Кафедра "Технологія матеріалів" (з 2016 року каф. "Прикладна механіка та матеріалознавство")

Permanent URI for this communityhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/662

ENG: Department of Material Technology (2016 Department of Applied Mechanics and Materials Science)

Browse

Now showing 1 - 2 of 2

The Influence Mechanism of Ferrite Grain Size on Strength Stress at the Fatigue of Low-Carbon Steel
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Vakulenko, Ihor O.; Proidak, Svitlana V.
EN: Purpose. Explanation of the influence mechanism of ferrite grain size on the fatigue strength of low-carbon steel. Methodology. Material for research is the low-carbon steel with 0.1% of carbon contnent. The different size of ferrite grain was obtained due to varying the degree of cold plastic deformation and temperature of annealing. The estimation of grain size was conducted using methodologies of quantitative metallography. The microstructure of metal was investigated under a light microscope with increase up to 1 500 times. As a fatigue response the fatigue strength of metal – a maximal value of load amplitude with endless endurance limit of specimen was used. Fatigue tests were carried out using the test machine «Saturn-10», at the symmetric cycle of alternating bend loading. Findings. On the basis of research the dependence for fatigue strength of low-carbon steel, which is based on an additive contribution from hardening of solid solution by the atoms of carbon, boundary of the ferrite grain and amount of mobile dislocations was obtained. It was established that as the grainy structure of low-carbon steel enlarges, the influence of grain size on the fatigue strength level is reduced. For the sizes of grains more than 100 mcm, basic influence on fatigue strength begins to pass to the solid solution hardening, which is determined by the state of solid solution of introduction. Originality. From the analysis of the obtained dependences it ensues that with the increase of ferrite grain size the required amount of mobile dislocations for maintenance of conditions for spreading plastic deformation becomes less dependent from the scheme of metal loading. Practical value. The obtained results present certain practical interest when developing of recommendations, directed on the increase of resource of products work from low-carbon steels in the conditions of cyclic loading. Estimation of separate contribution of the studied processes of structural changes with fatigue load allows one to choose a rational solution – to use the hardening effect from the ferrite alloying or to change the grain size of ferrite.
Оцінка необерненої ушкоджуваності при втомі вуглецевої сталі
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Кнапінскі, M.; Болотова, Дар’я Михайлівна
UK: Мета. У дослідженні необхідно здійснити оцінку рівня ушкоджуваності вуглецевої сталі в умовах циклічного навантаження. Методика. Матеріалом для дослідження були сталі фрагментів ободу залізничного колеса й голівки рейки з хімічним складом 0,65 % С, 0,67 % Mn, 0,3 % Si, 0,027 % P, 0,028 % S та 0,7 % C, 0,82 % Mn, 0,56 % Si, 0,025 % P, 0,029 % S відповідно. Мікроструктура досліджуваних сталей відповідала стану металу після гарячої пластичної деформації. Дослідження на втому проводили в умовах симетричного згину на випробувальній машині типу «Сатурн-10». Будували повні діаграми Велера та лінії, що відповідають формуванню суб- та мікротріщин. Аналіз розподілу внутрішніх напружень у металі при циклічному навантаженні проводили з використанням мікротвердоміра типу ПМТ-3. Результати. На основі аналізу кривих втоми високовуглецевих сталей були визначені положення меж, що розділяють області оберненої та необерненої ушкоджуваності при циклічному навантаженні. У роботі показано, що з ростом концентрації вуглецю в сталі, за умов незмінності її структурного стану, спостерігається підвищення межі втоми. Разом із цим спостерігається прискорення процесів, що визначають умови переходу від етапу формування субмікротріщин до мікротріщин. Дослідженнями розподілу мікротвердості в металі після руйнування при втомі підтверджено характер впливу кількості вуглецю в сталі. Наукова новизна. Незалежно від етапів формування осередку руйнування характер поведінки вуглецевих сталей при втомі визначається співвідношенням між процесами зміцнення й пом’якшення. При циклічному навантаженні виникаюча неоднорідність розподілу внутрішніх напружень зменшується зі збільшенням відстані поверхні руйнування. Аналіз процесів внутрішньої перебудови при втомі дозволив визначити, що на етапах до початку інкубаційного періоду в мікрооб’ємах металу вже присутні осередки з неоднорідним розташуванням дефектів кристалічної будови та, у першу чергу, дислокацій. Практична значимість. Збільшення вмісту вуглецю від 0,65 до 0,70 %, за умов циклічного навантаження вуглецевої сталі зі структурою пластинкового перліту, супроводжується збільшенням межі міцності при втомі приблизно на 40 %. Збільшення вмісту вуглецю в сталі прискорює перехід від етапу формування обернених ушкоджень внутрішньої будови до необернених, що підтверджується зростанням кутового коефіцієнту кривих Френча.