автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Трещиностойкость сварных соединений разнородных сталей на основе быстрорежущих и контроль качества составного инструмента

На правах рукописи

Петрова Валентина Александровна

ТРЕЩИНОСГОЙКОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ БЫСТРОРЕЖУЩИХ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СОСТАВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.16.01 "Металловедение и термическая обработка металлов"

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк - 2005

Работа выполнена

на кафедрах металловедения, оборудования и термической обработки металлов, физики металлов

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор А.Ф. Софрошенков

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор В.В. Муравьев кандидат технических наук, доцент В.П. Симаков

Ведущее предприятие

ООО «Кузнецкий механический завод»

Защита состоится « 28 » декабря 2005 года в « 10°° » часов в аудитории 523 на заседании диссертационного совета Д 212.252.01 при ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу: 654007, г Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42, ГОУ ВПО «СибГИУ» Факс: (3843) 465792; e-mail: step@sibgiu.kemerovo.su

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Автореферат разослан « 26 » ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.252.01 д.т.н., профессор

№06-г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Методы и средства оценки надежности играют немаловажную роль, поскольку, являясь одной из составляющих качества, она характеризует способность изделий выполнять заданные функции в условиях эксплуатации в течение заданного времени с сохранением определенных свойств Одним из путей повышения надежности является изучение свойств материала и деформационных процессов, происходящих в нем во время эксплуатации и приводящих к разрушению вследствие появления и развития макротрещин

Актуальность проблемы Основным технологическим процессом, применяющимся при изготовлении продукции, в том числе инструмента, является сварка, от которой во многом зависит качество и надежность сварного изделия Несмотря на прогресс в развитии сварочной техники и технологии, в сварных соединениях по ряду причин возникают дефекты различного вида и размеров, приводящие к снижению их работоспособности и долговечности

С одной стороны, оценка градиентных структурно-фазовых состояний, возникающих при различных воздействиях на материал, позволяет определить пути управления структурными и фазовыми превращениями, например, посредством регулирования параметров сварочного процесса, режимов термической обработки и использованием новых ее технологий с целью получения изделий с заданными эксплуатационными свойствами, не содержащих дефектов.

С другой стороны, контроль качества становится все более самостоятельной технологической операцией. Наряду с методами разрушающего контроля использование неразрушающих методов, контролирующих, как правило, всю продукцию, резко повышает ее эксплуатационную надежность, что особенно важно для изделий, работающих в условиях циклических нагрузок и подверженных усталостному разрушению. Исходя из концепции живучести материала, срок службы которого определяется ростом дефектов до критических размеров, можно достичь большого технико-экономического эффекта, используя методы и средства обнаружения усталостных трещин на ранних стадиях их раз-

вития Особенно широкое практическое применение получил акустико-эмиссионный метод. Это связано с тем, что, во-первых, в данном методе используются физические процессы, сопровождающие развитие усталостной трещины и несущие информацию об источнике (трещине), что может быть зафиксировано специальной аппаратурой. Во-вторых, акустическая эмиссия может успешно применяться для обнаружения и оценки параметров усталостных трещин в объектах сложной геометрической формы И, в-третьих, возможность дистанционного обнаружения усталостных трещин, так как генерируемые ими волны напряжений распространяются на значительные расстояния

Цель работы.

1 Повышение качества сварного соединения быстрорежущих сталей путем изменения градиентных структурно-фазовых состояний.

2. Оценка надежности и долговечности стыкового сварного инструмента методом неразрушающего контроля с применением акустической эмиссии

Для реализации сформулированных целей в диссертации поставлены и решаются следующие задачи*

1. Отработать методику и исследовать трещиностойкость стыковых сварных соединений разнородных сталей на основе быстрорежущих.

2. Построить кинетические диаграммы усталостного разрушения и определить критические коэффициенты интенсивности напряжений сталей.

4. Исследовать влияние изменения градиентного структурно-фазового состояния на трещиностойкость и свойства сталей (температурное воздействие, химико-термическая и высокоэнергетическая обработки).

5. Исследовать влияние миграции химических элементов в околошовной зоне сварных соединений.

6. Исследовать возможность применения методов неразрушающего контроля в процессе производства сварного инструмента.

Научная новизна.

1 Исследована трещиностойкость сварных соединений на основе быст-

рорежущих сталей Р6М5 и Р6М5К5. В качестве объекта исследования выбраны заготовки для стыковок сварного инструмента (причем быстрорежущая сталь являлась его рабочей частью, а стали 45 или У7 - хвостовой) после изотермического отжига:

- построены кинетические диаграммы усталостного разрушения и определены критические коэффициенты интенсивности напряжений Кс (К^), Кпих ;

- исследовано влияние миграции химических элементов в околошовной зоне (вследствие диффузионных процессов при сварке) на сопротивление разрушению материала сварного соединения и установлены границы зоны термического влияния с применением метода рентгеноспектрального микроанализа.

2. Изучено влияние изменения градиентного структурно - фазового состояния инструментальных сталей на трещиностойкость посредством:

- изменения температуры предварительного нагрева (вылеживания) перед закалкой и отпуском быстрорежущих сталей Р6М5, Р6М5К5;

- применения химико-термической обработки: азотирования, эпиламиро-вания, нитроцементации (сталей Р6М5, Р6М5К5, 20Х),

- химико-термической обработки с применением лазерного излучения (ЛХТО), а также совместно ЛХТО и азотирования (сталь 20),

- лазерной поверхностной обработки стали У10.

3. Исследована трещиностойкость и свойства стали 20X13 и покрытий систем Ре-Сг-Мп-У-С-В-Б! и N¡-14 после электронно-лучевой обработки.

3. Исследована возможность применения неразрушающего метода контроля с использованием акустической эмиссии в процессе рихтовки заготовок и их сварки.

Практическая значимость.

1 Оценить сопротивление разрушению материала сварного соединения, в том числе сварного инструмента, возможно с помощью кинетических и критических параметров трещиностойкости Результаты проведенных исследований по повышения качества сварных соединений могут быть использованы'

- при разработке режимов термической обработки;

- при отработке параметров сварочного процесса;

- при применении новых технологий упрочнения поверхности;

- использование материалов с учетом их трещиностойкости и трещиноустойчивости.

2. Для расчета параметров трещиностойкости и вывода зависимости Пэ-риса разработана программа на языке TURBO PASCAL V 6.0 с применением корреляционного анализа.

3. Дефекты сварного соединения, являющиеся источником акустической эмиссии, могут быть обнаружены уже в период сварки, что создало возможность внедрения непрерывного контроля продукции в процессе производства, позволяющего корректировать параметры сварки

Реализация результатов. Внедрен неразрушающий контроль стыкового сварного инструмента, основанный на регистрации волн напряжений, создаваемых дефектами сиарки Отбраковка заготовок осуществлялась по принципу "годен - негоден" в процессе сварки Ежегодный экономический эффект в связи с экономией быстрорежущей стали составил 15000 руб. (цена до 1991 г )

Исследована трешиностойкость поверхностно упрочненных углеродистых и легированных сталей и покрытий двух систем с целью повышения работоспособности комбинированного инструмента, а также изыскания возможности применения сталей, альтернативных высокопрочным с точки зрения повышения сопротивления усталостному разрушению

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся'

1 Результаты исследования влияния режимов термической обработки быстрорежущих сталей сварного инструмента на твердость, трещиностойкость,

2 Результаты исследования влияния химического состава сталей на трещиностойкость сварного соединения;

3. Результаты исследования влияния на трещиностойкость различных видов химико-термической обработки, упрочняющих обработок посредством ла-

зерного и электронно-лучевого воздействия и покрытий разных систем,

4 Результаты исследования, разработка методики и аппаратурное обеспечение экспресс - метода на основе регистрации сигналов акустической эмиссии для определения дефектности заготовок составного инструмента при рихтовке;

5 Результаты исследования, разработка методики, составление технической документации, изготовление и внедрение системы неразрушающего контроля на основе метода акустической эмиссии по определению дефектности сварных швов в процессе сварки.

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах: Научно-техническая конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле" (г Хабаровск, 1987 г.), Всесоюзный семинар "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (г. Новокузнецк, 1988 г ; 1991 г.); Ш зональная научно-техническая конференция "Пути повышения качества и надежности инструмента" (г Барнаул, 1989 г.); Научно-техническая конференция "Ресурсосберегающие методы и средства экспресс-контроля структурно-механического состояния материалов" (г. Пенза, 1990 г.); III и IV Международная конференция "Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (г. Новокузнецк, 1993 г.; 1995 г.); II Российско-китайский симпозиум "Актуальные проблемы современного материаловедения" (г. Калуга, 1995 г.); IV Всероссийская конференция "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (г. Томск, 1996 г); Межгосударственная научно-техническая конференция "Развитие теории, технологии и совершенстаование оборудования процессов ОМД" (г. Магнитогорск, 1996 г ); Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (г Тамбов, 1996 г); Международная научно-техническая конференция "Структурная перестройка металлургии, экономика, экология, управление, технология" (г Новокузнецк, 1996 г), V

Международная конференция "Актуальные проблемы материаловедения в металлургии" (г. Новокузнецк, 1997 г.); Международная научно-техническая конференция "Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири" (г. Новосибирск, 1997 г.); XIV Уральская школа металловедов-термистов "Фундаментальные проблемы физического металловедения перспективных материалов" (г.г. Ижевск - Екатеринбург, 1998 г); Всероссийская научно-практическая конференция "Металлургия на пороге XXI века' достижения и прогнозы" (г. Новокузнецк, 2000 г, 2005); Международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (г.Кемерово, 2001 г.), Международная научно-практическая конференция "Проблемы и перспективы развития транспортных систем и строительного комплекса" (г Витебск, 2003 г.); Дальневосточный инновационный форум с международным участием "Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов" (г. Хабаровск, 2003 г ); П-я Евразийская научно-практическая конференция "Прочность неоднородных структур" (г Москва, 2004 г.); Научно-практическая конференция " Электрификация металлургических предприятий Сибири" (г. Новокузнецк, 2004 г.)

