Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАРТЕНСИТНЫХ ФАЗ В ПЛАСТИЧЕСКИХ ЗОНАХ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ ПРИ РАЗРУШЕНИИ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ

Клевцов Г.В., Клевцова Н.А.

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 α- и ε-мартенсита как на поверхности образцов, так и в пластических зонах под поверхностью изломов, определяли рентгеновским методом по интегральной интенсивности дифракционных линий (111) Кα γ-фазы, (110) Кα α-фазы и (101) Кα ε-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 α-мартенсита с различным периодом кристаллический решетки. Высказано предположение, что α-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 2005г., г.Москва. Поступила в редакцию 20.11.2005г.


Библиографическая ссылка

Клевцов Г.В., Клевцова Н.А. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАРТЕНСИТНЫХ ФАЗ В ПЛАСТИЧЕСКИХ ЗОНАХ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ ПРИ РАЗРУШЕНИИ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 1. – С. 78-79;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4653 (дата обращения: 16.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074