автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Физико-механические основы повышения и восстановления прочности сталей и сварных соединений методом взрывной обработки

На правах рукописи

Яковлева Софья Петровна

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СТАЛЕЙ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТОДОМ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность: 05.02.01 - Материаловедение (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Якутск - 2005

Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Севера Сибирского отделения Российской академии наук (ИФТПС СО РАН)

Научный консультант: академик РАН, доктор технических

наук, профессор ^Ларионов В.П.|

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

БотвинаЛ.Р.

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор ВерхотуровА.Д.

доктор технических наук, профессор Охлопкова А.А.

Ведущее предприятие - Институт физики металлов УрО РАН,

г. Екатеринбург

Защита состоится «23» июня 2005 г. в 1000 часов на заседании диссертационного Совета Д 003.039.01 при Объединенном Институте физико-технических проблем Севера СО РАН по адресу: 677980, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1 (тел/факс (4112) 33-66-65, e-mail: t.a.kapitonova@iptpn.ysn.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ОИФТПС СО РАН.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, подписанные и заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан «21» мая 2005 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и состояние проблемы. В последние десятилетия в целях совершенствования материалов и технологий широко используются сильно неравновесные процессы, в том числе нагружение взрывом. Применение энергии взрыва в таких технологических воздействиях, как деформационное упрочнение и послесварочная обработка, является перспективным методом повышения эксплуатационных свойств машин и металлоконструкций.

Известно, что в основе упрочнения металлов и сплавов методами предварительной деформации лежит идея о возможности управления прочностью посредством направленного и контролируемого изменения дислокационной структуры. Вместе с тем возможности традиционных методов пластической деформации весьма ограничены. Специфика взрывного упрочнения, связанная с волнообразным распространением нагрузки, высокими значениями амплитуды и кратковременностью процесса, приводит к резкому возрастанию плотности дислокаций и обогащению структуры микродефектами новых типов, то есть взрывная обработка (ВзО) позволяет управлять физико-механическими свойствами металлических материалов.

Положительный эффект послес варочной ВзО сварных соединений в основном связывают с благоприятным перераспределением остаточных сварочных напряжений при локальном пластическом деформировании материала ударными волнами.

Потенциальная эффективность метода ВзО реализована далеко не в полной мере. Это связано, главным образом, с отсутствием физически обоснованной модели, отражающей свойства материалов после нагружения взрывом и необходимой для целенаправленного воздействия на их структурное состояние. Мало исследованы особенности механического поведения обработанных взрывом металлов при последующем нагружении с традиционными скоростями. Необходимо выявление не только их механических свойств, но и изучение определяющих эти свойства элементарных процессов, лежащих в основе механизмов пластической деформации и разрушения.

В свою очередь, обоснование применения метода взрывного нагружения для обработки реальных сварных конструкций требует ответа на комплекс вопросов. Во-первых, как меняются свойства обработанных взрывом материалов (конструкционных сталей и их сварных соединений) в диапазоне климатических температур? Во-вторых, как влияет проведение взрывной обработки на неизбежно присутствующие в сварных соединениях трещиноподобные дефекты (ТПД) и, если это ремонтный шов, на поврежденный в процессе предыдущей эксплуатации основной металл вблизи шва? Наконец, возможно ли ведение эффективной ВзО в зимнее время в полевых условиях? На часть вопросов усилиями зарубежных и отечественных исследователей уже в той или иной мере получены ответы, другие остаются открытыми. Комплексный ответ на эти вопросы представляет собой научное обоснование применения технологий взрывной обработки для повышения и восстановления служебных свойств металлоконструкций.

В связи с этим диссертационная работа посвящена актуальной проблеме выявления природы прочности обработанных взрывом металлов, что является необходимой теоретической основой для решения ряда задач, возникающих при практическом использовании метода ВзО, в частности, в условиях низких климатических температур.

Работа выполнена в соответствии с планами научных работ Института физико-технических проблем Севера СО РАН: по Пост. ГКНТ № 555 от 30.10.85, Расп. АН СССР № 10103-399 от 05.03.86 г., тема 2.25.2.7 «Исследование и разработка технологических методов с целью повышения износостойкости, хладостойкости элементов конструкций в северном исполнении. Создание хладостойких, износостойких конструкционных материалов для несущих конструкций в северном исполнении», №Гос. регистрации 01.86.0075019; по теме 1.11.5.2 Программы фундаментальных исследований СО РАН, раздел 5 «Разработка методов и способов определения свойств конструкционных материалов и новых технологий для повышения прочности, надежности и долговечности машин и конструкций при одновременном снижении материалоемкости», № Гос. регистрации 01900035500; по проекту РФФИ р98арктика № 00-01-96212 «Пла-стически-деструкционные аспекты и формирование прочностных свойств при нагружении конструкционных сталей после высокоскоростной деформации ударными волнами».

Объект исследования: механическое поведение (природа прочности) металлических материалов после предварительных технологических воздействий, связанных с деформированием.

Предмет исследования: пластически-деструкционные аспекты формирования прочности конструкционных сталей и их сварных соединений после высокоскоростной деформации ударными волнами.

Цель работы - исследование взаимосвязи структуры и свойств нагруженных взрывом сталей и сварных соединений как научной основы применения технологий взрывной обработки для повышения и восстановления служебных свойств металлоконструкций, в том числе при низких климатических температурах.

Задачи:

1. Выявление механизма формирования прочностных свойств конструкционных сталей после воздействия ударных волн на основе исследования микропроцессов деформации и разрушения.

2. Исследование влияния взрывной обработки на субструктуру сварных соединений конструкционных сталей.

3. Исследование особенностей деструктивных процессов для обоснования роста сопротивления хрупкому разрушению обработанных взрывом сварных соединений конструкционных сталей, в том числе с трещиноподобными дефектами.

4. Обоснование перспективности применения взрывной обработки как метода восстановления несущей способности конструкционных сталей и сварных соединений с предварительной субструктурной поврежденностью.

5. Исследование механических характеристик стали, обработанной взрывом при низких температурах воздуха.

Методологическая идея работы состоит в изучении структурного состояния металла после взрывной обработки и характера протекания элементарных процессов пластической деформации и разрушения материала при дальнейшем воздействии эксплуатационных нагрузок; анализ ведется с позиций оценки влияния особенностей исследуемых факторов и процессов на торможение или благоприятствование развитию структурно-механической деградации материала.

Научная новизна. Проведенный комплекс исследований позволил получить следующие новые результаты в объяснении природы прочности обработанных взрывом металлов и практическом приложении метода:

- выявлена делокализация микропроцессов пластической деформации в обработанной ударными волнами ферритно-перлитной стали при последующем нагружении невзрывного характера;

- после обработки взрывом происходит интенсивное формирование прочностного каркаса в виде стенок мелкоячеистой, более однородной по сравнению с исходным состоянием, субструктуры;

- показана существенная роль субструктурных изменений, вносимых послес-варочной взрывной обработкой, в формировании прочности сварных соединений;

- дано объяснение факта улучшения сопротивления хрупкому разрушению

конструкционных сталей и сварных соединений после взрывной обработки за счет повышения рельефности излома и уровня локальных пластических деформаций при разрушении, что обусловливает рост его энергоемкости;

- материаловедчески обоснована и экспериментально подтверждена возможность нейтрализации субструктурной повреждаемости в материале и восстановления его прочности в результате взрывной обработки;

- показана эффективность взрывной обработки при низких температурах воздуха.

Практическая значимость работы. Прикладным итогом работы является научное обоснование возможности использования ВзО для случаев, когда конструкция эксплуатируется при низких температурах воздуха, ее обработка проводится в холодное время года, либо конструкция уже подвергалась воздействию эксплуатационных нагрузок. Полученные результаты представляют собой научную основу для совершенствования и расширения области эффективного применения высокотехнологичного метода ВзО не только в целях повышения, но и для восстановления прочности сварных металлоконструкций при различных температурах окружающей среды.

Результаты исследований работы использованы при разработке технологии взрывной обработки, направленной на повышение эксплуатационных свойств ободьев колес большегрузных автосамосвалов, эксплуатирующихся на угольных карьерах в г. Нерюнгри, а также при разработке рекомендаций по повышению несущей способности магистральных трубопроводов Якутии на ос-

нове применения уже существующих схем взрывной обработки кольцевых сварных соединений

Достоверность полученных результатов обеспечивается системным подходом к исследованиям (рассмотрение вопросов связи структура-свойства проводится с учетом процессов постепенной деградации материала), привлечением современных, преимущественно стандартных и взаимно дополняющих друг друга экспериментально-аналитических методов и испытаний, применением оборудования, прошедшего государственную поверку; надежность проведенных исследований микронеоднородной пластической деформации определяется представительным объемом статистической выборки, расчетом методических погрешностей, совпадением данных количественного и структурного анализа.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Совокупность данных по структурно--деградационным процессам при статической деформации ферритно-перлитных сталей после взрывной обработки (делокализация микродеформаций);

2. Особенности микромеханизмов и кинетики разрушения ферритно-перлитных сталей после взрывной обработки;

3. Роль субструктурных изменений, вносимых взрывным нагружением, в повышении сопротивления хрупкому разрушению сварных соединений конструкционных сталей, в том числе с трещиноподобными дефектами;

4. Возможность применения взрывной обработки для нейтрализации субструктурной повреждаемости в конструкционных сталях, подвергнутых предварительному статическому или усталостному нагружению;

5. Расширение температурного диапазона возможности использования взрывной обработки в полевых условиях.

Публикации. Основное содержание и практические результаты исследований по теме диссертации отражены в 35 публикациях, в том числе в двух монографиях (авторской и коллективной).

Апробация работы. Основные положения работы представлены на следующих семинарах, конференциях, симпозиумах: V Сибирская научно-техническая конференция «Пути повышения эффективности сварочного производства» (Красноярск, 1982), III Всесоюзный семинар «Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов» (Свердловск, 1984), Всесоюзный семинар «Роль дефектов в физико-механических свойствах твердых тел» (Барнаул, 1985), II Всесоюзная конференция «Прочность металлов и конструкций при низких температурах» (Житомир, 1986), IX Международная конференция «Высокоэнергетическое воздействие на материалы» (Новосибирск, 1986), VIII Всесоюзная конференция «Сварка, резка и обработка материалов взрывом» (Минск, 1990), The 3rd International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading DYMAT'91 (Strasbourg, 1991), XIV Уральская школа металловедов-термистов (Ижевск, 1998), Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов (Моск-ва,1999), International Confetence «Micro- and mesomechanics aspects of material failure» — Mesomcchamcs'98 (Tel Aviv, Israel, 1998), The International Confetence

on North-East Asian Natural Gas Pipeline (Yakutsk, 1999), The Vth Russian-Chinese International Symp. «Advanced Materials and Processes» - AMP'99, (Baikalsk, Russia, 1999), General Assembly and Fourth АРАМ Topical Seminar «Materials for Nontraditional System of Energy Generation, Storage and Saving» (Seoul, Korea, 2000), I и II Евразийские симпозиумы по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2002, 2004), а также научные семинары Института электросварки им. Е.О. Патона (Киев), Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева и Специального конструкторского бюро гидроимпульсной техники СО РАН (Новосибирск).

Личный вклад автора в работу состоит в постановке целей и задач, разработке методологии исследования, интерпретации результатов и формулировке всех основных положений, определяющих ее новизну и практическую значимость. Штатная обработка взрывом стальных пластин для исследований, описанных в главах III-IV, проведена в ИГ им. М.А. Лаврентьева, обработка взрывом и испытания на долговечность сварных образцов (глава VI) проведены в ИЭС им. Е.О. Патона. Все основные аналитические исследования выполнены самим автором. В ряде экспериментов, связанных с проведением механических испытаний, взрывной обработки, рентгеноструктурного анализа, участвовали сотрудники лабораторий ИФТПС СО РАН, которым автор выражает глубокую благодарность. Особая признательность — академику |В.П. Ларионову и д.т.н., профессору О.И. Слепцову за постоянную поддержку и внимание.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 252 страницах и состоит из введения, 7 глав с выводами, общих выводов, библиографического списка из 199 наименований, 3 приложений. Содержит 68 рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Современное состояние вопроса и постановка задач исследования. В

первой главе выполнен анализ работ, связанных с воздействием ударных волн на металлические материалы. Теоретические и экспериментальные вопросы взрывного нагружения металлических объектов рассмотрены, обобщены и систематизированы в работах А.А. Дерибаса, Г.Е. Дитера, А.В. Крупина, М.А. Мейерса, М.А. Могилевского, П.О. Пашкова, Дж. Пирсона, Д.Ж. Райнхарта, Е. Хорнбогена, Г.Н. Эпштейна и др. Исследования изменений микроструктуры и свойств различных железоуглеродистых сплавов провели О.А. Банных, Г.Г. Бо-уден, И.Н. Гаврильев, З.М. Гелунова, B.C. Лесли, К.С. Смит, Т.М. Соболенко, Ю.И. Фадеенко и другие исследователи. Было выявлено, что при нагружении металла ударными волнами возникает состояние неравноосного объемного сжатия, в процессе релаксации которого в гидростатическое происходит пластическая деформация, имеющая в этом случае следующую специфику. 1. Главную роль при деформировании играют зарождение и рост плотности дефектов кристаллической решетки, а перемещение их становится второстепенным фактором.

2. Резко возрастает роль тех видов деформации, которые связаны с потерей устойчивости кристаллической решетки: двойникования, сбросообразования и других способов аккомодации отдельных зерен к своим соседям.

3. Увеличивается склонность к множественному скольжению по непараллельным плоскостям сдвига, так как этому способствует объемное неравноосное сжатие; за очень короткий промежуток времени все кристаллы, независимо от ориентации, претерпевают деформацию.

Исходя из этого, основной причиной упрочнения металлов является возрастание плотности дефектов кристаллической решетки и обогащение ее дефектами новых типов. Положительный эффект в случае послесварочной взрывной обработки связывают преимущественно с перераспределением остаточных напряжений при пластическом деформировании (работы Б.С. Касаткина, В.М. Кудинова, П.П. Михеева, В.Г. Петушкова, В.И. Труфякова и др.).

По результатам литературного обзора в исследовании процессов, имеющих место при взрывном нагружении металлов, можно выделить три основных направления. Первое рассматривает гидродинамическое течение материала и приложение к твердым телам теории ударных волн, первоначально разработанной в рамках газовой динамики. Второе характеризует поведение материала в процессе взрывного нагружения. С ним тесно связано третье направление — выявление конечных свойств, зафиксированных в материале после ВзО. Именно в этой области к началу данных исследований наблюдался недостаток экспериментальной и теоретической информации: имеющиеся результаты в основном констатировали факты и конкретно не затрагивали возможных причин, обусловивших реализацию того или иного уровня свойств. Основное внимание в работах по исследованию влияния взрывного нагружения на свойства металлов уделялось его практическому использованию. Имеющиеся данные об изменениях строения, напряженного состояния и свойств сталей и сварных соединений после воздействия ВзО достаточно успешно применялись и применяются для решения ряда технологических задач. Например, при рациональном выборе технологических режимов обработки дозированными зарядами взрывчатых веществ можно повысить служебные свойства широкого класса сталей и их сварных соединений: сопротивление хрупким разрушениям при пониженных температурах и при наводороживании, устойчивость к коррозионному растрескиванию, износостойкость, долговечность. Очевидно, что ВзО является важным резервом повышения работоспособности и надежности сварных металлоконструкций, испытывающих различные нагрузки на воздухе и в агрессивных жидких средах.

