Измерение характеристик текстуры конструкционной стали 15ЮТА акустическим методом при усталостном разрушении

Представлены результаты исследования изменения текстуры и коэффициентов Пуассона конструкционной стали 15ЮТА при усталостном разрушении в области многоцикловой усталости ультразвуковым эхо-импульсным методом. Используя объемные упругие волны и прецизионное измерение времени их распространения, получили значения коэффициентов функции распределения ориентировок и на основе которых строили полюсные фигуры. В качестве параметра, характеризующего остроту текстуры, использовали отношение интенсивностей в центре полюсной фигуры и в точке, отстоящей от центра на 45° вдоль направления прокатки. Установили, что изменение остроты текстуры связано с процессами развития микропластических деформаций и накопления микроповреждений. Изменение остроты текстуры в зависимости от количества циклов нагружения носит немонотонный характер. На начальном (первом) этапе нагружения наблюдали рост остроты, что можно объяснить развитием микродеформаций по наиболее благоприятно ориентированным плоскостям скольжения. На втором — уменьшение, что связано с рассеянием текстуры при повышении плотности микродефектов в процессе разрушения сплава. Параметр, характеризующий остроту текстуры, можно использовать как индикатор предразрушения при мониторинге материала конструкции ультразвуковым методом.

1. Мишакин В. В., Клюшников В. А., Гончар А. В. Связь энергии деформации с коэффициентом Пуассона при циклическом нагружении аустенитной стали / Журнал технической физики. 2015. Т. 85. № 5. С. 32 – 36.

2. Гончар А. В., Мишакин В. В., Клюшников В. А., Курашкин К. В. Изменение упругих характеристик метастабильной аустенитной стали при циклическом деформировании / Журнал технической физики. 2017. Т. 87. № 4. С. 518 – 521.

3. Гончар А. В., Руденко А. Л., Мишакин В. В. Использование акустического и оптического методов неразрушающего контроля для исследования усталостного разрушения сталей до образования макротрещины / Деформация и разрушение материалов. 2012. № 7. С. 37 – 42.

4. Панин В. Е., Лихачев В. А., Гриняев Ю. В. Структурные уровни деформации твердых тел. — Новосибирск: Наука, 1985. — 230 с.

5. Allen D., Sayers C. The measurement of residual stress in textured steel using an ultrasonic velocity combinations technique / Ultrasonics. 1984. Vol. 22. P. 179 – 188.

6. Hirao M., Aoki K., Fukuoka K. Texture of polycrystalline metals characterized by ultrasonic velocity measurements / J. Acoust. Soc. Am. 1987. N 81(5). P. 1434 – 1440.

7. Sayers C. M. Ultrasonic velocities in anisotropic polycrystalline aggregates / Appl. Phys. 1982. Vol. 15. P. 2157 – 2167.

8. Серебряный В. Н. Количественная оценка текстуры стальных листов с помощью ультразвуковых объемных волн / Заводская лаборатория. 1994. Т. 60. № 4. С. 29 – 34.

9. Bunge H. J. Three-dimensional texture analysis / International Materials Review. 1987. Vol. 32. P. 265 – 291.

10. ГОСТ 25.502–79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 25 с.