Assessment of the effect of the steels structure dispersion on its magnetic and mechanical properties

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 4 2021 93 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Оценка влияния дисперсности структуры стали на магнитные и механические свойства Роман Соколов a,* , Виталий Новиков b , Камиль Муратов c , Анатолий Венедиктов d Тюменский индустриальный университет , ул . Володарского , д . 38, г . Тюмень , 625000, Россия a https://orcid.org/0000-0001-5867-8170, falcon.rs@mail.ru , b https://orcid.org/0000-0002-1987-351X , vitaly.nowikov2017@yandex.ru, c https://orcid.org/0000-0002-8079-2022, muratows@mail.ru , d https://orcid.org/0000-0002-6899-4297, annattoliy@gmail.com Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 4 с . 93–110 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-93-110 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Достаточно часто в практике эксплуатации опасных производственных объектов возникает потребность в определении величины механи - ческих свойств стали для прогноза остаточно - го ресурса . Механические свойства являются одними из основных характеристик , к которым должны быть предъявлены жесткие требования ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 539.24 История статьи : Поступила : 01 июня 2021 Рецензирование : 06 августа 2021 Принята к печати : 23 сентября 2021 Доступно онлайн : 15 декабря 2021 Ключевые слова : РЭМ Температура отпуска Фактор разнозернистости Коэрцитивная сила Внутренние напряжения Размер зерна Предел прочности АННОТАЦИЯ Введение . Контроль механических свойств конструкционных сталей является одним из основных про - цессов , регламентирующих срок эксплуатации оборудования . В большинстве технических процессов ( об - работка давлением , сварка , прокатка , термическое воздействие ) происходит изменение ее структуры как в локальных областях , так и во всем объеме . Изменение структуры влечет за собой изменение свойств стали , в результате которых в локальных областях на различных этапах эксплуатации увеличивается вероятность возникновения и развития критических дефектов . Их наличие существенным образом сказываются на экс - плуатационных характеристиках оборудования и приводят к преждевременному старению материала и вы - воду его из строя . Именно потому , что контроль механических свойств стали остается одной из актуальных проблем , разрабатываются новые методы контроля . Известно , что все свойства стали зависят от структуры вещества , однако работы по изучению влияния дисперсности рассматриваемой структуры на механические свойства представлены в незначительном объеме . Цель работы : проанализировать с математической точ - ки зрения влияние фактора разнозернистости как параметра , отражающего дисперсности системы , на ме - ханические свойства конструкционной стали . В работе исследованы термообработанные образцы стали 15 ХСНД , 09 Г 2 С и Ст 3, изготовленные из листового проката . Методы исследования . Для исследования сталей 15 ХСНД , 09 Г 2 С и Ст 3 в работе применялись : рас - тровый электронный и оптический микроскопы – для изучения зеренной структуры и межзеренных границ ; программный пакет SIAMS 700 – для нахождения границ и среднестатистических данных зеренной струк - туры ; портативный рентгенофлуоресцентный анализатор металлов и сплавов X-MET 7000 – для определе - ния химического состава исследуемых образцов в процентном отношении ; разрывная машина ИР -50 – для измерения предела прочности образцов ; твердомер по Виккерсу – для определения твердости образцов . Результаты и обсуждения . Обнаружено , что для механических свойств конструкционных сталей ( твер - дости и предела прочности ), величины внутренних напряжений и фактора разнозернистости наблюдается удовлетворительная корреляция , которая может быть использована для предсказания опасных состояний конструкций и времени их эксплуатации . Проведен дисперсионный и регрессионный анализ обнаруженных зависимостей . Замечено , что выпадение некоторых значений из общей регрессионной зависимости , скорее всего , может быть связано с уменьшением величины внутренних напряжений в результате уменьшения ис - кажений кристаллической решетки стали , происходящих при термической обработке . Стоит отметить , что происходящие процессы и степень их влияния на свойства рассматриваемых конструкционных сталей могут быть различными из - за наличия в составе исследованных сталей разного количества легирующих элементов . Для цитирования : Оценка влияния дисперсности структуры стали на магнитные и механические свойства / Р . А . Соколов , В . Ф . Новиков , К . Р . Муратов , А . Н . Венедиктов // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 4. – С . 93–110. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-93-110. ______ * Адрес для переписки Соколов Роман Александрович , аспирант , ассистент Тюменский индустриальный университет ул . Володарского , 38, 625000, г . Тюмень , Россия Тел .: 8 (919) 925-88-47, e-mail: falcon.rs@mail.ru