Распределение мартенситных фаз в пластических зонах у вершины трещины при разрушении аустенитных сталей

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАРТЕНСИТНЫХ ФАЗ В ПЛАСТИЧЕСКИХ ЗОНАХ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ ПРИ РАЗРУШЕНИИ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ Клевцов Г. В., Клевцова Н. А.
Оренбургский государственный университет,
Оренбург, Россия
DISTRIBUTION OF MARTENSITIC PHASES IN PLASTIC ZONES AT THE CRACK TIP OF AUSTENITIC STEELS Klevtsov G. V, Klevtsova N. A.
Orenburg State University,
Orenburg, Russia
При разрушении метастабильных аустенитных сталей мартенситные превращения, протекающие под действием низких температур и пластической деформацией, оказывают существенное влияние на механические свойства данного класса сталей, затрудняя прогнозирование их поведения в конкретных условиях эксплуатации. Наиболее слабо изучены мартенситные превращения в пластических зонах у вершины распространяющихся трещин, хотя очевидно, что вклад, образующихся в данной области мартенситных фаз в кинетику и механизм разрушения аустенитных сталей должен быть существенным.
Целью настоящей работы является установление связи распределения мартенситных фаз под поверхностью изломов аустенитных сталей, полученных при различных видах нагружения с микромеханизмом разрушения данных сталей и локальным напряженным состоянием материала у вершины трещины.
В качестве исследуемых материалов использовали Fe-Ni-Ti, Fe-Ni-Cr-Тi, Fe-Mn-V, Fe-Cr-Mn и Mn аустенитные стали в закаленном и состаренном состоянии.
Образцы различной толщины и конфигурации испытывали при однократных (статическом, ударном, высокоскоростном импульсном) и циклическом видах нагружения в широком интервале температур от — 196 до 150 0С. Полученные изломы исследовали методом макро- и микрофрактографии. Глубину пластических зон под поверхностью изломов и структурные изменения материала в данных зонах определяли рентгеновским методом. Использовали метод послойного стравливания поверхности излома с последующим рентгенографированием его поверхности. Количество а- и s-мартенсита как на поверхности образцов, так и в пластических зонах под поверхностью изломов, определяли рентгеновским методом по интегральной интенсивности дифракционных линий (111) Ка у-фазы, (110) Ка а-фазы и (101) Ка s-фазы. Для определения локального напряженного состояния материала у вершины трещины использовали известный критерий hmax/t, где hmax — максимальная глубина пластической зоны, t — толщина образца.
В результате проведенных исследований установлено:
1. Характер распределения мартенситных фаз в пластических зонах не зависит от вида и скорости нагружения образцов из аустенитных сталей, однако связан с микромеханизмами разрушения и локальным напряженным состоянием материала у вершины трещины.
2. После разрушения образцов из аустенитных сталей на поверхности изломов возможно протекание мартенситных превращений, вызванных охлаждением поверхностных слоев металла после локального разогрева и изменением локального напряженного состояния материала в данных слоях. Причем, первый фактор доминирует при вязком разрушении в условиях плоского напряженного состояния (ПН), а второй — при хрупком или смешанном разрушениях в условиях, близких к плоской деформации (ПД).
3. Вблизи поверхности изломов, полученных в условиях ПД, обнаружены два вида а-мартенсита с различным периодом кристаллический решетки. Высказано предположение, что а-мартенсит с меньшим периодом решетки образовался в условиях ПД в момент прохождения трещины, а с большим периодом — в условиях ПН на свободных поверхностях изломов после похождения трещины.
4. Циклическое нагружение лучше инициирует мартенситные превращения в аустенитных сталях, чем однократные виды нагружения.
Работа представлена на юбилейную научную конференцию «Современные проблемы науки и образования», 5−6 декабря 2005 г., г. Москва. Поступила в редакцию 20. 11. 2005 г.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой