Применение вихретокового контроля для индикации усталостных изменений в аустенитных сталях с образованием мартенсита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты циклических испытаний конструкционной стали 08Х18Н10Т. Испытания проводились по ускоренной методике Локати. Полученные экспериментальные данные показали, что циклическая деформация аустенитной стали приводит к образованию мартенсита деформации, о чем говорят результаты рентгенофазового исследования образца. Изучение микроструктуры стали также говорят о структурно-фазовых превращениях, происходящих в стали. На исследуемом образце до и после испытаний проводились измерения вихретокового сигнала. Изменения фазы и амплитуды вихретокового сигнала, происходящие после проведения испытаний, говорят о возможности применения данного метода для определения образования мартенсита деформации в аустенитной стали.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. В. Кусков

Тюменский индустриальный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuskovkv@tyuiu.ru
Россия, 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38

Р. А. Соколов

Тюменский индустриальный университет

Email: falcon.rs@mail.ru
Россия, 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38

К. Р. Муратов

Тюменский индустриальный университет

Email: muratovkr@tyuiu.ru
Россия, 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38

Список литературы

  1. Макаров А.В., Горкунов Э.С., Саврай Р.А., Колобылин Ю.М., Коган Л.Х., Поздеева Н.А., Малыгина И.Ю. Магнитный и вихретоковый контроль закаленной конструкционной стали, подвергнутой комбинированным деформационно-термическим обработкам // Дефектоскопия. 2012. № 12. С. 3—18.
  2. Бакунов А.С., Мужицкий В.Ф., Шубочкин С.Е. Современное решение задач вихретоковой структуроскопии // Дефектоскопия. 2004. № 5. С. 79—84.
  3. Саврай Р.А., Коган Л.Х., Макаров А.В., Соболева Н.Н. Особенности вихретокового контроля усталостной деградации наплавленного лазером кобальтхромоникелевого покрытия при контактном нагружении // Письма о материалах. 2020. Т. 10. № 3 (39). С. 315—321. doi: 10.22226/2410-3535-2020-3-315-321
  4. Savrai R.A., Kogan L.Kh. Eddy Current Testing of Fatigue Degradation of Metastable Austenitic Steel under Gigacycle Contact-Fatigue Loading // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. No. 5. P. 393—400.
  5. Саврай Р.А. Влияние упрочняющей фрикционной обработки на особенности вихретокового контроля усталостной деградации метастабильной аустенитной стали при гигацикловом контактно-усталостном нагружении // Дефектоскопия. 2022. № 8. С. 52—61. doi: 10.31857/S013030822208005X
  6. Silva V.M.A., Camerini C.G., Pardal J.M., de Blás J.C.G., Pereira G.R. Eddy current characterization of cold-worked AISI 321 stainless steel // Journal of Materials Research and Technology. 2018. V. 7. Is. 3. P. 395—401.
  7. Liu K., Zhao Z., Zhang Z. Eddy current assessment of the cold rolled deformation behavior of AISI 321 stainless steel // Journal of Materials Engineering and Performance. 2012. V. 21. Is. 8. P. 1772—1776.
  8. Khan S.H., Ali F., Nusair Khan A., Iqbal M.A. Eddy current detection of changes in stainless steel after cold reduction // Computational Materials Science. 2008. V. 43. Is. 4. P. 623—628.
  9. De Backer F., Schoss V., Maussner G. Investigations on the evaluation of the residual fatigue lifetime in austenitic stainless steels // Nuclear Engineering and Design. 2001. V. 206. Is. 2—3. P. 201—219.
  10. Mishakin V., Gonchar A., Kurashkin K., Kachanov M. Prediction of fatigue life of metastable austenitic steel by a combination of acoustic and eddy current data // International Journal of Fatigue. 2020. V. 141. 105846. P. 1—6.
  11. Corte J.S., Rebello J.M.A., Areiza M.C.L., Tavares S.S.M., Araujo M.D. Failure analysis of AISI 321 tubes of heat exchanger // Engineering Failure Analysis. 2015. V. 56. P. 170—176.
  12. Wilam M., Čermáková I. Integrity of VVER steam generator tubes // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 1995. V. 23. Is. 2. P. 151—153.
