автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Повышение технологической прочности сварных соединений высокопрочных низколегированных сталей предварительной взрывной обработкой

На правах рукописи

МОСКВИТИНА ЛЮДМИЛА ВИКТОРОВНА

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫСОКОПРОЧНЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ

Специальность: 05.03.06 - «Технологии и машины сварочного производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЯКУТСК - 2005

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

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Слепцов О.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Прохоров В.Л.

кандидат физико-математических наук, доцент Сыромитникова А.С.

Ведущая организация: ОАО холдинговая компания «Якутуголь», г. Нерюнгри PC (Я)

Защита диссертации состоится "_" октября 2005 г. в _ час, 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 "_" сентября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук СС.П.Яковлева

ЫЬМ

JMV33?)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для изготовления ответственных конструкций широкое применение находят высокопрочные низколегированные стали. Для придания более высокой прочности такие стали подвергают закалке с последующим отпуском. Вместе с тем, при сварке стали с мартенситной структурой склонны к образованию холодных трещин. Традиционные технологические приемы, такие как предварительный подогрев и способы сварки с повышенным тепловложением, приводят к росту аустенитного зерна, требуют большой затраты электроэнергии и времени. Необходимы новые технологии, разработанные на основе формирования металла зоны термического влияния (ЗТВ) сварки с заданными прочностными свойствами. Тесная связь процесса образования мартенсита с дислокациями позволяет управлять его свойствами предварительным воздействием на дефектную структуру аустенита. Среди перспективных методов изменения дислокационных структур металлов - взрывное нагружение. Высокоскоростная деформация взрывом приводит к резкому возрастанию плотности дефектов кристаллической решетки, причем эти остаточные дефекты расположены более однородно, чем при других способах деформирования. Известно, что комбинирование взрывного нагружения с дальнейшим нагревом дает широкие возможности для воздействия на структуру металлов и повышения их свойств. Это обусловлено спецификой протекания процессов возврата, полигонизации и рекристаллизации при нагреве деформированного взрывом материала [Г.Н. Эпштейн, A.A. Дерибас, И.Н. Гаврильев, В.Г. Петушков, Э.А. Савченков, С.П. Яковлева]. В проведенных экспериментах в основном рассматривалось сочетание взрывной обработки с последующим отпуском в низкоуглеродистых сталях с ферритно-перлитной структурой. Мало исследовано влияние взрывной обработки на мартенситную реакцию, на механизм замедленного разрушения сталей с мартенситной структурой. Для практического применения в сварочной технологии необходимо исследование сохранности внесенных взрывом дефектов при термодеформационном сварочном цикле и их влияния на механические свойства металла ЗТВ.

Цель работы - исследование и разработка способов повышения свариваемости низколегированных высокопрочных сталей путем регулирования структуры металла околошовной зоны предварительной взрывной обработкой.

РОС. НАЦИОНА Л ьнл • Мбдиотека

Задачи:

1. Исследование влияния предварительной взрывной обработки на фазовые превращения и механические свойства металла околошовной зоны сварных соединений низколегированных высокопрочных сталей.

2. Исследование влияния условий термодеформационного цикла сварки на устойчивость дефектов, внесенных взрывом.

3. Определение влияния направления и давления предварительного взрывного нагружен и я на сопротивление металла околошовной зоны сварных соединений низколегированных высокопрочных сталей замедленному разрушению.

4. Исследование влияния предварительной взрывной обработки на механизм замедленного разрушения высокопрочной стали.

Научная новизна и практическое значение. Впервые в разработке сварочных технологий регулированием структурных факторов металла околошовной зоны использован эффект наследования дислокационной структуры сталей при фазовых перекристаллизациях. На основе проведенных экспериментальных исследований показана устойчивость субструктурных образований, сформированных взрывным нагружением, при последующем термодеформационном цикле сварки. Определены условия наследственной передачи дефектной структуры при термодеформационном цикле сварки. Установлено, что предварительное взрывное нагружение способствует преимущественному выделению отпущенного реечного мартенсита. Разработана методика количественных фрактографических исследований на основе математической обработки изображений. При этом выявлено, что «хрупкость мартенсита» при замедленном разрушении обусловлена расщеплением по кристаллографическим плоскостям реек при деформации мартенсита. Установлено, что наследование конечным мартенситом субструктурных образований, внесенных взрывом, обеспечивает энергоемкое разрушение. Определена зависимость сопротивления замедленному разрушению сварного соединения от давления и направления взрывного нагружения.

Практическая значимость работы заключается в разработке научных основ повышения свариваемости низколегированных высокопрочных сталей предварительной взрывной обработкой при ремонте карьерной техники и монтаже сварных конструкций. Исследование влияния внесенных устойчивых дефектов на прочностные свойства мартенсита также актуально для оптимизации режимов сварки с использованием других видов импульсных энергий.

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 Раздел 2 «Разработка научных основ и способов повышения технологической прочности сварных соединений высокопрочных низколегированных сталей», № Гос. регистрации РК 0190030964. Часть экспериментальных работ выполнена в рамках программы сотрудничества между Российской Академией наук и Национальной Академией наук Украины по договору о сотрудничестве между Институтом физико-технических проблем Севера (ИФТПС) РАН и Институтом электросварки (ИЭС) им. Е.О. Патона в 2001-2002 гг.

Достоверность полученных результатов обеспечивается: использованием апробированных методик экспериментов по взрывной обработке; применением современных экспериментально-аналитических методов и испытаний; применением оборудования, прошедшего государственную поверку; представительным объемом статистической выборки при анализе параметров изломов, структур стали, микромеханических свойств; расчетом методических погрешностей; совпадением данных количественного и структурного анализа; совпадением результатов экспериментов проведенных в ИФТПС и ИЭС им. Е.О. Патона.

Апробация работы. Основные положения работы представлены: на VIII Всесоюзной конференции «Сварка, резка и обработка материалов взрывом» (Минск, 1990 г.); на X Всесоюзной конференции «Структура и прочность металлов» (Каунас, 1994 г.); на Международной конференции «Физико-технические проблемы Севера» (Якутск, 2000 г.); на II Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2004 г), а также на семинарах ИФТПС СО РАН (Якутск, 1988-2005 гг.).

Публикации. Основное содержание исследований по теме диссертации отражено в 10 публикациях.

Структура и объем работы: Диссертация изложена на 101 машинописной странице, включая 10 таблиц, 27 рисунков, список использованной литературы из 82 наименований, состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений.

Вклад автора в проведенные исследования состоит в обосновании общей концепции работы, постановке задач исследования; в проведении экспериментов по структурным исследованиям, в разработке методики и выполнении количественной фрактографии изломов образцов, испытанных (

на замедленное разрушение; в обобщении полученных результатов.

Автор приносит глубокую благодарность сотрудникам ИЭС им. Е.О. Патона: д.т.н. В.Г. Петушкову, д.т.н. Ю.А. Стеренбогену, д.т.н. [Л.Н. Миходую|, к.т.н. Д.А. Васильеву за проведение части экспериментов по взрывной обработке и испытаний на замедленное разрушение и обсуждение результатов; сотрудникам ИФТПС: к.т.н. М.Н. Сивцеву за проведение совместных испытаний на замедленное разрушение, д.т.н. С.П. Яковлевой, к.т.н. В.Е. Михайлову за обсуждение результатов работы. Особая признательность академику |В.П. Ларионов^ и руководителю научной работы, д.т.н., профессору О.И. Слепцову за постоянную поддержку и внимание.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна полученных результатов и их практическая ценность.

