10.14489/td.2026.02.pp.004-014

2026, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/td.2026.02.pp.004-014

Барат В. А., Марченков А. Ю., Поройков А. Ю., Ушанов С. В., Свиридов Г. Б., Лаврик Н. В., Еремин Д. В., Карпова М. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ РАЗНОРОДНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЕЙ 20 И 12Х18Н10Т
(с. 4-14)

Аннотация. Объектом исследования являются карбидные и обезуглероженные диффузионные прослойки, которые образуются в процессе сварки сталей перлитного и аустенитного классов, а также при последующей эксплуатации таких разнородных соединений в условиях высоких температур. Представлены результаты экспериментального исследования по циклическому нагружению образцов разнородных сварных соединений с регистрацией данных АЭ и измерением локальных полей деформации методом корреляции цифровых изображений (DIC). Нагружение проводилось в упругой области при напряжении, близком к эксплуатационным значениям. Анализ полей распределения деформаций по поверхности образцов показал, что у сварных соединений с диффузионными прослойками в зоне прослоек наблюдаются повышенные значения деформаций, при этом по данным АЭ на схеме локации в той же области формируется выраженный локационный кластер. По значениям АЭ-параметров у образцов с диффузионными прослойками уровень активности и амплитуд импульсов АЭ выше, чем у бездефектных образцов.

Ключевые слова: разнородные сварные соединения, акустическая эмиссия, диффузионные прослойки.

Barat V. A., Marchenkov A. Yu., Poroikov A. Yu., Ushanov S. V., Sviridov G. B., Lavrik N. V., Eremin D. V., Karpova M. V.
STUDY OF ACOUSTIC EMISSION DURING CYCLIC TENSION OF DISSIMILAR WELDED JOINTS OF 12X18N10T AND GRADE 20 STEEL
(pp. 4-14)

Abstract. The paper is devoted to the study of acoustic emission (AE) under cyclic loading of dissimilar welded joints. The object of the study is carbide and decarburized diffusion interlayers that are formed during welding of pearlitic and austenitic steels, as well as during subsequent operation of such dissimilar joints under high temperatures. The paper presents the results of an experimental study on cyclic loading of samples of dissimilar welded joints with the registration of AE data and measurement of local deformation fields using the digital image correlation (DIC) method. Loading was carried out in the elastic region at a stress close to the operational values. Analysis of the deformation distribution fields over the surface of the samples showed that welded joints with diffusion interlayers have increased deformation values in the interlayer zone, while according to the AE data, a pronounced location cluster is formed in the same area on the location scheme. According to the values of the AE parameters, the level of activity and amplitudes of AE pulses in samples with diffusion layers is higher than in defect-free samples.

