blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2014-11-65-69blackmet-613Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ЗЕРНА МЕТАЛЛАПО АКУСТИЧЕСКИМ СТРУКТУРНЫМ ШУМАМTHE METHODOLOGY OF DETERMINING THE GRAIN SIZEBY ACOUSTIC STRUCTURAL NOISE OF STEELМуравьевВ. В.Murav’evV. V.

д. т. н., профессор, зав. кафедрой «Приборы и методы контроля качества»

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Devices and methods for quality control”

vmuraviev@mail.ruКотоломовА. Ю.KotolomovA. Yu.

к.т.н., гл. сварщик

Cand. Sci. (Eng.), Chief Welder

БайтеряковА. В.BaiteryakovA. V.

аспирант кафедры «Приборы и методы контроля качества»

Undergraduate Student

ДедовА. И.DedovA. I.

аспирант кафедры «Приборы и методы контроля качества»

Postgraduate

Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова(426069, Россия, Удмуртская Республика, Ижевск, ул. Студенческая, д. 7)РоссияIzhevsk State Technical University (7, Studencheskaya str., Izhevsk, Udmurtian Republic, 426069, Russia)Russian FederationОАО «Газпром Tрансгаз Чайковский»(617760, Россия, Пермский край, Чайковский, Приморский бульвар, 30)РоссияJSC Gazprom Transgaz Tchaikovsky (30, Primorskii bul’var, Tchaikovsky, Perm Territory, 617760, Russia)Russian Federation20140104201557116569Copyright © Муравьев В.В., Котоломов А.Ю., Байтеряков А.В., Дедов А.И., 20152015Муравьев В.В., Котоломов А.Ю., Байтеряков А.В., Дедов А.И.Murav’ev V.V., Kotolomov A.Y., Baiteryakov A.V., Dedov A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/613

В развитие ультразвуковой структуроскопии предложен новый подход к оценке структуры металла по значению интегрального уровня акустических структурных шумов. Дано определение акустическим структурным шумам металла, методика оценки которых обоснована с позиций выбора частотного диапазона, зоны контроля, опорного сигнала, алгоритма обработки сигнала. На примере стали 45 представлены экспериментальные результаты использования структурных шумов для определения размера зерен. Выявлена однозначная зависимость между величиной зерен в образцах исследуемой стали 45, полученных после различных видов термической обработки, и усредненной амплитудой структурных шумов. Полученная зависимость удовлетворительно согласуется с теоретическими представлениями. 

A new approach to the evaluation of the metal structure based on the value of the integral structural level of acousticnoise was found in the development of ultrasonic structuroscopy. There was made the definition of acoustic structural noise of metal. Methods of assessing structural acoustic noise were justified from the position of selection of the frequency range, the control zone, a reference signal and the signal processing algorithm. The experimental results of the use of structural noise to determine the size of the grains were shown on the example of steel 45. Revealed unambiguous relationship between grain size in the samples of investigated steel 45 obtained after the various types of heat treatment and the average amplitude of the structural noise. The obtained dependence is in satisfactory agreement with the theoretical concepts. 