Первая глава посвящена анализу феноменологических подходов для описания замедленного разрушения мартенситных сталей и обоснованию применения явления структурной наследственности для регулирования структурообразования металла ЗТВ при сварке низколегированной высокопрочной стали.

Феноменологические представления рассматривают образование холодных трещин как результат воздействия непрерывного деформационного процесса по (

моделям высокотемпературной ползучести и низкотемпературного проскальзывания [Б.С. Касаткин, Э.Л. Макаров, В.Ф. Мусияченко, Г.Л. Петров, H.H. Прохоров, Т.А. Чернышова]. При высокотемпературной деформации в аустените локализуются микронапряжения, как по границам, так и по телу зерен.

Поскольку мартенситная реакция непосредственно связана с дислокационными построениями, высокотемпературная «предыстория» аустенита формирует неоднородную мартенситную структуру металла ЗТВ сварки.

В сварном соединении высокотемпературная деформация плавно сменяется низкотемпературной деформацией, которая протекает по тем же линиям скольжения [Г.Л. Петров, H.H. Прохоров]. Смена знаков напряжений способствует усилению локализации деформации. Предполагается, что очаги холодных трещин образуются в соответствии со схемой Зинера, только относительное смещение соседних зерен обусловлено не вязким течением, а микропластической деформацией в приграничных зонах и по границам зерен [Э.Л. Макаров, О.Н. Романив, В.И. Саррак, Т.А. Чернышова]. На основе указанных модельных представлений основными структурными факторами замедленного разрушения сталей с мартенситной структурой являются (в зависимости от стадии разрушения): размер исходного аустенитного зерна, конфигурация границ зерен, размер мартенситного пакета.

Экспериментально доказано, что предварительное субструктурное упрочнение при последующей деформации в условиях ползучести повышает стойкость материала к замедленному разрушению за счет делокализации напряжений [Т.Ф. Елсукова, В.Е. Панин]. Применительно к сварному соединению необходим способ регулирования структуры, обеспечивающий равномерное деформирование и измельчение аустенита путем внесения устойчивых субструктурных образований. Такая полигонизация аустенита обусловит дисперсность конечной структуры.

Исследованиями Л.М. Бернштейна [1968], В.Д. Садовского [1973] была установлена высокая устойчивость сталей с мартенситной структурой в наследовании дислокационной структуры при фазовых перекристаплизациях. Было показано, что эффект наследования проявляется и после холодного наклепа с последующей термической обработкой с быстрым и кратковременным нагревом, не вызывающим рекристаллизации. Механизм наследственности связан с кристаллографической обратимостью фазового превращения, принципиальная возможность которого была установлена в работах Г.В. Курдюмова. Экспериментальными исследованиями последних лет установлено, что в низколегированных конструкционных сталях носителем наследования ориентации исходного аустенита являются зародыши остаточного аустенита, расположенные вдоль пластинок реечного мартенсита [В.М. Счастливцев].

Указанные научные основы позволили предположить, что сформированные субструктурные построения, внесенные взрывом с давлением в пределах 10-13 ГПа, могут быть устойчивы при тер модеформационном цикле сварки и позволят регулировать структуру металла ЗТВ с целью повышения свариваемости высокопрочных низколегированных сталей.

Во второй главе проведено экспериментальное исследование влияния предварительной взрывной обработки (ПВзО) на фазовые превращения и механические свойства высокопрочных сталей при имитации термического цикла сварки. Для выявления наиболее общих тенденций в поведении материалов после взрывной обработки, последующей имитации сварочного термодеформационного цикла, использовали низколегированную высокопрочную сталь 14Х2ГМР (состав, % масс.: С - 16, Мп - 0,74, 81 - 0,40, Си <0.3, Со < 0.01, Мо - 0,27, Сг- 0,59, № <0.011, А1 - 0.036). Сталь 14Х2ГМР относится к типу высокопрочных термически упрочняемых сталей. Для нее характерно выделение при отпуске специальных карбидов в высокодисперсной форме, что может существенно проявиться в процессе нагрева после взрывной обработки.

В экспериментах по взрывной обработке образцы после закалки упрочняли контактным взрывом детонирующими шнурами ДШЭ - 18. При этом на образцы воздействует плоская ударная волна с давлением 10 ГПа. Часть образцов «Имплант» обработана вдоль длинной оси. Другая часть образцов «Имплант» упрочнена цилиндрическими зарядами с давлением 10 ГПа1. При данной схеме обработки взрывная волна ориентирована перпендикулярно длинной оси образцов. Взрывная обработка плоских образцов производилась ударом металлической пластины. Направление взрывной волны было ориентировано перпендикулярно длинной оси плоских образцов. Выбраны два режима нагружения: плоской и скользящей волной с давлением 13 ГПа.

Дилатометрические и микроструктурные исследования стали 14Х2ГМР показали, что в интервале от 500 до 600°С при скорости охлаждения выше 36 град/сек образуется 100% мартенситная структура. Микроструктура стали неоднородная, наблюдаются участки, где мартенсит выделяется в виде «ферм» и «зигзагов молний», распространяющихся в пределах нескольких зерен исходного аустенита.

1- обработка взрывом образцов «Имплант» проведена в ИЭС им. Е.О. Патона.

8

Путем исследования микроструктуры на разных масштабных уровнях увеличения с применением электронной микроскопии методом реплик идентифицированы реечный (М1) и пластинчатый (Мп) мартенсит. Пластинчатый мартенсит выделяется по границам зерен исходного аустенита.

График частотного распределения микротвердости показывает однородность микромеханических свойств после ПВзО (рис.1.).

Перестройка структуры стали после

взрывной обработки подтверждается

результатами механических испытаний

(табл.1). Выявлено, что сталь 14Х2ГМР с

ПВзО показывает более высокие значения

сопротивления отрыву (8„) и сопротивления

микросколу (Ящс). Величина Ятс вычислена

по эмпирической формуле Ю.Я. Мешкова и

н^ характеризует сопротивление металла

^ 500 боо хрупкому разрушению. Повышение

комплекса механических свойств

Рис 1 Распределение микротвердости обработанной взрывом стали связано с

Ним образцов из стали 14Х2ГМР с образованием мелкоячеистой субструктуры и ПВзО и в исходном состоянии

согласуется с ранее полученными данными [А.П.Башенко, Г.П.Яковлев, С.П.Яковлева].

Таблица 1.

Механические характеристики стали 14Х2ГМР до и после взрывной обработки

Состояние металла (То 2, МПа ав, МПа 5., МПа Ъ,% Т, % И пк, МПа

Исходное состояние (закалка) 679 782 1416 32 68 1054

Исходное состояние (закалка) +ПВзО 883 945 1970 22 72 1706

Особенности мартенситного превращения взрывоупрочненной высокопрочной стали. Для исследования влияния взрывной обработки на фазовые превращения стали 14Х2ГМР образцы типа «ИМАШ» с ПВзО и в исходном состоянии закалялись до температуры 850°С с охлаждением в воде, что соответствует температурным условиям зоны нормализации ЗТВ сварки.

Мартенситная структура представлена двумя морфологическими разновидностями: реечного мартенсита (М1) и мартенсита с пластинчатой структурой (М,г). Микроструктура контрольных образцов характеризуется неоднородностью структуры, указывающей на неравномерное распределение микронапряжений в исходном аустените. Микроструктурный и статистический анализы показали дисперсность и размерную однородность металла ЗТВ образцов с ПВзО.

Количественным анализом структурных составляющих установлено преобладание реечного мартенсита в образцах с ПВзО (табл.2.).

