Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т
It is shown that the treatment with a pulsed high-density electric current causes the increase of the fatigue limit of Kh18N10T steel by more than 50%.
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7513 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т / Г.В. Степанов, А.И. Бабуцкий, А.В. Чижик, Б.А. Грязнов, Ю.С. Налимов // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 92-95. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859471076618141696 |
|---|---|
| author | Степанов, Г.В. Бабуцкий, А.И. Чижик, А.В. Грязнов, Б.А. Налимов, Ю.С. |
| author_facet | Степанов, Г.В. Бабуцкий, А.И. Чижик, А.В. Грязнов, Б.А. Налимов, Ю.С. |
| citation_txt | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т / Г.В. Степанов, А.И. Бабуцкий, А.В. Чижик, Б.А. Грязнов, Ю.С. Налимов // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 92-95. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | It is shown that the treatment with a pulsed high-density electric current causes the increase of the fatigue limit of Kh18N10T steel by more than 50%.
|
| first_indexed | 2025-11-24T09:50:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
12 • 2008
МАТЕРIАЛОЗНАВСТВО
УДК 539.43;537.39
© 2008
Г.В. Степанов, А.И. Бабуцкий, А. В. Чижик, Б. А. Грязнов,
Ю.С. Налимов
Влияние обработки импульсным электрическим током
на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т
(Представлено академиком НАН Украины В.Т. Трощенко)
It is shown that the treatment with a pulsed high-density electric current causes the increase of
the fatigue limit of Kh18N10T steel by more than 50%.
Имеющиеся результаты исследований по влиянию обработки импульсным электрическим
током (ИЭТ) на механические свойства металлических материалов свидетельствуют о ее
положительном воздействии на характеристики сопротивления усталости [1–3]. К настоя-
щему времени предложен ряд моделей, объясняющих это влияние (см., например, [4, 5]),
однако следует признать, что прогресса в понимании механизма влияния обработки ИЭТ
на характеристики прочности и, в частности, усталости металлических материалов не до-
стигнуто. Кроме того, актуальной является задача получения новых экспериментальных
данных по влиянию указанной обработки на усталость металлических конструкционных
материалов. Ниже приведены результаты исследования влияния обработки ИЭТ на уста-
лость стали Х18Н10Т.
Методика и результаты усталостных испытаний. Для исследований использовали
образцы из нержавеющей стали Х18Н10Т с рабочим сечением 4 мм× 5 мм (эскиз образца
приведен на рис. 1, а). При усталостных испытаниях образец консольно (рис. 1, б ) закре-
пляли в захвате установки — электродинамического вибростенда [6]. Всего было испытано
пять групп образцов: одна — без обработки (состояние поставки) и четыре — после обра-
ботки ИЭТ при различных режимах (см. табл. 1).
При обработке ИЭТ образцы подсоединяли к клеммам генератора импульсных токов [7].
Через каждый образец пропускали по три импульса тока со значениями амплитуды, при-
веденными в табл. 1.
Результаты испытаний представлены на рис. 2, они свидетельствуют о существенном
эффекте влияния ИЭТ на характеристики сопротивления усталости стали Х18Н10Т. Обра-
ботка при плотности тока j = 1 кА/мм2 (режим 1) приводит к незначительному повышению
этих характеристик. При плотности тока j = 2 кА/мм2 (режим 2) предел выносливости
92 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
Рис. 1. Эскиз образца для усталостных испытаний (а) и схема его нагружения (б )
Рис. 2. Кривые усталости образцов из стали Х18Н10Т в исходном состоянии (о) и после обработки ИЭТ:
режим 1 (•), режим 2 (×), режим 3 (♦), режим 4 (∆)
стали повышается практически на 30%. Рост плотности тока при обработке до величины
j = 4 кА/мм2 (режим 3) приводит к возрастанию предела выносливости более чем на 50%.
Однако дальнейшее увеличение плотности тока до j = 5,75 кА/мм2 (режим 4) вызывает
снижение характеристик сопротивления усталости.
Результаты рентгеноструктурного анализа. Для получения сопоставимых резуль-
татов по изучению изменений в тонкой структуре материала под воздействием ИЭТ иссле-
дования проводили на образцах, которые изготавливали из одного и того же листа металла
при фиксированном направлении вырезки. Рентгеноструктурный анализ выполнялся на
дифрактометре “Дрон–3 М” с автоматизированной текстурной приставкой. В качестве ис-
точника излучения использовали рентгеновскую трубку с медным анодом Cu-Kα с длиной
волны λ = 1,54056 Å.
Таблица 1. Режимы обработки образцов ИЭТ
Номер режима C, мкФ U , кВ I , кА
1 150 1,8 20
2 150 3,63 40
3 600 3,46 80
4 600 5,0 115
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 93
Рис. 3. “Θ–2Θ” рентгенограммы образцов из стали Х18Н10Т без обработки (индекс 0) и с обработкой ИЭТ:
амплитуда тока 80 кА (1 ) и 40 кА (2 )
Полученные результаты указывают на изменения в кристаллической структуре мате-
риала в зависимости от режимов обработки ИЭТ, в частности, заметны различия в ин-
тенсивности для линии семейства плоскостей {100} (рис. 3). При режиме отработки с ам-
плитудой тока 80 кА интенсивность линии {100} возрастает, а при режиме с уменьшенной
вдвое амплитудой — снижается. Полученные данные свидетельствуют о том, что степень
субструктурных изменений при обработке зависит от величины используемого тока.