Публикации Результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в 52 печатных работах в центральных журналах и сборниках, из них 13 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и приложений. Изложена на 187 страницах, содержит 51 рисунок, 11 таблиц, список литературы из 132 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются цель и задачи работы, отмечаются научная новизна, практическая ценность полученных результатов и их реализация, сформулированы основные защищаемые положения.

В первой главе, являющейся обзорной, изложено современное состояние исследуемой проблемы с позиции улучшения эксплуатационных свойств со-

ставного сварного инструмента, включая контроль качества с использованием метода акустической эмиссии.

Приводится классификация быстрорежущих сталей как основной (рабочей) части комбинированного инструмента, учитывающая современные тенденции в их развитии- создание, во-первых, высокопроизводительных; во-вторых, экономнолегированных и, в-третьих, низколегированных сталей, общий уровень легирования которых значительно ниже, а свойства соответствуют применяемым сталям нормальной производительности Отдельную группу представляют стали, полученные порошковой или гранульной металлургией

С целью повышения стойкостных свойств быстрорежущих сталей рассмотрены способы по оптимизации структуры и термической обработки путем изменения ее стандартных режимов, применения химико-термической и термомеханической обработок, субкритической сверхпластической деформации, непрерывной разливки стали, а также технологии упрочнения с использованием высокоэнергетических воздействий (лазерный и электронный луч, плазма)

Оценка градиентного структурно-фазового состояния сварных соединений (особенно ярко выраженного при соединении разнородных сталей) с помощью критериев механики разрушения, с одной стороны, и контроль качества - с другой, позволяют повысить надежность и работоспособность составного инструмента.

Представлены концепции и модели линейной механики разрушения, в том числе те, которые лежат в основе формирования и развития современной теории усталости материала Такая характеристика, как трещиностойкость, нашла широкое применение в практике технического металловедения

Показана возможность применения неразрушающего контроля качества сварных заготовок с использованием метода акустической эмиссии, причем данный контроль можно осуществлять на какой-либо стадии процесса сварки формирование, охлаждение и приход шва в равновесное состояние

На основании проведенного анализа обоснованы цель и задачи диссерта-

ционной работы

Во второй главе описана методика испытания на трещиностойкость микрообразцов как сварных соединений, полученных стыковой контактной сваркой и предназначенных для составного инструмента (экономически более выгодного), так и свариваемых разнородных сталей (быстрорежущих, углеродистых, легированных), значимость которых при формировании градиентного структурно-фазового состояния наряду с термическим воздействием при сварке существенна Испытания проводились в два этапа первый предусматривал зарождение и рост усталостной трещины, второй - долом образца с трещиной, выращенной до его середины.

По полученным результатам расчет кинетического (1) и критических (2) параметров трещиностойкости и вывод уравнения Пэриса (3) проводились по программе, включающей также оценку достоверности опытных данных посредством определения доверительного интервала и коэффициента корреляции, изменяющегося в пределах 0,84 - 0,98.

Скорость роста усталостной трещины (сП/ёЫ)-

<11/<Ш = А1/ (112 • 856 ДЫ), м/цикл. (1)

Критические коэффициенты интенсивности напряжений Кс (КтаХ)

Кс (Кпих) = 6 Р<э (Р.ШХ) л/ь/ю • X / (1 • \У), МПа м1/2, (2) X = 1,93 - 3,07 (Ь/ Щ + 14,53 (17 W)2 - 25,11 (IV \У)3 + 25,8 (Ь/ Ж)4. Размах коэффициента интенсивности напряжений (ДК):

ДК = 6 ДР^Ь-а./^-У/),МПа-мш , Зависимость Пэриса. <НШ = С0 (ДК°), (3)

где Рд (Ртах) - расчетная и максимальная нагрузка; (и ¥- толщина и высота образца; Ь - длина трещины; Со, п - эмпирические постоянные материала

В условиях плоскодеформированного состояния - наиболее опасного для реализации хрупкого разрушения - вязкость разрушения Кс принимали равным критическому значению К1с (отрывной вид смещения берегов трещины) Для вязкого материала Кс соответствовала страгиванию трещины.

Кинетические диаграммы усталостного разрушения (рисунок 1) и критические коэффициенты интенсивности напряжений (таблица 1) позволяют выбрать сварное соединение и составляющие их стали, обладающие большим сопротивлением распространению трещины.

/о'

.ГО''

го

10'

\

%го-о

го

го за бо боаоуо

¿К.МПа-н'/*

го-

го

го за и/ 50 вою Ак^па-п-'к

---сварное соединение;---быстрорежущая сталь; — углеродистая сталь.

Рисунок I - Кинетические диаграммы усталостного разрушения сварных соединений сталь Р6М5К5 - сталь У7 (а), сталь Р6М5 - сталь 45 (б) Таблица I - Критические параметры трещиностойкости

Параметр Марка стали

45 Р6М5 У7 Р6М5К5

К1с/КпаХ(МПа-мш 47,16*/- 24,58/37,14 18,89 / 26,65 19,31/26,1

Примечание: * - вязкость разрушения соответствует страгиванию трещины

При оценке влияния на трещиностойкость химического состава составляющих сталей сварного соединения, температуры вылеживания заготовок в тегогосборнике после сварки, некоторых видов химико-термической обработай (азотирования, эпиламирования) получены следующие результаты. Большим сопротивлением росту трещины обладает сварное соединение со сталью 45, чем со сталью У7. Легирование кобальтом увеличивает трещиностойкость стали Р6М5К5, с одной стороны, с другой - нестабильное состояние и хрупкое разрушение реализуются при более низких значениях вязкости разрушения; после азотирования наблюдается значительное уменьшение ее трещиноустойчивости

Температура вылеживания влияет как на твердость быстрорежущих сталей (тенденция к ее понижению в интервале 500 - 550 °С и повышению при 650 -750 °С), так и на трещиностойкость (особенно низкие параметры при 650 °С) Азотирование и эпиламирование не дало положительного эффекта.

С целью повышения трещиностойкости использовали поверхностное упрочнение углеродистых сталей посредством высокотемпературного воздействия (лазерное, электронно-лучевое, плазменное)

С помощью лазерной химико-термической обработки (JIXTO), позволяющей формировать слои с высокой твердостью и износостойкостью, сталь 20 легировали хромом, а затем для повышения объемных прочностных свойств подвергали азотированию Испытания на трещиностойкость показали преимущество комбинированной технологии упрочнения (таблица 2) по сравнению с азотированной, а также нитроцементованной (время выдержки варьировалось 1, 2, 3 час) сталью 20Х, в свою очередь вязкость разрушения которых была выше, чем нормализованной стали 20Х и стали-нитраллои 38Х2МЮА сосответст-венно При доломе образцов после JIXTO, азотирования и нормализации не было получено окончательного разрушения в связи с их высокой пластичностью

Таблица 2 - Параметры трещиностойкости сталей 20 после JIXTO и 20Х

Термическая обработка Зависимость Пэриса dl/dN, м/цикл Кс, МПа-м"2

Нормализация 5,80-10"12 -ДК3,32 23,17

JIXTO 9,75-Ю"12 -ДК3'06 29,41

Азотирование 4,603-Ю'12 -ДК2'Й9 38,15

JIXTO+азотирование 3,154-Ю"11-AK2'16 67,88

Оптимальным режимом лазерного упрочнения стали У10, обеспечивающим высокое значение Кс и большую трещиноустойчивость наряду с высокой твердостью, являлся режим с мощностью излучения Р - 2,0 кВт и скоростью ' перемещения образца V = 4 мм/с (таблица 3). То есть эти результаты и полученные после комбинированной обработки оказались идентичными

Таблица 3 - Вязкость разрушения и твердость стали У10 после ЛО

Р, кВт Кс, МПам"" Твердость, НИС

Скорость движения образца, мм/с Скорость движения образца, мм/с

4 10 15 5 10 15

2,0 67,6 42,5 10,1 36,7 32,6 11,9

2,5 63 64 57 63 63 60

Исследование покрытий двух систем Ре-Сг-Мп-У-С-В-81 (Кс=32,9 МГТа-м"2) и (Кс=27,5 МПа-м"2), напыленных на поверхность стали 20X13 и оплавленных электронным лучом, выявило преимущество первого в отношении параметров трещиностойкости, особенно при циклическом нагружении.

Следовательно, по такой характеристике, как трещиностойкость, можно судить о работоспособности материала.

В третьей главе представлены результаты металлографических исследований и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) цель которых получить информацию для контроля качества металла, изучения механизма разрушения при различных видах нагружения.

Микроструктура сварного соединения неоднородна и представлена пятью участками.Участок 1 - основной металл; углеродистая сталь У7 имеет фер-рито-перлитную структуру с микротвердостью 1660 МПа. Участок 2 - светлая нетравящаяся полоска со структурой феррита, образовавшаяся вследствие восходящей диффузии углерода (1210 МПа). Микроструктура участка 3 с микротвердостью 1340 МПа представляет собой перлит с игольчатыми включениями феррита, а участка 4 - сорбитообразный перлит (2150 МПа) Участок 5 - основной металл - быстрорежущая сталь Р6М5 со структурой сорбита, первичных и вторичных карбидов (2180 МПа).