акустические структурные шумыструктуроскопиярассеяния ультразвуковых волнразмер зернаultrasoundstructural noisedispersion of ultrasoundgrain sizeReferencesМуравьев В.В., Бояркин Е.В. Неразрушающий контроль струк-турно-механического состояния рельсов текущего производства по скорости ультразвуковых волн // Дефектоскопия. 2003. № 3. С. 24 – 33.Murav’ev V.V., Boyarkin E.V. Nondestructive testing of the structural-mechanical state of currently produced rails on the basis of the ultrasonic wave velocity. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2003, no. 3 (39), pp. 187–197.Муравьев В.В., Муравьева О.В., Кокорина Е.Н. Акустическая структуроскопия и дефектоскопия прутков из стали 60С2А при производстве пружин с наноразмерной структурой // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. № 4. C. 66 – 70.Murav’ev V.V., Murav’eva O.V., Kokorina E.N. Acoustic structural testing and nondestructive testing of steel rods (60C2A) 60Si2A in the production of nanoscaled structure springs. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous Metallurgy. 2013, no. 4, pp. 66–70. (In Russ.).Муравьев В.В., Коробейникова О.В., Платунов А.В. Влияние напряженно-деформированного и структурного состояния в проволоках на основные закономерности распространения стержневой волны Похгаммера // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. №. 10. С. 44 – 48.Murav’ev V.V., Korobeinikova O.V., Platunov A.V. The impact of strain-deformed and structure state of wire on the main regularizes of Pohgammer’s C-type wane propagation. Izvestiya VUZov. Cher-naya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous Metallurgy. 2009, no. 10, pp. 44–48. (In Russ.).Муравьев В.В., Муравьева О.В., Платунов А.В. и др. Исследование акустоупругих характеристик стержневой волны в термически обработанных стальных проволоках электромагнитно-акустическим методом // Дефектоскопия. 2012. № 8. С. 3 – 15.Murav’ev V.V., Murav’eva O.V., Platunov A.V., Zlobin, D.V. Investigations of acoustoelastic characteristics of rod waves in heat-treated steel wires using the electromagnetic-acoustic method. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2012, no. 8 (48), pp. 447–456.Муравьев В.В., Муравьева О.В., Кокорина Е.Н. Контроль качества термической обработки прутков из стали 60С2А электро-магнитно-акустическим методом // Дефектоскопия. 2013. № 1. С. 20 – 32.Murav’ev V.V., Murav’eva O.V., Kokorina E.N. Quality control of the heat treatment of rods of steel 60Si2A by electromagnetic acoustic method. Defektoskopiya. 2013, no. 1, pp. 20–32. (In Russ.).Муравьева О.В., Муравьев В.В., Кокорина Е.Н. и др. Оптимизация систем подмагничивания проходных электромагнитно-акустических преобразователей объемных волн для неразрушаю-щего контроля пруткового проката // Датчики и системы. 2013. № 2. С. 2 – 9.Murav’eva O.V., Murav’ev V.V., Kokorina E.N. Sterkhov V.D., Malyutin D.V. Optimization of bias-through electromagnetic acoustic transducer volumetric waves for nondestructive testing of bar stock. Datchiki i sistemy. 2013, no. 2, pp. 2–9. (In Russ.).Буденков Г.А., Муравьев В.В., Коробейникова О.В. Исследование напряженно-деформированного состояния ободьев цельнокатаных вагонных колес методом акустической тензометрии //Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2009. Т. 6. № 3. С. 111 – 117.Budenkov G.A., Murav’ev V.V., Korobeinikova O.V. Investigation of the stress-strain state of solid-rolled rims of wagon wheels by acoustic strain. Fundamental’nye problemy sovremennogo materi-alovedeniya. 2009, vol.6, no. 3, pp. 111–117. (In Russ.).Муравьев В.В., Муравьева О.В., Стрижак В.А. и др. Оценка остаточных напряжений в ободьях вагонных колес электро-магнитно-акустическим методом // Дефектоскопия. 2011. № 8. С. 16 – 28.Murav’ev V.V., Murav’eva O.V., Strizhak V.A. Pryakhin A.V., Balobanov E.N., Volkova L.V. Evaluation of residual stresses in the rims of wagon wheels by electromagnetic-acoustic method. Defektoskopiya. 2011, no. 8, pp. 16–28. (In Russ.).Муравьев В.В., Петров С.Ю., Платунов А.В. и др. Распределение остаточных напряжений при электроконтактном упрочнении бандажей локомотивных колес // Технология машино строения. 2011. № 9. С. 42 – 45.Murav’ev V.V., Petrov S.Yu., Platunov A.V., Balobanov E.N. Distribution of residual stresses at electrocontact hardening of bandages of locomotive wheels. Tekhnologiya mashinostroeniya. 2011, no. 9, pp. 42–45. (In Russ.).Муравьев В.В., Волкова Л.В., Балобанов Е.Н. Оценка остаточных напряжений в бандажах локомотивных колес методом акусто упругости // Дефектоскопия. 2013. № 7. С. 22 – 28.Murav’ev V.V., Volkova L.V., Balobanov E.N. Estimation of residual stresses in locomotive wheel treads using the acoustoelasticity. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2013. Vol. 49, no. 7, pp. 382–386.Муравьев В.В., Волкова Л.В. Оценка величины натяга бандажей локомотивных колес методом акустоупругости // Дефектоскопия. 2013. № 9. С. 40 – 46.Murav’ev V.V., Volkova L.V. Evaluation of the interference value for the treads of locomotive wheels by the acoustic elasticity method. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2013. Vol. 49, no. 9, pp. 524–529.Муравьев В.В., Муравьева О.В., Байтеряков А.В. и др. Методика определения акустических структурных шумов металла // Интеллектуальные системы в производстве. 2013. № 1. С. 143 – 148.Murav’ev V.V., Murav’eva O.V., Baiteryakov A.V., Dedov A.I. Method of determining the acoustic noise of structural metal. Intellektual’nye sistemy v proizvodstve. 2013, no. 1, pp. 143–148. (In Russ.).Зуев Л.Б., Целлермаер В.Я., Громов В.Е., Муравьев В.В. Ульт ра звуковой контроль накопления усталостных повреждений и восстановление ресурса деталей // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. № 9. С. 123 – 125.Zuev L.B., Tsellermaer V.Ya., Gromov V.E., Murav’ev V.V. Ultrasonic monitoring of the accumulation of aging damage and recovery of the useful lifetime of industrial parts. Technical Physics. 1997. Vol. 42, no. 9, pp. 1094–1096.Зуев Л.Б., Соснин О.В. , Чиракадзе Д.З. и др. Акустический контроль долговечности стальных образцов и восстановление их ресурса // Прикладная механика и техническая физика. 1998. Т. 39. № 4. С. 180 – 183.Zuev L.B., Sosnin O.V., Chirakadze D.Z., Gromov V.E., Murav’ev V.V. Acoustic control of durability of steel samples and restore of their life time. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika. 1998. Vol. 39, no. 4, pp. 180–183. (In Russ.).Зуев Л.Б., Муравьев В.В., Данилова Ю.С. О признаке усталостного разрушения сталей // Письма в «Журнал технической физики». 1999. Т. 25. № 9. C. 31 – 34.Zuev L.B., Murav’ev V.V., Danilova Yu.S. Criterion for fatigue failure in steels. Technical Physics Letters. 1999. Vol. 25, no. 5, pp. 352–353.Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. К расчету преобразователей рэлеевских волн //Дефектоскопия. 1992. № 10. С. 76 – 81.Budenkov G.A., Nedzvetskaya O.V. On the calculation of the Rayleigh wave inverters. Defektoskopiya. 1992, no. 10, pp. 76–81. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.