Влияние внутренних напряжений в сталях улучшаемой группы на скорость ультразвука
Диссертация
Разработана схема разделения влияния структурных составляющих и внутренних напряжений на изменение скорости распространения акустических волн в сталях на основе результатов измерений скорости ультразвука в образцах при механическом нагружении и после термической обработки. Установлено, что при изменении скорости поперечной волны в стали ЗОХГСА, на микронапряжения, обусловленные структурными… Читать ещё >
Список литературы
- Давиденков H. Н. Рентгенография в приложении к испытанию материалов: Сборник. 1936. — 393 с.
- Тейлор А. Рентгеновская металлография / Пер. с англ.- Под ред. Б. Я. Пинеса. -М.: Металлургия, 1965. С. 663, 355−356.
- Orowan Е. Symposium on Internal Stresses in Metals and Alloys /Institute of Metals. -L. 1947.- P. 47.
- Ильина В. А., Крицкая В. К., Курдюмов Г. В. Проблемы металловедения и физики металлов: Сборник. М.: Металлургиздат, 1951. — 222 с.
- Фридман Я. Б. Механические свойства металлов: В 2 ч. М.: Машиностроение, 1974. Ч. 1: Деформация и разрушение. — 472 е.- Ч. 2: Механические испытания. Конструкционная прочность. — 368 с.
- Васильев Д. М., Смирнов Б. И. Некоторые рентгенографические методы изучения пластических деформированных металлов // Успехи физических наук. М., 1961. — Т. 73, вып. 3. — С. 503−558.
- Биргер И. А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. — 232 с.
- Остаточные напряжения: проблемы и перспективы / И. А. Биргер, М.Л. Козлов// Технология остаточных напряжений: Материалы 3-го Всесоюз. еимпоз. — М., 1988.-С. 60−73.
- Уманский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия.- М.: Машиностроение, 1982. 235 с.
- Мак Лин Д. Механические свойства металлов / Пер. с англ.- Под ред. Я. Б. Фридмана. -М.: Металлургия, 1965. -431 с.
- Акулов Н. С. Ферромагнетизм. М.- Л.: Госиздат, 1939. — 188 с.
- Becker R., Doring W. Ferromagnetismus. Berlin. — 1939. — 389 p.
- Наумов H. С., Куракин Г. M. Электромагнитный метод оценки напряжений в ферромагнитных сварных швах // Автоматическая сварка. 1968. — Ks 11. -С. 32−34.
- Дубицкйй Л. Г. Радиотехнические методы контроля в машиностроении. — М: Мапггиз, 1963. 340 с.
- Шель М.М. Измерение напряжений в металлах магшггоупрутими методами // Тр. межобл. конф. по неразрушающим методам контроля / Иркутск НИИХИММАШ., 1962. Иркутск, 1962. — С. 22−25.
- Мирюк В. П., Пискунов Д. К., Семенов М. Г. Опыт применения магшггошумо-вого метода для измерения остаточных напряжений // Тр. Всесоюз. еимпоз. по остаточным напряжениям и методам регулирования / АН СССР. М., 1982. -С. 295−299.
- Бозорт Р. Ферромагнетизм. М., 1956. — С. 420−427.
- Sundstrom О. Totronene К. The use of Barfchausen noise analysis in nondestructive testing / Materials evalution. 1979. — V. 37. — № 3. — P. 51−56.
- Селезнев В. Ю. Приборы для контроля остаточных напряжений // Электронные и электромагнитные измерительные устройства в измерительной технике / ОМПИ. Омск, 1981. — С. 35−38.
- Беда П. И. Вихревой контроль малых изменений свойств ферромагнитных сталей при их поверхностной обработке // Дефектоскопия. 1970. — № 6. -С. 135−136.
- Власов В. В., Комаров В. А. Магнитное поле вихревых токов над поверхностной трещиной в металле при возбуждении их накладным индуктором // Дефектоскопия. 1972. — № 2. — С. 5−11.
