Microflow Parameters of High-Strength Stainless Steel and Their Relationship with Mechanical Properties
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-2-39-46Keywords:
high-strength stainless steel, elastic strength, Yield limit, microflow parameters, heat treatmentAbstract
Determination of material mechanical properties is always important and mandatory when assessing the design performance of a structure. Existing methods and standards require correspondence to norms and conditions during preparation, manufacture and testing of samples, making determination of mechanical characteristics labor consuming. Besides, the applied National and industry standards GOSTs, OSTs and methods predetermine the use of metal-intensive samples being as a rule selected with discontinuity violation, and, in the case of a process allowance, the mechanical characteristics imply a degree of certainty. Due to the development of the crystalline lattice defect theory, plastic strain and fracture are described by a physically justified analysis of the processes taking place in the material. A reliable method to determine the microflow parameters on miniature samples under compression has been developed and successfully applied for assessment and prediction of material mechanical properties. The method is based on local stress relaxation of a specimen of the steel under study. The advantage of this method is a certain physical interpretation of the parameters related to changes in material microflow mechanisms. In order to introduce the above-mentioned method into the experimental practice, a comparison of mechanical properties with microflow parameters was carried out using the example of industrial high-strength steel after hardening. The microflow parameters for steel grade 08X15N5D2T and their variation with respect to the aging temperature (Tc) are obtained. The parameters ( and s″), interpreted as the elastic strength and yield limit, respectively, increase in the range of aging temperatures: the release of a dispersed strengthening epsilon phase (e). When comparing the obtained parameters with the existing characteristics of the steel under study, it was found that there is a correlation between the microflow parameters and the yield limit. The plotted relations s″ = f(Tc), repeat the pattern of change in the yield limit curve s0,2 = f(Tc) regardless of the steel initial state.References
Крюков Л. Т., Ершова М. И. Контроль механических свойств материалов реакторного оборудования по параметрам микропластической деформации // Энергетические системы и комплексы : Труды ГНГТУ имени Р. Е. Алексеева Нижегородского государственного технического университета. 2019. № 3. С. 67-72.
Ершова М. И., Крюков Л. Т. Использование параметров микропластической деформации для оценки охрупчивания материалов реакторного оборудования // Энергетические системы и комплексы : Труды ГНГТУ имени Р. Е. Алексеева Нижегородского государственного технического университета. 2020. № 2. С. 77-84.
Бердник О. Б., Царева И. Н., Чегуров М. К. Живучесть материала лопаток турбин при длительных сроках эксплуатации // Вопросы металловедения. 2019. № 1 (97). С. 28-35. DOI: 10.22349/1994-6716-2019-97-1-28-35
Gerhard Wilde and Sergiy Divinski (2019) Grain Boundaries and Diffusion Phenomena in Severely Deformed Materials: Materials Transactions, vol. 60, no. 7, pp. 1302-1315 [Электронный ресурс]. URL: https://doi.org/10.2320/matertrans. MF201934
Shanchao Zuo, Danchen Wang, Changqi Yang, Peipei Hu, Ran Bi, Bing Du, Decheng Wang (2023) Stress relaxation behavior of low carbon steel at different temperatures. IOP Publishing Ltd: Materials Research Express, vol. 10, no. 10, Res. Express 10105801, DOI: 10.1088/2053-1591/ad019a