На фрактограммах, полученных при изломе образцов, подвергнутых знакопеременным циклическим и статическим нагрузкам, можно выделить три зоны (рисунок 2)' усталостное разрушение с характерными усталостными бороздками (а), вытяжки или перехода (б, д) и долома (в, г, е) В сварном соединении трещина может распространяться по любым из вышеуказанных участ-

ков, поэтому при доломе реализуется ямочное разрушение (в), или сколом (г), или по перлитным колониям (в, г).

Рисунок 3 - Фрактограммы сварных соединений сталь Р6М5 - сталь У7 (а - г), * 5400 и сталь Р6М5К5 - сталь У7 (д), х 600; поверхностно упрочненной стали У10, х 3000

Присутствие карбидов (показано стрелкой) указывает на разрушение по быстрорежущей стали (участок 5). При разрушении, происходящем по сварному шву, в соединении сталь Р6М5К5 - сталь У7 выявлена трещина, образовавшаяся, вероятно, в результате расслоения металла вследствие большого нагру-жения. Таким образом, фрактографические исследования позволяют проследить путь трещины и обнаружить дефекты в материале.

Разрушение стили 20 после комбинированной и стали У10 после лазерной обработки имеет свои особенности. Так, в зоне усталостной трещины упрочненной поверхности стали 20 наблюдается хрупкое разрушение сколом, проявляющееся в виде фасеток скола с характерным ручьистым узором. При распро-

странении трещины в упрочненной слое стали У10 как в начальной стадии, так и при доломе происходит межзеренное разрушение, которое имеет "камневид-ный" характер (рисунок 3, е) Разрушение стали 20X13 после электроннолучевого оплавления и покрытий происходит по смешанному механизму - квазискол, скол, слияние микропор, причем долом покрытия Ре-Сг-Мп-У-С-В^ является вязким, а долом покрытия №-"П - хрупким (внутризеренный скол)

С помощью метода РСМА на установках ЛЮЬ и ^М-Ш (рисунок 4,а) исследовалась диффузия химических элементов в соединениях быстрорежущих Р6М5, Р6М5К5 с углеродистыми сталями 45 и У7 соответственно Ширина зоны термического влияния определяется проникающей способностью элементов В соединении со сталью с меньшим содержанием углерода ее протяженность оказалась меньше Наибольшую глубину проникновения имели хром и вольфрам в обоих сварных соединениях

т гооо 200 ш 600 воо то

Расстояние от претили, ти

Рисунок 4 - Распределение элементов сварного соединения сталь Р6М5К5 -сталь У7 (а) и зона с концентрацией 9 - 10 % V, * 3000 (б)

Проведенный спектральный микроанализ показал неоднородность распределения легирующих элементов в зоне термического влияния и на границе перехода к основному металлу. На спектрограммах это проявляется в виде пиков или локальных областей повышенной концентрации элементов, значительно превышающих пределы допустимых (рисунок 4, б)

Таким способом контроль осуществляется выборочно, изделие при этом

повреждается.

В четвертой главе приведены результаты испытаний стыковых сварных соединений с регистрацией сигналов акустической эмиссии (АЭ) при статическом нагружении трехточечным изгибом (рихтовке) В качестве образцов использовались заготовки для инструмента, полученные стыковой контактной сваркой быстрорежущей Р6М5 с углеродистой сталью У7 При этом часть образцов не имела дефектов по сварке - другая с задаваемыми дефектами Блок-схема экспериментальной установки представлена на рисунке 5 и включает' тензомост (1), испытываемый образец (2), тензомост (3), вольтамперметр (4), графопостроитель (5), преобразователь (6), предварительный усилитель (7) и основной усилитель с блоком обработки сигналов АЭ (8).

Анализ зависимостей показал, что суммарная акустическая эмиссии № (рисунок 6) и активность сигналов АЭ (рисунок 7) образца с дефектом значительно превышали эти параметры бездефектного образца. Такие образцы при нагрузках менее 0,7ов не разрушались и характерным для них являлось монотонное изменение нагрузки во времени

Рисунок 5 - Блок-схема экспериментальной установки

Для проведения лабораторных исследований с регистрацией сигналов акустической эмиссии (АЭ) использовались широкополосный прибор с полосой пропускания 0,1-1,5 МГц и прибор с переменной полосой пропускания в двух диапазонах 0,1 - 0,6 и 0,6 - 1,2 МГц, при этом ее ширина составляла 8 кГц.

Для этих приборов разработаны широкополосные и резонансные (для

повышения чувствительности и уменьшения низкочастотных механических и производственных шумов) преобразователи.

N X 10а, имп Время регистрации АЭ 45

35 25 15 5

J ^Ис. р.

Г

—я* Р"

1 3

ВО

240

400

560 X, с

Рисунок 6 - Зависимость нагрузки и суммарной акустической эмиссии для бездефектного (1) и дефектного (2) образцов

А, мкВ 30т

2

•тч^

Рисунок 7 - Фрактограммы изломов, амплитуда и активность сигналов АЭ бездефектного (1) и дефектного (2) образцов Для оценки влияния суммарной площади дефектов в сварном шве

(площадь дефектов согласно ТУ не должна превышать 2%) проведены испытания заготовок диаметром 25 мм на трехточечный изгиб с регистрацией сигналов акустической эмиссии. Эксперименты проводились при нагрузках, меньших предварительно установленной нагрузки разрушения, а при доломе определялась относительная площадь дефектов. Поскольку при нагружении изделий с бездефектными сварными швами также регистрируются сигналы акустической эмиссии, была проведена оценка их количества с применением метода ма-

тематического планирования. Исходя из выбранных факторов: диаметра заготовки d и исходного нагружение Р получено уравнение

Nz = 1072, з - 221, 4d- 1, 81Р + 0,519dP.

По данным, представляющим особый интерес, когда 8Д < 2 %, получена зависимость, представленная на рисунке 8.

2000 j Jlf

0.1 0,3 О,S 0.7 - - 1 ,5 1 ,7 1 ,9

s»%

Рисунок 8 - Изменение Л^ при нагружении образцов с дефектами

Таким образом, предложенная методика неразрушающего контроля позволяет использовать полученные результаты для обоснования применения регистрации сигналов акустической эмиссии в качестве экспресс-метода для определения дефектности стыковых соединений при рихтовке заготовок.

В пятой главе приведены результаты по контролю качества стыковых сварных соединений в процессе производства на станках-полуавтоматах, что дает существенную экономию вследствие исключения дальнейшей механической и термической обработок бракованной продукции. При анализе процесса получения составного инструмента выявлены следующие временные стадии сварки' работа зажимов; разогрев заготовки; сварка и выдавливание грата; остывание шва; работа зажимов Перед разработкой системы контроля на основе регистрации сигналов АЭ были сняты амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) акустических сигналов всего процесса сварки с использованием установки «Спектр» (СА-100), которая позволяет получать информацию по 100 час-

тотным каналам с выводом на матричный экран в виде гистограмм (рисунок 9)

1пп_

еи

ае

ко и

Чжгтл,№ц

Рисунок 9 - Гистограмма частотного распределения сигналов АЭ во время разогрева и сварки заготовки (а) и стадии остывания шва (б)

Система контроля, блок-схема которой приведена на рисунке 10, состоит из блока управления сварочным аппаратом (1), где задаются параметры сварки (диаметр заготовки, усилие поджима, время разогрева и охлаждения заготовки), непосредственно заготовки (2); подвижного охлаждаемого зажима (3), к которому приваривается волновод (4), преобразователя сигналов акустической эмиссии, закрепляемого на волноводе через слой контактной жидкости (5), регистратора сигналов АЭ (6), функционально связанного с блоком управления сварочного агрегата.

Электрическая часть работы сварочного аппарата полуавтоматизирована. Регистратор АЭ, информационное табло которого находится в непосредственной близости от оператора, имеет индикацию «годен - не годен» Задачей оператора является включение прибора и установка диаметра свариваемой заготовки переключателем. Таким образом, при переходе от одного диаметра к другому или при смене марок сталей регистратор позволяет корректировать режимы сварки с целью предотвращения брака

1 2 3 4 5 6

1 г 1 г Г

1 . г

t 1

«-

Рисунок 10 - Блок-схема работы системы контроля заготовок в процессе сварки

Система неразрушающего контроля прошла успешную апробацию в заводских условиях и внедрена в производство, что подтверждается соответствующими актами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Проведен анализ современного состояния производства сварного составного инструмента из разнородных сталей и сформулированы требования к методикам испытаний с целью повышения работоспособности комбинированного инструмента, подвергаемого циклическому нагружению в условиях эксплуатации. Проведена сравнительная оценка сварных соединений быстрорежущих сталей (как основного металла) с применением критериев линейной механики разрушения.

2. Проведены испытания на трещиностойкость с использованием микропульсатора, работающего в режиме, скорректированном для исследования сварных соединений, высокопрочных сталей и сталей с покрытиями многокомпонентных систем. Для расчета и построения кинетических диаграмм усталостного разрушения, определения критических коэффициентов интенсивности напряжений Кс (Kic), Ктач разработана программа на языке TURBO PASCAL, предусматривающая статистическую обработку опытных данных

3. Методами современного физического металловедения изучены зави-

симости трещиностойкости от химического состава, твердости, режимов термической обработки, а также влияние режимов технологического процесса изготовления продукции, что позволило оценить кинетику трещины. С помощью рентгеноспектрального микроанализа установлены границы зон термического влияния, характер распределения легирующих элементов и влияние неоднородности этого распределения на трещиностойкость сварного соединения.

4. Разработаны методики и получены результаты по влиянию химико-термических обработок, а также поверхностного упрочнения высокоэнергетическими воздействиями на трещиностойкость и трещиноустойчивость различных марок сталей. В результате проведенных обработок могут быть получены достаточно высокие механические свойства до- и заэвтектоидных сталей, альтернативных высокопрочным сталям.

