Розробка та наукове обґрунтування ефективного методу контролю стану металу за параметрами розсіяння характеристик твердості - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ РОЗРОБКА ТА НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ ЕФЕКТИВНОГО МЕТОДУ КОНТРОЛЮ СТАНУ МЕТАЛУ ЗА ПАРАМЕТРАМИ РОЗСІЯННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОСТІНауковий керівник академік НАН України, доктор технічних наук, професор Лебедєв Анатолій Олексійович Інститут проблем міцності ім. Захист відбудеться 12.12.2003 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.241.01 в Інституті проблем міцності ім. Розроблено та науково обгрунтовано новий метод оцінки деградації структурного стану матеріалів внаслідок накопичення пошкоджень в процесі напрацювання (метод LM-твердості). Суть методу полягає в тому, що про зміни структурного стану матеріалу судять по розсіянню характеристик його механічних властивостей, в даному випадку, твердості. Проведено зіставлення експериментальних даних методом LM-твердості та іншими методами оцінки пошкоджуваності матеріалу.Для попередження небезпечного стану розробляються різні методи оцінки деградації стуктури матеріалу, де в якості фізичних параметрів, що корелюють з пошкодженістю, приймають внутрішнє тертя, дефект модуля пружності, різницю між модулями при розтязі та стиску, електроопір та інше. Таким чином, актуальними в науковому та практичному напрямках залишаються розробка нових науково обгрунтованих методів оцінки деградації матеріалу та дослідження процесів накопичення пошкоджень в матеріалі, в тому числі без руйнування досліджуваної конструкції. Наукову новизну роботи складає розроблений та науково обгрунтований неруйнівний метод оцінки стану матеріалу та цикл досліджень, в результаті яких: запропонована та науково обгрунтована методика визначення пошкодженості матеріалу за параметрами розсіяння його механічних властивостей, де в якості параметру, що характеризує ступінь пошкоджуваності матеріалу використовується параметр гомогенності за Вейбулом або коефіцієнт варіації, які визначаються за результатами масових замірів твердості металу; досліджено розробленим методом рівень пошкоджуваності конструкційних сталей в процесі деформування; за даним аналізу стану матеріалу реальних труб діючих газопроводів побудовано модель віртуального трубопроводу, яка дозволила дослідити процес накопичення пошкоджень у металі труб за 48 років та дати прогноз деградації металу на подальший строк експлуатації; проведено порівняльний аналіз даних із оцінки пошкоджуваності матеріалу, що отримані за допомогою розробленого методу та іншими методами (метод акустичної емісії та за по дефектом модуля).В дисертаційній роботі узагальнені результати комплексних досліджень, що направлені на підвищення ефективності і точності методів неруйнівного контролю стану металевих конструкційних матеріалів в процесі напрацювання при короткочасному, тривалому статичному і циклічному навантаженнях. Метод твердості, що застосовується при технічному контролі стану металу діючих виробів, є слабочуттєвим до трансформації структури металу в процесі напрацювання. Досліджено кінетику розсіяння характеристик твердості (в тому числі мікро-і нанотвердості) вуглецевих конструкційних сталей при статичному та циклічному навантаженнях. За даними розсіяння характеристик макротвердості деградація властивостей в процесі напрацювання при монотонному статичному навантаженні відбувається в безперервно зростаючому темпі, а при циклічному навантаженні нелінійно залежить від рівня напружень. Результати розрахунків за цією моделью добре відповідають результатам спеціально проведених досліджень, корелюють зі зміною модуля нормальної пружності та результатами випробувань чавуну методом LM-твердості.