|
DOI: 10.14489/td.2021.11.pp.050-057
Муратов К. Р., Новиков В. Ф.
ВЛИЯНИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА МАГНИТОУПРУГУЮ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЫСОКОХРОМИСТОЙ СТАЛИ К МАЛОЦИКЛОВЫМ УПРУГИМ ДЕФОРМАЦИЯМ В РЕЖИМЕ МАГНИТОУПРУГОЙ ПАМЯТИ
(c. 50-57)
Аннотация. Приведены результаты магнитоупругих испытаний закаленных и отпущенных при различных температурах образцов стали 30Х13. Предварительно намагниченные до насыщения образцы подвергались стоцикловому растягивающему воздействию с последующим повторением с увеличением нагрузки на 50 МПа. Синхронно с действующей нагрузкой регистрировалась напряженность магнитного поля остаточной намагниченности. Показана и объяснена высокая структурная чувствительность магнитоупругого необратимого размагничивания = ∆H/∆σ в области малых нагрузок, что позволяет использовать этот параметр для неразрушающего контроля качества сталей, близких по свойствам к 30Х13, и изделий из них. Образцы с высокой температурой отпуска 600…700 С позволяют создать на их основе датчики пиковых (предельных) нагрузок, а также датчики усталостных повреждений. Предлагается использовать их в виде наклеиваемых фольговых или проволочных элементов, которые могут работать в автономном режиме.
Ключевые слова: сталь 30Х13, магнитоупругая память, магнитоупругое размагничивание, магнитоупругое сползание, датчик пиковых нагрузок, датчик усталостных повреждений.
Muratov K. R., Novikov V. F.
THE HEAT TREATMENT EFFECT ON THE MAGNETOELASTIC SENSITIVITY OF HIGH-CHROMIUM STEEL TO LOW-CYCLE ELASTIC DEFORMATIONS IN THE MAGNETOELASTIC MEMORY MODE
(pp. 50-57)
Abstract. The magnetoelastic tests’ results for the 30Kh13 steel samples hardened and tempered at different temperatures are presented. The samples premagnetized to saturation are treated to a fivescore-cycle stretching effect. It is followed by repetition with the load increase by 50 MPa. The magnetic field intensity of the residual magnetization is recorded synchronously with the active load. The high structural sensitivity of magnetoelastic irreversible demagnetization = ∆H/∆σ in the low loads’ part is shown and explained. It allows using this parameter for non-destructive quality control of steels with properties close to 30Kh13 and the same composition products. Samples with a high tempering temperature of 600...700 С make it possible to create peak (limit) load sensors and fatigue damage sensors on their basis. It is proposed to use them in the form of glued foil or wire elements that can work off-line.
Keywords: 30Kh13 steel, magnetoelastic memory, magnetoelastic demagnetization, magnetoelastic sliding, peak load sensor, fatigue damage sensor.
К. Р. Муратов, В. Ф. Новиков (Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
K. R. Muratov, V. F. Novikov (Tyumen Industrial University, Tyumen, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Верескун В. Д., Псеровская Е. Д., Хорунжин С. Ю. и др. Натурные исследования нагрузок, действующих на вагон, груз и крепление при соударениях // Контроль. Диагностика. 2012. № 8. С. 57 – 62.
2. Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. М.: Наука, 2008. 334 с.
3. Бахарев М. С. Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых и квазиобратимых магнитоупругих явлений: дис. ... д-ра техн. наук. Тюмень, 2004.
4. Новиков В. Ф., Падерин К. С., Муратов К. Р. и др. Ленточный беспроводной датчик деформации // Датчики и системы. 2011. № 9. С. 47 – 49.
5. Пат. 2123189 РФ. Автономный запоминающий датчик для измерения пиковых значений ускорения / В. Ф. Новиков, М. С. Бахарев; № 97109770/28; заявл. 10.06.1997; опубл. 10.12.1998, Бюл. № 33. 5 с.