При обработке происходит некоторое изменение ориентировки кристаллов, из сопостав-
ления вида рентгенограмм можно говорить о прохождении процессов текстурирования наи-
более сильно выраженных в плоскостях семейства {100} и близких им {002}. По-видимому,
это приводит к упорядочению кристаллической структуры материала в направлении дей-
ствия тока, что в итоге сказывается на результатах усталостных испытаний.
Таким образом, можно сделать следующие выводы. Обработка ИЭТ приводит к по-
вышению характеристик сопротивления усталости стали Х18Н10Т: использованные режи-
мы обработки позволяют повысить предел усталости более чем на 50%, что может суще-
ственно сказаться на долговечности деталей и элементов конструкций при их циклическом
нагружении.
Один из возможных механизмов данного эффекта заключается в процессах текстуриро-
вания, упорядочивания кристаллической структуры металла под воздействием ИЭТ. Для
уточнения факторов, определяющих эффект влияния ИЭТ, необходимо проведение даль-
нейших, в частности металлофизических, исследований.
1. Доронин Ю.Л. Исследование возможностей повышения конструкционных и эксплуатационных ха-
рактеристик деталей летательных аппаратов импульсным воздействием высокоэнергетического эле-
ктромагнитного поля: Автореф. дис. . . . канд. техн. наук. – Москва, 1992. – 18 с.
2. Попов О.В., Таненберг Д.Ю., Власенков С. В., Вепрев А.А. Влияние обработки импульсным эле-
ктрическим током на прочностные и пластические свойства титановых сплавов: Тез. докл. на II Все-
союз. конф. “Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов”. Ч. 1. –
Николаев: РИО Облполиграфиздата, 1990. – 6 с.
3. Коновалов С.В., Соснин О.И. и др. Повышение надежности изделий из среднеуглеродистых сталей
импульсным токовым воздействием // Ремонт, восстановление, модернизация. – 2002. – № 3. – С. 19–
23.
94 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
4. Беклемишев Н.Н., Корягин Н.И., Шапиро Г. С. Влияние локально неоднородного импульсного элект-
ромагнитного поля на пластичность и прочность проводящих материалов // Металлы. – 1984. – № 4. –
С. 184–187.
5. Соснин О.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. Электростимулированная малоцикловая усталость. – Моск-
ва: Недра Комуникейшенс Лтд, 2000. – 208 с.
6. Усталость жаропрочных сплавов и рабочих лопаток ГТД / Б.А. Грязнов, С. С. Городецкий, Ю.С.
Налимов, и др. Отв. ред. В. Т. Трощенко. – Киев: Наук. думка, 1992. – 264 с.
7. Степанов Г. В., Бабуцкий А.И., Мамеев И.А. Нестационарное напряженно-деформированное состо-
яние в длинном стержне, вызванное импульсом электрического тока высокой плотности // Пробл.
прочности. – 2004. – № 4. – С. 60–67.
Поступило в редакцию 05.05.2008Институт проблем прочности
им. Г. С. Писаренко НАН Украины, Киев
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 95
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7513 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T09:50:57Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Степанов, Г.В. Бабуцкий, А.И. Чижик, А.В. Грязнов, Б.А. Налимов, Ю.С. 2010-03-31T16:57:42Z 2010-03-31T16:57:42Z 2008 Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т / Г.В. Степанов, А.И. Бабуцкий, А.В. Чижик, Б.А. Грязнов, Ю.С. Налимов // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 92-95. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7513 539.43;537.39 It is shown that the treatment with a pulsed high-density electric current causes the increase of the fatigue limit of Kh18N10T steel by more than 50%. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Матеріалознавство Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т Степанов, Г.В. Бабуцкий, А.И. Чижик, А.В. Грязнов, Б.А. Налимов, Ю.С. Матеріалознавство |
| title | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т |
| title_full | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т |
| title_fullStr | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т |
| title_full_unstemmed | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т |
| title_short | Влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали Х18Н10Т |
| title_sort | влияние обработки импульсным электрическим током на усталость нержавеющей стали х18н10т |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7513 |
| work_keys_str_mv | AT stepanovgv vliânieobrabotkiimpulʹsnymélektričeskimtokomnaustalostʹneržaveûŝeistalih18n10t AT babuckiiai vliânieobrabotkiimpulʹsnymélektričeskimtokomnaustalostʹneržaveûŝeistalih18n10t AT čižikav vliânieobrabotkiimpulʹsnymélektričeskimtokomnaustalostʹneržaveûŝeistalih18n10t AT grâznovba vliânieobrabotkiimpulʹsnymélektričeskimtokomnaustalostʹneržaveûŝeistalih18n10t AT nalimovûs vliânieobrabotkiimpulʹsnymélektričeskimtokomnaustalostʹneržaveûŝeistalih18n10t |