  13. Колмыков В.И., Романенко Д.Н., Нефедьев С.П., Дема Р.Р., Харченко М.В., Романенко Е.Ф., Кононов В.Н., Замбржицкая Е.С., Никитенко О.А. Изучение усталостной прочности ферромагнитных материалов неразрушающим экспресс-методом // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 11. С. 47—51. doi: 10.26896/1028-6861-2017-83-11-47-51
  14. СТП 26.260.484-2004. Термическая обработка коррозионностойких сталей и сплавов на железоникелевой основе в химическом машиностроении / Текст: электронный. Утверждено 13.05.2004. 33 с.
  15. Кусков К.В., Сызранцева К.В. Сравнение усталостных характеристик образцов различной геометрии из стали 09Г2С // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2024. Т. 26. № 2. С. 24—30. doi: 10.15593/2224-9877/2024.2.03
  16. Методические указания. Надежность в технике. Методы ускоренных испытаний на усталость для оценки пределов выносливости материалов, элементов машин и конструкций. РД 50-686-89. Дата введения: 01.01.90. М.: Издательство стандартов, 1990. 27 с.
  17. Лялякин В.П. Ускоренный метод Локати для испытания деталей машин на сопротивление усталости // Вестник машиностроения. 2021. № 6. С. 28—29. doi: 10.36652/0042-4633-2021-6-28-30
  18. Kuskov K.V. The influence evaluation of the roughness direction on fatigue resistance / K.V. Kuskov — text: electronic // Procedia Structural Integrity. 2024. V. 65. P. 133—138.
  19. Корх М.К., Ригмант М.Б., Корх Ю.В., Ничипурук А.П. Методы и приборы контроля фазового состава, электрических и магнитных свойств хромоникелевых сталей // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 4. С. 4—12. doi: 10.22213/2413-1172-2018-4-4-12
  20. Горулева Л.С., Задворкин С.М., Мушников А.Н. Влияние пластической деформации на фазовый состав и электромагнитные характеристики аустенитной стали марки 321Н (08Х18Н10Т) // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2022. № 6. С. 95—106. doi: 10.17804/2410-9908.2022.6.095-106
  21. Неразрушающий контроль. Справочник / под ред. В. В. Клюева. В 8 томах. Т. 2. В 2-х кн. Кн. 1: Контроль герметичности. Кн. 2: Вихретоковый контроль. М.: Машиностроение, 2003. 688 с.
  22. Дякин В.В., Сандовский В.А. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей. М.: Наука, 1981. 136 с.
  23. Talonen J., Aspegren P., Hänninen H. Comparison of different methods for measuring strain induced α-martensite content in austenitic steels / text: electronic // Materials Science and Technology. 2004. V. 20. URL: doi: 10.1179/026708304X4367
  24. Ригмант М.Б., Корх М.К., Давыдов Д.И., Шишкин Д.А., Корх Ю.В., Ничипурук А.П., Казанцева Н.В. Методы выявления мартенсита деформации в аустенитно-ферритных сталях // Дефектоскопия. 2015. № 11. С. 28—42.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вихретоковый дефектоскоп Вектор (1) с накладным преобразователем ПВР-1 (2) и держателем для фиксации положения датчика на образце (3).

Скачать (130KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микроструктура стали 08Х18Н10Т при увеличении 200 крат: в состоянии поставки (а); после аустенизации (б).

Скачать (427KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изображения испытываемого образца с обозначением областей, в которых проводились измерения.

Скачать (97KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение вихретокового сигнала до и после проведения циклических испытаний: изменение действительной составляющей вносимого напряжения (а); изменение мнимой составляющей вносимого напряжения (б); изменение амплитуды вносимого напряжения (в); изменение фазы вносимого напряжения (г).

Скачать (323KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микроструктура образца после усталостных испытаний в области разрушения (×200).

Скачать (229KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Дифрактограммы стали 08Х18Н10Т: полная дифрактограмма (а); увеличенная дифрактограмма возле угла 44° (б); увеличенная дифрактограмма возле угла 51° (в); увеличенная дифрактограмма возле угла 75° (г).

Скачать (326KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025