Keywords: dissimilar welded joints, acoustic emission, diffusion interlayres.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. А. Барат (ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ», ООО «Интерюнис-ИТ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. Ю. Марченков, А. Ю. Поройков, С. В. Ушанов, Г. Б. Свиридов, Н. В. Лаврик, Д. В. Еремин, М. В. Карпова (ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ», Москва, 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. , 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. , 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. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. A. Barat (Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “National Research University “MEI”. Moscow, Russia, “Interunis-IT” LLC, Moscow, Russia)
A. Yu. Marchenkov, A. Yu. Poroikov, S. V. Ushanov, G. B. Sviridov, N. V. Lavrik, D. V. Eremin, M. V. Karpova (Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “National Research University “MEI”. Moscow, 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. , 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. , 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. , 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. , 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. , 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. , 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.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Vinogradov A., Yasnikov I. S., Merson D. L. Phenomenological approach towards modelling the acoustic emission due to plastic deformation in metals // Scripta Materialia. 2019. Vol. 170 A. P. 172 ‒ 176.
2. Vinogradov A., Orlov D., Danyuk A., Estrin Y. Effect of grain size on the mechanisms of plastic deformation in wrought Mg–Zn–Zr alloy revealed by acoustic emission measurements // Acta Materialia. 2013. Vol. 61, No. 6. P. 2044 ‒ 2054.
3. Салита Д. С., Поляков В. В. Акустическая эмиссия при пластической деформации оловянно-свинцовых сплавов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2020. № 1. C. 119 ‒ 123.
4. Плотников В. А., Грязнов А. С., Харламов И. В. Акустическая эмиссия и деформация при циклировании мартенситных превращений сплавов на основе никелида титана в условиях механического нагружения // Вестник АлтГПА: Естественные и точные науки. 2012. № 13. C. 18 ‒ 23.
5. Linderov M., Segel C., Weidner A., et al. Deformation mechanisms in austenitic TRIP/TWIP steels at room and elevated temperature investigated by acoustic emission and scanning electron microscopy // Materials Science and Engineering: A. 2014. Vol. 597. P. 183 ‒ 193.
6. Yang J., Zhang C., Li H., et al. The development of deformation mechanism during tension at different strain rates for GH4169 superalloys quantified by in-situ acoustic emission // Materials Today Communications. 2022. Vol. 33. 104239.
7. Botvina L. R., Bolotnikov A. I., Sinev I. O., Beletsky E. N. Acoustic emission, damage and fracture mechanisms of structural steel under mixed-mode loading // Engineering Fracture Mechanics. 2023. Vol. 292. 109635.
8. Barat K., Bar H. N., Mandal D., et al. Low temperature tensile deformation and acoustic emission signal characteristics of AISI 304LN stainless steel // Materials Science and Engineering: A. 2014. Vol. 597. P. 37 ‒ 45.
9. Yan Chen, Boyuan Gou, Xin Xu, et al. Multibranches of acoustic emission as identifier for deformation mechanisms in additively manufactured 316L stainless steel // Additive Manufacturing. 2023. Vol. 78. 103819.
10. Матвиенко Ю. Г., Махутов Н. А., Васильев И. Е. и др. Оценка остаточной прочности композитных изделий на основе структурно-феноменологической концепции повреждений и акустико-эмиссионной диагностики // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88, № 1-1. С. 69 ‒ 81.
11. Барсук В. Е., Степанова Л. Н., Кабанов С. И. Акустико-эмиссионный контроль дефектов при статических испытаниях конструкции композиционного самолета // Контроль. Диагностика. 2018. № 4. С. 14 ‒ 19.
12. Shengqiang Jiang, Tai Zeng, Ming Mei, et al. Flexural performance and damage mechanisms of stitched composites under different stitch patterns and densities by acoustic emission // Thin-Walled Structures. 2024. Vol. 204, No. 1.
13. Степанова Л. Н., Рамазанов И. С., Кириенко В. В. Акустико-эмиссионная локация дефектов в процессе многопроходной сварки контуров сложной формы // Дефектоскопия. 2016. № 5. С. 14 – 22.
14. Степанова Л. Н., Рамазанов И. С., Канифадин К. В. Определение опасных источников сигналов акустической эмиссии по оценке энергии кластеров // Дефектоскопия. 2010. № 9. С. 64 – 73.
15. Барат В. А., Марченков А. Ю., Карпова М. В. и др. Применение метода акустической эмиссии для обнаружения диффузионных прослоек в разнородных сварных соединениях // Контроль. Диагностика. 2023. Т. 26, № 10(304). С. 4 ‒ 10.
16. Barat V., Marchenkov A., Bardakov V., et al. Assessment of the structural state of dissimilar welded joints by the acoustic emission method // Applied Sciences. 2022. Vol. 12, No. 14. P. 7213.
17. Barat V., Marchenkov A., Elizarov S. Estimation of fatigue crack AE emissivity based on the Palmer-Heald model. // Applied Sciences. 2019. Vol. 9, No. 22. P. 4851.

