Разработка методов ультразвуковой диагностики и электроимпульсного подавления усталостного разрушения сталей

• Автор: Соснин, Олег Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Усталость металлов и сплавов и механизмы электростимули-рованной модификации их структуры
1.1 Усталостное разрушение. Диагностика усталости
1.2 Общее представление о механизмах электропластичности
1.3 Структуроизменение в сплавах, обработанных мощными электрическими импульсами
1.4 О залечивании трещин в металлах при воздействии электрических токовых импульсов
1.5 Постановка задачи исследования
2 Методики исследования и выбор материалов
2.1 Методика усталостных испытаний
2.2 Ультразвуковая методика контроля накопления усталостных повреждений
2.3 Металлографические и структурные методы исследования
2.4 Выбор материалов для исследований
3 Электростимулированное повышение усталостной прочности
3.1 Ультразвуковой контроль накопления усталостных повреждений
3.2 Природа изменения СУЗ при усталости
3.3 Экспериментальные данные о росте усталостной прочности за счет электрической обработки
3.4 Структурные механизмы возрастания усталостной прочности
4 Залечивание усталостных микротрещин при электрическом воздействии
4.1 Микроструктурные и дюрометрические исследования
4.2 Растровая электронная микроскопия поврежденных зон
4.3 О природе эффекта восстановления усталостной прочности
5 Электрическая стимуляция тонких изменений в структуре термически обработанной стали
5.1 Процессы отпуска стали при электрической обработке
5.2 Зернограничный эффект электрической стимуляции
6 Анализ показателей надежности при восстановлении ресурса деталей, работающих в условиях усталостного нагружения
6.1 Усталостное разрушение и и - образная кривая отказов
6.2 Модель развития отказов при усталостном нагружении Заключение и основные выводы
Список цитированной литературы Приложение
Введение
Проблема усталостного разрушения металлов и сплавов остается актуальной до настоящего времени, несмотря на многолетнюю историю исследований. Значительный экспериментальный материал, накопленный к настоящему времени [1-3], в большей степени подчеркивает ее сложность, чем указывает пути решения. Существует достаточно много неясностей как в объяснении природы повреждаемости [3] при усталостном нагружении, так и при диагностировании усталости [4, 5]. Работы последних лет [6] указывают на сложную природу явления усталости, связанную с самоорганизацией, накоплением и взаимодействием решеточных дефектов в процессе усталостного нагружения.
Сказанное определяет актуальность выполненной работы. Действительно, следует считать, что наиболее часто встречающимся видом нагружения при эксплуатации конструкций, машин и механизмов является циклическое (знакопеременное или более сложное) нагружение, при котором развиваются усталостные явления. Оно характерно для авиационной и ракетной техники, двигателестрое-ния разного типа, транспорта и других отраслей техники. Особую роль играет усталостное нагружение при эксплуатации железнодорожного транспорта. Как подвижный состав (бандажи колес, оси, несущие элементы локомотивов и вагонов и т.п.), так и элементы пути (в первую очередь рельсы [7, 8]) подвержены знакопеременному нагружению, причем амплитуда прикладываемой нагрузки достигает критических значений. Ситуация осложняется тем обстоятельством, что железнодорожный трансорт эксплуатируется при большом перепаде температур окружающей среды, который в условиях Сибири может колебаться от -40 до +40 С0. Неожиданное в большинстве случаев наступление заключительной стадии устало-
Изменение-скорости распространения ультразвука в ходе усталостных испытаний образцов из стали ОСВ. Каждая кривая отвечает индивидуальному образцу.

2С л
£ ° С у*
£ о о ч»
О X ЗГ 3*

- Д— -X--о.

о Х—о

Число циклов, К
11 О

Рис.3.1.