Таблица 2

Соотношение структурных составляющих стали 14Х2ГМР, закаленной в исходном и взрывоупрочненном состояниях

Состояние металла Структурные составляющие

М',% М",%

Исходное + закалка в воде 62 38

ПВзО + закалка в воде 83 17

Причина изменения соотношения морфологических разновидностей мартенсита была выявлена исследованием кинетики мартенситного превращения методом высокотемпературной металлографии и дилатометрическими исследованиями взрывоупрочненных образцов по комплексной методике испытаний «Имплант».

Дилатометрический анализ металла зоны перегрева сварного соединения показал, что мартенситное превращение в образцах с ПВзО с давлением 13 ГПа протекает с меньшим объемным расширением по сравнению с контрольными образцами. Дилатометрические кривые отчетливо показывают разницу линейного расширения (X.) при мартенситном превращении сравниваемых образцов (рис.2). Начало мартенситного превращения по дилатометрическим данным в образцах с ПвзО на 50°С выше, чем в контрольных образцах.

т,'с

1600 ~ 1400 1200 1000 800 600 400 200 о

0

Рис.2 Кинетика мартенситного превращения в металле ЗТВ:

1 - исходного образца, 2 - образцы с ПВзО

Дилатометрическими исследованиями и высокотемпературной металлографией в образцах с ПВзО установлено преимущественное выделение мартенсита в высокотемпературной области распада аустенита, сопровождающееся интенсивным выделением мелкодисперсных карбидов. Такая особенность мартенситного превращения обусловлена унаследованием аустенитом высокой плотности дислокаций, внесенных взрывным нагружением.

Подобные эффекты были установлены исследованиями академика Г.В. Курдюмова [1977] при закалке сталей с предварительной пластической деформацией. Было установлено, что распад мартенсита в высокотемпературной области распада аустенита сопровождается снижением удельного объема, а повышенный уровень остаточных напряжений связан с упругими колебаниями решетки мартенсита при карбидных реакциях. Завершение карбидной реакции сопровождается релаксацией микронапряжений.

Особенности мартенситного превращения стали 14Х2ГМР с ПВзО отражаются на микромеханических свойствах. Четко выраженный пик микротвердости на графике частотного распределения подтверждает результат количественного анализа, показавшего преобладание реечного мартенсита в структуре образцов с ПВзО (рис. 3).

Рис 3. Распределение микротвердости Нц« образцов из стали 14Х2ГМР, закаленных в воде после ПВзО и в исходном состоянии.

Металлография образцов с ПВзО показала, что повышение микромеханических свойств связано с выделением дисперсных карбидов в обоих морфологических типах мартенситов.

Закономерности, выявленные при анализе микроструктуры и графиков частотного распределения микротвердости, подтверждаются данными испытаний на растяжение. Закаленная сталь с ПВзО характеризуется высоким сопротивлением отрыву (Б*) и микросколу (Р!шс). Повышение комплекса механических свойств мартенситной структуры образцов с ПВзО связано с особенностями мартенситной реакции, обусловившей выделение дисперсных пакетов отпущенного реечного мартенсита (табл.3).

Таблица 3.

Механические характеристики стали 14Х2ГМР закаленной в исходном и взрывоупрочненном состоянии.

Состояние металла Ов, Б«, 8,% 4',% Яте.

МПа МПа МПа МПа

Исходное+закалка в воде 1440 1720 2396 23 49 1620

Исходное+ПвзО+закалка в воде 1499 1700 2811 26 58 1955

Влияние условий термического цикла на устойчивость взрывного наклепа. Целью второй серии экспериментов, проведенных на установке ИМАШ-АЛА-ТОО, явилось уточнение влияния скорости нагрева на сохранение эффекта взрывного наклепа при сварочных термических циклах (СТЦ) зоны перегрева. Результаты экспериментов показали, что влияние ПВзО становится заметным со скорости нагрева 70 град/сек. Микроструктура образцов с ПВзО отличается более высокой дисперсностью и однородностью размеров мартенситных пакетов. Однородность измеренных параметров структуры определена по коэффициенту вариации (5), вычисляемому как величина отношения среднего квадратичного отклонения о(а) длины а пакетов мартенсита к их среднему арифметическому значению (а), по методу С.А. Салтыкова (табл.4).

Таблица 4.

Параметры мартенсита стали 14Х2ГМР в зоне перегрева в исходном и взрывоупрочненном состоянии

Состояние Длина пакетов о(а) 5

металла мартенсита а, мкм мкм

Исход.+ СТЦ

^нагр~ 70 град/сек 18 2,3 0,13

ПВзО + СТЦ

\^1ЯГр= 70 град/сек и 0,8 0,07

В третьей главе исследовано влияние предварительной взрывной обработки на замедленное разрушение высокопрочных сталей.

Испытание образцов «Имплант» в исходном состоянии и с ПВзО, совпадающей с направлением приложенной нагрузки, показало, что обе серии образцов имеют почти одинаковые конечные разрушающие напряжения.

Существенные отличия выявлены по показателю критической деформации нагружения У обработанной серии образцов Ясг в

зависимости от уровня нагрузок принимают значения, в 1,5 - 5 раз превышающие показания для контрольных образцов (рис.4).

Снижение эффективности ПВзО при совпадении направления взрывной волны с приложенной нагрузкой, несмотря на происходящие глубокие структурные перестройки, вероятно, можно объяснить влиянием

унаследованных макроскопических дислокационных текстур динамического деформирования при взрывном нагружении.

Рис 4 Кинетика развития деформаций при замедленном разрушении образцов «Имплант» с ПВзО вдоль длинной оси образцов и без обработки

Результаты испытаний образцов «Имплант» с ПВзО, направленной перпендикулярно приложенной нагрузке, приведены в табл. 5. Диффузионный водород определен хроматографическим методом.

Таблица 5

Результаты испытаний круглых образцов «Имплант» стали 14Х2ГМР с ПВзО и в исходном состоянии

№ Вид [Н]о Конечная нагрузка, К,, Время до

п/п обработки см3/ 100 г МПа мкм разрушения, час.

1 ПВзО 5 480 10 4

2 3 исходном 5 373 13 1

3 ПВзО 10-11 200 9 0,22

4 3 исходном 10-11 103 9 0,04

Показано, что при низком содержании диффузионного водорода в наплавленном металле ([H]D = 5,0...5,5 см3/100г) долговечность образцов с ПВзО почти в 4 раза выше, чем у контрольных образцов. Повышение содержания диффузионного водорода до [H]D = 10-1! см3/100г резко снижает эффективность взрывной обработки, но и в этом случае долговечность образцов с ПВзО выше.

Испытание плоских образцов из стали 14Х2ГМР, обработанных плоской и скользящей взрывной волной давлением 13 ГПа, а также контрольных образцов на замедленное разрушение проведено на комплексной установке «Имплант». Сварка образцов производилась при помощи сварочного аппарата АДПГ-500 под защитой С02 проволокой Св-10ГН2СМД диаметром 2 мм. Сварочный режим был следующим: величина сварочного тока 1Св= 300 А, напряжение тока ТЛд = 32 В, скорость сварки VCb = 12 м/ч.

На графиках, построенных по результатам испытания плоских образцов «Имплант» на замедленное разрушение в координатах работа-время (А-т), показано, что энергоемкость замедленного разрушения образцов, взрывоупрочненных давлением 13 ГПа, почти в два раза выше контрольных образцов (рис. 5).

