ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ С МОДУЛЯМИ УПРУГОСТИ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ

Аннотация

Исследовано влияние циклического деформирования на модули упругости метастабильной аустенитной стали. В приближении Фойгта произведен оценочный расчет модулей деформационного мартенсита и матрицы материала (аустенита). Расчеты модулей проводились по данным измерений скоростей ультразвуковых волн с учетом изменения плотности материала, вызванного разницей объемов элементарных ячеек матрицы и фазы мартенсита. Объемная доля деформационного мартенсита и его изменение при циклическом деформировании определялись вихретоковым методом. Исследовано влияние амплитуды деформации цикла на рост объемной доли мартенсита. Приведены зависимости относительного изменения модуля Юнга, модуля сдвига и модуля объемного сжатия стали 12Х18Н10Т от количества циклов нагружения. Получены связи между изменением упругих модулей и характеристиками циклического нагружения: упрочнением материала и плотностью энергии в цикле, используемых для расчета ресурса методами механики деформируемого твердого тела. Исследования показали, что величина критического изменения модулей, соответствующих появлению макротрещины, зависит от амплитуды деформации цикла. Приведены зависимости критического значения модулей от амплитуды деформации. Максимальное изменение модулей метастабильной стали 12Х18Н10Т составило 4,3%, что на порядок больше, чем в сталях, не претерпевающих фазовых изменений.
Выявлена хорошая корреляция между изменением модулей упругости и характеристиками усталости метастабильной аустенитной стали: упрочнением материала при циклическом деформировании и плотностью энергии в цикле. Получены зависимости между усталостным ресурсом стали 12Х18Н10Т и изменениями модуля сдвига и модуля Юнга, что позволяет по данным акустических измерений производить оценку состояния исследуемой стали.