Вместе с тем, как отмечается в ряде работ, «физические механизмы достижения полезного эффекта не вполне ясны и требуют специального обсуждения». Другими словами, несмотря на значительные успехи в изучении и практическом применении ударных волн для обработки конструкционных сталей и сварных соединений, многие аспекты влияния интенсивных нагрузок на закономерности их механического поведения остаются мало изученными.

Практически отсутствуют данные о механизме формирования прочностных свойств обработанных взрывом материалов, в частности, конструкционных

сталей. Систематическое изучение поведения обработанных взрывом структур при последующем нагружении невзрывного характера (сюда относится большинство случаев эксплуатационных нагрузок) не проводилось. Между тем, вопросы, связанные с деградацией и разрушением металлов в самых различных условиях эксплуатации, в частности, при низких температурах, имеют основополагающее значение для понимания условий формирования и повышения их служебных свойств, то есть для научного обоснования оптимальных режимов ВзО требуется дальнейшее изучение факторов, определяющих получаемые изменения свойств.

Исходя из этого, сформулированы научные цели и задачи работы, основными из которых являются исследования механизма формирования прочностных свойств конструкционных сталей и их сварных соединений после высокоскоростной деформации ударными волнами.

Материалы, эксперименты, методы исследования. Во второй главе обоснован выбор подходов к исследованию и интерпретации полученных данных о развитии деформации и разрушения в сталях и сварных соединениях на основе широко известных трудов М.Л. Бернштейна, Л.Р. Ботвиной, Л.К. Горди-енко, B.C. Ивановой, Л.В. Куксы, Н.П. Лякишева, В.Е. Панина, СИ. Ратнер, О.М. Романива, В.В.Рыбина, В.Ф. Терентьева, Л.М. Утевского, В.М. Финкеля, Я.Б. Фридмана, и др. Также приведены требования к выбору материалов для исследований, описаны типы исследованных образцов (в том числе сварных), эксперименты по обработке взрывом и виды применявшихся механических испытаний. Дано обоснование использования статистической модели микронеоднородной среды и аналитического комплекса исследований, включающего в себя методы оптической и электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, микротвердости, количественного анализа микронеоднородной пластической деформации. Предложены усовершенствованные методики приготовления пленочных объектов для электронно-микроскопических исследований рельефных поверхностей и нанесения реперных точек на исследуемые образцы.

Для выявления наиболее общих тенденций в поведении материалов с ОЦК решеткой после взрывной обработки использовали низкоуглеродистые стали двух составов после стабилизирующего отжига. Содержание легирующих элементов в стали I: 0,11 % С; 0,42 % Мп; 0,3 % Сг; в стали II: 0,11 % С; 0,41 % Мп; 0,17 % Сг (на стали I проведены исследования структуры и механических свойств, на стали II - количественных характеристик микронеоднородной пластической деформации). Анализ влияния температуры окружающей среды при взрывной обработке на получаемые механические характеристики проведен на стали СтЗ.

При выборе материала руководствовались необходимостью выполнения следующих требований:

а) возможность реализации вязкого и хрупкого разрушения в диапазоне естественных климатических температур;

б) пластичность материала должна обеспечивать достаточный уровень развития пластической деформации при проведении испытаний;

в) наличие эвтектоида в материале для возможности изучения влияния взрывного упрочнения на его поведение при последующем статическом нагруже-нии;

г) материал должен иметь склонность к деформации двойникованием для выявления влияния двойниковых прослоек, возникающих при ВзО, на процессы деформации и разрушения.

В экспериментах по взрывному упрочнению использовали ударные волны с давлением 5 ГПа, генерируемые в пластинах исследуемых сталей детонацией аммонита 6ЖВ по схеме «косых» ударных волн.

Испытания на растяжение проводили в диапазоне температур от +20 до -80 °С при скорости деформирования 1 мм/мин и величине предельной нагрузки 1000 кГ. Объекты для электронно-микроскопического анализа ячеистых структур изготавливали из областей шеек растянутых цилиндрических образцов, относительное сужение в которых составляло 30...35 %.

Ввиду статистического характера взаимодействия элементов структуры при деформировании, для количественного изучения этого процесса использована статистическая модель микронеоднородной среды и рассчитаны параметры микронеоднородной пластической деформации при ступенчатом растяжении плоских образцов с реперными линиями. Реперные точки наносили с помощью микротвердометрического устройства микроскопа Неофот-21: по две линии на каждый образец, число микроинтервалов 100 и 150, размеры базы 60 и 20 мкм, соответственно. Образцы растягивали при комнатной температуре в два приема: I - растяжение на 4 %; II - растяжение на 5-6 % (суммарная деформация 9-10 %). Проведена оценка методической ошибки измерений для серии из 3-, 5- и 10-кратных замеров и получены следующие значения среднеквадра-тической ошибки егт(/) среднеарифметического значения величины / для серии из т повторных измерений: 0,8 %, 0,62 %, 0,5 %. Очевидно, при трехкратном измерении значение ошибки вполне допустимо; поэтому размер каждого интервала определяли как среднее арифметическое трех замеров.

Аналогичные исследования проведены для оценки эффективности метода ВзО как способа нейтрализации структурных повреждений в стали СтЗ, предварительно растянутой при комнатной температуре на 5 % (при этом уровне деформации происходит необратимое повреждение структуры, после чего в ней возникают микронесплошности). Часть поврежденных образцов подвергали обработке взрывом (детонирующий шнур ДШЭ-12, уложенный в одну нитку в продольном направлении образцов размерами 3x25x122 мм). Далее образцы растягивали в 4 приема - на 8, 6, 4 % и до окончательного разрушения. Для расчета характеристик микронеоднородной пластической деформации наносили реперные точки с базой 150 мкм; число микроинтервалов 100.

Исследования сопротивления хрупкому разрушению сварных соединений до и после взрывной обработки проведены на низколегированных сталях 10ХСНД (ударная вязкость при -40, -60, -80, -100 °С) и 13ХГМР (трещино-стойкость в диапазоне температур Исследование влияния взрыв-

ной обработки на долговечность материала с предварительной усталостной по-

Рис. 1. Микроструктура стали в исходном состоянии (а - хЗОО) и после

врежденностью вели на сварных соединениях стали 14ХГМР. Все сварные образцы нагружали линейными зарядами ДШЭ-12.

В экспериментах по выявлению эффективности ВзО «на холоде» (сталь СтЗ, температуры воздуха +9, —43, и -49 °С) также использовали детонирующие шнуры (как штатное взрывчатое ВзО (б - х200) вещество для ведения ВзО в полевых ус-

ловиях).

Структура низкоуглеродистой стали после ВзО, ее эволюция и разрушение при последующей статической деформации. В третьей главе на основе исследования воздействия ударных волн на структуру низкоуглеродистой стали, особенностей образующихся при последующей деформации растяжением диссипативных структур, а также микромеханизмов разрушения выявлены основные факторы, ответственные за повышение прочностных свойств после ВзО.

Структура ферритной матрицы после ВзО, ее эволюция и разрушение при последующем растяжении Структура стали в исходном состоянии представляет собой ферритно-перлитную смесь с объемной долей перлита около 3 %, размеры зерен феррита и перлита составляют 100 мкм и 26 мкм соответственно (рис. 1, а). ВзО привела к увеличению плотности дислокаций и появлению двойников (средняя толщина 1,9 мкм; плотность 290 м~') - рис. 1, б. Гистограммы распределения микротвердости (рис. 2) показывают, что уменьшился разброс значений микротвердости. Средние значения микротвердости составляют (13,5±0,27)-102 МПа для исходного материалаи (14,1±0,12)-102 МПа - для обработанного. Взрывная обработка не привела к значительному росту микротвердости, но стабилизировала ее значения и произвела существенные изменения в структуре, вызвав образование двойников и повысив однородность тонкой структуры. Это обусловило увеличение прочностных свойств (рис. 3) во всем диапазоне температур испытания (предел текучести вырос на 36-70 %, предел прочности на 9-16%), что согласуется с известными результатами об упрочняющем действии ВзО.

Анализ распределения следов скольжения после растяжения позволяет сделать вывод о более однородном протекании процессов деформации в материале после ВзО. В то время как в исходном материале в процесс деформирования вовлекаются далеко не все зерна, в обработанном следы скольжения прослеживаются практически в каждом зерне, что схематически показано на рис. 4.

Известно, что в металлах с объемноцен-трированнной кубической решеткой при деформировании образуются ячеистые структуры. Обычно развитие ячеистых структур носит опережающий характер в одних зернах и отстает в других. После взрывного упрочнения наблюдается более равномерный охват зерен процессом образования ячеек. Проведенный анализ распределения размеров ячеек в исходном и упрочненном материалах, испытанных при комнатной и отрицательной температурах, дал количественное подтверждение улучшения степени однородности протекания процесса формирования ячеистой структуры после воздействия ударных волн. Из гистограмм на рис. 5 и 6 видно, что в этом случае основной процент ячеек имеет размеры, близкие к среднему значению. Также уменьшается средний размер ячеек, который (с учетом среднеквадратичного отклонения) составляет для исходного материала, деформированного при 20 °С, (53±21)-1(Г2 мкм против (41±15)-1(Г2 мкм после ВзО. При -60 °С средний размер ячеек материала в исходном состоянии равен в упрочненном взрывом Поэтому, характе-

ризуя тонкое строение микроструктуры исследуемого материала при статическом растяжении до и после взрывного нагружения, можно отметить, что как при положительной, так и при отрицательной температурах формирование ячеистой структуры в упрочненном взрывом материале идет интенсивнее, причем в этом случае прослеживается относительная однородность возникающих ячеистых образований. ВзО обеспечила интенсивное формирование прочностного каркаса в виде стенок однородной ячеистой структуры, что, в соответствии с современными представлениями, способствует улучшению прочности без существенного падения пластичности. Это согласуется с данными об уровне пластичности: при рассмотренных условиях ВзО и механических испытаний существенного падения относительного удлинения <5 не произошло, относительное сужение у превысило исходные значения. Средние показатели с) и у об-

Рис. 3. Прочностные характеристики материала в исходном состоянии (о?, ег*) и после ВзО , аБь )

работанного материала составили 8,7 и 49 % против 11 и 44 % для исходного, то есть улучшилась способность материала выдерживать локализованную пластическую деформацию.

При анализе изломов необходимо учитывать, что разрушение развивается в субструктуре, сформированной рассмотренными процессами деформации. Однородная деформация упрочненной ферритной матрицы, проявляющаяся в том, что линии скольжения равномерно охватывают все зерна в зоне формирующейся шейки, обусловливает более позднее возникновение опасных локальных концентраций напряжений и более позднее образование очагов разрушения по сравнению с неупрочненным ферритом. Такими очагами разрушения являются, в частности, поры. Порообразование в исходной структуре носит неоднородный характер и приводит к чередованию областей крупных и мелких ямок на поверхности излома. Напротив, элементы ямочного излома обработанного материала, хотя и менее развиты, но более однородны. Согласно современным представлениям, при сдерживании порообразования может быть достигнуто увеличение пластичности.

Наличие хорошо сформированной ячеистой структуры существенно влияет на особенности микрофрактографических деталей. Известно, что в металлах с ОЦК решеткой границы ячеек могут служить эффективным барьером для распространения микротрещин. Пересечение микротрещиной границы ячейки приводит к снижению ее скорости и, как следствие пластической релак-

сации, происходит затупление вершины трещины. Число заторможенных микротрещин постепенно увеличивается, и происходит их слияние в трещину критической величины с формированием при пониженных температурах характерного рельефа квазискола (рис. 7, б). Аналогичные условия в неупрочненном материале достигаются значительно раньше, а объединение микротрещин, зародившихся на разных уровнях, идет по механизму скола (рис. 7, а).

Рис. 7. Типичные участки хрупкого разрушения материала в исходном состоянии (а, х 10000) и после ВзО (б, х5000; в, х 10000). Температура испытаний-60°С

Таким образом, следует сделать вывод о росте сопротивления обработанного взрывом материала развитию процессов разрушения. Этим объясняется повышенная способность такого материала выдерживать сосредоточенную деформацию.

Деформация и разрушение эвтектоида До проведения статических испытаний в материалах, как в исходном, так и в подвергнутом взрывной обработке, наблюдались высокая степень упорядоченности и целостность цемен-титных пластин. Изменения структуры, внесенные предварительным взрывным нагружением, способствуют более однородной деформации перлитных колоний, происходящей с сохранением первоначальной параллельности пластин. Пластины перлита исходного материала склонны к фрагментации, причем по границам фрагментов происходит растрескивание, дающее начало разрушению всей колонии. Это подтверждается преобладанием участков разрушения по перлиту в исходном материале по сравнению с упрочненным. Следует предполагать, что разрушение пластин упрочненного перлита может происходить путем образования и развития шейки.

Поведение двойников при растяжении после Вз О. В настоящее время нет однозначного ответа на вопрос о влиянии двойниковых прослоек на разрушение металлов. Согласно литературным данным, в зависимости от различных условий, двойниковые прослойки могут как провоцировать зарождение разрушения, так и тормозить его. Исходя из этого, при рассмотрении роли двойниковых прослоек в ходе деформации взрывоупрочненного феррита двойники рассматривались с позиций возможных источников дислокаций и как барьеры для движения дислокаций и распространения микротрещин.

Металлографический анализ показал, что релаксация напряжений у двойниковых прослоек при растяжении может происходить путем генерирования

а

6

в

скользящих дислокаций, либо путем прорыва полос скольжения через двойник: наблюдается зарождение полос скольжения от двойников и пересечение ими скоплений параллельных двойников. Можно полагать, что двойники, возникающие вследствие воздействия ударных волн, являются полупрозрачными барьерами для движущихся дислокаций.

Микрофрактографический анализ отчетливо показывает тормозящее действие двойниковых прослоек на распространяющуюся трещину. Для исходной ферритной матрицы, не содержащей двойников, участки скола выглядят либо гладкими, либо покрыты прямолинейными ступеньками; ручьистый узор не развит. В отличие от этого, при разрушении упрочненного феррита формируются многочисленные ступеньки (рис. 7, в), что связано с повышенной диссипацией энергии при распространении трещины.

В целом можно говорить о делокализации микропроцессов пластической деформации в обработанной ударными волнами ферритно-перлитной стали при последующем нагружении невзрывного характера. Существенным фактором, определяющим рост однородности развития микродеформаций (что благоприятно с точки зрения замедления развития процессов деструкции), является улучшение однородности субструктуры после взрывной обработки.

Влияние температуры окружающей среды при взрывной обработке на структуру и прочность стали СтЗ. Результаты механических испытаний стали, обработанной взрывом при различных температурах воздуха, представлены в таблице. В микроструктуре материала образцов, подвергнутых ВзО на холоде, наблюдаются двойники преимущественно параллельной ориентировки, причем плотность дислокаций и двойников при понижении температуры возрастает, что подтверждает увеличение значений микротвердости. При некоторых различиях в характере изменения предела текучести, значения предела прочности материалов, обработанных при положительной и отрицательных температурах, разнятся не более, чем на 1,2 % и испытывают небольшой рост с понижением температуры. Относительное удлинение при этом изменяется незначительно. Отмеченная «стабилизация» характера изменения сопротивления пластической деформации при приближении к пределу прочности связана с рассмотренными выше процессами, происходящими в тонкой структуре металла (в частности, идет интенсивное формирование прочностного каркаса в виде стенок мелкоячеистой структуры).

Таблица

Микротвердость и механические характеристики стали СтЗ до и после взрывной обработки при различных температурах воздуха

Состояние материала Н, МПа <гт, МПа (Ув, МПа ё,%

Исходное (состояние поставки) 2370 261 401 25

ВзО при +9 "С 2450 292 420 22

ВзО при -43 °С 2520 265 423 21

ВзО при -49 °С 2600 283 425 20

Таким образом, взрывная обработка линейными зарядами взрывчатых веществ, проведенная при -43 и -49 °С, по характеру воздействия аналогична проведенной при +9 °С.