6. Коновалов С. Ф., Коновченко А. А., Межирицкий Е. Л. Компенсационный SI-FLEX акселерометр для измерения больших ускорений // Гироскопия и навигация. 2006. № 2(53). С. 44 – 51.
7. Багинский И. Л., Косцов Э. Г. Емкостные МЭМС-акселерометры сверхвысоких ускорений // Автометрия. 2017. Т. 53, № 3. С. 107 – 116.
8. Новиков В. Ф., Нерадовский Д. Ф., Федоров Б. В., Строкова А. В. Магнитоупругие явления в остаточно-намагниченной кобальтовой стали // Дефектоскопия. 2017. № 3. С. 35 – 40.
9. Муратов К. Р., Новиков В. Ф., Нерадовский Д. Ф., Казаков Р. Х. Магнитоупругое размагничивание стали под действием циклического нагружения // Физика металлов и металловедение. 2018. Т. 119, № 1. С. 19 – 25.
10. Коломбье Л., Гохман И. Нержавеющие и жаропрочные стали. М.: Металлургиздат, 1958. 480 с.
11. Бида Г. В., Ничипурук А. П. Магнитные свойства термообработанных сталей. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 219 с.
12. Гуляев А. П., Гуляев А. А. Металловедение: учеб. для вузов. М.: Альянс, 2015. 644 с.
13. Вонсовский С. В., Шур Я. С. Ферромагнетизм. М.–Л.: ГИТТЛ, 1948. 816 с.
14. Muratov K., Novikov V., Neradovsky D., Sokolov R. Cyclic load amplitude dependence of magnetoe-lastic power relaxation parameters for the 30Kh13 steel at various tempering temperatures // AIP Conference Proceedings: Proceedings of the 12th International Conference on Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures, Екатеринбург, 21 – 25 мая 2018 г. Екатеринбург, 2018. Р. 030045. DOI 10.1063/1.5084406
15. Stashkov A. N., Schapova E. A., Nichipuruk A. P., Korolev A. V. Magnetic incremental permeability as indicator of compression stress in low-carbon steel // NDT and E International, 2021. V. 118, No. 102398.
16. Горкунов Э. С., Поволоцкая А. М., Задворкин С. М. и др. Особенности поведения магнитных и акустических характеристик горячекатаной стали 08Г2Б при циклическом нагружении // Дефектоскопия. 2019. № 11. С. 21 – 31.
17. Лебедев Е. Л., Мохнаткин Д. П., Смуров С. А. Коэрцитивная сила как диагностический признак наличия пластической деформации в стальной конструкции // Тр. Воен.-косм. акад. им. А. Ф. Можайского. 2017. № 658. С. 163 – 167.
18. Копнов В. А. Оптимальное управление процессами деградации элементов механических систем. Екатеринбург, 2017. 305 с. URL: http://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/21714
19. Копнов В. А., Тимашев С. А. Датчики усталостного повреждения. Свердловск: Наука, 1992. 86 с.
20. Сызранцев В. Н., Голофаст С. Л. Измерение циклических деформаций и прогнозирование долговечности деталей по показаниям датчиков деформаций интегрального типа. Новосибирск: Наука, 2004. 206 с.
21. Сызранцев В. Н., Сызранцева К. В. Определение напряжений и остаточного ресурса по показаниям датчика деформаций интегрального типа переменной чувствительности // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328, № 9. С. 82 – 93.