5 Предложена и отработана методика регистрации сигналов акустической эмиссии при статическом нагружении сварных заготовок при их рихтовке с применением метода математического планирования. Экспериментально доказано, что она может быть использована в качестве экспресс-метода неразру-шающего контроля для определения дефектности стыковых сварных соединений, что позволяет исключить дальнейшие операции по их механической обработке в связи с проведенной отбраковкой.

6. Разработана техническая документация, создан и внедрен в промышленное производство входящий в систему контроля прибор - регистратор сигналов акустической эмиссии, работающий по принципу «годен - не годен» Система позволяет корректировать режимы сварки при переходе от одного диаметра заготовок к другому, а также назначать режимы при смене марок свариваемых сталей.

РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Кузнецова В.А (Петрова В А.). Определение дефектности стыковых сварных соединений при рихтовке изделий / В.А. Кузнецова (В.А. Петрова),

B.И Петров, H.A. Челышев // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1986. - №10. -

C. 69-72

2 Петров В.И. Определение дефектности стыковых сварных соединений методом акустической эмиссии / В.И. Петров, В.М. Нефедов, В.А. Кузнецова

(В.А Петрова) // Тезисы докл. Ш Всесоюз. науч.-техн конф "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле"/ НПО "Дальстандарт",- Хабаровск, 1987. - С. 47.

3 Кузнецова В А. (Петрова В А ). Влияние термической обработки на твердость быстрорежущей стали / В.А. Кузнецова (В.А Петрова), В.М. Нефедов, В.Я Люц [и др.] II Тезисы докл. сем. "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" / СМИ - Новокузнецк, 1988.-С 141-142.

4. Нефедов В М. Определение момента страгивания трещины в металлах методами тензометрии и акустической эмиссии / В М Нефедов, А В Иванов, В.А. Кузнецова (В.А Петрова) [и др.] // Тезисы докл. семин. "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" / СМИ. - Новокузнецк, 1988. - С. 151-152.

5. Петров В.И Определение степени опасности дефектов стыковых сварных соединений при рихтовке изделий / В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В А Петрова), В М Нефедов [и др ] // Изв вузов Черная металлургия - 1989 - №4 - С. 41-44.

6. Нефедов В.М. Методика неразрушающего контроля стыковых сварных соединений в условиях производства / В М Нефедов, В И Петров, В А Кузнецова (В А Петрова) // Тезисы докл. III Зонал. науч.-техн. конф. "Пути повышения качества и надежности инструмента" / АПИ. - Барнаул, 1989. - СЛ.

7 Кузнецова В А (Петрова В.А). Трещиностойкость инструментальных сталей и их сварных соединений / В.А. Кузнецова (В.А Петрова), В.И Петров, В М. Нефедов // Тезисы докл. III Зонал науч.-техн конф "Пути повышения качества и надежности инструмента" / АПИ -Барнаул, 1989 -С.10

8 Нефедов В М. Определение дефектности сварного шва при остывании методом акустической эмиссии / В.М. Нефедов, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.И Петров II Тезисы докл науч.-техн конф "Ресурсосберегающие методы и средства экспресс-контроля структурно-механического состояния материалов" / ППИ.-Пенза, 1990.-С.49.

9 Кузнецова В А. (Петрова В А) Трещиностойкость стали У10 после поверхностной обработки / В.А. Кузнецова (В А Петрова), СВ. Карандюк, Т.М. Вязьмина // Тезисы докл. Юбилейн. peí ион. науч.-практ конф. / СМИ. -Новокузнецк, 1990 - С 172-173.

10 Кузнецова В А. (Петрова В.А). Влияние термической обработки и химического состава на трещиностойкость сварного инструмента / В А. Кузнецова (В А. Петрова), В И. Петров, В.М Нефедов // Тезисы докл. Всесоюз сем "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" / СМИ. - Новокузнецк, 1990. - С 20.

11 Петров В И Трещиностойкость стали 20X13 после электроннолучевой обработки и плазменного напыления / В.И. Петров, В.А Кузнецова (В А. Петрова), В.Н. Децик [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия - 1991 -№6 - С. 46-49

12 Петров В И Исследование трещиностойкости микрообразцов после

комбинированного поверхностного упрочнения / В.И. Петров, В.А Кузнецова (В А Петрова), О.В Чудина [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия - 1991. -№8. -С. 107-110.

13. Коган Я.Д. Влияние поверхностного комбинированного упрочнения' (легирование при лазерном нагреве с последующим азотированием) на циклическую трещиностойкость стали / Я.Д. Коган, В.Ф. Терентьев, О В. Чудина, В И Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова) // Изв. вузов. Черная металлургия. -1991 -№10.-С. 103-106.

14. Петров В И. Трещиностойкость быстрорежущих и инструментальных сталей после термообработок / В И. Петров, В А. Кузнецова (В А. Петрова), H А. Челышев // Изв вузов. Черная металлургия. - 1992 - №6. - С. 24-28.

15. Кузнецова В.А (Петрова В.А). Исследование трещиностойкости и распределения химических элементов в зоне сварного соединения / В.А Кузнецова (В.А Петрова), В И. Петров, Н.А Челышев // Изв. вузов Черная металлургия. - 1995. - №4. - С. 45-49.

16. Кузнецова В.А. (Петрова В.А ). Влияние упрочняющих обработок на трещиностойкость и износостойкость рельсовой стали М76 / В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.И Петров, H А Челышев // Изв. вузов. Черная металлургия. -1995. -№6,- С. 16-19.

17 Петрова В.А. Стыковые сварные соединения и определение их дефектности / В.А. Петрова, В.И. Петров, В.П. Гагауз [и др.] // Сб. науч. тр. "Новые индустриальные технологии и материалы" / Сибирские огни. - Новосибирск, 2000. - С. 221-228.

18 Гагауз В.П. Определение дефектности стыковых сварных соединений быстрорежущих сталей / В.П. Гагауз, В.А. Петрова, В.И. Петров [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2002. - №12. - С. 22-24.

19 Лисицын К А Поведение стали 20 при длительной эксплуатации в условиях термомеханического нагружения / К.А. Лисицын, В.И. Петров, В.А Петрова // IV International Scientific Conference "Radiation-thermal Effects and Processes in Inorganic Materials". Book of Abstracts. - Москва, 2004. - P. 342-345

20 Петрова В.А Трещиностойкость сварных соединений быстрорежущих сталей / В.А. Петрова, А.Ф. Софрошенков, В И. Петров [и др.] // Сб. науч. тр. "Металлургия России на рубеже XXI века" / СибГИУ. - Новокузнецк, 2005 -Т. 2. -С.78-83.

21 Петрова В.А Упрочнение инструментальных сталей, используемых в горнодобывающей промышленности / В.А. Петрова, В И Петров, А.Я Бычков // Междунар. науч -техн. сб "Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых" / СибГИУ. - Новокузнецк, 2005. - Вып. 7 -С.103-108.

22 Петрова В.А Формирование градиентных структурно-фазовых состояний и их влияние на свойства составного сварного инструмента / В А. Петрова, В И. Петров, А Ф. Софрошенков // Сб. науч. тр. "Вестник горнометаллургической секции РАЕН. Отделение металлургии"/ СибГИУ. - Новокузнецк, 2005. - Вып. 15. - С. 80-83.

»24779

РНБ Русский фонд

2006-4 26264

Пописано в печать "24 " ноября 2005 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная

Уел Печ. л. Уч - изд. л. 1,8 Тираж 100 экз. Заказ 155 Сибирский государственный индустриальный университет 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42 Издательский центр СибГИУ

Введение.

1 Современное состояние вопроса.

1.1 Характеристика и термическая обработка быстрорежущих сталей.

1.1.1 Основные свойства и классификация быстрорежущих сталей.

1.1.2 Формирование градиентных структурно-фазовых состояний.

1.1.3 Оптимизация структуры и термической обработки быстрорежущих сталей с целью повышения их стойкостных свойств.

1.2 Оценка работоспособности материала при циклическом нагружении.,

1.2.1 Концепции и модели механики разрушения.

1.2.2 Усталостное разрушение. Характеристики трещиностойкости.

1.3. Контроль качества составного сварного инструмента. Метод акустической эмиссии.

1.3.1 Физические основы формирования сварных соединений.

1.3.2 Формирование структуры при стыковой сварке.

1.3.3 Оценка качества сварных соединений и применение метода неразрушающего контроля для определения их дефектности.

1.4 Постановка цели и задач исследования.

2 Влияние термической обработки быстрорежущих, углеродистых и легированных сталей на трещиностойкость.

2.1 Испытания на трещиностойкость углеродистых и быстрорежущих сталей - составных частей стыкового сварного инструмента.

2.2 Испытания на трещиностойкость сварных соединений быстрорежущих сталей.

2.3 Термическая обработка сталей сварных соединений как способ повышения их эксплуатационных свойств.

2.4 Трещиностойкость и твердость сталей после различных видов термической обработки.

2.5 Выводы. ф 3 Микроскопические, электронномикроскопические исследования • и рентгеноспектральный микроанализ.

3.1 Металлографические исследования сварных соединений.

3.2 Металлографические исследования сталей после различного вида упрочнения.

3.3 Рентгеноспектральный микроанализ сварных соединений.

3.4 Выводы и обоснование применения методов неразрушающего контроля качества изделий. 4 Лабораторные испытания стыковых сварных соединений с применением метода акустической эмиссии.

4.1 Методика испытаний стыковых сварных соединений с регистрацией сигналов акустической эмиссии.

4.2 Приборное обеспечение проведения экспериментов с регистрацией сигналов акустической эмиссии.

