Главная » 2014 » Август » 17 » Скачать Оценка состояния термообработанных сталей по сигналам акустической эмиссии. Черняева, Елена Васильевна бесплатно
7:12 AM
Скачать Оценка состояния термообработанных сталей по сигналам акустической эмиссии. Черняева, Елена Васильевна бесплатно
Оценка состояния термообработанных сталей по сигналам акустической эмиссии
Диссертация
Автор: Черняева, Елена Васильевна
Название: Оценка состояния термообработанных сталей по сигналам акустической эмиссии
Справка: Черняева, Елена Васильевна. Оценка состояния термообработанных сталей по сигналам акустической эмиссии : диссертация кандидата технических наук : 05.02.01 Санкт-Петербург, 2007 158 c. : 61 07-5/2387
Объем: 158 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2007
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава
I АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ В СТАЛЯХ
11 Явление и метод акустической эмиссии
111 Обнаружение и интерпретация АЭ
112 Основные параметры АЭ
12Спектральный анализ сигналов АЭ
121 Амплитудный спектр сигналов АЭ
122 Частотный спектральный анализ
13Источники АЭ в металлах
131 Дислокационные источники
132 Источники АЭ, связанные с фазовыми изменениями
133 Неметаллические включения и частицы второй фазы в сталях
134 Магнитные эффекты
135 Влияние поверхности
136 Механизмы разрушения как источник АЭ
14 Факторы, влияющие на АЭ
15 АЭ при деформировании термообработанных сталей
151 Влияние вида термообработки
152 Влияние температуры отпуска и микроструктуры
153 Влияние длительности отпуска на АЭ
154 Влияние содержания углерода, легирующих элементов и примесейна пикАЭ
155 Влияние схемы испытания на параметры АЭ
156 Влияние содержания водорода в металлах на параметры акустической эмиссии
Глава
II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Материалы и образцы
22,Метод акустической эмиссии
221 Лабораторный комплекс для изучения АЭ, выполненный на базе стандарта «КАМАК»
222 Акустико-эмиссионная аппаратура ЭЯ-
223 Обработка АЭ сигналов в режиме off-line
23Методы механических испытаний
24Методы структурных и калориметрических исследований
25 Метод высокотемпературной вакуум-экстракции
Глава
III ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТПУСКА НА АКУСТИЧЕСКУЮ ЭМИССИЮ ПРИ АКТИВНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ СТАЛЕЙ
31 Влияние термообработки на АЭ при деформировании образцов стали 35Г
311 Интегральные параметры АЭ
312 Спектральные параметры АЭ
313 АЭ и концентрация диффузно-подвижного и сильно связанного водорода в зависимости от температуры отпускав стали 35Г
314 Фазовые переходы при отпуске и микроструктура стали 35Г
32 Влияние термообработки на АЭ при деформировании образцов стали
321 Влияние термообработки и направления прокатки на форму огибающей и энергетические параметры АЭ
322 Микроструктура стали
323 Влияние термообработки и направления прокатки на спектральные характеристики АЭ
Глава
IV ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АЭ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ТЕРМООБРАБОТАННЫХ СТАЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ АКТИВНОЙ ДЕФОРМАЦИИ
41 Оценка состояния трубных сталей
42 Сравнительная оценка состояния металла в образцах стали разных партий
421 АЭ при деформировании листовой стали толщиной мм
422 Связь параметров АЭ с механическими характеристиками стали
Глава
V АЭ ПРИ ИНДЕНТИРОВАНИИ ТЕРМООБРАБОТАННОЙ СТАЛИ
51 Влияние термообработки на спектральные характеристики АЭ
52 Влияние вида индентора и скорости его внедрения на характеристики АЭ
53 Влияние предварительной деформации на АЭ ОСНОВНЫЕ
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛБЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Введение:
Актуальность темы. Несмотря на бурное развитие науки и техники в XX веке, появление огромного количества синтетических, полимерных и композиционных материалов, конструкционные стали и в XXI веке остаются основным конструкционным материалом. В процессе эксплуатации стальных конструкций происходит естественное изменение свойств этого материала под действием окружающей среды (старение, коррозия, водородное охрупчивание и т.п.). Поэтому развитие методов оценки свойств материалов, мониторинга состояния работающего оборудования, является весьма актуальной задачей. В настоящее время метод акустической эмиссии (АЭ) находит все более широкое применение в практике неразрушающего контроля потенциально опасного оборудования [1]. Однако существующие методики позволяют обнаруживать только активно развивающиеся на момент контроля дефекты, т.е. фактически последнюю стадию дефектообразования. При этом не используются значительные потенциальные возможности метода акустической эмиссии для оценки деградации механической свойств металла конструкций в процессе эксплуатации, что является наиболее важной задачей в системе обеспечения промышленной безопасности. Основной причиной, сдерживающей широкое распространение метода АЭ для мониторинга текущего состояния и оценки остаточного ресурса трубопроводов, крупногабаритных конструкций и т.