- Гаращенко В. М. Исследование напряжений методом фогоулругости // Тр. ЦШИТМАШ. М., 1972. — 103 с.
- Хилышер Р. Фотопластичность: Сб. переводов. М.: Металлургиздат, 1956.1М-~ 1 1. JNH 1. — ¿-ОУ С.
- Александров А. Я., Ахметзянов М. X. Поляргоационно-оптические методы механики деформируемого тела. М.: Наука, 1973. — 576 с.
- Ахметзянов М. X. К определению остаточных напряжений методом фотоупругих покрытий // Механика деформируемого тела и расчет транспортных сооружений: Сб. ст. Новосибирск, 1978. — С. 92−96.
- Финк К., Рорбах X. Измерение напряжений и деформаций. М.: Машгиз. -1961. — 535 с.
- Вишняков Я. Д., Пиекарев В. Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1989. — 253 с.
- Хадзимэ Окубо. Определение напряжений гальваническим меднением: Пер. с яп. М.: Машиностроение, 1969. — 151 с.
- Чернышев Г. Н. и др. Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах. — М.: Наука, 1996. — 240 с.
- Биргер И. А. Остаточные напряжения в элементах конструкций. Остаточные технологические напряжения /7 Тр. 2-го Всесоюз. симпоз. М., 1985. — С. 5−27.
- Михайловский В. Н., Цыхан А. Н. О влиянии статических напряжений на звукопроводимость и скорость звука в металлах // Изв. АН СССР.ОТН. — 1957. — jn" I.—IJV-I4-U.
- Бениева Т. Я. Влияние пластической деформации на упругие свойства никель-хромовых сплавов // Применение ультразвуковых колебаний для исследования свойств контроля качества и обработки металла и сплавов / АН УССР. — Киев, 1960. С. 62−67.
- Bergman R. N., Shahuender R. A. Effect of statically applied stresses on tht velocity of propagation of ultrasonic waves // Y. Appl. Phys. 1958. — V. 29. — №> 12. -P. 1736−1739.
- Коновалов E. Г. Орехов Г. Т. Измеритель остаточных напряжений. — Докл. АН БССР. 1968. — Т. 12.- № 14. — С. 989−992.
- Буденков Г. А., Ннкифоренко Ж. Г., Школьник И. Э. Оценка напряженного состояния материалов с помощью ультразвука И Заводская лаборатория. — 1966. — Т. 32. № 8. — С. 962−965.
- Школьник И. Э. Исследование анизотропии и напряженного состояния бетона с помощью сдвиговых ультразвуковых колебаний: Дис.. канд. техн. наук. — М&bdquo- 1968.
- Бобренко В. М. Ультразвуковые методы и устройства для контроля качества механических напряжений // Дефектоскопия. 1983. — № 12. — С. 8−11.
- Бобренко В. М., Булгакова Л. В., Воскобойник И. А. К расчету напряжений в резьбовых деталях по результатам ультразвуковых измерений // Дефектоскопия. 1976. — № 6. — С. 95−100.
- Benson R. W., Raeison V. J. From ultrasonics a new stecsanalvsis technique. Acoustoelacticity. Prod. End. — 1959. — V. 30. — P. 56 — 59.
- Residual stress determination in aluminium using electromagnetic acoustic transducers / A. V. Clark, Tr. I. C. Moulder // Ultrasonics. 1985. — V.23. — № 6. -P. 253 — 259.
- Naprezenia wlasne w szynack kolejowych- nietouy wyznaczania / Stanislaw Struk, Andrzej Mieraik, Kazysztof Flak // Hutnik (PRL). 1986. — V. 53. — №> 1. — P. 13 -18.
- Применение акустического метода определения напряжений в сварных конструкциях /' О. И. Гуща, Ф. Г. Махорт и др. // Техническая диагностика и неразру-шающий контроль. 1995. — № 4. — С. 8−15.
- Чернооченко А. А., Махорт Ф. Г., Гуща О. И. Применение теории акустоупру-гости поверхностных волн Рэлея для определения напряжений в твердых телах // Прикладная механика. 1991. — № 1. — С. 44 — 49.