4.3 Испытания стыковых сварных соединений на изгиб с регистрацией сигналов акустической эмиссии.

• 4.4 Определение степени опасности дефектов стыковых сварных ^ соединений при рихтовке изделий.

4.5 Выводы и формулировка требований к промышленному регистратору сигналов акустической эмиссии.

5 Производственные испытания.

5.1 Методика регистрации сигналов акустической эмиссии в процессе производства стыковых сварных соединений.

5.2 Устройство и принцип действия промышленного прибора.

5.3 Применение системы контроля для определения дефектности стыковых сварных соединений в производственных условиях.

Выводы.

Методы и средства оценки надежности изделий играют определенную роль, поскольку являясь одной из составляющих качества, она характеризует способность изделий выполнять заданные функции в условиях эксплуатации в течение заданного времени с сохранением определенных свойств. Одним из путей повышения надежности является изучение свойств материала и деформационных процессов, происходящих в нем в процессе эксплуатации и приводящих к разрушению вследствие появления и развития макротрещин. В связи с этим большое внимание уделяется теоретическим и экспериментальным вопросам механики разрушения, которые используют в качестве параметров состояние материала и наличие дефектов в его структуре.

К наиболее эффективным экспериментальным методам оценки уровня механических свойств сварных соединений с требуемыми техническими условиями относятся испытания на трещиностойкость и определение трещиноустойчивости, достаточность которых определяется из условий удовлетворения эксплуатационных свойств.

Наличие экстремальных температур и усталостных нагрузок, при которых работают изделия, полученные с использованием различных технологий, в том числе составной сварной инструмент, предъявляют высокие требования к системам диагностики и контролирующей аппаратуре, особенно при сварке разнородных сталей.

Процессы, обусловленные возникновением дефектов и их развитием, в свою очередь, связаны с перераспределением напряжений и излучением упругих волн. Измерение параметров этих волн позволяет обнаружить развивающиеся дефекты, определять их местонахождение, степень опасности и ресурс работоспособности изделий. Неразрушающий метод контроля, основанный на регистрации волн напряжений, - метод акустической эмиссии (АЭ) - получает в настоящее время все большее распространение.

Актуальность проблемы. Градиентные структуры формируются при термической и химико-термической обработке изделий, а также при обработке металлических материалов методами высокоинтенсивных технологий. Особое место в создании градиентных структур занимают процессы сварки и наплавки, а при использовании разнородных сталей градиентность выражается наиболее ярко.

Основным технологическим процессом, применяющимся при изготовлении конструкций, оснастки, инструмента и т.п., является сварка, от которой во многом зависит качество и надежность сварного изделия. Несмотря на прогресс в развитии сварочной техники и технологии, в сварных соединениях по ряду причин возникают дефекты различного вида и размеров, приводящие к снижению работоспособности и долговечности изготовленной продукции. Поэтому высокие требования к качеству сварного соединения и его контролю позволяют исключить поступление в эксплуатацию продукции с недопустимыми дефектами.

Качество сварных соединений определяется комплексом механических и специальных свойств, являющихся, как правило, структурно чувствительными характеристиками. Оценка градиентных структурно-фазовых состояний, возникающих при различных воздействиях на материал, позволяет определить пути управления структурными и фазовыми превращениями, например, посредством регулирования параметров сварочного процесса, режимов термической обработки и использованием новых ее технологий с целью получения изделий с заданными эксплуатационными свойствами, не содержащих дефектов. Эта задача решается с помощью методов металловедения с учетом специфических особенностей превращения при сварке (например, более высокие температуры нагрева, чем при термической обработке, иные условия кристаллизации и пр.), что особенно важно для сварных соединений разнородных сталей на основе быстрорежущих.

С другой стороны, контроль качества становится все более самостоятельной технологической операцией. Наряду с методами разрушающего контроля, который не всегда гарантирует пригодность продукции к применению, используются неразрушающие методы контроля, контролирующие, как правило, всю продукцию, что резко повышает ее эксплуатационную надежность. Это особенно важно для деталей и изделий, работающих в условиях циклических нагрузок и подверженных усталостному разрушению. Особенности усталостного разрушения (отсутствие заметных остаточных деформаций, внезапный характер заключительной стадии разрушения, разброс параметров и др.) чрезвычайно затрудняют предсказание момента разрушения конкретного объекта. Исходя из концепции живучести конструкции (значительную долю жизненного цикла материал конструкции работает с теми или иными дефектами, а срок службы определяется ростом дефектов до критических размеров) можно достичь большого технико-экономического эффекта, используя методы и средства обнаружения усталостных трещин на ранних стадиях их развития, непосредственно при эксплуатации или при плановых проверках объектов контроля. Особенно широкое практическое применение получил акустико-эмиссионный метод. Это связано с тем, что, во-первых, в данном методе используются физические процессы, сопровождающие развитие усталостной трещины и несущие информацию об источнике (трещине), что может быть зафиксировано специальной аппаратурой. Во-вторых, акустическая эмиссия может успешно применяться для обнаружения и оценки параметров усталостных трещин как в образцах простой геометрической формы, так и в элементах реальных конструкций при их испытаниях или эксплуатации. И, в-третьих, возможность дистанционного обнаружения усталостных трещин, так как генерируемые волны напряжений, связанные с локальной перестройкой структуры материала, распространяются на значительные расстояния.

Цель работы.

1) Повышение качества сварного соединения разнородных сталей на основе быстрорежущих путем изменения градиентных структурно-фазовых состояний.

2) Оценка надежности и долговечности стыкового сварного инструмента методом неразрушающего контроля с применением акустической эмиссии.

Для реализации сформулированных целей в диссертации поставлены и решаются следующие задачи:

1) Отработать методику и исследовать трещиностойкость стыковых сварных соединений разнородных сталей на основе быстрорежущих.

2) Построить кинетические диаграммы усталостного разрушения и определить критические коэффициенты интенсивности напряжений сталей.

3) Исследовать влияние изменения градиентного структурно-фазового состояния на трещиностойкость и свойства сталей (температурное воздействие, химико-термическая и высокоэнергетическая обработки).

4) Исследовать влияние миграции химических элементов в околошовной зоне сварных соединений.

5) Исследовать возможность применения методов неразрушающего контроля в процессе производства сварного инструмента.

Научная новизна.

1) Исследована трещиностойкость сварных соединений на основе быстрорежущих сталей Р6М5 и Р6М5К5. В качестве объекта исследования выбрана заготовка стыкового сварного инструмента (причем быстрорежущая сталь являлась его рабочей частью, а стали 45 или У7 - хвостовой) после изотермического отжига:

- построены кинетические диаграммы усталостного разрушения и определены критические коэффициенты интенсивности напряжений Кс (К]С), Kmax 5

- исследовано влияние миграции химических элементов в околошовной зоне (вследствие диффузионных процессов при сварке) на сопротивление разрушению материала сварного соединения и установлены границы зоны термического влияния с применением метода рентгеноспектрального микроанализа.

2) Изучено влияние изменения градиентного структурно-фазового состояния инструментальных сталей на трещиностойкость посредством:

- изменения температуры предварительного нагрева (вылеживания) перед закалкой и отпуском быстрорежущих сталей Р6М5, Р6М5К5; применения химико-термической обработки: азотирования, эпиламирования, нитроцементации (сталей Р6М5, Р6М5К5, 20Х);

- химико-термической обработки с применением лазерного излучения (ЛХТО), а также совместно JIXTO и азотирования (сталь 20);

- лазерной поверхностной обработки стали У10.

3) Исследована трещиностойкость и свойства стали 20X13 и покрытий систем Fe-Cr-Mn-V-C-B-Si и Ni-Ti после электронно-лучевой обработки.

4) Исследована возможность применения неразрушающего метода контроля с использованием акустической эмиссии при рихтовке заготовок и в процессе сварки.

Практическая значимость.

1) Оценить сопротивление разрушению материала сварного соединения, в том числе сварного инструмента, возможно с помощью критических и кинетических параметров трещиностойкости. Результаты проведенных исследований по повышению качества сварных соединений могут быть использованы:

- при разработке режимов термической обработки;

- при отработке параметров сварочного процесса;

- при применении новых технологий упрочнения поверхности;

- при выборе материалов с учетом их трещиностойкости и трещиноу стойчивости.

2) Для расчета параметров трещиностойкости и вывода зависимости Пэриса разработана программа на языке TURBO PASCAL V 6.0 с применением корреляционного анализа.

3) Дефекты сварного соединения, являющиеся источником акустической эмиссии, .могут быть обнаружены уже в период сварки, что создало возможность внедрения непрерывного контроля продукции в процессе производства, позволяющего корректировать параметры сварки.

Реализация результатов. Внедрен неразрушающий контроль стыкового сварного инструмента, основанный на фиксировании волн напряжений, создаваемых дефектами сварки. Отбраковка осуществлялась по принципу "годен - негоден" в процессе сварки. Ежегодный экономический эффект в связи с экономией быстрорежущей стали составил 15000 руб. (цена до 1991 г.).

Исследована трешиностойкость поверхностно упрочненных углеродистых и легированных сталей и покрытий двух систем с целью повышения работоспособности комбинированного инструмента, а также изыскания возможности применения сталей, альтернативных высокопрочным с точки зрения сопротивления усталостному разрушению.

