CC BY
11
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
20. Efremenko V.G., Chabak Yu.G., Brykov M.N. Kinetic parameters of secondary carbide precipitation in high-Cr white iron alloyed by Mn-Ni-Mo-V complex. Journal of Materials Engineering and Performance, 2012, vol. 22, no. 5, pp. 1378-1385.
Рецензент: В.А. Маслов
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 28.10.2016
УДК 621.785:669.15-194.2
© Ткаченко 1.Ф.1, Ткаченко Ф.К.2, Ткаченко К.1.3,
Мiрошнiченко В.1.4
ВПЛИВ Р1ВНОВАЖНО1 ДИСЛОКАЦ1ЙНО1 СУБСТРУКТУРИ НА МОРФОЛОГ1Ю СТРУКТУРНИХ СКЛАДОВИХ ПРИ ГЕТЕРОГЕННИХ ФАЗОВИХ ПЕРЕТВОРЕННЯХ У ПОЛ1КРИСТАЛ1ЧНИХ МЕТАЛЕВИХ
СПЛАВАХ
Виконано теоретичний аналiз впливу дислокацтних субмеж (ДС) в полiкристалiчних сплавах на формування гх мтроструктури тд час рiвноважних гетерогенних полi-морфних фазових перетворень. Розглянуто еволюцт внутршньог будови головнихрiз-новидiв ДС та вiдповiдних полiв пружних деформацт . З урахуванням викривлень кристалiчног гратки навколо розчинених атомiв, а також гхньог взаемоди з межами зерен (МЗ), показано утворення аналогiчних розподШв концентрацт хiмiчних елемен-тiв на ДС та МЗ з подальшим формуванням складових мтроструктури характерног морфологИ. Зроблено висновок про можливтть досягнення однорiдних просторових розподтв як атомiв розчинених елементiв, так i дисперсних структурних складових за оптимальних режимiв термiчног обробки. Головт висновки теоретичного аналiзу тдтверджено результатами металографiчних до^джень.
Ключовi слова: дислокацтт субмежi, поля пружних деформацт, просторовий розподш хiмiчних елементiв, мтроструктура.
Ткаченко И. Ф., Ткаченко Ф.К., Ткаченко К.И., Мирошниченко В.И. Влияние равновесной дислокационной субструктуры на морфологию структурных составляющих при гетерогенных фазовых превращениях в поликристаллических металлических сплавах. Выполнен теоретический анализ влияния дислокационных субграниц (ДС) в поликристаллических металлических сплавах на формирование их микроструктуры в процессе равновесных гетерогенных полиморфных фазовых превращений. Рассмотрена эволюция внутреннего строения основных типов ДС и соответствующих полей упругих деформаций в кристалле. Показано образование аналогичных распределений концентраций химических элементов на ДС и границах зерен с дальнейшим формированием составляющих микроструктуры характерной морфологии. Сделан вывод о возможности достижения однородных пространственных распределений как атомов растворенных элементов, так и дисперсных структурных составляющих при оптимальных режимах термической обработки. Основные выводы теоретического анализа подтверждаются результатами металлографических исследований. Ключевые слова: дислокационные субграницы, поля упругих деформаций, пространственное распределение химических элементов, микроструктура.