- Гуща О. И., Махорт Ф. Г. Акустический способ определения двухосных остаточных напряжений // Прикладная механика. — 1976. — № 10. С. 32 — 36.
- Романипган И. М. Томографическое восстановление тензорного поля напряжений методом акустоупрутости // Дефектоскопия. 1995. — № 9. — С. 46 — 51.
- Гузь А. Н. Махорт Ф. Г., Гуща О. И. Введение в акустоупругость. Киев: На 1 QT7 ICI &bdquo-ук. дум^а, 1У /1. — 1л с.
- Бобренко В. М., Ваше ли М. С., Куценко А. Н. Акустическая тензометрия. -Кишинев: Штиинца, 1991. 204 с.
- Вайнштейн А. А. Взаимосвязь микро- и макронапряжений в металлах // Проблемы прочности. 1994. — № 4. — С. 75−83.
- Труэл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела.-М.: Мир, 1972. 307 с.
- Васильев Д. М. К методике рентгеновского измерения макро- и микронапряжений методом угловых снимков // Журнал технической диагностики. 1959. -Т. 25. — № 1.-С. 70−75.
- Macherauch Е. Metall. 1980. — Bd. 34, H 5. — S. 443 — 452.
- Васильев Д. M., Трофимов В. В. Современное состояние рентгеновского способа измерения макронапряжений // Заводская лаборатория. — 1984. — № 7. —1. Л ЛА гс1. V., zu ¿-п,
- Васильев Д. М. Физическая кристаллография. М.: Металлургия. —1981, — 248 с,
- Васильев Д. М. Методика рентгенографического измерения напряжений // Заводская лаборатория. 1965. — № 8. — С. 972 — 978.
- Фукс М. Я., Гладких Л. И. О некоторых особенностях рентгенографического метода измерений упругих напряжений // Заводская лаборатория,-1965. 8. -С. 978 983.
- Фукс M. Я., Гладких Л. И., Прыткин В. В. Рентгенодифрактометрическое исследование остаточных напряжений при обработке резанием // Изв. вузов. Физика. 1967. — № 3. — С. 46−51.
- Васильев Д. М. Дифракционные методы исследования. М.: Металлургия. -1977. — 24 В с.
- Рентгенотехника. Т. 2: Справочник / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение. — 1980. — 383 с.
- Расчеты и испытания на прочность. Определение макронапряжений рентгеновскими методами: Метод, рекомендации / ВНИИНМАШ. М., 1982. — 63 с.
- Yasukazu Jkenchi, Koji Iga, Takao Hanabusa // Zairjo Y. Soc. Mater. Sei. Jap. -1994. -V. 43. № 490. — P. 729 — 798.
- Taking account of the grain plastic anisotropy in X-ray macrostress / A. R. Gokhom, L. J. Reznic // EU Romat'94 Top.: 18th Conf. Mater. Test. Metall. 11th Congr. Test., Balatonszeplak, 30 May -1 June, 1994. Conf. Proc. V. 4. 1994. — P. 1333 — 1338.
- Лысак Л. И. Определение истинной ширины рентгеновских интерференционных линий с применением стандартного образца // Вопросы физики металлов и металловедения. 1954. — № 5. — С. 40 — 53.
- Горелик С. С., Растортуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: Металлургия, 1970. — 368 с.
- Wilson A. Y. С. Proc. Phys. Soc. 1962. — V. 80. — № 513. — P. 286.
- Каган А. С., Сновидов В. М. Анализ формы дифракционных линий низкоотпу-щенного мартенсита / Физика металлов и металловедение. — 1965. — Т. 19. — № 2.-С. 191−198.
- Мороз Э. М. Изучение структуры и субструктуры поликристаллических материалов, подвергнутых ударному сжатию: Дис.. канд. физ.-мат. наук. Новосибирск, 1971. — 84 с.