Микронеоднородная пластическая деформация. Для понимания природы прочности металлических материалов важно изучение процессов зарождения и развития разрушения в локальных микрообъемах, прочность которых определяет прочность материала в целом. В нагруженном поликристаллическом материале вследствие эволюции его дефектной структуры формируются области локальных перенапряжений, релаксация которых происходит как путем пластической деформации, так и путем зарождения микротрещин. Чем больше неоднородность распределения микродеформаций, тем выше опасность зарождения микротрещин в местах их локализации. Этот процесс также определяется способностью микрообъемов к упрочнению, препятствующему дальнейшему сосредоточению в них локальных деформаций.

Для количественного подтверждения показанных выше «структурных» признаков роста однородности микропроцессов деформации низкоуглеродистой стали при растяжении после ВзО проведен расчет характеристик микронеоднородной пластической деформации.

Степень неоднородности микродеформаций характеризуют следующие параметры:

а) коэффициент концентрации деформации по микрообластям

где - деформация участка на каждой ступени растяжения,

определяющаяся отношением приращения межбазового расстояния Д/4 при деформации к исходному - средняя деформация по длине репер-нойлинии (п — число микроинтервалов);

б) среднеквадратичное отклонение <тск(е) - ^—~£т)2;

в) коэффициент вариации микродеформаций характеризую-

£

щий уровень микронеоднородной деформации, приходящейся на единицу деформации;

г) автокорреляционная функция отражающая зависимость между деформациями различных микроучастков и вычисляемая по формуле

1

Я,

:Лхгхк+,> г=о, 1,2,

где максимальное количество шагов,

На рис. 8 представлены графики изменения коэффициента концентрации деформаций по длине реперной линии с базой 20 мкм для двух ступеней на-гружения образцов обоих типов. Анализ графиков позволяет выявить кинетику

входа микрообластей в процесс деформирования. Несмотря на кажущуюся хаотичность распределения микронеоднородных деформаций, выявляется периодичность в сменяемости мест с повышенной и пониженной деформацией, обусловленная поликристалличностью материала, невозможностью деформации каждого отдельного зерна изолированно от других. Поликристалличностью структуры также объясняется наследственность картины деформационного поля на второй ступени нагружения. Возникшая в начале пластического деформирования микронеоднородность деформации, обеспечивающая выполнение условия неразрывности материала, действует на обеих ступенях растяжения, причем наблюдается закрепление очагов повышенной и пониженной деформации. Это является существенным фактором, предопределяющим зарождение микротрещин в местах, где достигается предельная пластичность отдельных микрообластей материала.

а

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

¿, ыкм

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

1., мкм

Рис. 8. Микронеоднородная деформация материала в исходном состоянии (а) и после ВзО (б), соответствующая первой (пунктирная линия) и второй (сплошная линия) ступеням деформации

Графики микронеоднородной деформации обоих материалов различаются по уровню микронеоднородности деформаций, который в обработанном материале на обеих ступенях растяжения ниже уровня микронеоднородности исходного материала

Существенные различия в процессе пластического течения наблюдаются на втором этапе нагружения. Для многих микроучастков исходного материала продолжается рост уровня микронеоднородности деформации. Напротив, в обработанном материале на этой стадии прослеживается снижение пиков неоднородности. Это подтверждает вывод о большей интенсивности процессов локального упрочнения микрообластей, сделанный по результатам анализа структур деформации. Растяжение образцов до 10 % обеспечивается ростом уровня деформации по другим участкам, то есть наблюдается тенденция к выравниванию уровня микродеформаций и приближения их к среднему значению или, другими словами, делокализация пластической деформации.

Вычисление значений параметров <гск(е) и К также подтверждает более однородное протекание микропроцессов деформации после ВзО: по результатам расчетов наибольшая разница в значениях этих параметров характерна для второй стадии растяжения, когда исходного материала на 25 % превышает оСк обработанного, а К - на 30 %.

Постоянство среднеквадратичного отклонения с ростом степени деформации до 9... 10% и более интенсивное снижение коэффициента вариации обработанного взрывом материала (рис. 9) указывают на переброс мест повышенной микродеформации и ее выравнивание.

Также подсчитаны выборочные коэффициенты асимметрии у| и эксцесса у2 для проверки соответствия разброса микронеоднородных пластических деформаций нормальному закону распределения:

пК4

Сравнение коэффициентов исходного и обработанного материалов и их тройных стандартных отклонений позволяет принять гипотезу о близости распределения микронеоднородных пластических деформаций к нормальному в обоих случаях (то есть нельзя говорить о коренных изменениях в природе микропластической деформации после

Анализ автокорреляционных функций дает возможность судить не только о различии уровней микронеоднородной пластической деформации, но также о взаимодействии микроучастков, разделенных различными интервалами Видно (рис.10, 11), что по сравнению с исходным состоянием, ординаты автокорреля-

ционных функций материала после ВзО ниже на обоих этапах деформирования, причем это справедливо как для межзеренной неоднородности, так и для зональной. Периодичность автокорреляционных функций связана с поликристалличностью структуры. Меньший размах ее амплитуд в случае обработанной структуры указывает на меньшее влияние деформируемых микрообластей друг на друга и, соответственно, на слабое взаимодействие их полей деформации (для рассмотренных степеней деформации).

Характер автокорреляционных функций и особенности распределения микронеоднородных деформаций связаны со снижением роли структурных неоднородностей после воздействия ударных волн. Очевидно, это обусловлено повышением однородности субструктуры и ее способности реорганизовываться в устойчивые конфигурации, что ослабляет роль случайных структурных концентраторов напряжений. Этим же объясняется относительная взаимоизолированность деформирующихся микрообластей. Интенсивное упрочнение и равномерный вход в пластическое деформирование обеспечивают рост предела прочности стали II после ВзО на 15 %.

Влияние ВзО на ударную вязкость сварных соединений низколегированных сталей. Задача пятой главы -оценка ударной вязкости сварных соединений стали 10ХСНД после ВзО и выявление значимости вносимых ею структурных изменений в достижении полученного уровня сопротивления хрупкому разрушению. Эффект повышения однородности распределения дефектов в обработанной взрывом относительно равновесной структуре (отожженной фер-ритно-перлитной стали) должен проявляться и в случае, когда структура находится в состоянии неустойчивого равновесия. Именно таким объектом является сварное соединение, которое претерпевает неравномерные структурные превращения. В металле шва до и после ВзО наблюдали области со столбчатой направленностью, окаймленные ферритом и состоящие из смеси мелкозернистого перлита и участков бейнита.

Для сравнения строения субструктуры сварного соединения до и после ВзО были измерены величины уширения рентгеновской линии. Дифракто-граммы снимали по двум противолежащим граням образцов Шарпи вдоль полосы шириной 1 мм и протяженностью пересекающей линию сплавления,как это показано на рис. 12.

Образцы в исходном состоянии характеризуются градиентом микронапряжений по глубине (рис.13, а). ВзО способствовала выравниванию перепада микронапряжений: происходит сближение кривых 1 и 2 на рис.13, б. Рост общего уровня микронапряжений, отражаемый подъемом нижней ветви 1 графика уширений, согласуется с направлением воздействия обработки.

Рис. 13. Уширение рентгеновской линии в исходном сварном соединении (а) и после ВзО (б). Кривые 1, 2 соответствуют замерам вдоль полос 1 и 2 на рис. 12. За ноль принято положение линии сплавления

В соответствии с формулой, связывающей уширение ¡5 с плотностью дислокаций р в виде зависимости

4 с ¡¿О

5" Ьг

г Рг

(Ь - вектор Бюргерса, в - угол дифракции), проведена приближенная оценка плотности дислокаций в исходном и обработанном сварных соединениях для верхней 1 и нижней 2 граней образцов каждого вида. Расчеты показали, что плотность субструктурных дефектов, вносимых ВзО, в нашем случае составила приблизительно 33 % от исходной (по крайней мере, в приповерхностном слое). Дополнительно об улучшении однородности субструктуры при ВзО свидетельствует тот факт, что точки, соответствующие значениям /? после такой обработки, достаточно хорошо ложатся на кривые 1 и 2 рис. 13, б. Особо следует отметить эффективность ВзО в зоне термического влияния: кривые 1 и 2 на соответствующих участках почти совпадают.

Благоприятное влияние ВзО на распределение микронапряжений обусловило повышение значений ударной вязкости (рис. 14).

Влияние взрывной обработки на трещиностойкость сварных соединений низколегированных сталей. Инициаторами разрушения в сварных соединениях являются, как правило, трещиноподобные дефекты (ТПД), возникновение которых обычно сопровождает процесс сварки. Эффект повышения сопротивления хрупкому разрушению сварных соединений с надрезами после ВзО объясняют в основном перераспределением остаточных напряжений растяжения, снижением коэффициента перенапряжения, созданием сжимающих напряжений. Как было показано выше на сварных швах, не содержащих макродефекты, этот эффект также обусловлен благоприятным воздействием ВзО на субструктуру. Аналогичное комплексное исследование хладостойкости с анализом топографии макроизломов и микропроцессов разрушения до и после взрывной обработки проведено на сварных соединениях с ТПД. Результаты механических испытаний таких образцов показаны на рис. 15. Обработка взрывом приводит к повышению трещиностойкости сварных образцов: до двух раз в области хрупкого разрушения и приблизительно на 20 % в области квазих-

низмы разрушения как сталей, так и сварных соединений обобщено на рис. 17. Электронно-микроскопическое исследование поверхности изломов выявило смешанное их строение, то есть развитие трещин идет по микромеханизмам хрупкого и вязкого разрушения (иногда наблюдаются площадки межзеренного разрушения).

, Для микростроения исходных образцов характерны неравноосные

Рис. 16. Вид диаграмм растяжения сварных образцов с трещиноподобным дефектом: 1,2-квазихрупкоеразрушение; 4,5 -хрупкоеразрушение; 1,4-исходное состояние; 2, 5 - после взрывной обработки;

, - скачки хрупкой трещины

ямки различной глубины (рис. 17, а) и фасетки скола с речным узором (рис. 17,б).

Микротопографической особенностью поверхности излома сварных соединений, подвергнутых взрывной обработке, является преобладание дисперсного квазискола с образованием утяжек при слиянии отдельных микротрещин (рис. 17, г). Реализация этого механизма требует больших затрат энергии разрушения на формирование более рельефного излома по сравнению со сколом. В случае вязкого разрушения формируется ямочный излом с относительно равноосными элементами (рис. 17, в).

Микрофрактографический анализ сварных образцов показал смену доминирующего микромеханизма хрупкого разрушения в результате взрывной обработки от гладкого сколообразова-ния к более рельефному и энергоемкому квазисколу, а также на повышение уровня пластической деформации при разрушении.

Полученные результаты не только подтверждают возможность улучшения сопротивления хрупкому разрушению сварных соединений после ВзО, но и служат объяснением причин этого. Основная причина такого поведения материала сварных соединений в улучшении однородности субструктуры и создании условий для делокализованной пластической

деформации после воздействия взрыва, что приводит к более однородному зарождению центров разрушения. Стадия образования зародышевых трещин контролирует весь процесс разрушения, изменяя кинетику его развития и приводя к возникновению множественных сепаратных трещин. Это способствует локальной деконцентрации и, следовательно, уменьшению напряжений перед трещиной, что находит свое отражение в росте характеристик сопротивления хрупкому разрушению сварных соединений, подвергнутых взрывному нагру-жению.

Взрыво-термическая обработка железоуглеродистых сплавов. Очевидно, что происходящие при нагреве деформированных материалов процессы полигонизации и распада карбидной фазы должны протекать более интенсивно и равномерно в случае применения высокоскоростной деформации взрывом, что связано с резким повышением плотности дефектов и их относительно равномерным распределением. Проведенные исследования показали, что взрыво-термическая обработка, качественно не изменяя закономерностей структурооб-разования при последующем нагреве, может обеспечить интенсивное диспергирование карбидной фазы и субзеренной структуры, за счет чего происходит рост показателей прочности и ударной вязкости. Развитие трещин при низких температурах может идти по микромеханизмам вязкого разрушения, что не наблюдается в исходном отожженном материале; также появляются множественные участки прохождения трещин через тело субзерен.

Таким образом, взрыво-термическая обработка, интенсифицируя и повышая однородность протекания процессов возврата (выделение мелкодисперсных карбидов, формирование мелких субзеренных структур), может являться хорошим инструментом улучшения свойств низколегированных сталей и зоны термического влияния их сварных соединений.

Эффект упрочнения при нагреве обработанных взрывом железоуглеродистых сплавов использован при создании алмазометаллических композитов инструментального назначения методом взрывного прессования. Было выявлено, что высокоскоростная взрывная деформация (прессование) на стадии формования порошков железоуглеродистых сплавов дает возможность целенаправленно воздействовать на их структуру и свойства. В результате «активации» возможно значительное увеличение твердости порошковых частиц при последующей термообработке: в 2-3 раза и более. Получаемое упрочнение матрицы улучшает ее износостойкость и алмазоудержание (были получены алмазные карандаши с износостойкостью на уровне промышленных, но при вдвое меньшем расходе алмазного сырья).

Влияние ВзО на свойства стали с предварительной квазистатической поврежденностью. Результаты исследования механизма влияния ВзО на структуру и свойства сталей указывают на возможность использования такой обработки для восстановления прочностных характеристик материалов, содержащих скопления дефектов субструктуры, образовавшиеся при предварительном нагружении (за счет их деконцентрации - гомогенизации субструктуры). Микротвердость исследуемого материала в исходном состоянии (то есть после предварительного растяжения на 5 %) составляет (15,4±1,35)10~ МПа, после

ВзО - (16,4±1,04)-102 МПа. Уменьшение разброса значений микротвердости подтверждает гомогенизацию субструктуры. При последующем ступенчатом растяжении такого материала наблюдали делокализацию микродеформаций (оценивали параметры г/, ат К, Дг) до значений £= 11-13 %, то есть до степеней деформации, близких к предельным.

Рентгеноструктурный анализ образцов после деформации на 8 % подтверждает вывод о более равномерном распределении дислокаций при деформировании обработанного взрывом материала. Распределение плотности дислокаций в исходном материале крайне неравномерно: среднеквадратичное отклонение составляет 1,7'1012м"2, в то время как в обработанном взрывом оно равно Показанные на рис.

18 кривые изменения микротвердости согласуются с этими данными.

На рис. 19 представлены графики изменения предела текучести на каждом этапе растяжения (кривая 2 показана с разрывом между значениями деформации 2 и 8 % ввиду того, что в первой точке материал еще не подвергался взрывному воздействию). Точки, соответствующие 17 % деформации, нанесены отдельно, так как близки к значениям растяжения материала на разрыв и практически совпадают с пределом прочности.

Эволюция значений предела текучести согласуется с изменением микротвердости. При всех значениях деформации течение материала в исходном состоянии наступает при меньших напряжениях, то есть прирост прочности после обработки сохраняется вплоть до разрушения и соответствует 4... 14 %. Пластические свойства в результате взрывной обработки остались на прежнем уровне.