Parasiz S.A., Kutucu Y.K., Karadag O. (2021) On the utilization of Sachs model in modeling deformation of surface grains for micro/meso scale deformation processes. J. Manuf. Process., vol. 68-А, pp. 1086-1099 [Электронный ресурс]. URL: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.06.033
О влиянии микроструктурных неоднородностей на прочностные свойства никелевого сплава Х65КМВЮБ / О. Б. Бердник, И. Н. Царева, Л. А. Кривина, Ю. П. Тарасенко // Проблемы прочности и пластичности. 2022. Т. 84, № 4. С. 559-569. DOI: 10.32326/1814-9146-2022-84-4-559-5699
Кириков С. В., Перевезенцев В. Н. О расчете внутренних напряжений от мезодефектов, накапливающихся на границах при пластической деформации твердых тел // Проблемы прочности и пластичности. 2019. Т. 81, № 2. С. 212-221. DOI: 10.32326/1814-9146-2019-81-2-212-221
Кириков С. В., Пупынин А. С., Свырина Ю. В. Анализ локальных полей упругих напряжений, генерирующих ротационно-сдвиговые мезодефекты вблизи стыков зерен // Проблемы прочности и пластичности. 2021. Т. 83, № 2. С. 235-244. DOI: 10.32326/1814-9146-2021-83-2-235-244
Пупынин А. С., Кириков С. В., Перевезенцев В. Н. Диффузионное зарождение пор в стыках зерен субкристаллических материалов // Проблемы прочности и пластичности. 2021. Т. 83, № 3. С. 276-284. DOI: 10.32326/1814-9146-2021-83-3-276-28426
Влияние пластической деформации на анизотропию упругих свойств и скорости ультразвуковых волн в низкоуглеродистой стали / А. В. Гончар, К. В. Курашкин, О. А. Сергеева, А. А. Соловьёв // Проблемы прочности и пластичности. 2022. Т. 84, № 2. С. 259-271. DOI: 10.32326/1814-9146-2022-84-2-259-271
Betekhtin V.I., Kadomtsev A.G., Narycova M.V. (2020) Evolution of a defect structure during creep tests of ultrafine-grained metals and alloys produced dy severe plastic dtformation. Phus. SolidState, vol. 62, iss. 2, pp. 318-324. DOI: 0.1134/S1063783420020067
Павлов B.A. Влияние малых примесей на механизм пластической деформации и разрушение // Вопросы физики прочности. Труды ИФМ АН СССР (Уральский филиал). 1960. Вып. 23. 187 с.
Sukhikh A.A., Makhneva T.M., Dement’ev V.B. (2019) Аustenitein Nanosteuchured Maraging Stell. Inorganic Materials: Applied Research (Germany), vol. 10, no. 4, pp. 966-973 [Электронный ресурс]. URL: https://doi.org/10.1134/S2075113319040415
Makhneva T.M., Dementiev V.B., Makarov S.S. (2020) About Impact Strength and Thermal Properties of Steel Melts. Solid State Phenomena, vol. 299 SSP, pp. 430-435 [Электронный ресурс]. URL: 10.4028/www.scientific.net/ssp.299.430
Makhneva T.M., Dementyev V.B. (2022) On the Chemical Heterogeneity of Austenite in Maraging Steel. Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment Materials Research Proceedings, no. 2, pp. 224-228 (Materials Research Forum LLC) [Электронный ресурс]. URL: https: //doi.oР.Е.Е.rg/10.21741/9781644901755-40
Пачурин Г. В. Повышение эксплуатационной стойкости нержавеющих сталей путем технологического упрочнения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 2 (часть 2). С. 28-33.
Крюков Л. Т., Пачурин Г. В. Использование характеристик микропластической деформации для определения момента хрупкого разрушения трубных сталей // Фундаментальные исследования. 2015. № 5 (2) [Электронный ресурс]. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38212
Шетулов Д. И., Мыльников В. В., Романов А. Д. Исследование параметров микроскопической деформации стали деформируемой сжатием ступенчато возрастающей нагрузкой // Успехи современного естествознания. 2015. № 1 (3). С. 486-488.
Шетулов Д. И., Крюков Л. Т., Мясников А. М. Прогнозирование параметров кривой усталости высокопрочных сталей по показателям статической и микропластической деформации образцов // Вестник Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Техническая физика. 2015. Т. 4, № 5. С. 381-388.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Вячеслав Борисович Дементьев, Татьяна Михайловна Махнева, Александр Викторович Чуркин

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.