blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-3-185-190blackmet-821Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMATERIAL SCIENCEИССЛЕДОВАНИЕ НАКОПЛЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ОБРАЗЦАХ ИЗ СТАЛИ 08Х18Н10Т ПРИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИTHE RESEARCH OF ACCUMULATION OF FATIGUE DAMAGE IN SAMPLES OF 08Сr18Ni10Ti STEEL AT LOW-CYCLE FATIGUEХлыбовА. А.KhlybovA. A.

д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Материаловедение, технологии материалов и термическая обработка металлов»,

 603022, Н.Новгород, ул. Минина, 24

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Materials Science, Technology of Materials and Heat Treatment of Metals”,

Nizhny Novgorod

hlybov_52@mail.ruУгловА. Л.UglovA. L.

д.т.н., ведущий научный сотрудник, заведующий сектором научно-исследовательского центра контроля и диагностики,

 603022, Н.Новгород, ул. Минина, 24

Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher,

Nizhny Novgorod

auglov@list.ruНижегородский государственный технический университет им. Р. Е. АлексееваРоссияNizhny Novgorod State Technical University named after R. AlexeevRussian Federation201631032016593185190Copyright © Хлыбов А.А., Углов А.Л., 20162016Хлыбов А.А., Углов А.Л.Khlybov A.A., Uglov A.L.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/821

Анализ условий эксплуатации ряда конструкций атомной энергетики в условиях малоцикловой усталости показал, что для них является недопустимым образование макротрещины. Условие обеспечения безопасной эксплуатации требует получения достоверной информации о состоянии материала на стадии накопления рассеянных микроповреждений. Выявлено, что изменение структуры, физико-механических характеристик образцов из стали 08Х18Н10Т приводит к изменению параметров упругих волн. Предложенный диагностический параметр, определяемый через время распространения упругих волн, позволяет оценить состояние материала контролируемой конструкции. Предлагаемый критерий может быть использован для измерений на реальных объектах, эксплуатируемых в условиях малоцикловой усталости.

The analysis of the service conditions of nuclear power constructions in case of low-cycle fatigue showed, that appearance of macrocrack is inadmissible. The conditions of safe operation require collecting of reliable information about material’s state at the stage of damage accumulation of dispersed microcracks. It was found that a change of the structure, physical and mechanical properties of specimen of steel 08Cr18Ni10Тi leads to changes of elastic waves parameters. The authors suggested diagnostic parameter defi nable by the time of propagation of elastic waves, that makes possible to estimate material state of supervised construction. The proposed criterion can be used for measuring on real objects that are exploited in low-cycle fatigue.