- Способ решгенострушурного анализа: А. с. 1 679 315 СССР. MKIG 01 № 23/201 / Т. В. Клевцов. № 4 669 776 125- Заявл. 30.03.89: Опубл. 23.09.91, Бкш. № 35.
- Residual stress determination in a steel fatiquetest specimen // H. J. Prask. C. S. Choi, T. Cordes //Nist Techn. Note. I992. — № 1292. — P. 118 -120.
- Исследование субструктуры катализаторов рентгенографическими методами. О методе определения субструктурных характеристик. Кинематика и анализ / Э. М. Мороз, С. В. Богданов, С. В. Цыбуля, Т. Д. Камбарова, X. Шпиндлер. -1984. Т. 25. — № 1. — С. 171−177.
- Богданов С. В., Мороз Э. М., Цыбуля С. В. Исследование субструктурных катализаторов рентгенографическими методами. Субструктурные характеристики палладиевой черни // Кинетика и анализ. 1984. — Т. 25. — № 5. — С. 1209 -1212.
- Красавин В. В. Ультразвуковой контроль содержания остаточного аустенита в стали Х12Ф1 // Дефектоскопия. 1980. — № 12. — С. 94−95.
- Применение высокотемпературной рентгенографии для исследования кинетики фазовых превращений в поверхностных слоях / В. А. Ланда и др. // Заводская лаборатория. 1960. — Т. 26. — jY* 1. — С. 71−73.
- Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. В 3 т. Т 1: Метод испытания и исследования / Под ред. М. Л. Бернштейна, А. Г. Рахштадта. М.: Металлургия, 1983. — 352 с.
- Лаборатория металлографии / Е. В. Панченко, Ю. А. Скаков, Б. И. Крамер и др. М.: Металлургия, 1965. — 440 с.
- Лившиц Б. Г., Крапошин В. С., Липецкий Я. Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. — 320 с.
- Алерс Дж. Измерения очень малых изменений скорости звука и их применение для изучения твердого тела // Физическая акустика: В 4 т. / Под ред. У. Мэзо -на. М.: Мир, 1969. — Т. 4. — С. 322 — 344.
- Муравьев B.B., Комаров К. Л. Ультразвуковой индикатор структурных превращений ИСП 12. — Новосибирск: ЦНТИ, 1993. — № 181 — 93.
- Муравьев В. В., Зуев Л. Б., Комаров К. Л. Скорость звука и структура сталей и сплавов. Новосибирск: Наука. Сиб. огд-ние, 1996. — 181 с.
- Муравьев В. В. Закономерности изменения скорости распространения ультразвука при термической обработке сталей и алюминиевых сплавов: Атореф. дис. .д-ра техн. наук. Томск, 1993. — 40 с.
- Положительное решение на заявку 501 225 4/28. Раздельно-совмещенный преобразователь для определения физико-механических свойств металлов /
- B.В. Муравьев, A.B. Шарко, А. Н. Лебедев и др. Принято 29.04.93.
- James M. R., Cohen Y. В. Treatise Mater. Sei. and Technoi. 1980. — V. 19. — P. 162.
- Комяк H. И., Мясников Ю. Г. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений. Л.: Машиностроение. Ланингр. отд-ние. — 1972. — 87 с.
- Аксенов Г. И. Изменение упругих напряжений в мелкокристаллическом агрегате методом Дебая Шеррера // Журнал прикладной физики. — 1929. — Т. 6.1. C. 3−15.
- Уоррен Б. Е. Рентгеновские исследования деформированных металлов / Пер. № 3797. 1974. — 68 с. Источники: Progress in metals Physis. L.: N.Y., 1957. -V. 8. — P. 147 — 200.
- Иверонова В. И., Ревкевич Г. П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. — 121 с.
- Е. Bertaut. Acta Crystallogr. 1950. — V. 3. — P. 14.
- Адлер ЮЛ, Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. — 278 с.
- Канев B.C. Хиченко В. Г. Метод наименьших квадратов и элементы статического анализа зависимостей: Метод, указания / НСХИ. Новосибирск, 1984. -33 с.