Полученные данные позволяют полагать, что описанные выше закономерности процессов деструкции и окончательного разрушения справедливы для обработанной взрывом феррито-перлитной стали с предварительной по-врежденностью на уровне субструктуры. Влияние взрывной обработки на низколегированные стали с предварительной усталостной поврежденно-стью. Преобладающая часть современ-

Н50,мПа

шо -----

4 8 12 1« 8,96

Рис. 18. Изменение микротвердости материала с предварительной поврежденностью, внесенной растяжением на 5 %:

1 - исходное состояние,

2 - после взрывной обработки

ных металлоконструкций при эксплуатации испытывает переменные нагрузки; свыше 90 % всех поломок вызваны усталостью материалов и сварных соединений. Этим обусловлена актуальность проблемы восстановления их несущей способности. Интерес к вопросу обусловлен также ролью усталостных трещин как потенциальных источников хрупкого разрушения. Ввиду отсутствия достаточно полного объема информации о развитии усталостных трещин в металлоконструкциях с учетом свойств материала и условий работы, проведен анализ субструктуры материала (сталь 10ХСНД) в зоне развития эксплуатационной трещины в сварном соединении стрелы экскаватора ЭКГ-20.

Неоднородная ячеистая субструктура, формирующаяся при прохождении усталостной трещины через сварной шов, занимает узкую зону у поверхности излома, толщина которой колеблется в пределах 10-20 мкм, что составляет 11,5 поперечника зерна. Малый размер пластической зоны у вершины трещины и топографические особенности разрушения позволили классифицировать материал стрелы как квазихрупкий при циклическом нагружении.

Сопоставление результатов анализа эксплуатационного усталостного разрушения сварных соединений и особенностей воздействия ударных волн на субструктуру позволяет предполагать возможность нейтрализации усталостной поврежденности в материале на основе использования ВзО. Ранее применение ее в таких целях считалось бесперспективным, так как перераспределение сварочных напряжений, с которым связывали всю эффективность ВзО, в основном завершается уже в первом цикле нагружения.

Для оценки влияния ВзО на усталостно-поврежденные сварные соединений исследована эффективность ВзО сварных соединений с различными уровнями предварительно накопленной усталостной поврежденности.

Усталостные испытания проводили по схеме чистого изгиба при симметричном цикле нагружений. Часть I сварных образцов подвергали ВзО в исходном состоянии после сварки, часть II - после предварительного циклического нагружения. Влияние уровня усталостной по-врежденности на эффективность ВзО представлено на рис. 20 в координатах - относительное изменение долговечности и - относительное количество циклов предварительной наработки, определяемых как

1,5

Здесь N1, N2 - долговечность образцов I и II серий соответственно; - количество циклов предварительной наработки; - ожидаемая долговечность необработанных образцов.

Долговечность образцов, подвергнутых ВзО при п„ = 0, есть долговечность образцов I серии. С увеличением предварительной наработки = 0.25 долговечность образцов возрас-

1,0

0,5

N

0,25 0,50 0,75

%

Рис. 20. Эффективность ВзО сварных соединений на стадии зарождения усталостной трещины

тает до 70 % Дальнейшее увеличение «„ приводит к монотонному снижению эффективности ВзО.

Можно предполагать, что решающее влияние на начальном этапе усталости имеют не перераспределение и выравнивание остаточных напряжений, а особенности взаимодействия ударных волн со сформировавшейся при цикли-ровании дислокационной структурой. Начало инкубационной стадии характеризуется высокой локализацией пластической деформации. Увеличение плотности дислокаций и образование ячеистой структуры начинается в отдельных зернах на первых циклах нагружения и развивается, как уже отмечалось, преимущественно в приповерхностных слоях. Эта зона является также зоной максимального воздействия ударных волн. Очевидно, обработка взрывом наиболее эффективна в этот период усталости, так как повышает предел текучести (растет плотность дефектов) и гомогенизирует тонкую структуру. Предполагая, что далее вступают в действие описанные в третьей главе механизмы более однородного пластического течения, способствующие интенсивному образованию ячеистой структуры, следует ожидать приближения материала по его свойствам к классу пластических при циклическом нагружении. Наблюдающееся при увеличении п„ падение эффективности взрывной обработки можно объяснить особенностями усталостной ячеистой структуры (усталостные ячейки отличаются от ячеек статической деформации большей устойчивостью, что затрудняет перераспределение и гомогенизацию субструктуры при прохождении ударных волн, генерируемых детонирующим шнуром) и развитием микронесплошно-стей.

Взрывная обработка металлоконструкций. Выявленные физико-механические особенности воздействия ударных волн на конструкционные стали и их сварные соединения являются научным обоснованием возможности применения метода ВзО для обработки различных металлоконструкций, в частности эксплуатирующихся при низких климатических температурах, либо уже подвергавшихся воздействию эксплуатационных нагрузок. При этом возможно как использование уже имеющихся схем взрывной обработки, так и их усовершенствование или создание новых.

Взрывная обработка ободьев колес большегрузных автосамосвалов На

основании анализа причин частых поломок ободьев колес большегрузных автосамосвалов БелАЗ-75211, эксплуатирующихся в условиях Нерюнгринского разреза, была установлена усталостная природа возникающих трещин, разработана схема и предложены режимы ВзО с целью повышения ресурса ободьев(рис 21)

Согласно акту опытно-промышленной проверки предложенной технологии (обработана

партия из девяти ободьев) за 10 месяцев наблюдений максимальный безремонтный пробег ободьев увеличился более чем вдвое по сравнению со средним пробегом ободьев в состоянии поставки.

Взрывная обработка стыковых сварных соединений водовода Наиболее слабым местом трубопроводов являются кольцевые сварные соединения и околошовная зона. Трещины возникают преимущественно на внутренней поверхности соединений, что обусловлено как дефектами сварки, так и сложным характером распределения послесварочных напряжений в стенке труб. Как известно, на наружной поверхности формируются напряжения сжатия, а на внутренней - напряжения растяжения примерно такой же величины.

Исследована эффективность ВзО зоны кольцевых сварных соединений труб диаметром 630 мм для наведения сжимающих напряжений на внутренней поверхности стенки, что является сдерживающим фактором для развития разрушения. Наибольшее распространение при обработке кольцевых швов получила разработанная в ИЭС им. Е.О. Патона схема, согласно которой осесим-метричное взрывное нагружение обеспечивается подрывом детонирующих шнуров, располагающихся на прилегающих к сварному шву наружных участках поверхности труб. После отработки режимов ВзО на сварной пробе для натурных экспериментов на трубопроводе использовали детонирующие шнуры с погонной навеской взрывчатого вещества 12 г/м, общее количество витков равнялось восьми. Температура воздуха перед началом ВзО составляла -7...—9 °С (вследствие значительной заболоченности территории Якутии, строительство таких объектов, как магистральные трубопроводы, обычно осуществляется после установления минусовых температур и замерзания грунта)..

Обработке взрывом подвергались два участка трубопровода: неповоротный стык (рис. 22) и отвод компенсатора. Анализ распределения остаточных

Рис 22 Прямой (неповоротный) стык магистрального трубопровода, подготовленный к взрывному нагружению

напряжении в наружном поверхностном слое околошовнои зоны кольцевых сварных труб до и после ВзО проводился с помощью портативного рентгеновского определителя макронапряжений. Напряжения измерялись в продольном (<тг) и поперечном (<тг) относительно оси трубы направлениях в точках, расположенных на различном расстоянии г от линии сплавления (максимальное удаление соответствует 50 мм).

Из рис. 23 и 24 видно, что произошла практически полная трансформация знака послесварочных остаточных напряжений. На расстоянии 18-45 мм от линии сплавления абсолютная величина перераспределения остаточных сварочных напряжений отвода компенсатора изменяется от 210 до 435 МПа для аг и от 0 до 220 МПа для <гг соответственно, для сварного соединения прямого участка -от 180 до 510 МПа(ffr) и от 215 до 390 МПа (<г,).

а, мл»

"Л л ф • От - О.

• \

л

V t

Л 1 • -«1 - Ч,

/?

J / \

i /

\ Як

1 J

Г .мм

Рис. 23. Распределение остаточных на- Рис. 24. Распределение остаточных напряжений в ОШЗ неповоротного стыка пряжений в ОШЗ сварного соединения трубопровода до (1) и после (2) взрыв- отвода компенсатора трубопровода до ной обработки (1) и после (2) взрывной обработки

Значения измеренных на околошовной поверхности трубопровода напряжений растяжения изменяются от 25 до 260 МПа для прямого участка и от 20 до 225 МПа для отвода. Одновременное формирование полей напряжений такой же величины, но с противоположным знаком на внутренней поверхности ОШЗ (согласно литературным источникам) сдерживает процессы развития разрушения, провоцируемые имеющимися дефектами сварки, что позволяет говорить об улучшении картины распределения остаточных напряжений в результате взрывной обработки и ее благоприятном влиянии на несущую способность сварных соединений водовода. Следует отметить, что положительный эффект в перераспределении остаточных напряжений достигнут при деформации, составившей 0,2 %.

Таким образом, взрывная обработка детонирующими шнурами околошовной зоны кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода диаметром 630 мм и с толщиной стенки 7 мм способствует изменению абсолютных значений остаточных сварочных напряжений на расстоянии 18-45 мм от линии сплавления в пределах 180-500 МПа для аг и 0-390 МПа для аг, что обеспечивает формирование напряжений сжатия в опасных участках на внутренней поверхности трубы, содержащих дефекты сварки. В результате обжатия шва с двух сторон и образования пластически деформированного следа в околошовной зоне поверхностного слоя труб формируются напряжения растяжения, не достигающие в зонах сварных соединений предела текучести основного металла. Взрывное нагружение по предложенным режимам позволило обеспечить искусственное наведение на внутренней поверхности околошовной зоны кольцевых сварных соединений сжимающих остаточных напряжений, ослабляющих отрицательное влияние технологических дефектов сварки как концентраторов напряжений. На основе проведенных исследований даны рекомендации по взрывной обработке трубопроводов для повышения их надежности и работоспособности .

Заключение

В результате проведенного комплекса исследований получены следующие новые данные (в том числе, в объяснении природы прочности обработанных взрывом материалов):

1. Выявлена делокализация микропроцессов пластической деформации обработанной ударными волнами ферритно-перлитной стали при последующем нагружении невзрывного характера; существенным фактором, определяющим замедление развития процессов деструкции, является улучшение однородности субструктуры; при исследованных условиях экспериментов и степени пластической деформации 10 % показатели микронеоднородной деформации в обработанном взрывом материале лучше исходных на 25...30 %.

2. Характер совместной деформации микрообъемов феррита после обработки взрывом способствует такой реорганизации тонкой структуры, которая обеспечивает интенсивное формирование прочностного каркаса в виде стенок мелкоячеистой, более однородной по сравнению с исходным состоянием, субструктуры; этим объясняется повышение показателей прочности при незначительном снижении показателей пластичности (включая низкие температуры).

3. В результате обработки взрывом изменяется характер зарождения начальных микротрещин, что влияет на всю кинетику процесса разрушения, способствуя формированию сложного рельефа излома и росту уровня локальной пластической деформации при разрушении, повышающим его энергоемкость.

4. Показано, что положительный эффект при обработке сварных соединений дозированными зарядами взрывчатых веществ обусловлен не только перераспределением и снижением остаточных напряжений первого рода, но и изменениями субструктуры, вносимыми обработкой; эти изменения (улучшение однородности субструктуры) могут приводить к смене базового микромеханизма разрушения отсколообразования на квазискол, обеспечивая повышение со-

противления хрупкому разрушению обработанных взрывом сварных соединений (в том числе содержащих трещиноподобный дефект).

5. Сочетание предварительной взрывной обработки низколегированной ферритно-перлитной стали с последующим нагревом ниже точки начала рекристаллизации и охлаждением на воздухе интенсифицирует процессы возврата, причем термическая эволюция карбидной фазы и дислокационной структуры обеспечивает диспергирование карбидных частиц и элементов субзеренной структуры, что позволило улучшить сопротивление стали хрупкому разрушению в 1,5...2 раза; сочетание взрывного прессования с последующей термообработкой дало увеличение микротвердости порошков железоуглеродистых сплавов в пределах от 30 до 300 %.

6. Взрывная обработка линейными зарядами взрывчатых веществ способствует нейтрализации субструктурной повреждаемости, внесенной в фер-ритно-перлитную сталь предварительным растяжением на 5 %; эффект «реставрации» связан с повышением однородности распределения дислокаций в структуре материала и снижением за счет этого числа мест микроконцентраций напряжений; параметры прочности «реставрированного» взрывной обработкой материала превышают соответствующие показатели исходного материала на всем протяжении постадийного деформирования при сохранении характеристик пластичности.

7. По результатам анализа характера эксплуатационных разрушений металлоконструкций при циклических нагрузках и совокупности данных по воздействию ВзО на субструктуру сталей обоснована и экспериментально подтверждена возможность ее применения для нейтрализации усталостной повреждаемости; ВзО на 70 % повысила долговечность сварных образцов низколегированной стали, циклически поврежденных вплоть до образования трещин глубиной 1...2 мм (по сравнению с обработанными сразу после сварки).

8. Показана эффективность взрывной обработки «на хоподе»: повышение предела текучести и предела прочности материала наблюдается независимо от знака температуры окружающей среды при взрывной обработке (рассматривали максимальное падение относительного удлинения (при -

составило 5 %.

9. Взрывная обработка детонирующими шнурами околошовной зоны кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода диаметром 630 мм и с толщиной стенки 7 мм способствовала перераспределению остаточных сварочных напряжений на расстоянии 18-45 мм от линии сплавления и позволила обеспечить искусственное наведение на внутренней поверхности околошовной зоны сжимающих остаточных напряжений, ослабляющих отрицательное влияние технологических дефектов сварки как концентраторов напряжений.

10. Совокупность полученных данных является научной основой для нового технологического решения в области восстановления служебных свойств конструкционных сталей и обоснованием для использования технологий взрывной обработки в северных регионах и в зимнее время, а также для их совершенствования применительно к различным условиям, разработана техноло-

гия взрывной обработки ободьев колес большегрузных автосамосвалов, эксплуатирующихся на угольных карьерах в г. Нерюнгри, и осуществлена успешная опытно-промышленная проверка, показавшая более чем двукратное повышение ресурса ободьев.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Слепцов О.И., Михайлов В.Е., Петушков В.Г., Яковлев Г.П., Яковлева СП. Повышение прочности сварных конструкций для Севера. - Новосибирск: Наука, 1989. - 223 с.

2. 2.Хладостойкость материалов и элементов конструкций: результаты и перспективы // Ларионов В.П., Кузьмин В.Р., ..., Яковлева СП. и др. / Под ред. В.В. Филиппова. - Новосибирск: Наука, 2005. - 290 с.

3. Ларионов В.П., Слепцов О.И., Яковлева СП., Яковлев Г.П. Влияние взрывной обработки на механизм упрочнения сварных соединений и разработка методов повышения их несущей способности. Препринт. -Якутск: изд-во ЯФ СО АН СССР, 1986. - 28 с.

4. Яковлева СП., Махарова СН. Применение взрывной обработки в целях повышения и восстановления прочности сварных конструкций для Севера // Хим. технология, 2001. - № 12. - С. 37-41.

5. Larionov V.P., Yakovleva S.P. Deformation and fracture microprocesses of explosively loaded low-carbon steels under tension // Journal de Physique III; Vol. 1; Octobre, 1991.-P. 479-486.

6. Гаврильев И.Н., Соболенко Т.М., Яковлева СП. Влияние взрывного на-гружения на микромеханизмы разрушения конструкционных сталей // Металловед, и терм, обраб. металлов, 1986. - № 12. - С 20-22.

7. Ларионов В.П., Григорьев Р.С., Яковлева СП. и др. Влияние обработки взрывом на микропроцессы деформации и разрушения низкоуглеродистой стали после ударно-волновой обработки // Металловед, и терм, об-раб. металлов, 1987. - № 12. - С. 22-24.