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся:

1) результаты исследования влияния режимов термической обработки быстрорежущих сталей сварного инструмента на твердость, трещиностойкость;

2) результаты исследования влияния химического состава сталей на трещиностойкость сварного соединения;

3) результаты исследования влияния различных видов химико-термической обработки, упрочняющих обработок посредством лазерного и электронно-лучевого воздействия и покрытий разных систем на трещиностойкость;

4) результаты исследования, разработка методики и аппаратурное обеспечение экспресс - метода на основе регистрации сигналов акустической эмиссии для определения дефектности заготовок составного инструмента при рихтовке;

5) результаты исследования, разработка методики, составление технической документации, изготовление и внедрение системы неразрушающего контроля на основе метода акустической эмиссии по определению дефектности сварных швов в процессе сварки.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах: Научно-техническая конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле" (г. Хабаровск, сентябрь 1987 г.); Всесоюзный семинар "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (г. Новокузнецк, март 1988 г.; февраль 1991 г.); III зональная научно-техническая конференция "Пути повышения качества и надежности инструмента" (г. Барнаул, апрель 1989 г.); Научно-техническая конференция "Ресурсосберегающие методы и средства экспресс-контроля структурно-механического состояния материалов" (г. Пенза, декабрь 1990 г.); III и IV Международная конференция "Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (г. Новокузнецк, 1993 г.; сентябрь 1995 г.); II Российско-Китайский симпозиум "Актуальные проблемы современного материаловедения" (г. Калуга, май 1995 г.); IV Всероссийская конференция "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (г. Томск, 1996 г.); Межгосударственная научно-техническая конференция "Развитие теории, технологии и совершенствование оборудования процессов ОМД" (г. Магнитогорск, 1996 г.); Международная конференция "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (г. Тамбов, 1996 г.); Международная научно-техническая конференция "Структурная перестройка металлургии, экономика, экология, управление, технология" (г. Новокузнецк, 1996 г.); V Международная конференция "Актуальные проблемы материаловедения в металлургии" (г. Новокузнецк, февраль 1997 г.); Международная научно-техническая конференция "Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири" (г.

Новосибирск, 1997 г.); XIV Уральская школа металловедов-термистов "Фундаментальные проблемы физического металловедения перспективных материалов" (г.г. Ижевск - Екатеринбург, 1998 г); Всероссийская научно-практическая конференция "Металлургия на пороге XXI века: достижения и прогнозы" (г. Новокузнецк, октябрь 2000 г.); Международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (г. Кемерово, октябрь 2001г.); Международная научно-практическая конференция "Проблемы и перспективы развития транспортных систем и строительного комплекса" (г. Витебск, 2003 г.); Дальневосточный инновационный форум с международным участием "Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов" (г. Хабаровск, сентябрь 2003 г.); VI Международная научно-практическая конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права (г. Сочи, октябрь 2003 г.); П-я Евразийская научно-практическая конференция "Прочность неоднородных структур" (г. Москва, апрель 2004 г.); Научно-практическая конференция " Электрификация металлургических предприятий Сибири" (г. Новокузнецк, сентябрь 2004 г.)

Публикации. Результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в 52 печатных работах в центральных журналах и сборниках, из них 13 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и приложений. Изложена на 187 страницах, содержит 51 рисунок, 11 таблиц, список литературы из 132 наименований.

ВЫВОДЫ

1) Проведен анализ современного состояния производства сварного составного инструмента из разнородных сталей и сформулированы требования к методикам испытаний с целью повышения работоспособности комбинированного инструмента, подвергаемого циклическому нагружению в условиях эксплуатации. Проведена сравнительная оценка сварных соединений быстрорежущих сталей (как основного металла) с применением критериев линейной механики разрушения.

2) Проведены испытания на трещиностойкость с использованием микропульсатора, работающего в режиме, скорректированном для исследования сварных соединений, высокопрочных сталей и сталей с покрытиями многокомпонентных систем. Для расчета и построения кинетических диаграмм усталостного разрушения (КДУР), определения критических коэффициентов интенсивности напряжений Кс (К]с), Ктах разработана программа на ЭВМ, предусматривающая статистическую обработку опытных данных.

3) Методами современного физического металловедения изучены зависимости трещиностойкости от химического состава, твердости, режимов термической обработки, а также влияние режимов технологического процесса изготовления продукции, что позволило оценить кинетику трещины. С помощью рентгеноспектрального микроанализа установлены границы зон термического влияния, характер распределения различных легирующих элементов и влияние неоднородности этого распределения на трещиностойкость сварного соединения.

4) Разработаны методики и получены результаты по влиянию химико-термической обработки, а также поверхностного упрочнения высокоэнергетическими воздействиями на трещиностойкость и трещиноустойчивость различных марок сталей. В результате проведенных обработок могут быть получены достаточно высокие механические свойства дои заэвтектоидных сталей, альтернативных высокопрочным сталям.

5) Предложена и отработана методика регистрации сигналов акустической эмиссии при статическом нагружении сварных заготовок при их рихтовке с применением метода математического планирования. Экспериментально доказано, что она может быть использована в качестве экспресс-метода неразрушающего контроля для определения дефектности стыковых сварных соединений, что позволяет исключить дальнейшие операции по их механической обработке в связи с проведенной отбраковкой.

6) Разработана техническая документация, создан и внедрен в промышленное производство входящий в систему контроля прибор регистратор сигналов акустической эмиссии, работающий по принципу «годен - не годен». Система позволяет корректировать режимы сварки при переходе от одного диаметра заготовок к другому, а также назначать режимы при смене марок свариваемых сталей.

1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. М.: Металлургия, 1988. - 527 с.

2. Кремнев JI.C. Об оптимизации содержания углерода в быстрорежущих сталях / JI.C. Кремнев, A.M. Адаскин, Ю.А. Геллер // Металловедение и термическая обработка металлов. 1970. - №1. - С. 25-31.

3. Гуляев А.П. Теория быстрорежущей стали / А.П. Гуляев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1998. - №11. - С. 27 -32.

4. Инструментальные стали: Справочник / JI.A. Позняк и др.. М.: Металлургия, 1977. - 168 с.

5. Натапов Б. С. Свойства и рациональное использование низколегированных быстрорежущих сталей / Б.С. Натапов, С.И. Тишаев, Ю.М. Скрынченко, С.Г. Морозенко // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. - №5. - С. 51-55.

6. Кремнев JI.C. Об оптимизации составов низколегированных быстрорежущих сталей / JI.C. Кремнев, Ю.Е. Седов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. - №6. - С. 26-33.

7. Кремнев JI.C. Исследование структуры и свойств малолегированной быстрорежущей стали / JI.C. Кремнев, Ю.Е. Седов, JI.M. Колобекова // Сталь. 1978,-№8.-С. 749-753.

8. Середин-Сабатин П.П. Низколегированные безвольфрамовые быстрорежущие стали / П.П. Середин-Сабатин // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. - JV°7. - С. 17-18.

9. Адаскин A.M. Быстрорежущая сталь оптимального состава для холодноштампового инструмента / A.M. Адаскин, Ф.С. Штейн // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. - №6. - С. 23-26.

10. Урадовских С.Г. Исследование безвольфрамовых сталей 9Х6МЗФЗАГСТ и 9Х4МЗФ2АГСТ / С.Г. Урадовских, А.И. Ляпунов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. - №6. - С. 33-35.

11. Позняк Л.А. К вопросу об оригинальности составов сталей ЭК41 и ЭК42 / Л.А. Позняк // Металловедение и термическая обработка металлов. -1988,-№6.-С. 35-42.

12. Штремель М.А. Об оптимальном легировании высокованадиевой быстрорежущей стали / М.А. Штремель, Л.В. Карабасова, В.И. Чижиков, С.И. Водениктов // Металловедение и термическая обработка металлов. -1999. -№4.-С. 16-20.

13. Громов В.Е. Градиентные структурно-фазовые состояния в рельсовой стали / В.Е. Громов, В.А. Бердышев, Э.В. Козлов и др.. М.: Недра коммюникейшинс ЛТД, 2000. - 175 с.

14. Бердышев В.А. Методы повышения эксплуатационных свойств рельсовой стали / В.А. Бердышев, В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова) и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. - №10. - С. 70-72.

15. Иванов А.В. Дифференцированная закалка и свойства рельсов из стали М76 / А.В. Иванов, В.А. Бердышев, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова) и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1998. - №2. - С. 39-42.

16. Кудлай А.С. Формирование в стали микроструктуры переходной зоны при прерванной закалке и структурной неоднородности при двустадийном охлаждении / А. С. Кудлай, Ж. А. Дементьева // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. - №2. - С. 11-14.

17. Петров В.И. Исследование трещиностойкости микрообразцов после комбинированного поверхностного упрочнения / В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), О.В. Чудина и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - №8. - С. 107-110.

18. Данильченко В.Е. Лазерное упрочнение технического железа / В.Е. Данильченко, Б.Б. Польчук // Физика металлов и металловедение. 1998. -Т.86. -№4. - С. 124-128.

19. Сварка и свариваемые материалы: Справочник. Т.1 / Под ред. В.Н. Волченко. М.: Металлургия, 1991. - 528 с.

20. Степанов Б.В. Дисперсионно-твердеющие сплавы для наплавки режущего инструмента / Б.В. Степанов, Г.Л. Куруклис // Сварочное производство. 1967. -№6. - С. 27-28.

21. Добрынин В.П. Наплавка режущего инструмента электродами 03U- 5 / В.П. Добрынин, А.С. Бендин, Т.П. Миронова // Сварочное производство.- 1982,-№7.-С. 17-19.

22. Захаров Б.П. Термическая обработка металлов / Б.П. Захаров. М.Свердловск: Машгиз, 1957. - 303 с.

23. Кубашевский О. Окисление металлов и сплавов / О. Кубашевский и др.. М.: Металлургия, 1965. - 428 с.

24. Апарова А.И. Влияние кремния и бора на окалиностойкость быстрорежущих сталей / А.И. Апарова, Л.А. Алексеев, А.И. Ляпунов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. - №8. - С. 2-5.