X. мин т. МНИ

Рис 5 Энергоемкость процесса разрушения ЗТВ сварных образцов, а) исходный; б) обработанный взрывом.

Высокая энергоемкость образцов с ПВзО при близких значениях перемещений (А.) сравниваемых образцов указывает на значительное повышение трещиностойкости металла ЗТВ под воздействием предварительной взрывной обработки при сохранении прежней пластичности.

Повышение технологической прочности взрывоупрочненных образцов оценено сравнением локальных напряжений в стадии стабильного роста трещины по результатам испытаний сварных соединений на замедленное разрушение, полученных на разных типах образцов «Имплант» по методу, предложенному В.И. Сарраком и В.М. Мишиным (рис.6).

Рис 6 Диаграмма изменения локальных растягивающих напряжений (с]ч,) в зависимости от направления и давления взрывного нагружения а - ар„1п , б - [Н]о ■ 1- контрольные образцы Цйр - 8 мм; 2 - ПВзО плоской волной Р=10 ГПа вдоль длинной оси образца, - 8 мм; 3 - контрольные образцы - 6 мм, 4 - ПВзО плоской волной, Р=10 ГПа перпендикулярно длинной оси образца, Нов? - 6 мм; 5 - контрольные плоские образцы, 6 -ПВзО плоской волной, Р=13 ГПа перпендикулярно к плоскости образца; 7 - ПВзО скользящей волной, Р=13 ГПа перпенцикулярно к плоскости образца;

Сравнение а]кр контрольных образцов, испытанных разными методами «Имплант», при содержании водорода ниже критического уровня показало, что они имеют близкие значения. Установлено, что перпендикулярное ориентирование взрывной волны относительно растягивающих напряжений повышает сопротивление сварных соединений стали 14Х2ГМР замедленному

о,ип>

2500

разрушению. Увеличение давления плоской взрывной волны до 13 ГПа повысило трещиностойкость металла ЗТВ испытуемой стали еще больше. Обработка плоских образцов в таком же направлении скользящей волной с давлением 13 ГПа произвело дальнейшее повышение трещиностойкости металла ЗТВ. Это связано с тем, что при взрывной обработке с давлением 13 ГПа закаленная сталь достигает максимального упрочнения, причем скользящие волны воздействуют на металл более интенсивно [П.О. Пашков, A.B. Крупин].

В четвертой главе изложены результаты количественного фрактографического анализа влияния структурных факторов, сформированных под воздействием предварительной взрывной обработки, на механизмы замедленного разрушения высокопрочных сталей.

Схема разработанной методики количественной фрактографии заключается в картировании зон разрушения, определении типа излома по классификации, измерения стереометрических параметров зон разрушения, отдельных фасеток, структурных составляющих микроструктуры профильного сечения излома и их статистической обработки и анализа. Такой подход позволяет провести количественный сравнительный анализ поверхностей разрушения испытанных образцов. Анализ взаимосвязи структурных факторов и параметров излома позволяет уточнить механизм разрушения.

По профилям, проведенным по центру изломов, по классификации Эль-Судани, определен морфологический тип [J.L.Chermant, М.Köster, 1979]. Профиль образцов, испытанных в исходном состоянии относится к ступенчатому типу излома, отдельные фрагменты которого относятся к номинально-плоскому, профиль образцов с ПВзО относится к криволинейному типу. В соответствии с типом излома рассчитываются параметры фасеток излома и площади поверхности отдельных зон разрушения.

Для номинально-плоской поверхности

S,=P'p, (1)

где S, - часть поверхности, занимаемая данным типом разрушения. Р'р - точечная доля проектируемого изображения. Для криволинейной поверхности

Такое же соотношение будет при определении линейных размеров объектов на криволинейной поверхности разрушения. Линия «Ь», проведенная на поверхности разрушения, проектируется на плоскость в виде линии «Ь». Для этого случая:

¿ = §£' • (3)

Фрактографическим анализом выделены 3 зоны разрушения, содержащих шестоватый, квазискольный и ямочный излом. Первая зона разрушения, состоящая из плоских фасеток с линиями остановки трещины на макроскопическом уровне, условно названа шестоватой. Квазискольная зона состоит преимущественно из квазисколов, отчасти из межзеренных фасеток. Ямочная зона - это типично вязкое разрушение по металлу шва.

Статистическим анализом установлены соотношения выделенных зон разрушения. В контрольных образцах преобладает шестоватый тип излома (46%) с участками кристаллического квазискольного (39%) и ямочного (15%) типа разрушения. В образцах с ПВзО шестоватый излом наблюдается только в очаговой зоне (7%), а ббльшую часть площади занимает квазискольный тип разрушения (83%), ямочный излом занимает 10%. Возникающие микротрещины, образующие шестоватый излом в зоне стабильного роста трещины в образцах с ПВзО, тормозятся при продвижении по мартенситным пакетам. Такое соотношение зон разрушения указывает на резкое различие механизмов замедленного разрушения стали 14Х2ГМР в исходном и предварительно взрывоупрочненном состояниях.

Для анализа взаимосвязи параметров структуры и излома были исследованы: изломы образцов, по намеченным точкам, на сканирующем режиме растрового электронного микроскопа; микроструктуры профильных сечений образцов «Имплант» на оптическом микроскопе и сканирующей туннельной микроскопией (СММ-2000Т ). Методом компьютерного анализа изображений профильного сечения излома, полученных в туннельном микроскопе, были измерены расстояния между карбидами, выделяющимися по границам субструктурных образований II порядка. Длины фасеток излома измерялись по направлению линии разрушения по формуле (3), длины мартенситных пакетов измерялись по микрофотографиям профильного сечения зоны нормализации, в пределах которой во всех образцах распространялась зона стабильного роста трещины.

Сопоставление распределения структурных параметров образцов с ПвзО показало совпадение частоты встречаемости расстояний между карбидами и длин часто встречающихся фасеток, что указывает на прямую зависимость разрушения с размерами субструктурных образований. Фасетки, связанные с размерами пакетов мартенсита, имеют незначительное распространение (рис. 7,а).

I, мкм мкм

а) б)

-Длина мартенситных пакетов

— ■ -Длина хорды меиаду карбидами --Длина фасеток излома

Рис 7 Распределение значений параметров структуры и излома в образцах «Имплапт» с

ПВзО(а) и в исходном состоянии (б)

Металл зоны нормализации контрольных образцов характеризуется неоднородностью длин мартенситных пакетов и субструктурных образований. Пик частоты длин фасеток совпадает с пиком частоты длин крупных мартенситных пакетов (рис. 7,6), что подтверждает кристаллографический низкоэнергоемкий характер разрушения образцов.

В очаговой зоне контрольных образцов локализация деформаций вызывает изгиб и расщепление по крупным пластинчатым кристаллам. В зоне стабильного роста трещины скольжение и расщепление по кристаллографическим границам происходит как по пластинчатому так и реечному мартенситу (рис.8,а). Более высокая энергоемкость продвижения трещины в образцах с ПВзО связана с

разориентированностью границ блоков субструктурных образований, унаследованных остаточным аустенитом и реечным мартенситом (рис.8,б)..

а) б)

Рис 8 Разрушение по мартенситным кристаллам стали 14Х2ГМР РЭМ увел X 1000'

а) расщепление пластинчатого мартенсита в контрольных образцах «Имплант»;

б) разрушение по реечному мартенситу в образцах «Имплант» с ПВзО

Результаты испытаний на замедленное разрушение при разных содержаниях диффузионного водорода показали снижение чувствительности к содержанию активного водорода в низколегированной стали с предварительной взрывной обработкой. Такая тенденция связана с уменьшением размеров карбидов, однородностью и дисперсностью структуры и микромеханических свойств металла ЗТВ, сформированного под действием внесенных устойчивых дефектов.