8. Яковлева СП. Влияние обработки взрывом на повреждаемость структуры и прочностные свойства предварительно деформированной низкоуглеродистой стали // Физика и химия обраб. материалов, 1997. - № 5. - С 109113.

9. Махарова С.Н., Слепцов О.И., Яковлева СП. Эффективность взрывной обработки, проведенной в условиях низких климатических температур // Автомат, сварка, 1999. -№ 8. -С.51-53.

10. Ларионов В.П., Слепцов О.И., Лепов В.В., Яковлева СП.. Исследования низкотемпературной прочности материалов и машин как часть проблемы создания технологий и техники Российского Севера // Автомат, сварка, 2003. -№ 10-11.-С. 145-150.

11. Яковлева С.П., Махарова СН., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Технология получения апмазометаллических композитов методом взрывного прессования // Наука - производству, 2004. - № 9 (77). - С. 15-18.

12. Ларионов В.П., Яковлева С.П, Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Разработка научных основ технологии получения алмазометалличе-ских композитов взрывным прессованием // Хим. технология, 2002. -№1,-С. 28-32.

13. Аммосов А.П., Яковлева С.П., Голиков Н.И. и др. Перераспределение ос-та-точных напряжений при взрывной обработке кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода // Свароч. произв., 1997. - № 1. -С. 13-15.

14. Sleptsov O.I., Yakovlev G.P., Cheremkin M.K., Yakovleva S.P., Makharova S.N. Explosion treatment of circular weld joints for improving the North pipeline reliability // Proc. of the 5th International Conference on Northeast Asian Natural Gas Pipeline. - Yakutsk, 1999. - P. 465-470.

15. Larionov V.P., Yakovleva S.P. Diamond and Metallic Composites for Tool Making // Materials for Nontraditional System of Energy Generation, Storage and Saving (General Assembly and Fourth АРАМ Topical Seminar). - September, 3-5,2000, Seoul National University, Seoul, Korea. - P. 38-47.

16. Яковлева СП. О делокализации пластической деформации феррита в результате воздействия ударных волн // Физико-механические аспекты работоспособности северной техники. - Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1987.-С. 64-70.

17. Ларионов В.П., Петушков В.Г., Слепцов О.И., Яковлев Г.П., Яковлева СП. Влияние усталости сварных образцов на эффективность их взрывной обработки // Повышение хладостойкости и несущей способности конструкций. - Якутск: Изд-во ЯФ АН СССР, 1987. - С 23-26.

18. Яковлева СП., Слепцов О.И., Соболенко Т.М., Гаврильев И.Н. Применение обработки взрывом для повышения сопротивления хрупкому разрушению конструкционных сталей // Прочность материалов и конструкций при низких температурах. - Киев: Наукова думка, 1990. — С 264-269.

19. Яковлева СП. Физико-механические основы взрывной обработки как метода повышения и восстановления прочности металлоконструкций // Тр. I Евразийского симп. по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата 16-20 июля 2002 г., Якутск. - Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2002. - Ч. III. - С 185-194.

20. Яковлева СП., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Алмазо-металлические композиты, полученные методом взрывного прессования // Тр. I Евразийского симп. по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата 16-20 июля 2002 г., Якутск. - Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2002. - Ч. VI. - С. 89-97.

21. Яковлева СП., Яковлев Г.П., Махарова С.Н.. Повышение и восстановление прочности сварных конструкций для Севера методом взрывной обработки // Тр. I Евразийского симп. по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата 16-20 июля 2002, г. Якутск. -Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2002. - Ч. I. - С. 205-211.

22. Москвитина Л В., Яковлева С.П., Слепцов О.И. Регулирование структу-рообразования в ЗТВ сварных соединений низколегированных сталей

предварительной обработкой взрывом // Тр. II Евразийского симп. по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. - 16-20 августа 2004 г., Якутск. - Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2004. -Ч. III. -С. 61-75.

23. Ларионов В.П., Яковлева СП., Махарова С.Н. Влияние взрывной обработки на хладостойкость и микромеханизмы разрушения сварных образцов с трещиноподобным дефектом // Технология и качество сварки в условиях низких температур: Тр. per. семинара. - Якутск, 1997. - С. 109-113.

24. Яковлева С.П., Яковлев Г.П., Слепцов О.И. Особенности микромеханизмов разрушения сварных соединений низколегированных сталей после обработки взрывом // Пути повышения эффективности сварочного производства: Тез. докл. V Сибирской научно-техн. конф. (Красноярск, 16-17 ноября 1982 г.). - Красноярск: Ротапринт Дома техники НТО, 1982. -С.11.

25. Яковлева С.П., Соболенко Т.М. Гаврильев И.Н. Особенности микропроцессов деформации и разрушения малоуглеродистой стали после ударно-волновой обработки // Роль дефектов в физико-механических свойствах твердых тел: Тез. докл. - Барнаул: Алтайский политехи, ин-т, 1985. - Ч. I. -93 с.

26. Яковлева СП., Слепцов О.И., Соболенко Т.М., Гаврильев И.Н. Применение обработки взрывом для повышения сопротивления хрупкому разрушению конструкционных сталей // Прочность материалов и конструкций при низких температурах: Тез. докл. II Всесоюзной конф. - Житомир, 1986.-С 64.

27. Ларионов В.П., Яковлева С.П., Соболенко Т.М., Гаврильев И.Н. Влияние обработки взрывом на микропроцессы деформации и разрушения низкоуглеродистой стали при растяжении // Высокоэнергетическое воздействие на материалы: Тр. 9-ой междунар. конф. - Новосибирск, 1986. - С. 85-89.

28. Изменение структуры и свойств сварных соединений в результате взрывной обработки / Петушков В.Г., Фадеенко Ю.И., .., Яковлева СП. и др. Высокоэнергетическое воздействие на материалы: Тр. 9-й Междунар. конф. - Новосибирск, 1986. - С 101-105.

29. Яковлева СП. Влияние обработки взрывом на структуру предварительно деформированной стали // Сварка, резка и обработка материалов взрывом: Тез. докл. VIII Всесоюзной конф. - 25-27 сент. 1990 г., Минск. - Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1990. - С. 111.

30. Характерные разрушения деталей машин и металлоконструкций (Рекомендации по ремонту и предотвращению разрушения) / Григорьев Р.С, Гуляев В.П., ..., Яковлева СП. и др. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1988. -40 с.

31. Яковлева СП. Физико-механические основы взрывного нагружения как метода повышения и восстановления прочности конструкционных сталей // Фундаментальные проблемы физического металловедения перспективных материалов: Тез. Докл. XIV Уральской школы металловедов-

термистов 23-27 февраля 1998 г., Ижевск. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998.-С. 127-128.

32. Yakovleva S.P. Effect of Explosion treatment on deformation microproc-esses and Strength of predeformed low-carbon Steel // Micro- and mesome-chanics aspects of material failure - Mesomechanics'98 International Conference (June 1-4, 1998, Tel Aviv, Israel).

33. Larionov V.P., Vakovleva S.P., Makharova S.N. Improvement and recovery of steels'strength at high-speed deformation by explosion // Advanced Materials and Processes (AMP'99): Abstr. of the V-th Russian-Chinese International Symp. July 27 - August 1,1999. - Baikalsk, Russia. - P. 177.

34. Слепцов О.И., Яковлева С.П., Махарова С.Н. Применение высокоскоростной деформации взрывом для повышения прочности сварных соединений конструкционных сталей в условиях Севера // Бернштейнов-ские чтения по термомеханической обработке металлических материалов 27-28 октября 1999 г., Москва. - М., 1999. - С.115.

35. Яковлева СП. Механизм формирования прочностных свойств сталей и сварных соединений после взрывной обработки и ее применение для повышения несущей способности металлоконструкций: Автореф. дис... канд. техн. наук. -Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1987. - 20 с.

Лицензия №000079 от 18.11.1999 г.

Формат 60*84/16. Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. Усл. п.л.2,0. Тираж 130 экз. Заказ №75.

ГУ «Республиканский информационно-маркетинговый центр»

677007, г. Якутск, пер. Глухой 2/2, тел./факс 33-63-75 E-mail: gunms@mail.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ВЗРЫВОМ

1.1. Распространение ударных волн в металлических телах.

1.2. Механизм деформации металлов при распространении ударных волн.

1.3. Особенности упрочнения железа и железоуглеродистых сплавов при деформации ударными волнами.

1.4. Применение взрывной обработки для повышения несущей способности сварных соединений

1.5. О возможности использования взрывной обработки для нейтрализации структурной поврежденности и подавления роста трещин.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ, МАТЕРИАЛЫ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ

ЧАСТЬ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методология исследований.

2.2. Материалы и эксперименты по исследованию микропроцессов деформации и разрушения.

2.2.1. Материалы, схемы обработки взрывом, механические испытания.

2.2.2. Методика количественного исследования микронеоднородной пластической деформации.

2.3. Материалы и эксперименты по исследованию сопротивления сварных соединений хрупкому разрушению

2.4. Материалы и эксперименты по исследованию влияния взрывной обработки на материалы с предварительной поврежденностью

2.5. Методы исследования.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ

ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ ВЗРЫВОМ.

3.1. Влияние обработки взрывом на структурное состояние и механические свойства стали.

3.2. Микропроцессы деформации и разрушения ферритной матрицы.

3.2.1. Деформационная структура и субструктура феррита

3.2.2. Микромеханизмы разрушения феррита

3.3. Металлографические особенности деформации и разрушения эвтектоида и двойников

3.4. Взрывная обработка при низких климатических температурах

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОНЕОДНОРОДНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ

ДЕФОРМАЦИИ ПОСЛЕ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1. Характеристики микронеоднородной пластической деформации.

4.2. Анализ микронеоднородной пластической деформации

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ ХРУПКОМУ РАЗРУШЕНИЮ СТАЛЕЙ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

5.1. Влияние взрывной обработки на хладостойкость металла сварных соединений низколегированных сталей.

5.1.1. Субструктура и ударная вязкость металла сварного соединения низколегированной стали после нагружения взрывом.

5.1.2. Кинетика разрушения сварного соединения после взрывной обработки.

5.2. Влияние взрывной обработки на трещиностойкость сварных соединений

5.2.1. Хладостойкость сварных образцов с трещиноподобным дефектом после взрывного нагружения.

5.2.2. Микромеханизмы разрушения сварных образцов с трещиноподобным дефектом после взрывного нагружения

5.3. Взрыво-термическая обработка сталей.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ НА СТАЛИ И СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОВРЕЖДЕННОСТЬЮ.

6.1. Структура и свойства низкоуглеродистой стали, обработанной взрывом после предварительной статической деформации.

6.1.1. Характеристики микронеоднородной пластической деформации.

6.1.2. Субструктура и механические свойства

6.2. Влияние взрывной обработки на структуру и свойства низколегированных сталей с предварительной усталостной поврежденностью.

6.2.1. Субструктура низколегированной стали в зоне развития эксплуатационной усталостной трещины.

6.2.2. Влияние взрывной обработки на долговечность усталостно-поврежденных сварных соединений

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 6.

ГЛАВА 7. ВЗРЫВНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

7.1. Взрывная обработка ободьев колес большегрузных автосамосвалов.

7.1.1. Анализ природы и причин образования трещин в ободьях колес большегрузных автосамосвалов БелАЗ

7.1.2. Повышение эксплуатационной прочности ободьев колес большегрузных автосамосвалов БелАЗ-75211 взрывной обработкой.

7.2. Взрывная обработка стыковых сварных соединений магистральных трубопроводов

При совершенствовании материалов и технологий в последние десятилетия широко используются сильно неравновесные процессы, для реализации которых необходима локальная концентрация энергии, обеспечиваемая, в частности, взрывом. Применение энергии взрыва в таких технологических процессах, как упрочнение и послесварочная обработка, является одним из перспективных и ресурсосберегающих методов повышения эксплуатационных свойств машин и конструкций.

Известно, что в основе упрочнения металлов и сплавов методами предварительной деформации лежит идея о возможности управления прочностью посредством направленного и контролируемого изменения дислокационной структуры. Вместе с тем, возможности традиционных методов пластической деформации весьма ограничены. Сущность взрывного упрочнения состоит в высокоскоростной деформации, имеющей место при распространении через металл сжимающего импульса с чрезвычайно резким фронтом, амплитудой, в 10-500 раз превышающей статический предел текучести, и временем возрастания приблизительно 10"9 с. Специфика взрывного упрочнения, связанная с волнообразным распространением нагрузки, высокими значениями амплитуды и кратковременностью процесса, приводит к резкому возрастанию плотности дефектов и обогащению структуры дефектами новых типов, то есть взрывная обработка (ВзО) может быть хорошим инструментом управления дефектной структурой металлических материалов.

Исторически первые результаты применения энергии взрыва в металлообработке были получены в области сварки. Наиболее ранняя из известных работ опубликована в США и относится к 1944 г. В нашей стране явление сварки взрывом было обнаружено приблизительно в то же время (в 1944-46 гг.) сотрудниками академика М.А. Лаврентьева, но результаты исследований опубликованы не были. Систематические исследования в этой области начались в 1961 г. в Институте гидродинамики СО РАН и дали ряд существенных теоретических и прикладных результатов, обусловивших широкое применение ВзО в металлообработке. Необходимость изучения воздействия взрывного нагружения на твердые тела была продиктована не только возможностью его использования для обработки металлов, но и интересом к их поведению в экстремальных условиях.

В исследовании процессов, имеющих место при взрывном нагружении металлов, можно выделить три направления. Первое рассматривает гидродинамическое течение материала и приложение к твердым телам теории ударных волн, первоначально разработанной в рамках газовой динамики. Второе характеризует поведение материала в процессе взрывного нагружения. С ним тесно связано третье направление — выявление конечных свойств, зафиксированных в материале после ВзО. Именно в этой области к началу настоящих исследований наблюдался недостаток экспериментальной и теоретической информации: имеющиеся результаты в основном констатировали факты (механические свойства) и конкретно не затрагивали причин, обусловивших реализацию того или иного уровня свойств. Основное внимание в работах по исследованию влияния взрывного нагружения на свойства металлов уделялось его практическому использованию. Имеющиеся данные об изменениях строения, напряженного состояния и свойств сталей и сварных соединений после воздействия ВзО достаточно успешно применялись и применяются для решения ряда технологических задач. Например, при рациональном выборе технологических режимов обработки дозированными зарядами взрывчатых веществ можно повысить служебные свойства широкого класса сталей и их сварных соединений: сопротивление хрупким разрушениям при пониженных температурах и при наводороживании, устойчивость к коррозионному растрескиванию, износостойкость, долговечность. Очевидно, что ВзО является важным резервом повышения работоспособности и надежности сварных металлоконструкций, испытывающих различные нагрузки на воздухе и в агрессивных жидких средах.

Вместе с тем, как отмечается в ряде работ, физические механизмы достижения полезного эффекта не вполне ясны и требуют специального обсуждения. Другими словами, несмотря на значительные успехи в изучении и практическом применении ударных волн для обработки конструкционных сталей и сварных соединений, многие аспекты влияния интенсивных нагрузок на закономерности их механического поведения остаются мало изученными. Практически не было данных о механизме формирования прочности обработанных взрывом материалов, в частности конструкционных сталей. Положительный эффект послесварочной ВзО сварных соединений объясняли в основном благоприятным перераспределением остаточных сварочных напряжений. Вместе с тем в рамках этой концепции невозможно объяснить ряд экспериментальных данных, в частности по повышению выносливости сварных образцов.