1 д-р техн. наук, професор, ДВНЗ «Приазовський державний техтчний утверситет», м. Марiуnоль, ift955@gmail. com
2 д-р техн. наук, м. Марiуполь
3 канд. техн. наук, м. Кшв, kostyantynt@gmail. com
4 асистент, ДВНЗ «Приазовський державний техтчний ушверситет», м. Марiуполь, vimasktp@ramber. ru
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
I.F. Tkachenko, F.K. Tkachenko, K.I. Tkachenko, V.I. Miroshnichenko. Influence of the equilibrium dislocation substructure on the structure component morphology in the heterogeneous phase transformations in polycrystalline metallic alloys. Theoretical analysis of the dislocation subgrain boundary (DSB) influence on the microstructure formation at the equilibrium heterogeneous polymorphic phase transformations in polycrystalline alloys has been carried out. Based on the dislocation structure of the DSB and its tendency of reaching equilibrium, evolution of the internal state for the various types of DSB (twisting and tilting) and corresponding elastic strain fields has been considered. Redistribution is shown to develop during the transformation of the crystal elastic energy from the twist to the tilt DSB formed, respectively, by screw and edge dislocations. Localization of the elastic energy on the tilt DSB in the equilibrium crystal state is shown due to the dislocation reactions development between screw dislocations within the corresponding mutually crossing arrays. Taking into account the crystalline lattice elastic distortions around solute atoms and interaction of the atoms with grain boundaries (GB), the analogous chemical element space distributions are shown to appear on DSB and GB. Forming of structure components of specific morphology resulting from the distributions is shown. The possibility to form homogeneous space distributions of atoms as well as dispersed structural constituents under optimal thermal treatment has been stated. Metallographic investigations were conducted using alloy steels of various chemical compositions. Main conclusions of the theoretical analysis have been confirmed by the experimental results.
Keywords: equilibrium dislocation substructure, elastic strain fields, space distribution of atoms, microstructure.
Постановка проблеми. Дислокацшш субмежi e невщ'емною складовою внутршньо! бу-дови будь яких кристалiв навггь у сташ теpмодинaмiчноl piBHOBara [1]. Як вщомо [1, 2], може юнувати два ДС: межi нахилу та межi кручення, що утворюються впорядковано роз-
ташованими масивами, вщповщно, крайових та гвинтових дислокацш. У випадку меж нахилу такий масив у стабшьному сташ являе собою дислокацшну «стшку», що складаеться з парале-льно оpieнтовaних в однш площиш крайових дислокацш. Характерною ознакою тако! «стшки» е наявнють далекоддачого поля значних пружних деформацш, потенщал якого е сумою вщпо-вщних потенцiaлiв окремих дислокацш [2]. Що стосуеться меж кручення, вщповщний дислока-цшний масив складаеться з двох нaбоpiв паралельних мiж собою гвинтових дислокацш, що пе-ретинають один одного. Максимальна стабшьнють вказано! сукупносп дислокацш досягаеться тшьки за умови утворення ними гексагонально! меpежi внаслщок дислокацшних реакцш мiж окремими дислокащями обох мaсивiв. Характерною ознакою тако! меpежi е вщсутнють далекоддачого поля пружних деформацш в оточуючих об'емах кристалу.
З урахуванням невщворотних пружних викривлень кристатчно! гратки навколо aтомiв розчинених елеменпв з викладеного вище випливае можливють одночасного розвитку двох процешв: утворення сегрегацш легуючих чи домшкових елеменпв на ДС певних piзновидiв, а також - змш внутршньо! будови ДС, що впливае на !х здатнють до утворення сегрегацш хiмiч-них елеменпв. Вочевидь, в залежносп вщ сшввщношення швидкостей вказаних процешв змь нюеться теpмодинaмiчнa стабшьнють окремих фаз в металевих сплавах, що мае суттевий вплив на формування !х мшроструктури. Кpiм того, важливою е роль ДС, як одного з piзновидiв де-фекпв кристатчно! будови, у процес зародження нових фаз в реальних кристалах [3]. Проте одночасний внесок ДС та сегрегацш хiмiчних елеменпв, що на них утворюються, у формування мшроструктури металевих сплaвiв не було дослщжено ш теоретично, нi експериментально.
Аналiз останшх дослiджень i публiкацiй. В pоботi [4] виконано aнaлiз процесу взаемо-ди елементiв впровадження з ДС нахилу в сталях та розраховано тривалють процесу формування вщповщних сегрегацш. Вплив сегрегацш хiмiчних елеменпв на процеси структуроутво-рення дослщжували [5] на пpиклaдi диспеpсiйно змщнених металевих сплaвiв. Виходячи з за-гальних положень теоpiй дефектiв кристатчно! будови та твердих pозчинiв впровадження, було визначено умови утворення piзних вapiaнтiв просторового pозподiлення частинок змщнюю-чих фаз та зон, вшьних вiд видiлень.
