образцах и готовых изделиях из стали 38ХН3МФА, поскольку исплючает изготовление образцов и проведение испытаний. Разработанная методика может быть предложена для внедрения в производство как основная или дополнительная для оценки механических параметров материала после различных режимов термической обработки.

неразрушающий контроль, акустические параметры, трещиностойкость, термическая обработка, мартенсит, отпуск, механические свойства, фазовые превращения

1. Ботаки А. А., Ульянов В. Л., Шарко А. В. Ультразвуковой контроль прочностных свойств конструкционных материалов. — М.: Машиностроение, 1983. — 79 с.

2. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. — М.: Мир, 1972. — 308 с.

3. Мишакин В. В., Клюшников В. А., Гончар А. В. Связь энергии деформации с коэффициентом Пуассона при циклическом нагружении аустенитной стали / ЖТФ. 2015. Т. 85. Вып. 5. С. 32 – 36.

4. Бернштейн М. Л., Рахштадт А. Г. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. Т. 1. — М.: Металлургия, 1983. — 368 с.

5. Гуляев А. П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.

6. Стародубов К. Ф. Процессы, происходящие при отпуске. — М.: Профиздат, 1960. — 32 с.

7. Гольштейн М. И., Литвинов В. С., Бронфин Б. М. Металлофизика высокопрочных сплавов. — М.: Металлургия, 1986. — 321 с.

8. Валиев Р. З., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. — М.: Логос, 2000. — 272 с.

9. Курдюмов Г. В. Явления закалки и отпуска стали. — М.: Металлургиздат, 1960. — 64 с.

10. Voight W. Lehrbuch der Kristallphusik. — Berlin: Teubner, 1928. — 625 p.

11. Reuss A. Berechnung der Fliebgrenze von Mischkristallen auf Grund der Plastizitatsbedingung fur Einkristalle / Zs. angew. Math, und Mech. 1929. Bd. 9. N 1. P. 49 – 58.