Потенциальная эффективность метода ВзО реализована далеко не в полной мере, главным образом, из-за отсутствия физически обоснованной модели, отражающей свойства материалов после нагружения взрывом и необходимой для целенаправленного воздействия на их структурное состояние. Мало исследованы особенности механического поведения обработанных взрывом металлов при последующем нагружении с традиционными скоростями. Необходимо выявление не только их механических свойств, но и изучение определяющих эти свойства элементарных процессов, лежащих в основе механизмов пластической деформации и разрушения. Дальнейший прогресс в использовании метода ВзО и более полная реализация его возможностей требовали систематического изучения специфики механического поведения обработанных взрывом структур в ходе последующего нагружения при традиционных скоростях деформации, свойственных эксплуатационным нагрузкам. Это необходимо для разработки научно обоснованных и рациональных схем ВзО, обеспечивающих достижение наибольшего полезного эффекта.

В связи с этим данная работа посвящена актуальной проблеме выявления природы прочности обработанных взрывом металлов, что является необходимой теоретической основой для решения комплекса задач, возникающих при практическом использовании метода ВзО, в том числе в условиях низких климатических температур.

Обоснование использования метода взрывного нагружения для обработки реальных сварных конструкций требует ответа на ряд вопросов. Во-первых, как меняются свойства обработанных взрывом материалов (конструкционных сталей и их сварных соединений) в диапазоне климатических температур? Во-вторых, как влияет проведение взрывной обработки на неизбежно присутствующие в сварных соединениях трещиноподобные дефекты (ТПД) и, если это ремонтный шов, на поврежденный в процессе предыдущей эксплуатации основной металл вблизи шва? Наконец, возможно ли ведение эффективной ВзО в зимнее время в полевых условиях? На часть вопросов усилиями зарубежных и отечественных исследователей уже в той или иной степени получены ответы, другие остаются открытыми. Комплексный ответ на эти вопросы представляет собой научное обоснование применения технологий взрывной обработки для повышения и восстановления служебных свойств металлоконструкций, включая те, которые работают при низких климатических температурах. Исходя из этого, сформулированы цели и задачи работы, основными среди которых являются фундаментальные исследования природы прочности ферритно-перлитных сталей после высокоскоростной деформации ударными волнами.

В соответствии с вышеизложенным, объект исследования диссертационной работы - механическое поведение (природа прочности) металлических материалов после предварительных технологических воздействий, связанных с деформированием, а предмет исследования — пластически-деструкционные аспекты формирования прочности конструкционных сталей и их сварных соединений после высокоскоростной деформации ударными волнами.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании взаимосвязи структуры и свойств нагруженных взрывом сталей и сварных соединений как научной основы применения технологий взрывной обработки для повышения и восстановления служебных свойств металлоконструкций, в том числе при низких климатических температурах, в связи с чем решались следующие задачи:

- выявление механизма формирования прочностных свойств конструкционных сталей после воздействия ударных волн на основе исследования микропроцессов деформации и разрушения;

- исследование влияния взрывной обработки на субструктуру сварных соединений конструкционных сталей;

- исследование особенностей деструктивных процессов для обоснования роста сопротивления хрупкому разрушению обработанных взрывом сварных соединений конструкционных сталей, в том числе с трещиноподобными дефектами;

- обоснование перспективности применения взрывной обработки как метода восстановления несущей способности конструкционных сталей и сварных соединений с предварительной субструктурной поврежденностью;

- исследование механических характеристик стали, обработанной взрывом при низких температурах воздуха.

Основные положения, выносимые на защиту и составляющие новизну полученных результатов, следующие:

1. Совокупность данных по структурно-деградационным процессам при статической деформации ферритно-перлитных сталей после взрывной обработки (делокализация микродеформаций).

2. Особенности микромеханизмов и кинетики разрушения ферритно-перлитных сталей после взрывной обработки.

3. Роль субструктурных изменений, вносимых взрывным нагружением, в повышении сопротивления хрупкому разрушению сварных соединений конструкционных сталей, в том числе с трещиноподобными дефектами.

4. Возможность применения взрывной обработки для нейтрализации субструктурных повреждений в конструкционных сталях, подвергнутых предварительному статическому или усталостному нагружению.

5. Расширение температурного диапазона возможности использования взрывной обработки в полевых условиях.

Практическая значимость работы и ее прикладные итоги определяются обоснованием возможности использования технологий взрывной обработки для случаев, когда обрабатываемая конструкция эксплуатируется при низких температурах воздуха или уже подвергалась воздействию эксплуатационных нагрузок. Полученные результаты представляют собой научную основу для совершенствования и расширения области эффективного применения высокотехнологичного метода взрывной обработки не только в целях повышения, но и для восстановления прочности сварных металлоконструкций при различных температурах окружающей среды.

Результаты работы использованы при разработке технологии взрывной обработки, направленной на повышение эксплуатационных свойств ободьев колес большегрузных автосамосвалов, эксплуатирующихся на угольных карьерах в Нерюнгри, а также при разработке рекомендаций по повышению несущей способности трубопроводов (магистральных газопроводов, водоводов) Якутии на основе использования уже существующих схем взрывной обработки кольцевых сварных соединений.

Работа выполнена в соответствии с планами научных разработок Института физико-технических проблем севера СО РАН: по Пост. ГКНТ № 555 от 30.10.85, Расп. АН СССР № 10103-399 от 05.03.86 г. - тема 2.25.2.7 «Исследование и разработка технологических методов с целью повышения износостойкости, хладостойкости элементов конструкций в северном исполнении. Создание хладостойких, износостойких конструкционных материалов для несущих конструкций в северном исполнении», № Гос. регистрации 01.86.0075019; по теме 1.11.5.2 Программы фундаментальных исследований СО РАН, раздел 5 «Разработка методов и способов определения свойств конструкционных материалов и новых технологий для повышения прочности, надежности и долговечности машин и конструкций при одновременном снижении материалоемкости», № Гос. регистрации 01900035500; по проекту РФФИ р98арктика № 00-01-96212 «Пластически-деструкционные аспекты и формирование прочностных свойств при нагружении конструкционных сталей после высокоскоростной деформации ударными волнами».

Личный вклад автора в работу состоит в постановке целей и задач, разработке методологии исследования, интерпретации результатов и формулировке всех основных положений, определяющих ее новизну и практическую значимость. Штатная обработка взрывом стальных пластин для исследований, описанных в главах 3, 4, проведена в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева (г. Новосибирск), обработка взрывом и испытания на долговечность сварных образцов (глава 6) проведены в Институте электросварки им. Е.О. Патона (г. Киев). Все основные аналитические исследования выполнены самим автором. В ряде экспериментов, связанных с проведением механических испытаний, взрывной обработки, рентгеноструктурного анализа, участвовали сотрудники лабораторий Института физико-технических проблем Севера СО РАН, которым автор выражает глубокую благодарность. Особая признательность академику [В.П. Ларионову! и Д-т-н-5 профессору О.И. Слепцову за постоянную поддержку и внимание.

Структура и объем диссертации.

Работа изложена на 252 страницах и состоит из введения, 7 глав с выводами, заключения, библиографического списка из 199 наименований, 3 приложений. Содержит 68 рисунков и 15 таблиц.

Выводы к главе 6

1. Взрывная обработка линейными зарядами взрывчатых веществ может нейтрализовать субструктурную повреждаемость, внесенную в ферритно-перлитную сталь предварительным растяжением до 5 %. Суть «реставрации» субструктуры состоит в повышении однородности распределения дислокаций (рассредоточиваются места их концентрации).

2. Наблюдается делокализация микропроцессов пластической деформации при статическом растяжении до 11-13 % обработанного взрывом предварительно поврежденного материала, что препятствует возникновению локальных перенапряжений, приводящих к раннему зарождению микротрещин.

3. Характеристики прочности «реставрированного» взрывной обработкой материала превышают соответствующие показатели исходного на всем протяжении постадийного деформирования; характеристики пластичности сохраняются.

4. Обоснована и подтверждена возможность применения ВзО для нейтрализации усталостных повреждений; ВзО на 70 % повысила долговечность сварных образцов, циклически поврежденных вплоть до образования трещин глубиной 1.2 мм.

ГЛАВА 7

ВЗРЫВНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

Выявленные физико-механические особенности воздействия ударных волн на конструкционные стали и их сварные соединения являются научным обоснованием возможности применения метода ВзО для обработки различных металлоконструкций, в частности эксплуатирующихся при низких климатических температурах, либо уже подвергавшихся воздействию эксплуатационных нагрузок [184-193]. При этом возможно как использование уже имеющихся традиционных схем взрывной обработки, так и их усовершенствование или создание новых.

В данной главе рассмотрены два различных случая применения ВзО для повышения работоспособности металлоконструкций, обоснованием для которых послужили полученные результаты по расширению представлений о природе упрочнения при ВзО. В первом случае - это сварные металлоконструкции, обработка которых затруднена в силу их значительных габаритов (ободья колес большегрузных автосамосвалов). Проведенные исследования позволили разработать технологию ВзО для повышения их эксплуатационных свойств. Во втором — это сварные металлоконструкции, подлежащие обработке в полевых условиях при пониженных температурах воздуха (кольцевые швы трубопроводов, монтаж которых ведется в предзимнее время). Здесь были даны рекомендации по усовершенствованию и использованию существующих схем повышения несущей способности кольцевых швов взрывным нагружением применительно к параметрам магистрального трубопровода (водовода). В обоих случаях проведена успешная проверка на реальных объектах.

7.1. Взрывная обработка ободьев колес большегрузных автосамосвалов

Согласно данным статистического анализа отказов отдельных элементов и систем большегрузных автосамосвалов, проведенного СЭН НАМИ, работоспособность большегрузных автосамосвалов БелАЗ-75211, эксплуатирующихся в условиях Нерюнгринского угольного разреза, в значительной мере лимитируется работоспособностью ободьев колес, причем отказы ободьев наступают преимущественно вследствие развития трещин в зонах замочной канавки и бортового основания. В связи с этим был проведен экспертный анализ природы и причин наиболее типичных случаев таких разрушений.

7.1.1. Анализ природы и причин образования трещин в ободьях колес большегрузных автосамосвалов БелАЗ-75211

Проведен комплекс исследований, включивший химический и спектральный анализ материала, определение его механических характеристик, изучение закономерностей кинетики и микромеханизмов разрушения во взаимосвязи со структурой. В работе использованы методы световой и электронной микроскопии. В результате проведенных исследований выявлена природа разрушений и установлены определяющие факторы их инициации.

Обод колеса большегрузного автосамосвала БелАЗ-75211 состоит из трех основных частей (рис. 7.1): основания замочного обода 1, обечайки 2 и бортового основания 3, соединенных автоматической сваркой. Для исследований использованы фрагменты двух ободьев с трещинами в области замочной канавки и фрагменты двух ободьев с трещинами у основания юбки.

Химический анализ металла ободьев проведен по ГОСТ 12344-78, спектральный - по методике ВНИИСО. Для механических испытаний на статическое растяжение и ударный изгиб из материала бортового основания были вырезаны цилиндрические образцы (диаметр рабочей части 5 мм) и образцы Шар-пи (угол раскрытия 45°). Испытания статическим растяжением проведены на разрывной машине Инстрон-1195. Скорость деформирования 2 мм/мин., величина предельной нагрузки 2 т. Для ударных испытаний использовали маятниковый копер МК-30. Запасенная энергия 240 Дж, скорость молота при ударе 4,5 м/с.

12 4 3

Рис. 7.1. Конструкция обода колеса большегрузного автосамосвала БелАЗ (толщина стенки 20 мм).

1 — замочное основание обода;

2 — обечайка;

3 — бортовое основание обода;

4 — отверстие

Результаты химического и спектрального анализа металла ободьев представлены в табл. 7.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного комплекса исследований получены следующие новые данные (в том числе, в объяснении природы прочности обработанных взрывом материалов):

1. Выявлена делокализация микропроцессов пластической деформации обработанной ударными волнами ферритно-перлитной стали при последующем нагружении невзрывного характера; существенным фактором, определяющим замедление развития процессов деструкции, является улучшение однородности субструктуры; при исследованных условиях экспериментов и степени пластической деформации 10% показатели микронеоднородной деформации в обработанном взрывом материале лучше исходных на 25.30 %.

2. Характер совместной деформации микрообъемов феррита после обработки взрывом способствует такой реорганизации тонкой структуры, которая обеспечивает интенсивное формирование прочностного каркаса в виде стенок мелкоячеистой, более однородной по сравнению с исходным состоянием, субструктуры; этим объясняется повышение показателей прочности при незначительном снижении показателей пластичности (включая низкие температуры).

3. В результате обработки взрывом изменяется характер зарождения начальных микротрещин, что влияет на всю кинетику процесса разрушения, способствуя формированию сложного рельефа излома и росту уровня локальной пластической деформации при разрушении, повышающим его энергоемкость.

4. Показано, что положительный эффект при обработке сварных соединений дозированными зарядами взрывчатых веществ обусловлен не только перераспределением и снижением остаточных напряжений первого рода, но и изменениями субструктуры, вносимыми обработкой; эти изменения (улучшение однородности субструктуры) могут приводить к смене базового микромеханизма разрушения от сколообразования на квазискол, обеспечивая повышение сопротивления хрупкому разрушению обработанных взрывом сварных соединений (в том числе содержащих трещиноподобный дефект).

5. Сочетание предварительной взрывной обработки низколегированной ферритно-перлитной стали с последующим нагревом ниже точки начала рекристаллизации и охлаждением на воздухе интенсифицирует процессы возврата, причем термическая эволюция карбидной фазы и дислокационной структуры обеспечивает диспергирование карбидных частиц и элементов субзеренной структуры, что позволило улучшить сопротивление стали хрупкому разрушению в 1,5-2 раза; сочетание взрывного прессования с последующей термообработкой дало увеличение микротвердости порошков железоуглеродистых сплавов в пределах от 30 до 300 %.

6. Взрывная обработка линейными зарядами взрывчатых веществ способствует нейтрализации субструктурной повреэ/сдаемости, внесенной в феррит-но-перлитную сталь предварительным растяжением на 5 %; эффект «реставрации» связан с повышением однородности распределения дислокаций в структуре материала и снижением за счет этого числа мест микроконцентраций напряжений; параметры прочности «реставрированного» взрывной обработкой материала превышают соответствующие показатели исходного материала на всем протяжении постадийного деформирования при сохранении характеристик пластичности.

7. По результатам анализа характера эксплуатационных разрушений металлоконструкций при циклических нагрузках и совокупности данных по воздействию ВзО на субструктуру сталей обоснована и экспериментально подтверждена возможность ее применения для нейтрализации усталостной по-врежденности; ВзО на 70 % повысила долговечность сварных образцов низколегированной стали, циклически поврежденных вплоть до образования трещин глубиной 1 .2 мм (по сравнению с обработанными сразу после сварки).

8. Показана эффективность взрывной обработки «на холоде»: повышение предела текучести и предела прочности материала наблюдается независимо от знака температуры окружающей среды при взрывной обработке (рассматривали +9, -43 и -49 °С); максимальное падение относительного удлинения (при -49 °С) составило 5 %.

9. Взрывная обработка детонирующими шнурами околошовной зоны кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода диаметром 630 мм и с толщиной стенки 7 мм способствовала перераспределению остаточных сварочных напряжений на расстоянии 18-45 мм от линии сплавления и позволила обеспечить искусственное наведение на внутренней поверхности околошовной зоны сжимающих остаточных напряжений, ослабляющих отрицательное влияние технологических дефектов сварки как концентраторов напряжений.