Мета роботи - виявити особливосп пpоцесiв зародження ново! фази у полшристатчних
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2016р. Серiя: Техшчш науки Вип. 33
ISSN 2225-6733
металевих сплавах на ДС в умовах утворення там сегрегацш елеменпв замщення та експери-ментально перевiрити результати теоретичного анатзу.
Викладення основного матер1алу. Теоретич-ний аналiз в роботi виконували стосовно подвшних полiкристалiчних сплавiв АВ, де А е елементом роз-чинником, що мае полiморфне фазове перетворення a-^-ß, В - розчинений елемент, що обмежуе область юнування високотемпературно! ß-фази, згiдно з дiаг-рамою рiвноваги, дiлянка яко! схематично показана на рис. 1. Вщповщно до мети роботи, розглянемо проце-си, що вщбуваються у полiкристалi, який складаеться з а- та ß-фаз тд час рiвноважного гетерогенного фазового перетворення: aA(B)^ßA(B) при Т = const за не-змшних зовнiшнiх параметрах. Рiвноважнi концентра-цп розчиненого компоненту В: СВра та СВ/ в а- та ß-фазах, вiдповiдно, можуть бути визначет, виходячи з дiаграми рiвноваги (рис. 1).
Обов'язковими процесами, що вщбуваються при зароджент та зростаннi кристатв ново! фази, е фор-мування та еволющя !х дислокацшно! субструктури. Як вiдомо [1, 2], вказаш процеси здiйснюються шляхом обмеженого множинного ковзання та атгшяцп окремих рухомих дислокацiй пiд впливом сил !х дале-коддачо! пружно! взаемоди, в результатi чого в окремих площинах утворюються групи («стш-ки») паралельних мiж собою прямих дислокацш одного знаку. За таких умов слщ очiкувати, в першу чергу, утворення груп паралельних гвинтових дислокацш, як мають найвищу рухли-вють за вказаним механiзмом внаслiдок вщсутносп в них суворо визначених площин ковзання. Суттево меншу швидкiсть вказаний процес мае у випадку крайових дислокацш внаслщок необ-хiдностi обмеженого розвитку процесу переповзання. Головними особливостями окремо! групи, що складаеться з паралельних гвинтових дислокацш, е високий рiвень пружних деформацш в оточуючих об'емах кристалу та !! вкрай висока мехашчна нестабiльнiсть [2]. У зв'язку з цим, на певному етат еволюцп дислокацiйно! субструктури утворюються дислокацшш мережi, якi включають в себе два набори прямих, паралельних мiж собою гвинтових дислокацш, розташо-ваних в однiй площиш, але разорiентованих на певний кут, що призводить до взаемного повороту двох частин одного кристалу. Характерними ознаками тако! дислокацшно! межi кручення е наявнiсть значного поля пружних деформацш в оточуючих об'емах кристалу, а також тдви-щена енерпя, що призводить до мехашчно! нестабiльностi розглянуто! мережi. Повна стабш-зацiя меж кручення вiдбуваеться тшьки в результатi утворення складовими дислокащями гек-сагональних конфiгурацiй внаслiдок дислокацшних реакцiй, що потребуе значно! термiчно! ак-тивац^.
Враховуючи той факт, що швидюсть ковзання дислокацiй в кристалах тд впливом ви-ключно далекоддачих пружних полiв набагато перевищуе швидкосп !х термiчно-активованого перемiщення (ковзання та переповзання) i наближуеться до швидкосп звуку, можна запропо-нувати наступну послщовнють розвитку процесiв еволюци дислокацiйно! субструктури, в за-лежносп вiд !х швидкостi, при формуванш структури сплаву в результатi рiвноважного гетерогенного фазового перетворення:
- утворення в результат множинного ковзання, тд впливом сил далекодiючо! взаемоди окремих дислокацш, iзольованих груп паралельно орiентованих в однiй площинi гвинтових дислокацш iз значними далекодiючими полями пружних деформацш;
- формування дислокацшних «мереж» iз тдвищеними полями пружних деформацш (не-стабiльних меж кручення) з таких, що попарно перетинаються, рашше утворених груп паралельних гвинтових дислокацш тд впливом далекоддачо! взаемоди мiж ними;
- утворення повшстю стабiльних меж кручення (без полiв пружних деформацiй) внаслi-док близькоддачо! взаемодi! (термiчно-активованих дислокацiйних реакцш) гвинтових дисло-кацiй рiзних груп;
Рис. 1 - Дшянка дiаграми рiвноваги сплаву АВ що розглядаеться
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
- формування дислокацшних меж нахилу iз значними оточуючими полями пружних де-фоpмaцiй шляхом утворення «стшок» з паралельних крайових дислокацш за учaстi теpмiчно-активованих процешв !х переповзання.