п. является отсутствие четких представлений о природе и основных источниках АЭ, особенно в таких сложных материалах, какими являются термообработанные стали. Несмотря на довольно большое количество публикаций, сведения о связи акустической эмиссии со структурными факторами этого огромного класса конструкционных материалов отрывочны и зачастую носят противоречивый характер. Развитие цифровой техники открывает новые возможности изучения акустического излучения не только с традиционной, «энергетической», стороны, но и на основе спектрального анализа сигналов АЭ, о попытках применения которого в литературе имеются только отрывочные сведения. Кроме того, в литературе практически полностью отсутствуют сведения о влиянии на АЭ водорода разной степени связанности (сильно связанного и диффузно-подвижного), хотя водород, по мнению многих авторов, может оказывать решающее значение на прочностные свойства материала в целом. Цель работы и основные задачн нсследовання. Целью данной работы являлась разработка научных основ для комплексной оценки состояния металла трубных сталей по результатам механических испытаний, совмещенных с методом акустической эмиссии. Для достижения указанной цели требовалось рещить следующие задачн: 1. Исследовать влияние температуры отпуска на энергетические и спек- тральные характеристики сигналов АЭ в процессе растяжения конструкционных сталей. 2. На основе спектрального анализа выявить наиболее чувствительные к структуре сталей типы сигналов АЭ. 3. Сопоставить изменение концентрации водорода с разными энергиями связи (диффузно-подвижного и сильно связанного) в зависимости от температуры отпуска и степени деформации термообработанных конструкционных сталей с характеристиками АЭ с целью установления их возможной корреляции. 4. Установить корреляции между результатами измерения параметров АЭ в термообработанных конструкционных сталях при разрущающей (растяжение) и неразрущающей (индентирование) схемах испытания. Научная новнзна. На основе комплексного исследования поведения ряда конструкционных сталей под нагрузкой получены следующие новые результаты: обнаружено явление трансформации спектра основного типа сигналов АЭ при изменении температуры отпуска закаленных сталей, на основе которого предложен критерий оценки состояния термообработанных сталей; выявлено четыре основных типа спектров сигналов АЭ при активном деформировании сталей; установлена корреляция между числом регистрируемых сигналов АЭ и твердостью испытуемого материала; показано, что вид индентора и скорость его внедрения не оказывают существенного влияния на спектральные характеристики АЭ испытаний при выбранной методике обработки АЭ сигналов; впервые обнаружена корреляция характеристик АЭ с концентрациями диффузно-подвижного и сильно связанного водорода; установлены корреляции между результатами измерения энергетических и спектральных параметров АЭ при разных схемах механических испытаний термообработанных конструкционных сталей: растяжении и индентировании. Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработан критерий оценки состояния термообработаных сталей по характеристикам АЭ, который прошел успешную апробацию при изучении партии труб, изготовленных по разным технологическим режимам, предоставленных для исследования предприятием СинТЗ. Показана перспективность применения неразрушающего способа контроля состояния металла: сочетание методов АЭ и испытания на твердость. На защиту выносятся: Результаты исследования спектрального состава сигналов АЭ в зависимости от режимов термообработки сталей.Классификация сигналов АЭ на четыре типа по форме кривой спектральной плотности. Связь спектральных и энергетических параметров АЭ с пластичностью термообработанных сталей. Влияние степени предварительной пластической деформации, полученной одноосным растяжением, на параметры АЭ при индентировании. Критерий оценки состояния термообработанных сталей по параметрам АЭ. Способ неразрушающего контроля состояния материала: сочетание метода АЭ с испытаниями на твердость. Корреляция характеристик АЭ с концентрациями сильно связанного и диффузно-подвижного водорода. Достоверность научных ноложеннй подтверждается значительным объемом экспериментальных данных, полученных в результате применения комплекса исследовательских методов, включающего методы акустической эмиссии, механических испытаний, а также рентгенографии, растровой электронной микроскопии и металлографии; использованием современных методов измерения и обработки экспериментальных данных; сопоставлением полученных результатов между собой и с результатами, полученными другими авторами. Анробацня. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на II Евразийской научно-практ. конф. «Прочность неоднородных структур» ПРОСТ 2004 (20-22 апреля 2004 г., Москва); III Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов» (20-24 сентября 2004 г., Черноголовка); I Международной школе «Физическое материаловедение» (22-26 ноября 2004 г., Тольятти); XV Петербургских Чтениях по проблемам прочности (12-14 апреля 2005, Санкт-Петербург); 4-й межд. научп. конф, «Прочность разрушений и конструкций» (15-17 февраля 2005 г., Оренбург); 44 междунар. конф. «Актуальные проблемы прочности» (3-7 октября 2005 г., Вологда); II Международной школы «Физическое материаловедение» (6-10 февраля 2006 г., Тольятти); XVI Петербургских Чтениях по проблемам прочности (14-16 марта 2006, Санкт-Петербург); III Евразийской научно-практ. конф. «Прочность неоднородных структур» ПРОСТ 2006 (18-20 апреля 2006 г., Москва); XVI Междунар. конф. «Физика прочности и пластичности материалов» (26 29 июня 2006 г., Самара); IV Междунар. конф. «Фазовые преврашения и прочность кристаллов» (4-8 сентября 2006 г., Черноголовка); 45 Междунар. конф. «Актуальные проблемы прочности» (25-28 сентября 2006 г., Белгород)
