ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ПРИ ВОДОРОДНОМ ОХРУПЧИВАНИИ ВЫСОКОХРОМИСТОЙ СТАЛИ


https://doi.org/10.31675/1607-1859-2018-20-1-187-196

Полный текст:


Аннотация

Приведены результаты исследования изменения скорости распространения ультразвука (волн Рэлея) при пластической деформации коррозионно-стойкой высокохромистой стали 40Х13 с сорбитной структурой после высокого отпуска (исходное состояние) и после электролитического насыщения водородом в течение 12 и 24 ч. Реализация метода измерения скорости волн Рэлея заключалась в периодической генерации прямоугольных импульсов длительностью 100 нс на входе излучающего пьезопреобразователя и регистрации прошедшей по образцу волны посредством приемного пьезопреобразователя, подключенного к цифровому осциллографу. Обнаружено, что структурное состояние исследуемой стали изменяет не только тип деформационной кривой при одноосном растяжении, но и меняет характер зависимости скорости ультразвука от деформации.


Об авторах

С. А. Баранникова
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН; Томский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

Баранникова Светлана Александровна - доктор физико-математическх наук, профессор.

634055, Томск, пр. Академический, 2/4; 634003, Томск, пл. Соляная, 2



А. Г. Лунёв
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
Россия

Лунѐв Алексей Геннадьевич - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник.

634055, Томск, пр. Академический, 2/4



А. П. Малиновский
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

Малиновский Анатолий Павлович - кандидат технических наук, профессор.

634003, Томск, пл. Соляная, 2


Л. Б. Зуев
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
Россия

Зуев Лев Борисович - доктор физико-математическх наук, профессор.

634055, Томск, пр. Академический, 2/4



Список литературы

1. Song, J. A nanoscale mechanism of hydrogen embrittlement in metals / J. Song, W.A. Curtin // Acta Materialia. – 2011. – V. 59. – P. 1557–1569.

2. Fuchigami, H. Effect of grain size on the susceptibility of martensitic steel to hydrogen related failure / H. Fuchigami,. H. Minami, M. Nagumo // Phil. Mag. Lett. – 2006. – V. 86. – P. 21–29.

3. Robertson, I.M. The effect of hydrogen on dislocation dynamics / I.M. Robertson // Eng. Frac. Mech. – 2001. – V. 68. – P. 671–692.

4. Matsuo, T. Effects of hydrogen on tensile properties and fracture surface morphologies of Type 316L stainless steel / T. Matsuo, J. Yamabe, S. Matsuoka // International Journal of Hydrogen Energy. – 2014. – V. 39. – P. 3542–3551.

5. Hydrogen embrittlement associated with strain localization in a precipitation-hardened Fe–Mn–Al–C light weight austenitic steel / M. Koyama, H. Springer, S. V. Merzlikin, K. Tsuzaki, E. Akiyama, D. Raabe // International Journal of Hydrogen Energy. – 2014. – V. 39. – P. 4634–4646.

6. Effect of hydrogen charging on the mechanical properties of advanced high strength steels /T. Depover, D. Pérez Escobar, E. Wallaert, Z. Zermout, K. Verbeken // International Journal of Hydrogen Energy. – 2014. – V. 39. – P. 4647–4656.

7. Mechanical characterisation of microstructural evolution in 304 stainless steel subjected to highpressure torsion with and without hydrogen pre-charging / Y. Mine, K. Koga, K. Takashima, Z. Horita // Materials Science and Engineering: A. – 2016. – V. 661. – P. 87–95.

8. Hydrogen migration and hydrogen-dislocation interaction in austenitic steels and titanium alloy in relation to hydrogen embrittlement / S.M. Teus, D.G. Savvakin, O.M. Ivasishin, V.G. Gavriljuk // International Journal of Hydrogen Energy. – 2017. – V. 42. – P. 2424–2433.

9. The role of hydrogen in hardening/softening steel: Influence of the charging process / Y. Zhao, M. Seok, I. Choi, Y. Lee, S. Park, U. Ramamurty, J. Suh, J. Jang // Scripta Materialia. – 2015. – V. 107. – P. 46–49.

10. A microstructure-based mechanism of cracking in high temperature hydrogen attack / M.L. Martin, M. Dadfarnia, S. Orwig, D. Moore, P. Sofronis // Acta Materialia – 2017. – V. 140. P. 300-304.

11. Overview of hydrogen embrittlement in high-Mn steels / M. Koyama, E. Akiyama, Y. Lee, D. Raabe, K. Tsuzaki // International Journal of Hydrogen Energy. – 2017. – V. 42. – P. 12706–12723.

12. Doshida, T. Dependence of hydrogen-induced lattice defects and hydrogen embrittlement of cold-drawn pearlitic steels on hydrogen trap state, temperature, strain rate and hydrogen content / T. Doshida, K. Takai // Acta Materialia. – 2014. – V. 79. – P. 93–107.