малоцикловая усталостьдиагностикаупругие волныструктурамодули упругостиресурствердостьаустенитмартенситlow cycle fatiguediagnosiselastic wavestructuremodules of elasticityresourcehardnessaustenitemartensiteReferencesТерентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. – М.: Нау ка, 2003. – 254 с.Terent’ev V.F. Ustalost’ metallicheskikh materialov [Fatigue of metallic materials]. Moscow: Nauka, 2003, 254 p. (In Russ.).Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. – М.: Металлургия, 1984. – 280 с.Vladimirov V.I. Fizicheskaya priroda razrusheniya metallov [Physical nature of fracture of metals]. Moscow: Metallurgiya, 1984, 280 p. (In Russ).Методы обоснования ресурса ядерных энергетических установок / Ф.М. Митенков, В.Б. Кайдалов, Ю.Г. Коротких. – М.: Машиностроение, 2007. – 448 с.Mitenkov F.M., Kaidalov V.B., Korotkikh Yu.G., Panov V.A., Pichkov S.N. Metody obosnovaniya resursa yadernykh energeticheskikh ustanovok [Justifi cation methods of the resource of nuclear power plants]. Moscow: Mashinostroenie, 2007, 448 p. (In Russ.).Горицкий В. М. Диагностика металлов. – М.: Металлургиздат, 2004. – 408 с.Goritskii V. M. Diagnostika metallov [Diagnostics of metals]. Moscow: Metallurgizdat, 2004. 402 p. (In Russ.).Казанцев А.Г. Малоцикловая усталость при сложном термомеханическом нагружении. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 248 с.Kazantsev A.G. Malotsiklovaya ustalost’ pri slozhnom termomekhanicheskom nagruzhenii [Low cycle fatigue under complex thermomechanical strain]. Moscow: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2001. 248 p. (In Russ.).Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. – СПб.: Политехника, 1993. – 389 с.Karzov G.P., Margolin B.Z., Shvetsova V.A. Fiziko-mekhanicheskoe modelirovanie protsessov razrusheniya [Fiziko-mechanical modeling of fracture]. St. Petersburg: Politekhnika, 1993, 389 p. (In Russ.).Мыльников В.В., Шетулов Д.И., Пронин А.И., Чернышов Е.А. Прогнозирование прочности и долговечности материалов деталей машин и конструкций с учетом частоты циклического нагружения // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 9. С. 32 – 37.Myl’nikov V.V., Shetulov D.I., Pronin A.I., Chernyshov E.A. Machine details and construction materials’ strength and creep life prediction with account for loading cycles frequency. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2012, no. 9, pp. 32–37. (In Russ.).Углов А.Л., Ерофеев В.И., Смирнов А.Н. Акустический контроль оборудования при изготовлении и эксплуатации / Отв. ред. Ф.М. Митенков. – М.: Наука, 2009. – 280 с.Uglov A.L., Erofeev V.I., Smirnov A.N. Akusticheskii kontrol’ oborudovaniya pri izgotovlenii i ekspluatatsii [Acoustic testing of equipment during manufacturing and operation]. Mitenkov F.M. ed. Moscow: Nauka. 2009, 280 p. (In Russ.).Муравьев В.В., Зуев Л.Б., Комаров К.Л. Скорость звука и структура сталей и сплавов. – Новосибирск: Наука, 1996. – 183 с.Murav’ev V.V., Zuev L.B., Komarov K.L. Skorost’ zvuka i struktura stalei i splavov [Speed of sound and structure of steels and alloys]. Novosibirsk: Nauka, 1996, 183 p. (In Russ.).Хлыбов А.А., Васильев В.Г., Углов А.Л. Определение физико-механических характеристик образцов, подвергаемых радиационному облучению // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 12. С. 46 – 49.Khlybov A.A., Vasil’ev V.G., Uglov A.L. Determination of physical and mechanical properties of the samples subjected to radiation. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2007, vol. 73, no. 12, pp. 46–49. (In Russ.).Скуднов В.А., Чегуров М.К., Хлыбов А.А. Поведение структуры и повреждаемость толстолистовой стали 12Х18Н10Т в конструкции колонн при производстве пентакарбонила железа // Контроль. Диагностика. 2007. № 12. С. 49 – 54.Skudnov V.A., Chegurov M.K., Khlybov A.A. The behavior of the structure and defectiveness of 12Cr18Ni10Ti steel plate in the design of columns in the production of iron pentacarbonyl. Kontrol’. Diagnostika. 2007, no. 12, pp. 49–54. (In Russ.).Куценко А.Н., Шереметиков А.С., Анисимов В.А. Контроль напряжений с помощью поверхностных акустических волн Рэлея // Дефектоскопия. 1990. № 7. С. 95 – 96.Kutsenko A.N., Sheremetikov A.S., Anisimov V.A. Control of stresses by surface acoustic Rayleigh waves. Defektoskopiya. 1990, no. 7, pp. 95–96. (In Russ.) .Хлыбов А.А. Оценка напряженного состояния гильотинных ножей, подвергаемых термической обработке // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 4. С. 54 – 57.Khlybov A.A. Evaluation of the stress state of heat treated guillotine knives. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2009, vol. 75, no. 4, pp. 54–57. (In Russ.).Паршин А.М. Структура и пластичность нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, применяемых в судостроении. – Л.: Судостроение, 1972. – 288 с.Parshin A.M. Struktura i plastichnost’ nerzhaveyushchikh i zharoprochnykh stalei i splavov, primenyaemykh v sudostroenii [The structure and plasticity of stainless and heat resistant steels and alloys used in shipbuilding]. Leningrad: Sudostroenie, 1972. 288 p. (In Russ.).Химушин Ф.Ф. Нержавеющие стали. – М.: Металлургия, 1967. – 798 с.Khimushin F.F. Nerzhaveyushchie stali [Stainless steels]. Moscow: Metallurgiya, 1967. 798 p. (In Russ.)

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