Характеристики кривых ударного нагружения и их взаимосвязь с параметрами излома образцов стали 32Г2Р

В.А. Хотинов ORCID logo , А.Б. Овсянников, А.А. Андреев, В.М. Фарбер показать трудоустройства и электронную почту
Получена 28 сентября 2021; Принята 16 ноября 2021;
Цитирование: В.А. Хотинов, А.Б. Овсянников, А.А. Андреев, В.М. Фарбер. Характеристики кривых ударного нагружения и их взаимосвязь с параметрами излома образцов стали 32Г2Р. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.514-518
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-514-518

Аннотация

Совместным анализом инструментированных кривых ударного нагружения и изломов образцов Шарпи проведена оценка характеристик вязко-хрупкого перехода стали 32Г2Р в различных структурно-фазовых состояниях. На кривых ударного нагружения выделены периоды распространения трещины, соответствующие разным зонам в изломе.Испытания на ударный изгиб являются обязательными для широкого круга изделий из конструкционных сталей для оценки необходимого ресурса и безопасности эксплуатации. Особенно актуальным данное испытание является для изделий, предназначенных для эксплуатации в климатических районах с холодным климатом, поскольку позволяет определить температурный интервал вязко-хрупкого перехода. При этом в зависимости от структурно-фазового состояния металла вид сериальной кривой ударной вязкости и ее положение на температурной оси могут существенно отличаться: для вязких материалов температурный диапазон вязко-хрупкого перехода смещен в сторону сверхнизких отрицательных температур, тогда как для материалов в охрупченном состоянии он лежит в области более высоких температур. Совместным анализом инструментированных кривых ударного нагружения и изломов образцов Шарпи проведена оценка характеристик вязко-хрупкого перехода стали 32Г2Р в различных структурно-фазовых состояниях (после нормализации и термоулучшения). На ниспадающей ветви кривых ударного нагружения выделены периоды, соответствующие разным зонам распространения магистральной трещины: I — зоне чистого сдвига Θ, II — хрупкого разрушения Lх, III — вязкого долома Lд, каждый из которых можно количественно описать набором прочностных, пластических и градиентных параметров. Установлено, что наилучшую корреляцию с долей вязкой составляющей в изломе В среди выделенных параметров кривых ударного нагружения имеют пластические (SIIн) и градиентные (ΔF / ΔS)II характеристики линейного периода II, зависимости которых удовлетворительно описываются линейными функциями.

Ссылки (14)

1. Y. J. Chao, J. D. Ward Jr., R. G. Sands. Mat. Design. 28, 551 (2007). Crossref
2. A. B. Arabey, I. Yu. Pyshmintsev, A. O. Struin, V. M. Farber, V. A. Khotinov. Steel in Trans. 43 (3), 212 (2012). (in Russian) [А. Б. Арабей, И. Ю. Пышминцев, А. О. Струин, В. М. Фарбер, В. А. Хотинов. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 43 (3), 212 (2012).]. Crossref
3. B. Wang, J. Lian. Mat. Sci. Eng. A. 592, 50 (2014). Crossref
4. Standard GOST 9454-78. Metals. Impact testing at low, room and elevated temperatures. Moscow, Publishing house of standards (1994) 19 p. (in Russian) [ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Москва, Издательство стандартов (1994) 19 с.].
5. L. R. Botvina. Fracture: kinetics, mechanisms, general patterns. Moscow, Nauka (2008) 334 p. (in Russian) [Л. Р. Ботвина. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. Москва, Наука (2008) 334 с.].
6. M. A. Shtremel. Fracture. Part 2: Fracture of the structures. Moscow, MISIS (2015) 976 p. (in Russian) [М. А. Штремель. Разрушение. Ч. 2: Разрушение структур. Москва, МИСИС (2015) 976 с.].
7. M. P. Manahan, T. Siewert. Pendulum Impact Testing: A Century of Progress. ESIS STP 1380 (2000) 400 p.
8. V. A. Khotinov, V. M. Farber, A. N. Morozova. In: Progress in Materials Sciences and Engineering. Springer (2018) p. 27 - 31.
9. V. A. Khotinov, V. M. Farber, A. N. Morozova. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2, 57 (2015). (in Russian) [В. А. Хотинов, В. М. Фарбер, А. Н. Морозова. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2, 57 (2015).]. Crossref
10. ASTM E2298. Standard test method for instrumented impact testing of metallic materials. ASTM (2013) 9 p.
11. Patent RF № 2570237/34, 10.12.2015. (in Russian) [Патент РФ № 2570237/34, 10.12.2015.].
12. Patent RF № 2646548/7, 05.03.2018. (in Russian) [Патент RU № 2646548/7, 05.03.2018.].
13. V. M. Farber, V. A. Khotinov. Metal Science and Heat Treatment. 63 (3-4), 183 (2021). (in Russian) [В. М. Фарбер, В. А. Хотинов. Металловедение и термическая обработка металлов. 63 (3-4), 183 (2021).]. Crossref
14. W. F. Hosford. Mechanical behavior of materials. New York, Cambridge University Press (2005) 425 p. Crossref

Другие статьи на эту тему