Заключение:

1. Субструктурные образования в низколегированной высокопрочной стали, внесенные взрывной волной давлением 10-13 ГПа, устойчивы при условиях термического цикла сварки, соответствующих зоне термического влияния. Для определенных параметров термического цикла (при скорости нагрева свыше 70 град/сек и скорости охлаждения 20-30 град/сек в интервале термического цикла 600-500°С) возможно формирование однородной и более дисперсной структуры металла ЗТВ с улучшенным комплексом механических свойств.

2. Предварительная взрывная обработка сталей с мартенситной структурой интенсифицирует мартенситную реакцию в высокотемпературной области распада аустенита, что обуславливает преимущественное образование

отпущенного реечного мартенсита с более низким уровнем объемного эффекта превращения.

3. Направление взрывной волны по отношению к растягивающим напряжениям влияет на сопротивление замедленному разрушению сварных соединений высокопрочной низколегированной стали 14Х2ГМР. Взрывное нагружение, направленное перпендикулярно к сварочным растягивающим напряжениям, почти в 2 раза повышает энергоемкость процесса замедленного разрушения, а совпадение направлений взрывной волны и сварочных растягивающих напряжений не приводит к повышению трещиностойкости.

4. В закаленной стали 14Х2ГМР при исследованных режимах взрывной обработки ( до давления 13 ГПа в скользящей волне) не возникает трещин откола и сохраняется сопротивление материала замедленному разрушению.

5. Предварительная взрывная обработка кромок сварных соединений высокопрочной низколегированной стали приводит к резкой смене механизма разрушения: от преимущественного низкоэнергетического расщепления по кристаллографическим границам свежезакаленного мартенсита к энергоемкому разрушению по телу мартенситных кристаллов.

6. Формирование в металле ЗТВ после предварительной взрывной обработки дисперсной и однородной мартенситной структуры снижает склонность низколегированной высокопрочной стали к водородному охрупчиванию.

7. Рекомендуемые оптимальные давления взрывного нагружения варьируются от 10 до 13 ГПа при обработке плоской волной и от 4 до 7 ГПа при скользящей волне. При данных параметрах взрывного нагружения свариваемые детали толщиной до 5 мм обрабатываются равномерно на всю глубину разделки. При большой толщине свариваемых деталей взрывная обработка проводится со стороны корневого шва.

Основное содержание диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Москвитина Л.В., Яковлева С.П. Влияние микроструктуры на топографию поверхности разрушения углеродистой стали // Сварка и хрупкое разрушение. - Якутск: изд-во ЯФ СО АН СССР, 1980. - С. 77-80.

2. Москвитина JI.B., Аммосов А.П., Ларионов В.П. и др. Термические циклы и превращения аустенита в участке перегрева сталей 14Г2САФ и 14Х2ГМР

в условиях сварки при низких температурах //Автоматическая сварка, 1984.- № 6.-С. 16-25.

3. Москвитина Л.В., Аммосов А.П., Ларионов В.П. Возникновение закалочных микротрещин при сварке высокопрочной стали // Информационные материалы СЭВ, 1986.- № 1.- С. 14-17.

4. Москвитина Л.В. Анализ усталостного разрушения в зоне старения сварного соединения из низкоуглеродистой стали // Физико-технические аспекты работоспособности северной техники.- Якутск: изд-во ЯФ СО АН СССР, 1985. -С. 45-50.

5. Москвитина Л.В., Си.вцев М.Н. Влияние взрывной обработки на фазовые превращения при сварочных циклах и на процесс замедленного разрушения // Технология и свойства материалов техники.- Якутск: изд-во ЯФ СО АН СССР, 1990.- С. 53-63.

6. Москвитина Л.В., Слепцов О.И., Чакириди С.Н. Особенности формирования структуры наплавки нанесенной методом неравномерного проплавления // Испытание металлических материалов и конструкций при климатически низких температурах.- Якутск: изд-во ЯФ СО РАН , 1991.- С. 52-57.

7. Москвитина Л.В., Стручкова Г.П. Расчет параметров тепловых процессов при наплавке с импульсным проплавлением // Труды международной конференции/ Компьютерные методы в сварочной технологии.- г. Эссен, Германия, 1993.- С. 25-30.

8. Москвитина Л.В., Ачикасова В.А., Лепов В.В. Сканирующая туннельная микроскопия и исследования деформирования и разрушения материалов // Труды международной конференции / Физико-технические проблемы Севера. - Якутск, 2000.- С.35-44.

9. Москвитина Л.В., Сивцев М.Н., Слепцов О.И., и др. Влияние предварительной взрывной обработки на процесс замедленного разрушения высокопрочных сталей // Труды международной конференции / Физико-технические проблемы Севера.- Якутск, 2000,- С.99-118.

10. Москвитина Л.В., Яковлева С.П., Слепцов О.И. Регулирование структурообразования в ЗТВ сварных соединений низколегированных сталей предварительной взрывной обработкой сталей // Труды II Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата.- Якутск, 2004.- С. 61-75.

Формат 60x84 V16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл.п.л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 136.

Учреждение «Издательство ЯНЦ СО РАН»

677891, г. Якутск, ул. Петровского, 2, тел./факс: (411-2) 36-24-96 E-mail: kuznetsov@psb.ysn.ru

#17433

РНБ Русский фонд

2006-4 13626

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СТРУКТУРНЫЕ ФАКТОРЫ В ФЕНОМЕНОЛОГИИ

ЗАМЕДЛЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И МЕТОДЫ ИХ РЕГУЛИРОВАНИЯ.

1.1. Роль структурных факторов в феноменологии замедленного разрушения.

1.2. Традиционные методы регулирования структуры металла

• сварных соединений.

1.3. Структурная наследственность конструкционных сталей.

1.4. Регулирование структуры металла сварных соединений предварительной взрывной обработкой.

ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ФАЗОВЫЕ

• ПРЕВРАЩЕНИЯ В ОКОЛОШОВНОЙ ЗОНЕ СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ.

2.1. Методы экспериментального исследования металла ЗТВ сварки, обработанного взрывом.

2.1.1. Выбор материала исследований.

• 2.1.2. Схемы обработки взрывом.

2.1.3. Вакуумная высокотемпературная металлография на установке ИМАШ-АЛА-ТОО.

2.1.4. Методы исследования фазовых превращений стали 14Х2ГМР при сварочном нагреве.

2.2. Фазовые превращения стали 14Х2ГМР при сварочном нагреве.

2.3. Влияние обработки взрывом на микромеханические свойства и прочность стали 14Х2ГМР.

2.4. Особенности мартенситного превращения взрывоупрочненной низколегированной высокопрочной стали.

2.5. Условия сохранения эффекта взрывного наклепа при сварочном нагреве.

ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ЗАМЕДЛЕННОЕ РАЗРУШЕНИЕ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ

• ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ.

3.1. Испытание образцов «Имплант» обработанных взрывом вдоль длинной оси.

3.2. Испытание образцов «Имплант» с ПВзО направленной перпендикулярно приложенной нагрузке.

3.3. Испытание плоских образцов-«Имплант» обработанных

• взрывным нагружением высокого давления.

3.4. Оценка технологической прочности сварных соединений высокопрочных сталей с ПВзО кромок шва.

ГЛАВА IV. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ФРАКТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

ЗАМЕДЛЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ

СТАЛЕЙ.