Враховуючи piвновaжний характер фазового перетворення, що розглядаеться, та вщсут-нiсть змiн зовшшшх пapaметpiв сплаву (мехашчно! роботи над полшристалом), слiд вважати незмiнною загальну щшьнють дислокaцiй у будь-якому кристат такого сплаву. Враховуючи те, що енерпя дислокaцiй зосереджена, переважно, у виглядi поля пружних дефоpмaцiй в межах всього кристалу, можна зробити висновок про збереження постшного piвня пружно! енерги в кpистaлi в процес формування його piвновaжно! мшроструктури. В той же час, тд впливом розглянутих вище пpоцесiв взаемоди дислокaцiй можливим е пеpеpозподiл пружно! енерги в межах кожного окремого кристалу.
Виходячи з викладеного, розглянута вище послiдовнiсть перебудови дислокацш-но! субструктури кристалу може бути шюст-рована за допомогою схеми, наведено! на рис. 2. На схемi показано чaсовi залежносп енеpгi! полiв пружних дефоpмaцiй, що утво-рюються навколо окремих груп дислокацш та дислокацшних субмеж (залежносп 1, 2, 3), а також - загальна енерпя пружного поля в кристат (залежнють 4). 3i схеми зокрема ви-пливае, що на початкових етапах (залеж-нiсть 1) формування piвновaжно! дислокацш-но! субструктури пружна енерпя кристалу е пов'язаною переважно з полями, яю виника-ють навколо «стшок» чи «мереж», що утво-рюються, вщповщно, окремими чи такими, що попарно перетинаються, масивами пара-лельних гвинтових дислокацш (нестабшьш ДС кручення). Тaкi нестабшьш ДС форму-ються, як вщомо, шляхом пеpемiщення цих дислокaцiй, яке вщбуваеться практично без учaстi теpмiчних флуктуaцiй, тобто, з висо-кою швидюстю, внaслiдок дaлекодiючо! взаемоди окремих гвинтових дислокaцiй. В подальшому, пiд дieю теpмiчних флуктуaцiй i тому з близькими сеpеднiми швидкостями (зaлежностi 2, 3), вiдбувaeться одночасне формування ста-бiльних ДС кручення з гексагональною конф^уращею складових дислокацш, а також - ДС нахилу, що складаються з груп паралельних крайових дислокацш. Вказаш процеси супроводжу-ються альтернативними змшами, тобто перерозподшом, енергш власних полiв далекоддачих напружень навколо цих ДС, що забезпечуе збереження незмшного piвня загально! пружно! енеpгi! кристалу (зaлежнiсть 4). Таким чином, на завершальному еташ еволюцi! мiкpостpуктуpи визначальну роль у забезпеченш незмiнного piвня пружно! енерги кристалу вiдiгpaють ДС нахилу з високими енерпями власних полiв пружних дефоpмaцiй, що входять до складу дислока-цiйно! субструктури разом зi стaбiльними ДС кручення, яю не мають вiдповiдних дaлекодiючих полiв.