Eng

1. Vinogradov, A., Yasnikov, I. S., & Merson, D. L. (2019). Phenomenological approach towards modelling the acoustic emission due to plastic deformation in metals. Scripta Materialia, 170, 199–203. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2019.06.002
2. Vinogradov, A., Orlov, D., Danyuk, A., & Estrin, Y. (2013). Effect of grain size on the mechanisms of plastic deformation in wrought Mg–Zn–Zr alloy revealed by acoustic emission measurements. Acta Materialia, 61(6), 2044–2054. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.12.031
3. Salita, D. S., & Polyakov, V. V. (2020). Acoustic emission during plastic deformation of tin-lead alloys. Fundamental'nye Problemy Sovremennogo Materialovede¬niya, (1), 119–123. [in Russian language]
4. Plotnikov, V. A., Gryaznov, A. S., & Kharlamov, I. V. (2012). Acoustic emission and deformation during cycling of martensitic transformations in titanium nickelide-based alloys under mechanical loading. Vestnik AltGPU: Estestvennye i Tochnye Nauki, (13), 18–23. [in Russian language]
5. Linderov, M., Segel, C., Weidner, A., Biermann, H., & Vinogradov, A. (2014). Deformation mechanisms in austenitic TRIP/TWIP steels at room and elevated temperature investigated by acoustic emission and scanning electron microscopy. Materials Science and Engineering: A, 597, 183–193. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.12.086
6. Yang, J., Zhang, C., Li, H., Xia, Y., Yang, Z., Pang, B., Wang, H., & Sun, G. (2022). The development of deformation mechanism during tension at different strain rates for GH4169 superalloys quantified by in-situ acoustic emission. Materials Today Communications, 33, 104239. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.104239
7. Botvina, L. R., Bolotnikov, A. I., Sinev, I. O., & Beletsky, E. N. (2023). Acoustic emission, damage and fracture mechanisms of structural steel under mixed-mode loading. Engineering Fracture Mechanics, 292, 109635. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2023.109635
8. Barat, K., Bar, H. N., Mandal, D., Roy, H., Sivaprasad, S., & Tarafder, S. (2014). Low temperature tensile deformation and acoustic emission signal characteristics of AISI 304LN stainless steel. Materials Science and Engineering: A, 597, 37–45. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.12.061
9. Chen, Y., Gou, B., Xu, X., Ding, X., Sun, J., & Salje, E. K. H. (2023). Multibranches of acoustic emission as identifier for deformation mechanisms in additively manufactured 316L stainless steel. Additive Manufacturing, 78, 103819. https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103819
10. Matvienko, Yu. G., Makhutov, N. A., Vasiliev, I. E., Chernov, D. V., Ivanov, V. I., & Elizarov, S. V. (2022). Assessment of the residual strength of composite products based on a structural-phenomenological concept of damage and acoustic emission diagnostics. Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov, 88(1-1), 69–81. [in Russian language]
11. Barsuk, V. E., Stepanova, L. N., & Kabanov, S. I. (2018). Acoustic emission monitoring of defects during static tests of a composite aircraft structure. Kontrol'. Diagnostika, (4), 14–19. [in Russian language]
12. Jiang, S., Zeng, T., Mei, M., Chen, Z., Wen, L., Huang, J., He, Y., & Li, X. (2024). Flexural performance and damage mechanisms of stitched composites under different stitch patterns and densities by acoustic emission. Thin-Walled Structures, 204, 111744. https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.111744
13. Stepanova, L. N., Ramazanov, I. S., & Kirienko, V. V. (2016). Acoustic emission location of defects during multi-pass welding of complex-shaped contours. Defektoskopiya, (5), 14–22. [in Russian language]
14. Stepanova, L. N., Ramazanov, I. S., & Kanifa-din, K. V. (2010). Determination of hazardous sources of acoustic emission signals by assessing cluster energy. Defektoskopiya, (9), 64–73. [in Russian language]
15. Barat, V. A., Marchenkov, A. Yu., Karpova, M. V., Bardakov, V. V., & Ushanov, S. V. (2023). Application of the acoustic emission method for detecting diffusion interlayers in dissimilar welded joints. Kontrol'. Diagnostika, 26(10), 4–10. [in Russian language]
16. Barat, V., Marchenkov, A., Bardakov, V., Zhgut, D., Karpova, M., Balandin, T., & Elizarov, S. (2022). Assessment of the structural state of dissimilar welded joints by the acoustic emission method. Applied Sciences, 12(14), 7213. https://doi.org/10.3390/app12147213
17. Barat, V., Marchenkov, A., & Elizarov, S. (2019). Estimation of fatigue crack AE emissivity based on the Palmer-Heald model. Applied Sciences, 9(22), 4851. https://doi.org/10.3390/app9224851

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 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.2026.02.pp.004-014

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 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.2026.02.pp.004-014

and fill out the form