Оценка энергетических параметров разрушения в ходе испытаний падающим грузом на основе анализа геометрии образов

Д.Е. Капуткин ORCID logo , Л.М. Капуткина, А.И. Абакумов, Т.С. Есиев показать трудоустройства и электронную почту
Получена 17 апреля 2020; Принята 03 июня 2020;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Д.Е. Капуткин, Л.М. Капуткина, А.И. Абакумов, Т.С. Есиев. Оценка энергетических параметров разрушения в ходе испытаний падающим грузом на основе анализа геометрии образов. Письма о материалах. 2020. Т.10. №3. С.340-344
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-3-340-344

Аннотация

The summary energy expenditures for deformation of specimens of pipe steel of strength class X80 were determined basing on experimentally measured geometry of the 3D images of fractured specimens.Инструментированные испытания падающим грузом позволяют определить работу разрушения образца. Эта работа монотонно, но нелинейно увеличивается с повышением температуры испытаний, то есть с ростом ударной вязкости материала образца. Однако, часть указанной работы затрачивается на процессы, напрямую не связанные со свойствами материала (например, трение и т. п.). В настоящей статье суммарные затраты энергии на деформацию образцов трубной стали категории прочности X80 были определены из экспериментально измеренной геометрии 3D образов образцов и кривых растяжения исследованной стали с поправками на скорость растяжения. В верхней половине образца, где деформации растяжения предшествует сжатие общая пластическая деформация была рассчитана как сумма сжатия и растяжения. Энергия упругой деформации во всех случаях составляла 1÷ 5 % от общей энергии деформации (AD). Повышение температуры испытаний приводит к монотонному, но нелинейному увеличению AD от 7.5 кДж при –67°C (хрупкое разрушение) к 15 кДж при –40°C (смешанное разрушение) и вплоть до 17 кДж при +20°C (вязкое разрушение). Следовательно, AD сильно чувствительна к переходу от хрупкого к смешанному разрушению и слабо чувствительна к переходу от смешанного к вязкому разрушению. Отношение AD к работе разрушения образца равно около 100 % для хрупкого разрушения, >70 % для смешанного разрушения и <70 % для вязкого разрушения. Таким образом, это отношение может использоваться как показатель типа разрушения.

Ссылки (18)

1. GOST 30456-97. Metal products. Sheet metal and steel pipes. Impact bending test methods (1997). (in Russian) [ГОСТ 30456-97. Металлопродукция. Прокат листовой и трубы стальные. Методы испытания на ударный изгиб (1997).].
2. ASTM E436. Standard test method for Drop-Weight Tear Tests of Ferritic Steels (2014).
3. API 5L3-96 (2003). Recommended Practice for Conducting Drop-Weight Tear Tests on Line Pipe. Second Edition (2003).
4. BS EN 10274:1999. Metallic Materials Drop Weight Tear Tests (1999).
5. V. S. Vakhrusheva, E. A. Grimalovskaya. Metaloznavstvo ta Termichna obrobka metaliv. 3, 11 (2015). (in Russian) [В.С. Вахрушева, Е.А. Грималовская. Металознавство та термiчна обробка металiв. 3, 11 (2015).].
6. Yu. I. Pashkov, Yu. V. Bezgans. Vestnik YuUrGU. Ser. “Metallurgya”. 15 (1), 113 (2015). (in Russian) [Ю.И. Пашков, Ю.В. Безганс. Вестник ЮУрГУ. Сер. «Металлургия». 15 (1), 113 (2015).].
7. G. M. McClure, A. R. Duffy, R. J. Eiber. Trans. ASME. B. 87 (3), 265 (1965). Crossref
8. R.J. Eiber, A.R. Duffy, G.M. McClure. Significance of the Drop-Weight Tear Test and Charpy V-Notch Impact Test Results. In: Impact Testing of Metals. ASTM Special Technical Publication, Philadelphia, ASTM (1970) pp. 181-191. Crossref
9. Certificate of authorship SU 714223 A1, 05.02.1980. (in Russian) [Авт. свид. СССР SU 714223 A1, 05.02.1980.].
10. I. V. Ushakov, V. A. Feodorov, I. J. Permyakova. Proc. SPIE. The international Society for Optical Engineering. 5127, 246 (2002). Crossref
11. I. V. Ushakov. Proc. SPIE - The International Society for Optical Engineering. 6597, 659714 (2007). Crossref
12. Certificate of authorship SU 767616 A1, 30.09.1980. (in Russian) [Авт. свид. СССР SU 767616 A1, 30.09.1980.].
13. N. Osborne. M. Bergsten. Advanced Materials and Processes. 167 (2), 26 (2009).
14. M. A. Stremel’, A. B. Arabei, A. G. Glebov, I. Yu. Pyshmintsev, T. S. Esiev, A. I. Abakumov. Russian Metallurgy (Metally). 4, 411 (2018). Crossref
15. M.A. Shtremel. Laboratory practicum on course of “Metal Physics”. P. 1. Moscow, MISiS (1969) 81 p. (in Russian) [М.А. Штремель. Лабораторный практикум по спецкурсу «Прочность сплавов». Ч.1. Москва, МИСиС (1969) 81 с.].
16. GOST 1497-84. Metals. Methods for tensile tests (1984). (in Russian) [ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение (1984).].
17. M. A. Shtremel. Fracture. V. 1. Moscow, MISiS publ. (2015) 670 p. (in Russian) [М. А. Штремель. Разрушение. Том 1. Москва, МИСиС (2015) 670 с.].
18. M. L. Bernshtein, V. A. Zaymovskiy. Mechanical properties of metals. Moscow, Metallurgiya (1979) 495 p. (in Russian) [М. Л. Бернштейн, В. А. Займовский. Механические свойства металлов. Москва, Металлургия (1979) 495 с.].

Другие статьи на эту тему