- Гузь А. Н. Упругие волны в телах с начальными напряжениями: В 2 т. Киев: Наук, думка, 1986. — Т. 1. — 376 е.- Т. 2 — 536 с.
- Бобренко В. М., Вагаели М. С., Куценко А. И. Акустические методы контроля напряженного состояния деталей машин. Кишинев: Штиинца, 1981. — 147 с.
- Бобренко В.М., Вагнели М. С., Куценко А. И. Акустика и ультразвуковая техника. Киев: Техника, 1987. — Вып. 19, — С. 44 — 47.
- Бобренко В.М., Вагнели М. С., Леснико В. П. Акустика и ультразвуковая техника. Киев: Техника, 1988. — С.40 — 50.
- Муравьев В.В., Зуев Л. Б., Ермолаева З. И. Влияние внутренних напряжений на скорость ультразвука в сталях // Актуал. проблемы прочности / Нов-гор. гос. ун-т. Новгород, 1994. — ч.1, — С. 39.
- Муравьев В.В., Ермолаева З. И., Васильев А. Г. О разделении влияния напряжений I и II рода на скорость ультразвука в сталях // Проблемы безопасности труда, экологии чрезвычайных ситуаций на ж. д. транспорте / СГАПС, — Новосибирск, 1995. — С. 141.
- Бедарев A.C., Муравьев В. В., Ермолаева З. И. Перспективные полимерные закалочные среды для алюминиевых сплавов и сталей // 3-е Собрание металловедов России / Рязань ЦНТИ, 1996. С.37−38.
- Muravjev V.V., Bedarew A.S., Ermolaewa Z. L Perspectiv Polymers Hare-dened Media for Aluminum Alloys and Steels // 2-nd Intern. Conf. on Quenching and the Control of Distortion, Cleveland, Ohio, 1996, — P. 187- 198.
- Муравьев В.В. Взаимосвязь скорости ультразвука в сталях с режимами термической обработки // Дефектоскопия. 1989, — № 2, — С.66−68.
- Муравьев В.В., Зуев Л. Б., Билута А. П. Взаимосвязь структуры и механических свойств инструментальной углеродистой стали со скоростью распространения ультразвуковых колебаний // Техн. диагностика и неразру-шающий контроль. 1992 № 2, — С. 69 — 71.
- ПО. Муравьев В. В., Билута А. П., Кодолов В. П. Ультразвуковой контроль термообработки сварных швов и паропроводов из стали 12Х1МФ 11 Современные физические методы и средства неразрушающего контроля. М.: О-во «Знание», 1988, — С. 26 — 28.
- Левитан Л.Я., Федорченко А. Н., Шарко А. В. Влияние режимов термообработки на акустические характеристики углеродистых сталей 11 Дефектоскопия. 1980. — № 9. — С.52 — 57.
- Лебедев А.А., Левитан Л. Я., Шарко А. В. Оценка влияния химического состава на результаты измерений механических свойств стали 40Х акустическими методами // Дефектоскопия. 1979. — № 2. — С.81 — 84.
- Лебедев А.А., Шарко А. В. Об акустическом контроле прочностных характеристик стали// Дефектоскопия. 1979. — № 3. — С.107 — 109.
- Щукин В.А. Скорости распространения ультразвуковых волн в различных металлах и сплавах 11 Дефектоскопия. 1977. — № 3. — С.65 — 68.
- Papadakis Е.Р., Ultrasonic attention and velocity in three transformation products in steel // Y. Appl. Phys. 1964. — V.35. — № 5. — P. 1474 — 1482.
- Papadakis E.P., Ultrasonic attention and velocity in SAE 52 100 steel quenched from various temperatures 11 Metallurg. Trans. 1970. — V.l. — № 4. — P. 1053 -1057.
- Papadakis E.P. Ultrasonic nondestractive test for the detection of improper heat treatment of steel // Mater. Eval. 1965. — № 3. — P. 136 — 139.
- Papadakis E.P. Influence of crein structure of Applied Physics // Y. Appl. Phys. 1969. — V.30. — № 5. — 1463 p.