10. Совокупность полученных данных является научной основой для нового технологического решения в области восстановления служебных свойств конструкционных сталей и обоснованием для использования технологий взрывной обработки в северных регионах и в зимнее время, а также для их совершенствования применительно к различным условиям; разработана технология взрывной обработки ободьев колес большегрузных автосамосвалов, эксплуатирующихся на угольных карьерах в г. Нерюнгри, и осуществлена успешная опытно-промышленная проверка, показавшая более чем двукратное повышение ресурса ободьев.

1. Райнхарт Д.Ж., Пирсон Дж. Поведение металлов при импульсных нагрузках: Пер. с англ. М.: ИЛ, 1958. - 256 с.

2. Дитер Г.Е. Эффект упрочнения, вызванный ударными волнами // Механизмы упрочнения твердых тел: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1965. - С.245-303.

3. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. -Новосибирск: Наука, 1980. 222 с.

4. Эпштейн Г.Н. Строение металлов, деформированных взрывом. -М.: Металлургия, 1989. 256 с.

5. Могилевский М.А. Механизмы деформации при нагружении ударными волнами / Ин-т гидродинамики РАН СССР. — Деп. В ВИНИТИ, № деп. 2830-80.

6. Hornbogen Е. Shock induced dislocations. Acta met. - 1962. - Vol.10.- N 10. -P.978-980.

7. Пашков П.О., Гелунова З.М. Действие ударных волн на закаленные стали. Волгоград: Нижне-Волжское изд-во, 1969. - 168 с.

8. Leslie W.C., Stevens D.W., Cohen М. Deformation and transformation structures in shock-loaded iron-base alloys / High strength materials. N.Y., Wiley, 1965.-P. 382-433.

9. Bowden U.G., Kelly P.M. The crystallography of the pressure induced phase transformation in iron alloys. Acta Met. - 1967. - Vol.15. — N 9. -P. 1489-1500.

10. Smith C.S. Metallographic studies of metal after explosive shock.- Trans. AIME. 1958. - Vol. 212. - P. 574-589.

11. Meyers M.A. A mechanism for dislocation generation in shockwave deformation. Scripta met. - 1978. - Vol.12. - P.21-26.

12. Харитонов Н.В. Двойникование в железе под воздействием плоской ударной волны //Физ.металлов и металловед. 1980. - Т.49. -вып.б.-С. 1318-1320.

13. Гольдсмит В. Удар (теория и физические свойства соударяемых тел): Пер.с англ. М.: Стройиздат, 1965. - 448 с.

14. Leslie V.C., Hornbogen Е., Dieter G.E. The structure of shock-hardened iron before and after annealing // J. Iron and steel Inst. 1962. -200.-№8.-P. 622-623.

15. Степанов Г.В. Поведение конструкционных материалов в упруго-пластических волнах нагрузки. Киев: Наукова думка, 1978. -107 с.

16. Дерибас А.А., Гаврильев И.Н., Зубков Е.Е. и др. Взрывное упрочнение некоторых классов сталей // Тр. II совещ. по обраб. матер, взрывом. Новосибирск: Ин-т гидродинамики СО АН СССР, 1982. -С. 78-85.

17. Гаврильев И.Н., Дерибас А. А., Соболенко Т.М. Сопротивление сталей хрупкому разрушению при низких температурах после взрыво-термической обработки // Труды IV-ro междунар. симп.

18. Использование энергии взрыва для получения материалов с новыми свойствами». Готвальдов, 1979.-С. 358-366.

19. Соболенко Т.М., Тесленко Т.С. Структурные изменения в ударно-нагруженных металлах при термической обработке // Тез. докл. X Всесоюз. конф. по физике прочности и пластичности металлов и сплавов. Куйбышев, 1983. С. 266-267.

20. Савченко Э.А., Щербилис И.А. Перераспределение углерода в стали взрыво-термической обработкой // Физика и химия обраб. материалов, 1983. — №1.- С. 52-57.

21. Банных О.А., Блинов В.М., Гаврильев И.Н. и др. Влияние ударного нагружения на структуру и свойства аустенитной дисперсионно-твердеющей стали // Физика горения и взрыва. 1982. -№3.- С. 104-108.

22. Крупин А.В., Соловьев В.А., Шефтель Н.И., Кобелев А.Г. Деформация металлов взрывом. М.: Металлургия, 1975. - 416 с.

23. Михеев П.П. Способы повышения сопротивления усталости сварных соединений стальных конструкций. Киев: Знание, 1985. - 25 с.

24. Кудрявцев П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины. -М.: Машиностроение, 1982. 174 с.

25. Труфяков В.И. Усталость сварных соединений. — Киев: Наукова думка, 1977. 216 с.

26. Михеев П.П., Труфяков В.И., Буштедт Ю.П. Применение импульсной обработки для повышения выносливости сварных соединений //Автомат, сварка 1967. -№ 10. - С. 63-64.

27. Березина Н.В., Саенко М.И., Ищенко А.Я., Кудинов В.М. Упрочнение сварных соединений алюминиевых сплавов взрывной обработкой // Автомат, сварка . 1973. - № 1. - С. 71.

28. Кудинов В.М., Труфяков В.И., Петушков В.Г. и др. Параметры зарядов взрывчатого вещества для снятия остаточныхнапряжений в сварных стыковых соединениях // Автомат, сварка. —1976. -№ 1.-С. 46-49, 61.

29. Кудинов В.М., Петушков В.Г., Касаткин С.Б. Повышение сопротивляемости сварных соединений местной текучести // Автомат, сварка. 1978. - № 2. - С. 70-71.

30. Кудинов В.М., Петушков В.Г., Касаткин С.Б. Особенности разрушения обработанных взрывом сварных соединений стали СтЗкп // Автомат, сварка . 1978. -№ 12. - С. 44-47.

31. Петушков В.Г. Создание и исследование технологических процессов обработки взрывом сварных соединений металлоконструкций: Автореф. дис. докт. техн. наук. Киев, 1983. - 32 с.

32. Петушков В.Г., Сосков А.А., Кудинов В.М. Влияние распределения остаточных напряжений по толщине обработанных взрывом сварных соединений на их коррозионную стойкость // Автомат.сварка. 1980. - № 8. - С. 11-13.

33. Петушков В.Г., Кудинов В.М., Березина Н.В. Механизм перераспределения остаточных напряжений при взрывном нагружении // Автомат, сварка. 1974. -№ 3. - С. 37-39.

34. Петушков В.Г. О механизме снятия остаточных напряжений обработкой взрывом // Автомат, сварка . 1982. - № 4. - С. 1-4.

35. Петушков В.Г., Касаткин С.Б. Влияние обработки взрывом на несущую способность сварных соединений стали СтЗ при низких температурах // Автомат, сварка . — 1980. — № 6. — С. 11-12.

36. Петушков В.Г., Жданов И.М., Касаткин С.Б. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению сварных соединений, обработанных взрывом // Автомат, сварка. 1981. -№ 6. - С. 70-72.

37. Кудинов В.М., Петушков В.Г., Жданов И.М., Касаткин С.Б. Влияние термической и взрывной обработки на сопротивление сварных соединений стали СтЗ растрескиванию при наводороживании //Автомат, сварка, 1982,-№6.-С. 12-16.

38. Петушков В.Г., Кудинов В.М., Фадеенко Ю.И. Обработка взрывом сварных соединений металлоконструкций. М.: Металлургия, 1993- 161 с.

39. Wells А.А. The mechanism of notch brittle fracture // Welding Reas. 1953. - V. 7 (2). - P. 34.

40. Кудрявцев П.И. Остаточные сварочные напряжения и прочность соединений. М.: Машиностроение, 1964. - 96 с.

41. Ларионов В.П., Петушков В.Г., Яковлев Г.П. О влиянии остаточных напряжений на хладостойкость и выносливость сварных соединений // Пробл. прочн. 1989. - № 7. - С. 53-57.

42. Яковлев Г.П. Влияние обработки взрывом на остаточные напряжения и температуру вязко-хрупкого перехода сварных соединений: Автореферат дисс. канд.техн.наук,- Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1989.-22 с.

43. Петушков В.Г., Титов В.А., Брызгалин А.Г. Опыт применения обработки взрывом сварных соединений металлоконструкций // Сварщик. 2002. - № 1.-С. 7-14.

44. Watters J.L., Wilshan T.R., Tetelman A.S. The effect of shock hardening on the impact resistance of carbon steel // Metallurg. Transact. -1970. 1. -№ 10. -P. 2849-2855.

45. Слепцов О.И. Технологическая прочность сварных соединений при низких температурах. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980. - 102 с.

46. Михайлов В.Е., Лепов В.В., Алымов В.Т., Ларионов В.П. Замедленное разрушение металлоконструкций. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999.-224 с.

47. Смиян О.Д., Женни-Майская Л.О., Гаврилюк Л.С. Экспериментальное изучение миграции водорода в металле, обработанном взрывом / Сварка взрывом и свойства сварных соединений. Волгоград: Волгоградский политехи, ин-т, 1986. - С. 119-128.

48. Смиян О.Д., Женни-Майская Л.О., Гаврилюк Л.С. Влияние обработки металла взрывом на содержание и перераспределение водорода/ Сварка взрывом и свойства сварных соединений. Волгоград: Волгоградский политехи, ин-т, 1986.-С. 129-137.

49. Труфяков В.И., Михеев П.П., Кудинов В.М. и др. Повышение сопротивления усталости сварных соединений взрывным нагружением // Автомат, сварка. 1974. -№ 9. - С. 29-32.

50. Карпенко Г.В., Пистун И.П., Куслицкий А.Б., Тесленко А.Г. Применение ударных высоких давлений (взрыва) для повышения выносливости стали // Влияние высоких давлений на вещество. Киев, 1976. - С. 133-136.

51. Дурягин В.А., Пистун И.П., Куслицкий А.Б., Тесленко А.Г. Исследование воздействия ударных волн на микромеханизм циклического деформирования и разрушения среднеуглеродистой стали // Влияние высоких давлений на вещество. Киев, 1978. - С. 86-87.

52. Тесленко А.Г. Взрывное упрочнение малоуглеродистой стали при различных положениях фронта детонации // Физика горения и взрыва, 1974.- № 1.-С. 132-136.

53. Петушков В.Г. Применение энергии взрыва для повышения надежности сварных конструкций // Автомат, сварка. 2000. — № 2. — С. 14-18.

54. Попов Е.Г., Свергуненко А.Л. Закалка сталей водой при газовом взрыве // Физика и химия обраб. матер. 2000. - № 5. - С. 87-90.

55. Труфяков В.И., Гуща О.И., Кудрявцев Ю.Ф. Влияние степени концентрации напряжений на формирование остаточных напряжений при многоцикловом нагружении // Автомат, сварка. 1981. — № 3. - С. 22-25.

56. Кудрявцев Ю.Ф. Закономерности изменения сварочных остаточных напряжений в зонах концентраторов при циклическом нагружении. Автореф. канд. дисс. - Киев, 1983. - 16 с.

57. Яковлев П.Г. Исследование хрупких разрушений деталей транспортно-дорожных машин при низких температурах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 1966. - 20 с.

58. Ларионов В.П. Электродуговая сварка конструкций в северном исполнении. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние. - 1986. -256 с.

59. Chadvic M.D. How explosive peening affect fatigue properties in Maraging steel, Fortiweld and Al:Zn:Mg alloys //Metal Construction. 1971. -V.3.-P. 413-415.

60. Губенко С.И. О возможности захлопывания полостей вблизи включений в стали при взрывном воздействии // Изв. АН СССР. Металлы. 1986. -№ 6. - С.38-42.

61. Дидык Р.П., Грязнова J1.B. Подавление роста трещин при взрывном упрочнении металлов // Физика и химия обраб. материалов. -1985.-№ 2.-С. 138-139.

62. Петушков В.Г. Некоторые применения взрывной обработки для улучшения служебных свойств металлоконструкций / Прогрессивные способы сварки при ремонте и изготовлении нефтехимического и нефтеперерабатывающего оборудования. Ангарск: Б.И., 1983. - С 29-58.

63. Кутсар А.Р., Утевский JI.M., Першин С.В. Структура и свойства трип-стали после обработки ударными волнами // Физ. метал, и металловед. 1975.-Т.40.-С. 153.

64. Pugh H. Mechanical behaviour of solids at high pressure. High pressure Sci. and Technol. Proc. 6th AJRAPT Conf., Bouider, Golo, 1977. -Vol. 2.

65. Лякишев Н.П. Конструкционные и некоторые функциональные материалы. Настоящее и будущее // Современное материаловедение 21 век. - Киев: Наукова думка, 1998. - С. 284-298.

66. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметалл иды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.-360 с.

67. Верхотуров А. Д., Фадеев B.C. Некоторые вопросы современного состояния и перспективы развития материаловедения. Ч. 1. Владивосток: Дальнаука, 2004. - 320 с.

68. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Электронная локализация в твердом теле. М.: Наука, 1976. - 338 с.

69. Ларионов В.П., Слепцов О.И., Лепов В.В., Яковлева С.П. Исследования низко-температурной прочности материалов и машин как часть проблемы создания технологий и техники Российского Севера // Автомат, сварка.-2003.-№ Ю-11.-С. 145-150.

70. Григорьев Р.С., Ларионов В.П., Новиков Г.А., Яковлев П.Г. Хладнолом-кость металлоконструкций и деталей машин. М.: Наука, 1969.-96 с.

71. Григорьев Р.С., Ларионов В.П., Уржумцев Ю.С. Методы повышения работоспособности техники в северном исполнении. -Новосибирск: Наука, 1987. 252 с.

72. Новопашин М.Д., Кузьмин В.Р., Лыглаев А.В., Ишков A.M., Прохоров В.А. Аварии техники и сооружений на Севере. Якутск: ЯГУ им. М.К. Аммосова, 1993. - 50 с.

73. Ишков A.M., Кузьминов М.А., Зудов Г.Ю. Теория и практика надежности техники в условиях Севера. Якутск: Якутский филиал «Изд-во СО РАН», 2004. - 313 с.

74. Тушинский Л.И. Структурная теория конструктивной прочности материалов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 400с.

75. Филимонов Г.Н. Создание и совершенствование материалов для крупногабаритных изделий ответственного назначения: Дисс. докт. техн. наук (в виде научн. докл). Санкт-Петербург: тип. ЦНИИ КМ «Прометей», 2001. - 68 с.

76. Ежов А.А., Герасимова Л.П. Разрушение металлов. М.: Наука, 2004. - 400 с.

77. Иванова B.C. Разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976. -С. 456.

78. Иванова B.C. Роль дислокаций в упрочнении и разрушении металлов. — М.: Наука, 1965. 180с.

79. Красовский А.Я. ПП 72 №11 44 или: Хрупкость металлов при низких температурах. - Киев: Наукова думка, 1980. - 337 с.

80. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970. -376 с.

81. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. - 230 с.

82. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение материалов. -М.: Металлургия, 1986. 254 с.

83. Болотин В.В., Новичков В.Н. Механика многослойных конструкций. М.: Машиностроение, 1980. - 375 с.

84. Романив О.Н. Вязкость разрушения конструкционных сталей. Достижения отечественного металловедения. М.: Металлургия, 1979. -176 с.

85. Жданов И.М., Касаткин Б.С. Разитие локальной пластической деформации у вершины надрезов плоских образцов // Автомат, сварка. -1980. № 12. - С. 62-63.

86. Ботвина JI.P., Жаркова Н.А., Тютин М.Р. и др. Кинетика накопления повреждений в низкоуглеродистой стали при растяжении // Деформация и разрушение материалов. 2005. - № 3. - С. 2-8.

87. Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В. И. и др. Процессы пластического структурообразования. Киев: Наука и техника, 1994. -26 с.

88. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. -272 с.