4.1. Методика количественных фрактографических исследований образцов «Имплант».

4.1.1. Классификация поверхностей разрушения и выбор направления наблюдения.

4.1.2. Фрактографические методы исследования на макро и мезоуровне.

4.1.3. Расчет стереометрических параметров излома.

4.1.4. Методы сравнительного анализа профилей излома.

4.2. Анализ стереометрических параметров образцов "Имплант", испытанных с ПВзО и в исходном состоянии.

4.3. Влияние ПВзО на механизм образования холодных трещин в низколегированной высокопрочной стали.

4.4. Рекомендации по применению способа предварительной взрывной обработки в сварочной технологии.

Актуальность темы. Для изготовления ответственных конструкций широкое применение находят высокопрочные низколегированные стали. Для придания более высокой прочности такие стали подвергают закалке с последующим отпуском, в результате чего образуется мартенситная структура. С целью обеспечения равнопрочности сварного соединения условия сварки закаленных сталей подбирают таким образом, чтобы в зоне термического влияния (ЗТВ) также образовалась мартенситная структура. Известно, что металл ЗТВ сварки с мартенситной структурой склонен к образованию холодных трещин [29]. Традиционные технологические приемы такие, как предварительный подогрев и способы сварки с повышенным тепловложением, приводят к росту аустенитного зерна, требуют большой затраты электроэнергии и времени. Необходимы новые технологии сварки, разработанные на основе формирования металла ЗТВ сварки с заданными прочностными свойствами.

Тесная связь процесса образования мартенсита с дислокациями позволяет управлять его свойствами предварительным воздействием на дефектную структуру аустенита. Среди перспективных методов изменения дислокационных структур металлов - взрывное нагружение. Высокоскоростная деформация взрывом приводит к резкому возрастанию плотности дефектов кристаллической решетки и ее обогащению дефектами новых типов, причем эти внесенные дефекты расположены более однородно, чем при других способах деформирования. Известно, что комбинирование взрывного нагружения с дальнейшим нагревом дает широкие возможности для воздействия на структуру металлов и повышения их механических свойств. Это обусловлено спецификой протекания процессов возврата, полигонизации и рекристаллизации при нагреве деформированного взрывом материала [13, 18, 53, 59, 78, 81]. В проведенных исследованиях, в основном, рассматривалось сочетание взрывной обработки с последующим отпускохМ в низкоуглеродистых сталях с феррито-перлитной структурой.

В данной работе исследована возможность повышения технологической прочности сварных соединений низколегированных высокопрочных сталей регулированием структуры металла ЗТВ сварки предварительной взрывной обработкой(ПВзО) кромок свариваемых деталей.

Цель работы - исследование и разработка способов повышения свариваемости низколегированных высокопрочных сталей путем регулирования структуры металла околошовной зоны предварительной взрывной обработкой.

Задачи:

1. Исследование влияния предварительной взрывной обработки на фазовые превращения и механические свойства металла околошовной зоны сварных соединений низколегированных высокопрочных сталей.

2. Исследование влияния условий термодеформационного цикла сварки на устойчивость дефектов, внесенных взрывом.

3. Определение влияния направления и давления предварительного взрывного нагружения на сопротивление металла околошовной зоны сварных соединений низколегированных высокопрочных сталей замедленному разрушению.

4. Исследование влияния предварительной взрывной обработки на механизм замедленного разрушения высокопрочной стали.

Научная новизна и практическое значение. Впервые в разработке сварочных технологий регулированием структурных факторов металла околошовной зоны использован эффект наследования дислокационной структуры сталей при фазовых перекристаллизациях. На основе проведенных экспериментальных исследований показана устойчивость субструктурных образований, сформированных взрывным нагружением, при последующем термодеформационном цикле сварки. Определены условия наследственной передачи дефектной структуры при термодеформационном цикле сварки.

Установлено, что предварительное взрывное нагружение способствует преимущественному выделению отпущенного реечного мартенсита. Разработана методика количественных ([фактографических исследований на основе математической обработки изображений. При этом выявлено, что «хрупкость мартенсита» при замедленном разрушении обусловлена расщеплением по кристаллографическим плоскостям реек при деформации мартенсита. Установлено, что наследование конечным мартенситом субструктурных образований, внесенных взрывом, обеспечивает энергоемкое разрушение. Определена зависимость сопротивления замедленному разрушению сварного соединения от давления и направления взрывного нагружения.

Практическая значимость работы заключается в разработке научных основ повышения свариваемости низколегированных высокопрочных сталей предварительной взрывной обработкой при ремонте карьерной техники и монтаже сварных конструкций. Исследование влияния внесенных устойчивых дефектов на прочностные свойства мартенсита также актуально для оптимизации режимов сварки с использованием других видов импульсных энергий.

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 Раздел 2 «Разработка научных основ и способов повышения технологической прочности сварных соединений высокопрочных низколегированных сталей», № Гос. регистрации РК 0190030964. Часть экспериментальных работ выполнена в рамках программы сотрудничества между Российской Академией наук и

Национальной Академией наук Украины по договору о сотрудничестве между Институтом физико-технических проблем Севера (ИФТПС) РАН и Институтом электросварки (ИЭС) им. Е.О. Патона в 2001-2002 гг.

Достоверность полученных результатов обеспечивается: использованием апробированных методик экспериментов по взрывной обработке; применением современных экспериментально-аналитических методов и испытаний; применением оборудования, прошедшего государственную поверку; представительным объемом статистической выборки при анализе параметров изломов, структур стали, микромеханических свойств; расчетом методических погрешностей; совпадением данных количественного и структурного анализа; совпадением результатов экспериментов проведенных в ИФТПС и ИЭС им. Е.О. Патона.

Апробация работы. Основные положения работы представлены: на VIII Всесоюзной конференции «Сварка, резка и обработка материалов взрывом» (Минск, 1990 г.); на X Всесоюзной конференции «Структура и прочность металлов» (Каунас, 1994 г.); на Международной конференции «Физико-технические проблемы Севера» (Якутск, 2000 г.); на II Евразийском симпозиуме по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2004 г), а также на семинарах ИФТПС СО РАН (Якутск, 1988-2005 гг.).

Публикации. Основное содержание исследований по теме диссертации отражено в 10 публикациях.

Структура и объем работы: Диссертация изложена на 104 машинописных страницах, включая 10 таблиц, 26 рисунков, список использованной литературы из 82 наименований, состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Постановка экспериментов по влиянию предварительной взрывной обработки кромок сварных соединений была основана на теоретической и экспериментальной базе исследований структурной наследственности сталей и преобразования структурных уровней металлов внесением дефектов импульсными энергиями. В результате проведенных экспериментальных исследований сделаны следующие выводы:

1. Субструктурные образования в низколегированной высокопрочной стали, внесенные взрывной волной давлением 10-13 ГПа, устойчивы при условиях термического цикла сварки, соответствующих зоне термического влияния. Для определенных параметров термического цикла (при скорости нагрева свыше 70 град/сек и скорости охлаждения 20-30 град/сек в интервале термического цикла 600-500°С) возможно формирование однородной и более дисперсной структуры металла ЗТВ с улучшенным комплексом механических свойств.

2. Предварительная взрывная обработка сталей с мартенситной структурой интенсифицирует мартенситную реакцию в высокотемпературной области распада аустенита, что обуславливает преимущественное образование отпущенного реечного мартенсита с более низким уровнем объемного эффекта превращения.