25. Шнейдерман А.Ш. Влияние скорости охлаждения при закалке на структуру и свойства стали Р6М5 / А.Ш. Шнейдерман // Металловедение итермическая обработка металлов. 1991. - №8. - С. 23.

26. Купал ова И.К. Термическая обработка инструмента из быстрорежущей стали с использованием высокотемпературного отпуска / И.К. Купалова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. -№10.-С. 6-7.

27. Мовчан В.И. О формировании аустенитной матрицы в цементуемой стали типа Р6М5 / В.И. Мовчан, А.И. Мирошниченко, Л.Г. Педан // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. - №8. - С. 17-18.

28. Чаус А. С. Структура и свойства литой цементуемой быстрорежущей стали / А.С. Чаус // Изв. вузов. Черная металлургия. 1998. -№11.-С. 40-43.

29. Криулин А.В. Особенности процесса сульфонитроцементации быстрорежущей стали / А.В. Криулин, С.Г. Чулкин, Л.А. Кочкина // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. - №7. - С. 27-31.

30. Щербединский Г.В. Структура и свойства быстрорежущих сталей после ионного карбоазотирования в безводородной среде / Г.В. Щербединский, Л.А. Желанова, С.В. Земский и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. - №6. - С. 13-15.

31. Гуляев А.П. Основы металловедения порошковых сплавов / А.П. Гуляев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1998. - №11. -С. 32-39.

32. Пумпянская Т.А. Термическая обработка, структура и свойства порошковых быстрорежущих сталей 10Р6М5-МП и Р6М5К5-МП / Т.А. Пумпянская, Н.И. Сельменских, Д.А. Пумпянский и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. - №8. - С. 27-29.

33. Короткова Л.П. Изменения структуры и фазового состава в распыленных порошках быстрорежущих сталей при отжиге / Л.П. Короткова, Г.Г. Мухин // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. -№4. - С. 20-22.

34. Мухин Г.Г. Карбиды в распыленном порошке и порошковойбезвольфрамовой стали / Г.Г. Мухин, М.С. Павлов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1994. - №6. - С. 23-26.

35. Дегтярев В.Н. Распределение фосфора и легирующих элементов в области поверхности раздела карбид-матрица стали Р6М5 / В.Н. Дегтярев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. - №5. - С. 38-42.

36. Рачек А.П. Механические свойства и механизмы разрушения быстрорежущих сталей типа Р6М5 в интервале температур 20 675 °С / А.П. Рачек, Н.М. Мордовец, Н.П. Захарова и др. // Металлофизика и новейшие технологии. - 1999. - Т.21.-Ш. - С. 29-36.

37. Мовчан В.И. Механизм разрушения специальных карбидов в стали типа Р6М5 при термомеханической обработке / В.И. Мовчан, А.С. Ковзель // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. - №6. - С. 56-57.

38. Морозенко С.Г. Влияние меди на свойства стали Р6М5 / С.Г. Морозенко, Б.Э. Натапов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. - №5. - С. 42-45.

39. Садовский В.Д. Остаточный аустенит в закаленной стали /В.Д. Садовский и др.. М.: Наука, 1986. - 111 с.

40. Шнейдерман А.Ш. О распределении остаточного аустенита в закаленных инструментальных сталях / А.Ш. Шнейдерман // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. - №5. - С. 24-25.

41. Владимирова О.В. Упрочнение рабочих поверхностей деталей и измерительного инструмента высокой точности с помощью СОг-лазера / О.В. Владимирова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. -№5.-С. 17-18.

42. Крянина М.Н. Термическая обработка быстрорежущей стали с применением непрерывного лазерного излучения / М.Н. Крянина, A.M. Бернштейн, Т.П. Чупрова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. -№10. - С.7-12.

43. Тескер Е.И. Упрочнение вырубного инструмента из стали Р6М5 лазерами непрерывного действия / Е.И. Тескер, В.Я. Митин, А.П. Карповаи др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. - №10. -С. 18-20.

44. Нарва В.К. Устранение остаточной пористости спеченных карбидосталей методом лазерной обработки / В.К. Нарва, Н.С. Лошкарева, М.Н. Крянина и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. -1989.-№10.-С. 16-18.

45. Пахомова Н.А. Структурные изменения в стали Р6М5 при поверхностном оплавлении электронным лучом / Н.А. Пахомова, И. Артингер, О.А. Банных и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1989. - №10. - С. 13-15.

46. Самотугин С.С. Упрочнение инструмента из .быстрорежущих сталей обработкой плазменной струей / С.С. Самотугин, А.В. Ковальчук, О.И. Новохацкая // Металловедение и термическая обработка металлов. -1994. -№2.-С. 5-8.

47. Самотугин С.С. Плазменное упрочнение стали Р6М5 после объемной закалки / С.С. Самотугин // Проблемы СЭМ. 1998. - №3. -С. 35- 41.

48. Кальнер В.Д. Использование концентрированных потоков энергии для изменения свойств поверхностей материалов / В.Д. Кальнер, Ю.В. Кальнер, А.К. Вернер // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. -№6. - С. 22-24.

49. Чернышова Т.А. Влияние сверхпластической деформации на распределение легирующих элементов в сталях Р6М5 и 10Р6М5-МП / Т.А. Чернышова, А.С. Базык, А.Е. Гвоздев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. -№6. - С. 37-41.

50. Дегтяренко Е.А. Рекристаллизация феррита стали Р6М5 / Е.А. Дегтяренко, И.О. Хазанов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. -№11. - С. 39-41.

51. Супов А.В. Металлографические проблемы производства продукции из непрерывнолитых быстрорежущих сталей / А.В. Супов, Н.М.

52. Александрова, С.А. Пареньков и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1998. - №9. - С. 6-13.

53. Пареньков C.JI. Комплексная технология литейно-кристаллизационной термической обработки при непрерывной разливке быстрорежущих сталей / C.JI. Пареньков, Р.В. Какабадзе, В.П. Павлов и др. //Металлург. 1999. - №11. - С. 39-41.

54. Глушков В.Н. Современные материалы для режущего инструмента / В.Н. Глушков // Металлург. 1999. - №12. - С. 37-38.

55. Гуляев А.П. Сопротивление хрупкому разрушению / А.П. Гуляев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. - №2. - С. 21-25.

56. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. Т.1. Кн.2 / Под ред. M.JI. Бернштейна, А.Г. Рахштадта М.: Металлургия, 1991. -462 с.

57. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов / В.И. Владимиров. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

58. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. / В.В. Панасюк. Киев: Наукова думка, 1968. -245 с.

59. Андрейкив А.Е. Об определении прочности трехмерных твердых тел, ослабленных трещинами / А.Е. Андрейкив // Физико-химическая механика материалов. 1974. -№1. - С. 65-70.

60. Андрейкив А.Е. К теории предельного равновесия цилиндрических образцов с внешними кольцевыми трещинами / А.Е. Андрейкив, В.В. Панасюк, И.Н. Панько // Физико-химическая механика материалов. 1974. -№3. - С. 29-39.

61. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения / Г.П. Черепанов. -М.: Наука, 1974.-640 с.

62. Усталость металлов: Сборник статей. Пер. с англ. / Под ред. Г.В. Ужика. М.: Иностранная литература, 1961. - 378 с.

63. Иванова B.C. Природа усталости металлов / B.C. Иванова, В.Ф. Терентьев. М.: Металлургия, 1975. - 456 с.

64. Горюнов Ю.В. Скачкообразный рост трещины в монокристаллах цинка при растяжении в контакте с ртутью и галлием /Ю.В. Горюнов, Г.И. Деныцикова, Л.С. Солдатченкова и др. // ДАН СССР. 1978. - Т.242. - №2. -С. 327-329.

65. Гнып И.П. Критерий оценки достоверности значений Kic / И.П. Гнып // Физико-химическая механика материалов. 1979. - №1. - С. 26-30.

66. Кремнев Л.С. Особенности разрушения инструментальных материалов / Л.С. Кремнев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1994. - №4. - С. 17-22.

67. Еремин В.И. Изменение структуры, свойств и накопления повреждений сталей Х12М и Р6М5 при упруго-пластическом нагружении / В.И. Еремин, В.А. Евстратов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. - №7. - С. 27-30.

68. Hodulak L. Development of Part-through Cracks and Implications for the Assessments of the Significance of Flaws / L. Hodulak // Conference "Tolerance of Flaws in Pressurized Components". Book of Abstract. London, May 16-18, 1978.-P. 115-119.

69. Chakrabortty Saghana B. A Model Relating Low Cycle Fatigue Properties and Microstructure to Fatigue Crack Propagation Rates / B. Saghana Chakrabortty // Fatigue of Engineering Materials and Structures. 1979. - V.2. -P. 331-334.

70. Цуруи А. Особенности развития поверхностных трещин при циклическом нагружении / А. Цуруи // Киндзоку Дзайрё. 1981. - Т.30. -№336. -С. 911-914.

71. Paris Р.С. The Fracture Mechanics Approach to Fatigue / P. C. Paris // " Fatigue Proc. 10-th Sagamore Army Mater. Res. Conf."/ Syracuse University Press, 1964.-P. 107- 127.

72. Панасюк В.В. Методы оценки трещиностойкости конструкционных материалов / В.В. Панасюк, А.Е. Андрейкив, С.Е. Ковчик. Киев: Наукова думка, 1977.-278 с.

73. Кремнев JI.C. Критический коэффициент интенсивности напряжения и вязкость разрушения высокопрочных инструментальных материалов / JI.C. Кремнев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. - №1. - С. 30-35.