1. Vereskun V. D., Pserovskaya E. D., Horunzhin S. Yu. et al. (2012). Full-scale studies of loads acting on a carriage, cargo and fastening during collisions. Kontrol'. Diagnostika, (8), pp. 57 – 62. [in Russian language]
2. Botvina L. R. (2008). Destruction: kinetics, mechanisms, general laws. Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. Baharev M. S. (2004). Development of methods and means for measuring mechanical stresses based on irreversible and quasi-reversible magnetoelastic phenomena. Tyumen'. [in Russian language]
4. Novikov V. F., Paderin K. S., Muratov K. R. et al. (2011). Wireless ribbon strain gauge. Datchiki i sistemy, (9), pp. 47 – 49. [in Russian language]
5. Novikov V. F., Baharev M. S. Self-contained memory sensor for measuring peak acceleration values. Ru Patent No. 2123189. Russian Federation. [in Russian language]
6. Konovalov S. F., Konovchenko A. A., Mezhiritskiy E. L. (2006). Compensating SI-FLEX accelerometer for measuring high accelerations. Giroskopiya i navigatsiya, 53(2), pp. 44 – 51. [in Russian language]
7. Baginskiy I. L., Kostsov E. G. (2017). Capacitive MEMS accelerometers for ultra-high acceleration. Avtometriya, Vol. 53, (3), pp. 107 – 116. [in Russian language]
8. Novikov V. F., Neradovskiy D. F., Fedorov B. V., Strokova A. V. (2017). Magnetoelastic phenomena in remanently magnetized cobalt steel. Defektoskopiya, (3), pp. 35 – 40. [in Russian language]
9. Muratov K. R., Novikov V. F., Neradovskiy D. F., Kazakov R. H. (2018). Magnetoelastic demagnetization of steel under cyclic loading. Fizika metallov i metallovedenie, Vol. 119, (1), pp. 19 – 25. [in Russian language]
10. Kolomb'e L., Gohman I. (1958). Stainless and heat resistant steels. Moscow: Metallurgizdat. [in Russian language]
11. Bida G. V., Nichipuruk A. P. (2005). Magnetic properties of heat-treated steels. Ekaterinburg: UrO RAN. [in Russian language]
12. Gulyaev A. P., Gulyaev A. A. (2015). Metallurgy: a textbook for universities. Moscow: Al'yans. [in Russian language]
13. Vonsovskiy S. V., Shur Ya. S. (1948). Ferromagnetism. Moscow–Leningrad: GITTL. [in Russian language]
14. Muratov K., Novikov V., Neradovsky D., Sokolov R. (2018). Cyclic load amplitude dependence of magnetoelastic power relaxation parameters for the 30Kh13 steel at various tempering temperatures. AIP Conference Proceedings: Proceedings of the 12th International Conference on Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures. Ekaterinburg. DOI 10.1063/1.5084406
15. Stashkov A. N., Schapova E. A., Nichipuruk A. P., Korolev A. V. (2021). Magnetic incremental permeability as indicator of compression stress in low-carbon steel. NDT and E International, Vol. 118, 102398.
16. Gorkunov E. S., Povolotskaya A. M., Zadvorkin S. M. et al. (2019). Features of the behavior of magnetic and acoustic characteristics of hot-rolled steel 08G2B under cyclic loading. Defektoskopiya, (11), pp. 21 – 31. [in Russian language]
17. Lebedev E. L., Mohnatkin D. P., Smurov S. A. (2017). Coercive force as a diagnostic sign of plastic deformation in a steel structure. Trudy Voenno-kosmicheskoy akademii im. A. F. Mozhayskogo, 658, pp. 163 – 167. [in Russian language]
18. Kopnov V. A. (2017). Optimal control of degradation processes of mechanical system elements. Ekaterinburg. Available at: http://elar.rsvpu.ru/handle/123456789/21714 [in Russian language]
19. Kopnov V. A., Timashev S. A. (1992). Fatigue damage sensors. Sverdlovsk: Nauka. [in Russian language]
20. Syzrantsev V. N., Golofast S. L. (2004). Measurement of cyclic deformations and prediction of the durability of parts according to the readings of integral-type strain gauges. Novosibirsk: Nauka. [in Russian language]
21. Syzrantsev V. N., Syzrantseva K. V. (2017). Determination of stresses and residual life according to the readings of the integral-type strain sensor of variable sensitivity. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, Vol. 328, (9), pp. 82 – 93. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2021.11.pp.050-057
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2021.11.pp.050-057
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»