3. Направление взрывной волны по отношению к растягивающим напряжениям влияет на сопротивление замедленному разрушению сварных соединений высокопрочной низколегированной стали 14Х2ГМР. Взрывное нагружение, направленное перпендикулярно к сварочным растягивающим напряжениям, почти в 2 раза повышает энергоемкость процесса замедленного разрушения, а совпадение направлений взрывной волны и сварочных растягивающих напряжений не приводит к повышению трещиностойкости.

4. В закаленной стали 14Х2ГМР при исследованных режимах взрывной обработки ( до давления 13 ГПа в скользящей волне) не возникает трещин откола и сохраняется сопротивление материала замедленному разрушению.

5. Предварительная взрывная обработка кромок сварных соединений высокопрочной низколегированной стали приводит к резкой смене механизма разрушения: от преимущественного низкоэнергетического расщепления по кристаллографическим границам свежезакаленного мартенсита к энергоемкому разрушению по телу мартенситных кристаллов.

6. Формирование в металле ЗТВ после предварительной взрывной обработки дисперсной и однородной мартенситной структуры снижает склонность низколегированной высокопрочной стали к водородному охрупчиванию.

7. Рекомендуемые оптимальные давления взрывного нагружения варьируются от 10 до 13 ГПа при обработке плоской волной и от 4 до 7 ГПа при скользящей волне. При данных параметрах взрывного нагружения свариваемые детали толщиной до 5 мм обрабатываются равномерно на всю глубину разделки. При большой толщине свариваемых деталей взрывная обработка проводится со стороны корневого шва.

1. 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 АН УССР, 1989.-С. 5-8.

2. Аммосов А.П., Москвитина JI.B., Ларионов В.П., Васильев В.Г. Термические циклы и превращение аустенита в участке перегрева сталей 14Г2САФ и 14Х2МР в условиях сварки при низких температурах // Автоматическая сварка. 1984. - № 6. - С. 16-25.

3. Архангельская Е.А., Лепов В.В., Ларионов В.П. Эволюция поля поврежденности при водородном охрупчивании // Труды I Евразийского Симпозиума по проблемам прочности материалов в условиях холодного климата. Якутск: Изд-во СО РАН, 2002. - С.64-67.

4. Бадиян Е.Е., Тонкопряд А.Г., Сахарова Н.А. и др. Проведение количественного металлографического анализа с использованием компьютерной технологии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2005. - № 2, Т.71. - С. 32-34.

5. Башенко А.П., Меттус А.О., Спасский М.Н., Орленко Л.П. Воздействие высоких динамических давлений на структуру и механические свойства мартенситных сталей 38ХС и 30ХГСН2А // Физика металлов и металловедение. 1983.-Т. 55, № 6.- С. 1202-1206.

6. Бекренев А.Н., Терминасов Ю.С. Особенности структурных изменений в динамически деформированных металлах // Проблемы прочности и пластичности твердых тел. Л.: Наука, 1979. - С.56-61.

7. Березина Н.В., Петушков В.Г., Добровольская Т.Л. Влияние взрывного нагружения на образование структуры литой стали в процессе последующей термообработки // Автоматическая сварка. — 1975. № 2.- С.24-27.

8. Березина Н.В., Кудинов В.М., Васильев В.Г., Петушков В.Г., Корниенко Г.А. Влияние обработки взрывом на температурный интервал и объемные эффекты превращения аустенитной высокомарганцевой стали // ДАН СССР. — 1981. -Т.256, №5. — С. 1250-1257.

9. Бернштейн JI.M. Термохимическая обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1968. - Т.2. - 1171 с.

10. Бернштейн JI.M., Брунзель Ю.М., Голованенко С.А. Металловедение и термическая обработка стали. М.: Металлургия, 1983.- Т. 3.-215 с.

11. Блинова Е.Н., Глезер A.M. и др. Размерный эффект при мартенситном превращении в сплавах железо-никель закаленных из расплава // Известия РАН Сер. физ. -2001.- Т.66, № 9. - С. 1444-1449.

12. Волков А.Е. Микроструктурное моделирование деформации сплавов при повторяющихся мартенситных превращениях // Известия РАН . Сер. физ. - 2001.- Т.66, № 9. - С. 1290-1297.

13. Гаврильев И.Н., Соболенко Т.М., Яковлева С.П. Влияние взрывного нагружения на микромеханизм хрупкого разрушения конструкционных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов 1986. - № 12 -С.20-22.

14. Глезер A.M. и др. Мартенситное превращение в сплавах железо-никель // Известия РАН Сер. физ. - 2001. - Т.66, № 9. - С. 1262-1275.

15. Грабин В.Ф. Металловедение сварки плавлением. Киев: Наукова Думка, 1982.-416 с.

16. Гордиенко Л.К. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1979.- С. 210.

17. Грибанова А.И., Саррак В.И., Филиппов Г. А., Шляфирнер A.M. Влияние микропластической деформации на поведение водорода в стали и сопротивление водородной хрупкости // ФХММ, 1981. № 5. - С. 16-19.

18. Дерибас А.А. Использование взрывной обработки материалов в промышленности. Высокоэнергетическое воздействие на материалы // Труды IX международной конференции. Новосибирск: Наука, 1986. - С. 13-39.

19. Дитер Г.Е. Эффект упрочнения, вызванный ударными волнами. Механизмы упрочнения твердых тел. М.: Металлургия, 1965. - С. 245-303.

20. Еднерал А.Ф., Русаненко В.В. Структура и свойства мартенситностареющих сталей. // Известия РАН — Сер. физ. 2001. — Т.66, № 9.-С. 1298-1378.

21. Елсукова Т.Ф., Жукова К.П., Веселова О.В. и др. Структурные уровни деформации и разрушения поликристаллов при разных видах нагружения // Известия ВУЗ-ов. 1990, - № 2. - С.69-88.

22. Изотов В.И.,. Поздняков В.А, Филиппов Г.А. Влияние исходной структуры на особенности разрушения наводороженной малоуглеродистой стали//ФММ.-2002.-Т.93,№ 6.-С. 101-107.

23. Касаткин Б.С., Мусияченко В.Ф. Механизм образования интеркристаллических холодных трещин в околошовной зоне сварного соединения закаливающихся сталей // Проблемы прочности. 1974. - № 10. -С. 3 - 9.

24. Кистерев Э.В., Абрамов О.В., Энтин Р.И. и др. О влиянии ультразвука на структуру и свойства зоны термического влияния сварного соединения из среднеуглеродистых легированных сталей // Физика и химия обработки материалов. 1986. - №6. - С. 114-118.

25. Колачев Б.Л. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1985. -216с.

26. Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Известия ВУЗ-ов. 1990. - № 2. - С. 89-106.

27. Крупин А.В., Соловьев В.Я., Попов Г.С., Кръстев М.Р. Обработка металлов взрывом. М.: Металлургия, 1991.- 496 с.

28. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращение в железе и стали. М: Наука, 1977. - 238 с.

29. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. -М.: Машиностроение, 1981. 248 с.

30. Мандельброт Б. Фракталы и турбулентность: аттракторы и разброс // Странные аттракторы М.: Мир. - 1981. - С. 47 - 57.

31. Мешков Ю.Я., Пахаренко Г.А. Структура металла и хрупкость стальных изделий. Киев: Наукова Думка, 1985. - 259 с.

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

33. Мишин В.М., Саррак В.И. Критическое локальное растягивающее напряжение как критерий задержанного хрупкого разрушения // Проблема прочности. 1985.- № 3.- С.43-46.