74. Иванова B.C. Предпосылки к определению вязкости разрушения сплавов в условиях подобия локального разрушения / B.C. Иванова // Институт металлургии АН СССР. Москва, 1976. - 60 с.

75. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел / Т. Екобори. М.: Металлургия, 1971. - 264 с.

76. Pacyna J. Relationship Between Grain Size and Fracture Toughness of Tool Steel / J. Pacyna, A. Mazur // Steel Research. 1986. - V.57. - №11. -P. 577-585.

77. Натапов Б.С. Влияние размера зерна и длительности низкотемпературного отпуска на свойства инструментальной стали / Б.С. Натапов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. -№11.-С. 26-33.

78. Хаканака К. Влияние размера зерна на малоцикловую усталость низкоуглеродистой стали / К. Хаканака // Нихон кикай гаккай ромбунсю. -1981.-Т.47.-№414. С. 123-130.

79. Браун У. Испытание высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации / У. Браун, Д. Сроули. М.: Мир, 1972.-245с.

80. Оценка трещиностойкости металлов и сплавов: Проект стандарта // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. - №5. - С. 5-9.

81. Определение характеристик сопротивления развитию трещины (трещиностойкости) металлов при циклическом нагружении: Методические указания // Металловедение и термическая обработка металлов. 1979. - №3. -С. 83-97.

82. Смоленцев В.И. Методики сопоставления значений Kic, полученных при статическом и циклическом нагружениях / В.И. Смоленцев,

83. В.Г. Кудряшов // Заводская лаборатория, 1972. - №6. - С. 731-734.

84. Иванова B.C. Метод определения вязкости разрушения (Kic) по данным испытания образцов на усталость / B.C. Иванова, В.Г. Кудряшов // Проблемы прочности. 1970. - №3. - С. 17-19.

85. Усталость и вязкость разрушения металлов / Под ред. B.C. Ивановой. М.: Наука, 1974. - С. 25-30.

86. Сварка и свариваемые материалы: Справочник. Т.2 / Под ред. В.Н. Волченко. М.: Металлургия, 1997. - 574 с.

87. Чулочников П.Л. Контактная сварка / П.Л. Чулочников. М.: Машиностроение, 1977. - 144 с.

88. Кабанов Н.С. Сварка на контактных машинах / Н.С. Кабанов. М.: Высшая школа, 1973. - 256 с.

89. Кабанов Н.С. Технология стыковой контактной сварки / Н.С. Кабанов, Э.Ш. Слепак. -М.: Машиностроение, 1970. 264 с.

90. Егоров В.И. Повышение качества сварных заготовок режущего инструмента / В.И. Егоров, В.В. Иванайский, Ф.Г. Егорова и др. // Сварочное производство. 1982. -№9. - С. 13-16.

91. Добровидов А.Н. Распределение углерода в зоне сварного соединения заготовок концевого инструмента / А.Н. Добровидов, Ю.А. Евтюшкин, В.И. Егоров // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. - №9. - С. 57-60.

92. Стеклов О.И. Свариваемость металлов и сплавов. Итоги науки и техники. Сварка Т.14 / О.И. Стеклов // ВИНИТИ. 1982. - С. 3-69.

93. Гривняк И. Свариваемость сталей / И. Гривняк. М.: Машиностроение, 1984. - 248 с.

94. Макара A.M. Влияние оплавления границ зерен в околошовной зоне на сопротивляемость сварных соединений среднелегированных сталей хрупкому разрушению / A.M. Макара, В.А. Саржевский // Автоматическая сварка. 1974. -№1. - С. 1-6.

95. Ермолов И.Н. Методы и средства неразрушающего контроля качества / И.Н. Ермолов, Ю.А. Останин. М.: Высшая школа, 1988. - 268 с.

96. Вайнберг В.Е. Интенсивность акустической эмиссии при трещинообразовании / В.Е. Вайнберг, Р.Г. Лупашку, А.Ш. Кантор и др. // Проблемы прочности. 1975. -№9. - С. 92-94.

97. Иванов В.И. Акустикоэмиссионный контроль сварки и сварных соединений / В.И Иванов, В.М. Белов. -М.: Машиностроение, 1981. 184 с.

98. Нечаев В.В. Помехоустойчивость метода акустической эмиссии с целью оценки качества сварных соединений в процессе дуговой сварки /В.В. Нечаев, А.П. Дроздов, Л.В. Дедов // Сварочное производство. 1982. - №12. -С. 29-31.

99. Дробот Ю.Б. Неразрушающий контроль усталостных трещин акустико-эмиссионным методом / Ю.Б. Дробот, A.M. Лазарев. М.: Издательство стандартов, 1987. - 128 с.

100. Грешников В.А. Акустическая эмиссия. Применение для испытания материалов и изделий / В.А. Грешников, Ю.Б. Дробот. М.: Издательство стандартов, 1976. - 272 с.

101. Малыгин А.В. Скорость распространения звука в стали Р6М5 и ее упругие свойства при высоких температурах / А.В. Малыгин, В.В. Друзь, Г.Ф. Ермичев и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. -1989,-№4.-С. 62-63.

102. Донин А.Р. Расчет долговечности сварных изделий по активности акустической эмиссии / А.Р. Донин // Дефектоскопия. 1980. - №6. -С. 52-57.

103. Земзин В.Н. Сварные соединения разнородных сталей / В.Н. Земзин -М,- Л.: Машиностроение, 1966. 232 с.

104. Иванов А.В. Трещиностойкость объемно-закаленной рельсовой стали / А.В. Иванов, Н.А. Челышев, В.Н. Цвигун // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. - №2. - С. 37-41.

105. Кузнецова В.А. (Петрова В.А.) Влияние упрочняющих обработокна трещиностойкость и износостойкость рельсовой стали М76 / В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.И. Петров, Н.А. Челышев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1995. - №6. - С. 16-19.

106. Цвигун Н.В. Способ испытания микрообразцов на трещиностойкость. Инф. л. № 120-83 / Н.В. Цвигун, Н.А. Люц, А.В. Иванов // Кемеровский ЦНТИ. Кемерово, 1983. - 2 с.

107. Кузнецова В.А. (Петрова В.А.) Исследование трещиностойкости и распределения химических элементов в зоне сварного соединения / В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.И. Петров и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1995. - №4. - С. 45-49.

108. Петров В.И. Трещиностойкость быстрорежущих и инструментальных сталей после термообработок / В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), Н.А. Челышев и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1992. - №6. - С. 24-28.

109. ПО. Земзин В.Н. Термическая обработка и свойства сварных соединений / В.Н. Земзин, Р.З. Шрон. Л.: Машиностроение, 1978. - 368 с.

110. Термическая обработка металла: Технологическая инструкция / Барнаульский завод транспортного машиностроения. Барнаул, 1986. - 12 с.

111. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1974. - 400 с.

112. Гуляев А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. М.: Металлургия, 1986.-543 с.

113. Лахтин Ю.М. Лазерная химико-термическая обработка и наплавка сплавов / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. -М.: Машиностроение, 1986. 264 с.

114. Петров В.И. Трещиностойкость стали 20X13 после электроннолучевой обработки и плазменного напыления / В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.Н. Децик и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. -№6.-С. 46-49.

115. Кузнецова В.А. (Петрова В.А.) Влияние термической обработки на твердость быстрорежущей стали / В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.М.

116. Нефедов и др. // Тезисы докл. сем. "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" / СМИ. Новокузнецк, 1988.-С. 141-142.

117. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. Т.1. Кн. 1 / Под ред. M.JL Бернштейна, А.Г. Рахштадта М.: Металлургия, 1991. — 304 с.

118. Иванова B.C. Разрушение металлов / B.C. Иванова. М.: Металлургия, 1979. - 168 с.

119. Иванова B.C. Количественная фрактография. Усталостное разрушение / B.C. Иванова, А.А. Шанявский. Челябинск: Металлургия, 1988.-401 с.

120. Фрактография и атлас фрактограмм: Справочник / Под ред. M.JI. Бернштейна. М.: Металлургия, 1982. - 488 с.

121. Darken L.S. Difflusion of Carbon in Austenitic a Discontinuity in Composition / L.S. Darken // Transactions ASJE. 1949. - V. 180.

122. Трипалин A.C. Акустическая эмиссия. Физико-механические аспекты /А.С. Трипалин, С.И. Буйло. Ростов-на-Дону: РГУ, 1986. - 160 с.

123. Королев В.М. Широкополосные ультразвуковые пьезопреобразователи / В.М. Королев, А.Е. Карпельсон. М.: Машиностроение, 1982. - 156 с.

124. Петров В.И. Определение дефектности стыковых сварных соединений методом акустической эмиссии / В.И. Петров, В.М. Нефедов,

125. B.А. Кузнецова (В.А. Петрова) // Тезисы докл. III Всесоюзн. науч.-практ. конф. "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле" / НПО "Дальстандарт". Хабаровск, 1987. -С. 47.

126. Петров В.И. Определение дефектности стыковых сварных соединений при рихтовке изделий / В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), Н.А. Челышев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1986. - №10.1. C. 69-72.

127. Петров В.И. Определение степени опасности дефектов стыковых сварных соединений при рихтовке изделий / В.И. Петров, В.А. Кузнецова (В.А. Петрова), В.М. Нефедов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1989. -№4.-С. 41-44.

128. Залесский В.В. Искатели и контактные жидкости для контроля нагретых изделий / В.В. Залесский, B.JI. Цветянский, А.С. Трипалин// Дефектоскопия. 1975. - №6. - С. 11-17.

129. Буйло С.И. О связи амплитудного распределения импульсов акустической эмиссии с особенностями кинетики повреждений структуры материала / С.И. Буйло, А.С. Трипалин // Автоматическая сварка. 1984. -№5.-С. 31-35.Л