Виходячи з вiдомих даних щодо взаемоди ДС, яю створюють далекоддачи поля пружних дефоpмaцiй в кристал^ з атомами розчинених елементiв, розподш !х концентpaцiй поблизу таких ДС можна змоделювати за допомогою схеми, наведено! на рис. 3. 3i схеми випливае, зокрема, що в загальному випадку, безпосередньо на ДС, внаслщок вщповщно! пружно! взаемоди, з часом вщбуваеться значне пщвищення концентрацш СВа та СВв : СВа > СВра, СВв > СВрв. Зокрема, можливою е ситуащя, коли СВв(а) > СВра, що згiдно дiaгpaми piвновaги (рис. 1) призведе до утворення нових кристатв а-фази. В той же час, поблизу ДС виникатимуть дшянки, збщнеш елементом В: СВа < СВра, СВв < СВрв. З часом, при Т = const, з наближенням до насичення ДС компонентом В його концентращя у збщнених зонах а-фази може досягти значень: СВа < СВрв. За таких умов, згiдно з дiaгpaмою piвновaги (рис. 1), виникатимуть новi кристали Р-фази. Роз-
Час
Рис. 2 - Схема перерозподшу енерги пружно! деформаци мiж складовими дислокацшно! субструктури в пpоцесi !! формування в крис-тaлi: (1) - «стшки» та «меpежi» з мaсивiв паралельних гвинтових дислокацш (нестабшьш ДС кручення), (2) - стабшьш ДС кручення, (3) - ДС нахилу, (4) - загальний piвень пружно! енерги кристалу
Серiя: TexHÍ4HÍ науки ISSN 2225-6733
мipи всiх вкaзaних нових крист^^в, вочевидь, поступово зpостaтимyть з таближенням ДС до стaнy нaсичення. Схеми мшроструктур, що утворюються внaслiдок розвитку розглянутих про-цесiв, нaведено та рис. 4.
L ДС +L -L ДС +L
Вщсгань В1Д ¿JC . L Вщсгань вщ ¿JC . L
а б
Рис. 3 - Схеми розподшв концентpaцiй розчиненого елементу В тавколо ДС в кри-стaлaх: a - а-фaзи; б - ß-фaзи
Рис. 4 - Схеми м^оструктур, що утворюються поблизу ДС aбо МЗ в сплaвi AB внaслiдок pозподiлy розчиненого елементу В вщповщно до схем, покaзaних нa рис. 3
Bpaховyючи схильшсть бiльшостi хiмiчних елементiв, що розчиняються в метaлевих сплaвaх, до утворення сегpегaцiй по межaх зерен (МЗ), слщ очiкyвaти розвитку aнaлогiчних процешв з утворенням вiдповiдних pозподiлiв концентpaцiй розчинених елементiв Ta в подaль-шому - кpистaлiв а- Ta ß-фaз поблизу МЗ [5]. Зпдно з [3], вaжливим додaтковим фaктоpом, що визнaчae pозподiл зapодкiв ново1' фaзи зa потенцiйними мiсцями 1'х утворення - МЗ чи ДС, e темпеpaтypa. Звiдси випливae можливють подpiбнення Ta одноpiдного pозподiлення крист^^в ново1' фaзи в мiкpостpyктypi пол^ри^^тв шляхом створення пiд чaс термообробки умов для фоpмyвaння сегpегaцiй розчинених елеменнв нa ДС в об'eмi зерен почaтковоï фaзи з подaль-шим утворенням зapодкiв ново1' фaзи як нa МЗ, тaк i та ДС, в об'eмi зерен сгаро1' фaзи вщповщ-но до схем, таведених нa рис. 4. Окремий Ta сумюний вплив МЗ Ta ДС та фоpмyвaння мшро-структури мaло-пеpлiтовоï низьколеговaноï стaлi шюструють рис. 5a Ta 5б.
Розглядaючи paзом щойно визнaченi особливостi розвитку фaзових перетворень поблизу Ta безпосередньо та ДС, як мaють дaлекодiючi поля пружних дефоpмaцiй (див. рис. 3), a тaкож процеси еволюци сaмоï дислокaцiйноï субструктури (див. рис. 2), можта зробити нaстyпнi ви-сновки щодо етaпiв фоpмyвaння piвновaжноï мiкpостpyктypи полiкpистaлiчних сплaвiв з дис-локaцiйною субструктурою:
- нa почaтковомy етaпi утворення кpистaлiв ново1' фaзи слiд очiкyвaти в локaльних об'eмaх поблизу iзольовaних груп пapaлельних гвинтових дислокaцiй Ta нестaбiльних меж кручення;
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-б7ЗЗ
- переxiдний етап вiдповiдаe одночасномy yтворенню новиx кристалiв на ДС вж юную-чиx рiзновидiв
- на завершальномy етапi новi кристали утворюються переважно по6лизу ДС на^лу.