13. Hydrogen damage of steels: A case study and hydrogen embrittlement model / M.B. Djukic, V. Sijacki Zeravcic, G.M. Bakic, A. Sedmak, B. Rajicic // Engineering Failure Analysis. – 2015. – V. 58. – P. 485–498.

14. Ding, X. Bolt axial stress measurement based on a mode-converted ultrasound method using an electromagnetic acoustic transducer / X. Ding, X. Wu, Y. Wang // Ultrasonics. – 2014. – V. 54. – P. 914–920.

15. Zuev, L.B. On the interrelation between plastic-deformation localization and the acoustic properties of aluminum and D16 alloy / L.B. Zuev, B.S. Semukhin, A.G. Lunev // Russ. Metall. – 2004. – V. 3. – P. 286–292.

16. Investigations of acoustoelastic characteristics of rod waves in heat-treated steel wires using the electromagnetic-acoustic method / V.V. Murav'ev, O.V. Murav'eva, A.V. Platunov, D.V. Zlobin // Russ. J. Nondestruct. Test. – 2012. – V. 48. – P. 447–456.

17. Concrete cover characterisation using dynamic acousto-elastic testing and Rayleigh waves / Q. Vu, V. Garnier, J. Chaix, C. Payan, M. Lott, J. Eiras // Construction and Building Materials. – 2016. – V. 114. – P. 87–97.

18. Anomalous ultrasonic attenuation in ferritic steels at elevated temperatures / B. Hutchinson, P. Lundin, E. Lindh-Ulmgren, D. Lévesque // Ultrasonics. – 2016. – V. 69. – P. 268–272.

19. Mean grain size detection of DP590 steel plate using a corrected method with electromagnetic acoustic resonance / B. Wang, X. Wang, L. Hua, J. Li, Q. Xiang // Ultrasonics. – 2017. – V. 76. – P. 208–216.

20. Hu, F. Constitutive model for full-range elasto-plastic behavior of structural steels with yield plateau: Calibration and validation / F. Hu, G. Shi, Y. Shi // Engineering Structures. – 2016. – V. 118. – P. 210–227.

21. Pelleg, J. Mechanical Properties of Metals / J. Pelleg. – Springer : Dordrecht, 2013. – 634 p.

22. Ultrasound Velocity Measurements in High-Chromium Steel Under Plastic Deformation / A. Lunev, A. Bochkareva, S. Barannikova, L. Zuev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – V. 125. – P. 012007.

23. Acoustic parameters as the material formability criteria / A. Lunev, S. Barannikova, M. Nadezhkin, L. Zuev // AIP Conference Proceedings. – 2016. – V. 1783. – P. 020139.

24. Tensile plastic strain localization in single crystals of austenite steel electrolytically saturated with hydrogen / L.B. Zuev, S.A. Barannikova, M.V. Nadezhkin, V.A. Mel'nichuk // Techn. Phys. Lett. – 2011. – V. 37. – P. 793–796.

25. Effect of hydrogen on plastic strain localization of construction steels / S.A. Barannikova, A.G. Lunev, M.V. Nadezhkin, L.B. Zuev // Adv. Mater. Res. – 2014. – V. 880. – P. 42–47.

26. On the plastic flow localization of martensitic stainless steel saturated with hydrogen / S. Barannikova, A. Bochkareva, A. Lunev, G. Shlyakhova, Y. Li, L. Zuev // AIP Conference Proceedings. – 2016. – V. 1783. – P. 020011.

27. Котрелл, А.Х. Дислокации и пластическое течение в металлах / А.Х. Котрелл. – М. : Металлургиздат, 1958. – 268 с.

28. Granato, A. Theory of Mechanical Damping Due to Dislocations / A. Granato, K. Lücke // J. Appl. Phys. – 1956. – V. 27. – P. 583–593.

29. Труэлл, Р. Ультразвуковые методы в физике твердого тела : пер. с англ. / Р. Труэлл, Ч. Эльбаум, Б. Чик ; под ред. И.Михайлова, В.В. Леманова. – М. : Мир, 1972. – 307 с.

30. Гузь, А.Н. Упругие волны в телах с начальными напряжениями: в 2 т. / А.Н. Гузь. – Киев : Наук. думка, 1986. – Т. 2. – 536 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Баранникова С.А., Лунёв А.Г., Малиновский А.П., Зуев Л.Б. ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ПРИ ВОДОРОДНОМ ОХРУПЧИВАНИИ ВЫСОКОХРОМИСТОЙ СТАЛИ. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018;(1):187-196. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2018-20-1-187-196

For citation: Barannikova S.A., Lunev A.G., Malinovskii A.P., Zuev L.B. CHANGES IN ULTRASONIC VELOCITY AT HYDROGEN EMBRITTLEMENT OF HIGH-CHROMIUM STEEL. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture. 2018;(1):187-196. (In Russ.) https://doi.org/10.31675/1607-1859-2018-20-1-187-196

Просмотров: 203

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1607-1859 (Print)
ISSN 2310-0044 (Online)