- Муравьев B.B., Ермолаева З. И., Курбатов A.H. Влияние структурных факторов и внутренних напряжений на распространение волн Рэлея в сталях // Всерос. конф. «Расчетные методы в механике деформ. тв. тела» / СГАПС. Новосибирск, 1995. — С.49.
- Муравьев В.В. Взаимосвязь структуры и твердости сталей со скоростью объемных и поверхностных акустических волн // Изв. вузов. Черная металлургия, 1991. № 10. — С. 100 — 102.
- Лысак Л.И. Изменение тонкой кристаллической структуры закаленной стали при отпуске // Вопросы физики металлов и металловедения. 1951. -№ 6. — С.28 — 40.
- Вакуленко И.А., Надеждин Ю. Л., Емельянов В. М. О влиянии размера зерна феррита и объемной доли аустенита на зависимость скорости распространения звуковых колебаний от твердости стали // Дефектоскопия. -1993. № 7. — С.32 — 36.
- Рикельман И.Л. Методика расчета народно-хозяйственного экономического эффекта от повышения качества средств неразрушающего контроля// Дефектоскопия. 1978. — № 1. — С.85 — 98.1. Согласовано
- Гл. экономист АОЗТ «ЛЁН» О.В. Рябцев
- Утверждаю Директор АОЗТ.^НЬ* Ю.И. Семынин
- Методика расчета технико-экономического эффекта при оценке остаточных напряжений
- За основу расчета технико-экономической эффективности принята методика И. Л. Рикельмана.
- Р непроизводительные расходы на производство и обработку изделий, в которых имеются или возникают указанные остаточные напряжения, вплоть до их обнаружения-3 обобщенные затраты, связанные с контролем.
- Экономический эффект от замены используемого в настоящее время средства контроля остаточных напряжений новым и более совершенным определяется по формуле:
- Эс = Э2-Э1 = (У2-Р2−32)-(У1-Р.-31)где Э. и Эг экономия от использования существующего метода и нового соответственно (для одинакового количества однородных контролируемых изделий).
- В случае, когда полностью совпадают показатели назначения, т. е. используются на одном и том же этапе технологического процесса, при контроле идентичных изделий или полуфабрикатов:
- Эс = 3!-32, так как У1 = У2 и Р1=Р2.
- При частичном совпадении показателей назначения методов контроля или средств сравнение затрат, связанных с контролем, можно осуществить только для общей области (идентичные условия эксплуатации и выявляемые остаточные напряжения).
- Текущие затраты на контроль слагаются из трудовых затрат, расхода электроэнергии, материалов, инструмента, затрат связанных с эксплуатацией производственной площади.
- Расчет экономического эффекта от внедрения предлагаемой методики измерения для контроля остаточных напряжений
- При производстве железнодорожных рельсов типа Р50, Р65 и Р75 широкой колеи, термообработанных путем объемной закалки в масле проводят контроль остаточных напряжений 1-ой пробы каждой 4-ой плавки не реже одного раза в сутки согласно ГОСТ 18 267 82.
- Остаточные напряжения контролируют, надрезая в продольном направлении пробный отрезок рельса длиной 600 мм, вырезанный на расстоянии не менее 1.5 м от торца одного из готовых (закаленных и выправленных) рельсов.
- Пробный отрезок рельса надрезают в холодном состоянии по нейтральной оси рельса на длину 400 мм путем строжки, фрезерования или резки абразивным кругом. Ширина паза должна быть 5−7 мм.
- Расхождение паза определяют по изменению высоты пробного отрезка у надрезанного торца до и после надреза.
- В готовых рельсах не допускаются остаточные напряжения, приводящие к расхождению пазов длиной 400 мм у конца пробного отрезка рельсов длиной 600 мм более чем на 3,7 мм.
- При неудовлетворительных результатах испытаний повторному отпуску подвергают 20 рельсов до отбора пробы и 80 рельсов после с последующим контролем твердости и остаточных напряжений этих рельсов.
- Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.