е ж з
x2S0
Рис. б - Етапи еволюци мiкрострyктyр, що спостерiгаються в легованиx сталяx рiз-ного xiмiчного складу: а, б - низько вyглецевиx; в-д - середньо вyглецевиx; е-з -заевтектоïдниx; а, в, е - початковий етап; б, г, ж - промiжний етап; д, з - заверша-льний етап
Серiя: TexHÏ4HÏ науки ISSN 2225-6733
Експериментальна nepeBipKa висновюв зробленого аналiзу виконувалась шляхом метало-графiчних дослiджень зразюв доевтектощних та заевтектощних сталей пiсля TepMi4HOÏ обробки за режимами, що забезпечують pi3Hi умови для зародження новоï фази на ДС [3]. На рис. 5 наведено характерш дшянки мшроструктур на рiзних етапах ïx формування для деяких сталей. Звертае на себе увагу наявнiсть у складi мiкроструктур, що експериментально спостериаються, таких компонентiв, якi вiдповiдають схемам, показаним на рис. 4, що тдтверджуе висновки проведеного теоретичного анатзу.
Висновки
1. Виходячи з особливостей внутрiшньоï будови полiв пружних деформацш навколо ДС та ïx еволюцп при гетерогенних дифузiйниx фазових перетвореннях, проаналiзовано одночас-ний внесок ДС, МЗ та сегрегацш xiмiчниx елементсв, що на них утворюються, у формування мшроструктури металевих полiкристалiчниx сплавiв.
2. Базуючись на вiдомиx закономiрностяx перемiщення та взаемодiï гвинтових та крайо-вих дислокацiй, показано, що в процес еволюцiï дислокацiйноï субструктури пiд час рiвноваж-ного полiморфного фазового перетворення при Т = const, вщбуваеться перерозподiл енергiï пружноï деформацiï кристалу вiд ДС кручення до ДС нахилу.
3. З урахуванням взаемодiï атомiв, розчинених в кристат елементiв з ДС, яю створюють поля пружних деформацiй, а також - з високо-кутовими МЗ, проаналiзовано розподш ïx конце-нтрацш поблизу таких тривимiрниx дефектiв кристалiчноï будови i теоретично показано мож-ливостi формування певних складових мшроструктури xарактерноï морфологiï та однорiдного ïx просторового розподшу.
4. Металографiчнi дослщження засвiдчили наявнiсть у складi мшроструктур, якi експериментально спостерiгаються у сталях рiзного xiмiчного складу, таких складових, як вщповь дають результатам виконаного теоретичного аналiзу.
Перелiк використаних джерел:
1. Christian J.W. The theory of transformations in metals and alloys. Part 1. / J.W. Christian. - London, Pergamon Press, 1975. - 786 p.
2. Subgrain formation during deformation: physical origin and consequences / R. Sedlasek, W. Blum, J. Kratochvil, S. Forest // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2001. -Vol. 32A, no. 1. - Р. 21-30.
3. Scientific work. Some features of the heterogeneous diffusive nucleation and their use to form new type microstructures and eliminate chemical nonuniformities in bulk industrial product made of alloy structural steels / I.F.Tkachenko, K.I. Tkachenko, V.I. Miroshnichenko. - Свщоцтво № 68323 вщ 25.10.2016.
4. Ткаченко 1.Ф. Розвиток наукових i методолопчних основ прогнозування i оптимiзацiï скла-дiв i технологш термiчного змщнення комплексно-легованих сталей : автореф. дис. ...д-ра техн. наук : 05.16.01 / 1.Ф. Ткаченко; Призов. держ. техн. ун-т. - Mарiуполь, 2007. - 40 с.