89. Добаткин С.В., Валиев Р.З. и др. Структура и свойства стали СтЗ после теплого равноканального углового прессования // Металловед, и термич. обраб. металлов. 2000. — № 9. - С. 31-35.

90. Дерюгин Е.Е. Взаимодействие мезо- и макрополос локализованной деформации в поликристаллах : Автореф. дисс. . докт. техн. наук. Томск, 1999.-38 с.

91. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976.-230 с.

92. Кукса Л.В. Микродеформации и микронапряжения в структурно-неоднородных материалах. Волгоград: Изд-во ВолгИСИ, 1993.- 102 с.

93. Кукса Л.В., Арзамаскова Л.М. Оценка упругой, пластической и прочност-ной анизотропии в исследованиях физико-механических свойств конструкционных материалов // Зав. лаб. Диагностика материалов. 2003. -Т. 69. - № 4. - С. 26-32.

94. Kuksa L.V., Arzamaskova L.M. / Technishe Mechanic. 2001. -B. 21.-H. l.-S. 21-30.

95. Гудков А.А., Славский Ю.И. Методы измерения твердости металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1983. 168 с.

96. Ботвина JI.P. Кинетика разрушения конструкционных материалов. -М.: Наука, 1989.-230 с.

97. Фрактография и атлас фрактограмм / Под ред. Дж. Феллоуза. М.: Металлургия, 1982. - 482 с.

98. Иванова B.C., Шанявский А. А. Количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск: Металлургия, Челябинское отд-ние, 1988. - 400 с.

99. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. -Новосибирск: Наука. 1972. - 188 с.

100. Гурьев А.В., Кукса JI.B., Хесин Ю.Д. Исследование микроособенностей деформации реальных сплавов // Изд. АН СССР. Металлы. 1967.-№3.-С. 123-129.

101. Бердиков В.Ф., Гурьев А.В., Маловечко Г.В. Приспособление к прибору ПМТ-3 для автоматического нагружения с демпфирующим устройством // Завод, лабор. 1964. - № 11. - С. 1398.

102. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. -М.: Физматгиз, 1961.-480 с.

103. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков П.А. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность М.: Машиностроение, 1985. -224 с.

104. Избранные методы исследования в металловедении / Пер. с нем.-М.: Металлургия, 1985.-414 с.

105. Балтер М.А., Любченко А.П., Аксенова С.И. и др. Фрактография средство диагностики разрушенных деталей. М.: Машиностроение, 1987. - 160 с. + вкладка с илл. 112 с.

106. Хирш Н., Хови А., Николсон Р. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов / Пер. с англ. М.: Мир, 1968. - 574 с.

107. Утевский JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металлове-дении. М.: Металлургия, 1973. - 584 с.

108. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1977.-271 с.

109. Бичем К.Д. Микропроцессы разрушения / Разрушение: Пер с англ. -М, 1973.-Т.1.-С. 265-275.

110. Пью С. Фрактография в связи с вязкостью разрушения //Вязкость разрушения высокопрочных материалов. М.: Металлургия, 1973.-С. 129-136.

111. Гордеева Т.А., Жегина И.П. Анализ изломов при оценке надежности материалов. М.: Машиностроение, 1978. - 200 с.

112. Браун М.И., Веселянский Ю.С., Костырко О.С. и др. Фрактография, прокаливаемость и свойства сплавов. Киев: Наукова думка, 1966.-312 с.

113. Гордиенко JI.K. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1973. - С. 224.

114. Шахновская Г.В. Статистические характеристики пластической деформации как критерии повреждаемости при растяжении сжатии металлов. - Автореф. канд. дисс. - Рига, 1973. - 24 с.

115. Leslie W.C. Microstructural effects of high strain rate deformation. In: Metallurgical effects at high strain rates, N.X. - L. Plenum Prees, 1973.-P. 571-586.

116. Петушков В.Г., Локшина Е.Я., Фадеенко Ю.И. и др. Взрывная обработка сварных соединений низкоуглеродистых сталей перед их термообработкой // Автомат, сварка. 1988. - № 7. - С. 68-69.

117. Гаврильев И.Н., Соболенко Т.М., Яковлева С.П. Влияние взрывного нагружения на микромеханизмы разрушения конструкционных сталей // Металловедение и терм, обраб.металлов. -1986.-№ 12.-С. 20-22.

118. Павлов А.А. Влияние винтовых дислокаций на механические свойства металлов с объемно-центрированной кубической решеткой //Физ.мет.и металловед. 1978. - № 4. - С. 815-839.

119. Moore J., Kuhlmann D. Wllsdorf of dislocation cells. Ill Simple constructable from multlpoles. J.Appl . Phys., 1971, - 42, N 10. - P. 37173725.

120. Трефилов В.И., Мильман Ю.В., Фирстов C.A. Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев: Наукова думка, 1975. -315 с.

121. Гордиенко Л.К. Субструктурные упрочнения металлов и сплавов. М.: Наука, 1973. - С. 224.

122. Смирнова А.В., Кокорин Г.А., Полонская С.М. и др. Электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1985. -192 с.

123. Ромашв О.М., Зима Ю.В., Карпенко Г.В. Електронна фрактография змщнених сталей. Киев: Наукова Думка, 1974. - 207.

124. Goods S.H., Brown L.M. The nucleation of cavities by plastic deformation/-Acta Met. 1979, 27.-N 1. - P. 1-15.

125. Виторский Я.М., Иващенко Р.К., Каверина С.Н. и др. Влияние степени пластической деформации на структуру и механические свойстванизколегированного молибдена // Физ. мет. и металловед. 1973. - Т. 35. - вып.6. - С. 1064-1074.

126. Priestner R. On the nucleation of cleavage at 2 "unlikele" twin intersections in B.C.C. metals. Scripta Met., 1972. - Vol. 6. - P. 1051-1054.

127. Романив O.H. Влияние механического двойникования на вязкость раз-рушения конструкционных сталей // Физ.-хим. мех. материалов. 1979.- 15.-№ 5.-С. 65-70.

128. Keid C.N. A review of mechanical twinning in B.C.C. metals and its relation to brittle fracture. Less-Common Metals. - 1965. - Vol. 9. -P. 105-122.

129. Навроцкий И.В.Ю Дрюкова И.Н. Влияние предварительной деформации двойникованием на свойства армко-железа при статическом растяжении // Физ. мет. и металловед. 1968. - Т. 26. - вып.5. - С. 894898.

130. Максимович Г.Г., Шульте Ю.А., Нагирский С.В. и др. О влиянии холодной пластической деформации на склонность малоуглеродистых сталей к хрупкому разрушению // Физ.-хим. мех. материалов .- 1975.-№ 1.-С. 37-40.

131. Адамов Р.Г., Махарова С.Н., Яковлев Г.П. Остаточные деформации стали при контактном взрыве детонирующего шнура // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев: Изд-во ИЭС им. Е.О. Патона, 1989. - С. 5-8.

132. Махарова С.Н. Остаточные деформации после взрывной обработки при различных температурах и её влияние на свойства сталей и сварных соединений: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2000. - 20 с.

133. Новопашин М.Д., Адамов Р.Г. Методика получения термостойкого растра // Оптико-механические методы исследования деформаций и напряжений // Труды Всесоюзного семинара Днепропетровск, 15-17 июля 1978г. Днепропетровск: Б.И., 1978. - С.21-22.

134. Махарова С.Н., Слепцов О.И., Яковлева С.П. Эффективность взрывной обработки, проведенной в условиях низких климатических температур // Автоматическая сварка, 1999. № 8. - С.51-53.

135. Яковлева С.П. О делокализации пластической деформации феррита в результате воздействия ударных волн // Физико-механические аспекты работоспособности северной техники. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1987.-С. 64-70.

136. Ларионов В.П., Григорьев Р.С., Яковлева С.П. и др. Влияние обработки взрывом на микропроцессы деформации и разрушения низкоуглеродистой стали после ударно-волновой обработки // Металловедение и терм, обраб. металлов. 1987. -№ 12. С. 22-24,

137. Larionov V.P., Yakovleva S.P. Deformation and fracture microprocesses of explosively loaded low-carbon steels under tension // Journal de Physique III; Vol. 1; Octobre. 1991. - P. 479-486.

138. Яковлева С.П. Механизм формирования прочностных свойств сталей и сварных соединений после взрывной обработки и ее применение для повышения несущей способности металлоконструкций: Автореф. дис. канд. техн. наук. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1987. - 20 с.

139. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974. - 464 с.

140. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости, флуктуации. М.: Мир, 1973. -280 с.

141. Иванова B.C., Терентьев В.Ф., Горицкий В.М. Формирование ротационных структур при различных видах нагружения, упрочнение иразупрочнение // Экспериментальное исследование и термическое описание дислокаций. — Л.: Изд-во ФТИ, 1984.-С. 141-147.

142. Сосков А.А. Разработка и исследование технологий взрывной обработки сварных соединений цилиндрических металлоконструкций, эксплуатируемых в коррозионно-активных средах. Автореф. дис. канд. техн. наук - Киев, 1980. - 20 с.

143. Shida Zhao, Weibo Chen a.o. Explosion relieving of residual stresses in thick plate butt joints of mild steel / Proc. Intern. Symp. Intense Dynamic Loading and Eff., WV Beijing, June 3-7, 1986. Oxford etc.; Beijing, 1988.-H. 1050-1055.

144. Металловедение и термическая обработка стали / Справ, изд. В 3-х т. - Т.1. Методы испытаний и исследования / Под ред. Бернштейна M.JL, Рахштадта А.Г. - М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

145. Холл У.Дж., Кихара X., Зут В., Уэллс А.А. Хрупкие разрушения сварных конструкций. М.: Машиностроение, 1974. - С. 64.

146. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. -М.: Металлургия, 1977. С. 380.

147. Wells J.M. Synergism of microstructure, Mechanism and Mechanics in Fracture / Journal of Metals. 1985.-T. 37.-№ 1.-P.58-64.

148. Изменение структуры и свойств сварных соединений в результате взрывной обработки / Петушков В.Г., Фадеенко Ю.И.,., Яковлева С.П. и др. Высокоэнергетическое воздействие на материалы: Тр. 9-й междунар.конф. Новосибирск, 1986. - С. 101-105.

149. Анселл С. Механические свойства двухфазных сплавов / Физическое металловедение. М.: Мир, 1968. - С. 327-370.

150. Lange F.F. The Interaction of a Crack Front with Second-phase Dispersion. // The Philoso-phical Magazine. 1970. - V. 22. - № 179. -pp. 983-992.

151. Слепцов О.И., Михайлов B.E., Петушков В.Г., Яковлев Г.П., Яковлева С.П. Повышение прочности сварных конструкций для Севера. -Новосибирск: Наука, 1989.-223с.

152. Ларионов В.П., Яковлева С.П, Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Разработка научных основ технологии получения алмазометаллических композитов взрывным прессованием // Хим. технология. 2002. № 1. - С. 28-32.

153. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Технология получения алмазометаллических композитов методом взрывного прессования // Наука производству, 2004. - № 9 (77). - С.15-18.

154. Larionov V.P., Yakovleva S.P. Deformation and fracture microprocesses of explosively loaded low-carbon steels under tension // Journal de Physique III; Vol. 1; Octobre. 1991. - P. 479-486.

155. Ларионов В.П., Григорьев P.C., Яковлева С.П. и др. Влияние обработки взрывом на микропроцессы деформации и разрушения низкоуглеродистой стали после ударно-волновой обработки // Металловедение и терм, обраб. металлов. 1987. -№ 12. С. 22-24.

156. Яковлева С.П. Влияние обработки взрывом на повреждаемость структуры и прочностные свойства предварительнодеформированной низкоуглеродистой стали // Физика и химия обраб. материалов, 1997.-№ 5.-С. 109-113.

157. Niederhoff L., Veit P., Stroppe H. Elektronenmikroskopische Untersuchung der Verformungsmikrostructur eines ferritischen Stahles // Krist. Und Techn. 1978. - 13. N 2. - 164 -175.

158. Ларионов В.П., Григорьев P.С., Стебаков И.М. Влияние усталости на хладостойкость сварных соединений. Якутск: Якутское кн. изд-во, 1976. - 136 с.

159. Характерные разрушения деталей машин и металлоконструкций (Рекомендации по ремонту и предотвращению разрушения) / Григорьев Р.С., Гуляев В.П.,., Яковлева С.П. и др. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1988. 40 с.

160. Попов К.В., Савицкий В.Г. Низкотемпературная хрупкость стали и деталей машин. М.: Машиностроение, 1969. - С. 192.

161. Циклические деформации и усталость металлов / Под ред. Трощенко В.Т. Киев: Наукова думка, - Т. 1. - 1985. - С. 216.

162. Гетман А.С. Усталость и циклическая пластичность металлов в связи с их структурной неоднородностью // Проблемы прочности. -1979.-№7.-С. 27-29.

163. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. -М.: Металлургия, 1975. -455 с.

164. Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов: Пер с польск. / Под ред. С.Я. Яремы. М.: Металлургия, 1990. - 623 с.

165. Слепцов О.И., Михайлов В.Е., Петушков В.Г., Яковлев Г.П., Яковлева С.П. Повышение прочности сварных конструкций для Севера. -Новосибирск: Наука, 1989. 223с.

166. Хладостойкость материалов и элементов конструкций: результаты и перспективы // Ларионов В.П., Кузьмин В.Р.,., Яковлева С.П. и др./ Под ред. В.В.Филиппова Новосибирск: Наука, 2005. -290 с.

167. Ларионов В.П., Слепцов О.И., Яковлева С.П., Яковлев Г.П. Влияние взрывной обработки на механизм упрочнения сварных соединений и разработка методов повышения их несущей способности. Препринт. Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР, 1986.-28 с.

168. Исследование возможности повышения несущей способности магистральных газопроводов методом взрывной обработки. Отчет о НИР /ИФТПС ЯФ СО АН СССР. Рук. О.И.Слепцов. № ГР 01860111854. -Якутск, 1986. 51 с. - Отв.исполн. С.П. Яковлева.

169. Яковлева С.П., Махарова С.Н. Применение взрывной обработки в целях повышения и восстановления прочности сварных конструкций для Севера // Хим. технология. -2001 г. -№12. С. 37-41.

170. Larionov V.P., Vakovleva S.P., Makharova S.N. Improvement and recovery of steels'strength at high-speed deformation by explosion // Advanced

171. Mate-rials and Processes (AMP'99): Abstr. of the V-th Russian-Chinese International Symp. July 27 August 1, 1999, Baikalsk, Russia. - P. 177.

172. Reemsnyder H.S. Evaluating the effect of residual stresses on notched fatigue resistances. In Material Exp. and Designe Fatigue. - 1981. -p. 273-295.

173. Hristov S., Petrov P., Zvetanjv S. Reduction and redistribution of the residual welding stress through local explosive treatment // Stress relieving heat treatments of welded steel constructions. Great Britain, 1987. - P. 161168.

174. Masubuchi K. Analysis of welded structures residual stresses, distortions and their consequences. Oxford: Pergamon Press, 1980. - XII. -642 p.

175. Аммосов А.П. Термодеформационные процессы и разрушение сварных соединений. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1988. -136 с.

176. Махненко В.И. Великоиваненко Е.А. Мусияченко А. В. Влияние неодно-временности выполнения сварки кольцевого шва на остаточные напряжения и деформации в цилиндрической оболочке //Автоматическая сварка. 1994. - № 11. - С. 7-10.

177. Аммосов А.П., Яковлева С.П., Голиков Н.И. и др. Перераспределение оста-точных напряжений при взрывной обработке кольцевых сварных соединений магистрального трубопровода // Свароч. произв. 1997.-№ 1.-С. 13-15.