34. Москвитина Л.В., Яковлева С.П. Влияние микроструктуры на топографию поверхности разрушения углеродистой стали // Сварка и хрупкое разрушение. Якутск: Изд-во ЯФ СОАН СССР. - 1980. - С.77-80.

35. Москвитина Л.В., Аммосов А.П., Ларионов В.П. и др. Термические циклы и превращения аустенита в участке перегрева сталей 14Г2САФ и 14Х2ГРМ в условиях сварки при низких температурах // Автоматическая сварка. 1984.- № 6. - С. 16-25.

36. Москвитина Л.В., Аммосов А.П., Ларионов В.П. Возникновение закалочных микротрещин при сварке высокопрочной стали // Информационные материалы СЭВ. Москва. - 1986.- № 1. - С. 14-17.

37. Москвитина Л.В. Анализ усталостного разрушения в зоне старения сварного соединения из низкоуглеродистой стали// Физико-технические аспекты работоспособности северной техники.- Якутск: Изд-во ЯФ СОАН СССР. 1985.-С.45-50.

38. Москвитина Л.В., Слепцов О.И., Чакириди С.Н. Особенностиформирования структуры наплавки нанесенной методом неравномерного проплавления // Технология и свойства материалов техники Севера.- Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН. 1992. - С. 52-57.

39. Москвитина JI.B., Стручкова Г.П. Расчет параметров тепловых процессов при наплавке с импульсным проплавлением // Труды международной конференции. Компьютерные методы в сварочной технологии.- Эссен (Германия). 1993. - С. 25-30.

40. Мурр JI.E. Микроструктура и механические свойства металлов и сплавов после нагружения ударными волнами // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов М.: Металлургия, 1985. - С. 202241.

41. Нечаев Ю.С., Филиппов Г.А. О микромеханизмах влияния малых добавок водорода на механические свойства металлов и сплавов. // Материаловедение. 2001. - № 11. - С.40-45.

42. Никитин В.И. Применение явления структурной наследственности и технологий генной инженерии в производстве литых заготовок длямашиностроения. // Вестник Самарского технического университета. 2001. - № 11. -С.66-72.

43. Новикова Д.П. Высокотемпературная металлография сварных соединений. — Киев: Наукова Думка, 1989. — 146 с.

44. Панин В. Е. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск: Наука, 1990. - 251 с.

45. Панин В.Е. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел.// Физическая мезомеханика. 1999. — Т.2, №6. — С.5-24.

46. Пашков П.О., Гелунова З.М. Действие ударных волн на закаленные стали. Волгоград: Нижне-Волжское изд-во, 1969. 169 с.

47. Пашков П.О., Чепрасов Д.П., Пейтцш С. Действие ударных волн на структуру и свойства закаленной стали // ФММ. 1999. - Т. 87, № 2. - С.54-58.

48. Петров Г.Л., Тумарев А.С. Теория сварочных процессов. М.: Высшая школа. - 1977.-389 с.

49. Петушков В.Г., Яковлев Г.П., Яковлева С.П. Повышение прочности сварных конструкций для Севера. Новосибирск: Наука, 1989. - С. 154-190.

50. Петушков В.Г. Применение энергии взрыва для повышения надежности сварных конструкций // Автоматическая сварка. 2000. №2. -С.14-18

51. Походня И.К., Швачко В.И., Уткин С.В. Влияние водорода на равновесие дислокационной субмикротрещины в а — железе // Физика и химия обработки материалов — 2002. Т.З 8, № 1. — С. 7-14.

52. Прохоров Н.Н. Физические процессы в металлах при сварке. М.: Металлургия. - Т.2., 1976. - 600 с.

53. Романив О. Н. Структурная механика разрушения новое перспективное направление в проблеме разрушения материалов // Физика химия обработки материалов. 1981. - № 9. - С. 28-45.

54. Савченков Э.А., Айткулов P.P., Светличкин А.Ф. Взрывотермическая обработка как способ снижения сульфидного растрескивания и водороднойхрупкости стали // Физика и химия обработки материалов. 1980. - № 4. -С.90-95.

55. Савченков Э.А., Шашкова В.К., Щербилис И.А. Структурные превращения при взрывной и термической обработке стали // Физика и химия обработки материалов. 1986. - №1 - С. 34-39.

56. Садовский В. Д. Структурная наследственность в стали. М.: Металлургия, 1973. - 205 с.

57. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970.-376 с.

58. Сараев Ю.Н. Импульсные технологические процессы сварки и наплавки. Новосибирск: Наука, 1994. - 108 с.

59. Саррак В.И., Филиппов Г.А. О механизме замедленного разрушения мартенситно-стареющих сталей // ФММ. 1975. - Т. 40, № 6. - С. 1261.

60. Саррак В.И., Филиппов Г.А. Хрупкость мартенсита // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. - № 4. - С. 21.

61. Саррак В.И. Водородная хрупкость и структурное состояние стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. - № 5. - С. 11-17.

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

63. Стеренбоген Ю.А., Васильев Д.В. Новая методика и энергетические критерии оценки стойкости металла ЗТВ сварного соединения против образования холодных трещин // Автоматическая сварка. 1997. - № 6. - С.8-12.

64. Стеренбоген Ю.А., Васильев Д.В. Оценка трещиностойкости зоны сплавления по энергоемкости замедленного разрушения // Автоматическая сварка. 1999. - № 6. - С 24-26.

65. Счастливцев В.М. Структурная наследственность и структура мартенсита конструкционных сталей. // Известия РАН. Сер. физ. — 2001. -Т.66, № 9. - С. 1276-1279.

66. Счастливцев В.М., Копцева Н.В., Артемова Т.В. Электронномикроскопическое исследование структуры мартенсита в малоуглеродистых сплавах железа//ФММ.-1976.-Т.41, вып.6,- С. 1251-1260.

67. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов. — М.: Металлургия, 1984. — 511 с.

68. Тесленко Т.С. Рентгеновское исследование микроискажений в ГЦК-металлах после нагружения плоскими ударными волнами // Физика горения и взрыва. 1977.-Т. 13, № 1.-с.121-125.

69. Черепин В.Т. Экспериментальная техника в физическом металловедении. Киев: Техника, 1968.- 280 с.

70. Чернышева Т.А. Границы зерен в металле сварных соединений. М.: Наука, 1986.- 126 с.

71. Хандрос Л.Г. О природе эффектов сверхупругости и памяти формы. Мартенситные превращения // Труды Международной конференции "ICOMAT-77". Киев. - 16-20 мая 1978. - С. 146-150.

72. Харитонов Н.В., Степанов Г.Б., Красовский А.Ф. Микроструктурные изменения армко-железа и стали 45 в плоской ударной волне // Проблемы прочности. 1974. - № 9. - С.52-56.

73. Эпштейн Г.Н. Строение металлов, деформированных взрывом. М.: Металлургия, 1980. -256 с.

74. Эфрос Б.М., Заика Т.П., Лоладзе Л.В. и др. // Физика и техника высоких давлений.- 2000. Т. 10, № 2. - С.43-50.

75. Штремель М.А. Прочность мартенсита // Известия РАН. Сер. физ. -2001. - Т.66, № 9. - С. 1280- 1289.

76. Яковлева С.П. Влияние обработки взрывом на повреждаемость структуры и прочностные свойства предварительно деформированной низкоуглеродистой стали // Физика и химия обработки материалов. 1997. -№ 5. - С.109-113.

77. Chermant J.L., Coster М. Review quantitative fractography // J. Material Science. 1979. - T. 14, № 3. - C. 509-534.