5. Martin J. Micromechanisms in particle hardened alloys / J. Martin. - Cambrige, Cambrige Univ. Press, 1980. - 167 p.
References:
1. Christian J.W. The theory of transformations in metals and alloys. Part 1. London, Pergamon Press Publ., 1975. 786 p.
2. Sedlasek R., Blum W., Kratochvil J., Forest S. Subgrain formation during deformation: physical origin and consequences. Metallurgical and Materials Transactions A, 2001, vol. 32A, no. 1, pp. 21-30.
3. Tkachenko I.F., Tkachenko K.I., Miroshnichenko V.I. Scientific work «Some features of the heterogeneous diffusive nucleation and their use to form new type microstructures and eliminate chemical nonuniformities in bulk industrial product made of alloy structural steels». Certificate about registration no. 68903, 2016. (Ukr.)
4. Tkachenko I.F. Rozvitok naukovikh i metodologichnikh osnov prognozuvannia i optimizatsiï skladiv i tekhnologii termichnogo zmitsnennia kompleksno-legovanikh stalei. Avtoref. diss. dokt. techn. nauk [Development of scientific and methodological bases of forecasting and optimization
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2016р. Серiя: TexHÏ4HÏ науки Вип. 33
ISSN 2225-6733
for compositions and heat treatment technologies of multi-component alloy steels. Thesis of doct. tech. sci. diss.]. Mariupol, 2007. 40 p. 5. Martin J. Micromechanisms in particle hardened alloys. Cambrige, Cambrige Univ. Press Publ., 1980. 167 p.
Рецензент: Л.С. Малшов
д-р техн. наук, проф., ДВНЗ «ПДТУ»
Стаття надшшла 28.10.2016
УДK 669.14.018.28:621.642.2
© Белосточный А.В.1, Солошенко П.В.2, Григорьева М.А.3, Савенков С.В.4
ДЕГРАДАЦИЯ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ЦЕЛЬНОМЕТАЛЛИЧЕОТИХ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ
Э^ПЛУАТАЦИИ
Исследованы механические свойства и структура металла цельнометаллических газовых баллонов из среднеуглеродистой стали после различной продолжительности их эксплуатации. Показано, что продолжительность эксплуатации не оказывает существенного влияния на уровень прочностных характеристик металла сосудов, но приводит к некоторому снижению пластических свойств и значительному снижению ударной вязкости. Установлено, что проявление деградации ударной вязкости наблюдается после эксплуатации сосудов в течение 25-30 лет. Выявлено различие характера температурной зависимости ударной вязкости металла баллонов от продолжительности их эксплуатации при испытании образцов типов Менаже и Шарпи.
Ключевые слова: баллон, продолжительность эксплуатации, деградация свойств, ударная вязкость металла.
БЫосточний A.B., Солошенко П.В., Григор'ева М.О., Савенков C.B. Деградаця властивостей металу суцЫьнометалевих посудин, що працюють nid тиском, при тривалш експлуатаци. До^джет мехатчт властивостi та структура металу суцтьнометалевих газових балотв iз середньовуглецевог' сталi тсля експлуатаци рiзноï тривалостi. Показано, що тривалiсть експлуатацИ' не надае суттево-го впливу на рiвень мiцностi металу посудин, але призводить до деякого зниження пластичних властивостей i значному зниженню ударног' в'язкостi. Встановлено, що прояв деградацИ' ударно1' в'язкостi спостерiгаеться тсля тривалостi експлуатацИ' посудин на протязi 25-30 роюв. Виявлена вiдмiннiсть характеру температу-рно1' залежностi ударно1' в'язкостi металу балотв вiд тривалостi ïх експлуатацИ' при випробуванн зразюв типу Менаже та Шарт.
Kлючовi слова: балон, тривалiсть експлуатацИ, деградащя властивостей, ударна в'язюсть металу.
A. V. Belostochnyy, P. V. Soloshenko, M. O. Grigorieva, S. V. Savenkov. The degradation of metal vessels properties working under pressure during a long term use. Mechanical properties and metal structure of all-metal gas tanks made of medium-carbon steel after
1 техн. эксперт, вед. инженер, ЧАО «Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича», г. Мариуполь, andrey. belostochnyy@ilyichsteel. com
2 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
3 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь
4 ст. научн. сотр., ГП «Научно-исследовательский трубный институт», г. Днепр
