Влияние циклически изменяющихся нагрузок на скорости сдвиговых и рэлеевских волн в стальных прутках разной термической обработки
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-4-10Ключевые слова:
скорость сдвиговых и рэлеевских волн, электромагнитно-акустический преобразователь, усталость, стальные пруткиАннотация
Описывается многоцикловая усталостная нагрузка (до 140000 циклов) на прутки из стали 45. Для испытаний изготовлены 8 прутков, 7 из которых прошли разные виды термической обработки (нормализацию, закалку и отпуск). Усталостное нагружение прутков осуществлялось путем консольного изгиба с вращением. Момент изгиба для прутка был выбран в размере 54 Н/м, что позволило подобрать напряжение, равное 0,6s0,2 материала. Скорости ультразвуковых волн и габаритные размеры прутков измерялись через каждые 48000 циклов. Для измерения скоростей волн использовался зеркально-теневой электромагнитно-акустический метод многократных отражений с применением дефектоскопа ДЭМА, который имеет проходной и накладной преобразователи со специальными системами подмагничивания. Результаты измерений приведены на рисунках в виде зависимости влияния циклического нагружения на скорость сдвиговых и рэлеевских волн в прутках разной термообработки. Основные изменения скорости происходят в прутках, прошедших средний отпуск 400–500 °С. Скорость сдвиговой волны максимально падает при отпуске 450 °С, а скорость рэлеевской волны – при отпуске 500 °С. При остальных видах термической обработки заметных изменений скорости не наблюдается, требуется увеличение количества циклов нагрузки.Библиографические ссылки
Кокорин В. В., Ромащенко С. В., Михнёв М. М. Пластическая деформация и физические процессы, протекающие в металле при деформации // Решетневские чтения. 2013. Т. 1. С. 16–17.
Иванова В. С. Усталостное разрушение металлов. М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии,1963. 272 с.
Мацевитый В. М., Вакуленко К. В., Казак И. Б. О различиях механизмов разрушения металлов в условиях малоцикловой и многоцикловой усталости // Проблемы машиностроения. 2014. Т. 17, № 1. С. 60–67.
Маликов А. А., Маркова Е. В., Чечуга О. В. Применение метода микроиндентирования для определения механических характеристик поверхностного слоя // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2017. № 2 (57). С. 24–28.
Оценка текущего усталостного состояния металлической башни ветроэлектрической установки по измерениям магнитной характеристики металла - коэрцитивной силы / Н. Ф. Хорло, А. А. Лукина, С. В. Савлук, Р. Н. Соломаха, Г. Я. Безлюдько // В мире неразрушающего контроля. 2017. Т. 20, № 3. С. 46–52.
Толипов Х. Б. Экспериментальная установка для бесконтактного измерения скорости и амплитуды смещений волны Рэлея с малого участка поверхности // Приборы и техника эксперимента. 2015. № 1. С. 175–177.
Викторов И. А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М. : Наука, 1981. 287 с.
Бабкин С. Э. Измерение скорости звука с помощью меандрового электромагнитно-акустического преобразователя // Инженерная физика. 2017. № 1. С. 50–54.
Измерение скорости поверхностных волн ферромагнитных материалов электромагнитно-акустическим способом / С. Э. Бабкин, М. Ю. Лебедева, Ю. И. Савченко, О. Н. Вострокнутова // Электротехнические системы и комплексы. 2019. № 4 (45). С. 47–51.
Центральный металлический портал РФ. URL: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/45 (дата обращения: 23.10.2020).
Практические аспекты оценки повреждаемость в условиях многоцикловой усталости / А. В. Корнилова, И. М. Идармачев, Чжо Заяр, Тет Паинг. М. : Перо, 2020. 115 с.
Муравьев В. В., Муравьева О. В., Кокорина Е. Н. Акустическая структуроскопия и дефектоскопия прутков из стали 60С2А при производстве пружин с наноразмерной структурой // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2013. № 4.
С. 66–70.
Акустическая структуроскопия стальных образцов, нагруженных изгибом с вращением при испытаниях на усталость / В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, А. Ю. Будрин, М. А. Синцов, А. В. Зорин // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019.
Т. 22, № 1. С. 37–44.
Муравьева О. В., Зорин В. А. Метод многократной тени при контроле цилиндрических объектов с использованием рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 5. С. 3–9.
Муравьева О. В., Соков М. Ю. Влияние глубины залегания дефекта на параметры многократно-теневого электромагнитно-акустического метода контроля прутков // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 68, № 4. С. 46–50.
Стрижак В. А., Хасанов Р. Р., Пряхин А. В. Особенности возбуждения электромагнитно-акустического преобразователя при волноводном методе контроля // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 2. С. 159–166. DOI: 10.22213/ 2413-1172-2018-2-159-166.
