А. Г. Кольцов институт металлургии и материаловедения им. Байкова исследованиЕ

Вид материалаИсследование
Подобный материал:

М.М. ЛЯХОВИЦКИЙ, А.Г. КОЛЬЦОВ

Институт металлургии и материаловедения им. Байкова


исследованиЕ АКУСТИЧЕКИХ СВОЙСТВ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ



Как известно, акустическая эмиссия связана с движением дислокаций, отрывом их от мест закрепления, торможением дислокаций у препятствий и их скоплением, появлением зародышевых трещин, образованием новых или, наоборот, исчезновением подвижных дислокаций и т.п. Чувствительность метода акустической эмиссии (АЭ) оказалась достаточной для исследования таких процессов, как фазовые переходы и рекристаллизация. Предлагаемая работа посвящена разработке акустических методов исследования кинетике структурных изменений в металлических материалах и имеет методическую направленность.

Конструкционные коррозионно-стойкие стали 10Х14Г14Н4Т и 08Х14АН4МДБ были исследованы в процессе отжига, а также в процессе нагревания от 20 0С до 1000 0С в области точки Кюри и α→γ–перехода. Предварительно была исследована АЭ-активность самого волновода в диапазоне 20-1000 0С, которая учитывалась при измерениях на реальных материалах.

Первоначально осуществлялся быстрый нагрев деформированных образцов (степень деформации 90%) исследуемых материалов в вакуумной камере акустической установки до 1020 0С с последующей их длительной выдержкой при этой температуре. По достижении образцами 960 0С начинались измерения их АЭ-активности, продолжавшиеся непрерывно до окончания выдержки, которая прекращалась, когда затухала АЭ-активность образцов.

Отожженные таким образом образцы подвергались затем медленному (примерно 1 0С в минуту) нагреванию от комнатной температуры до 1000 0С, при этом также производились измерения АЭ-активности материала образцов.

В процессе исследований было выявлено, что отжиг армко-железа и сталей сопровождается акустической эмиссией, причем реальная продолжительность отжига при указанной температуре у исследованных материалов составляет почти 7 часов. Кроме того, процесс достижения материалами равновесной структуры при отжиге происходит во времени неравномерно, скачками.

Измерения АЭ-активности материалов в процессе нагревания образцов показали наличие корреляции между акустической эмиссией и фазовыми переходами в них, что наблюдалось сотрудниками ИМЕТ РАН ранее при исследовании процесса плавления металлов.

Судить о структурных изменениях в исследуемых сталях можно как по поведению коэффициентов затухания ультразвуковых волн в проволочных образцах, так и по их АЭ-активности в процессе нагревания. Ранее проведенные в ИМЕТе РАН исследования показали, что различные структурные перестроения сопровождаются АЭ-активностью материала в начале и в конце процесса такого перестроения. В частности, максимумы АЭ обычно достигались при температурах начала и конца фазового перехода. Непосредственно при фазовом переходе имело место некоторое «затишье» АЭ. Особенно отчетливо это наблюдалось в области точки Кюри армко-железа и стали 08Х14АН4МДБ и при γ–переходах всех исследованных материалов.


Список литературы


1. Новиков И.И., Рощупкин В.В., Покрасин М.А. и др. Изучение внутренней структуры металла в процессе плавления // ТВТ. 2000. Т.38. № 2. С. 340.

2. Рощупкин В.В., Ляховицкий М.М., Покрасин М.А. Экспериментальное исследование акустических свойств сплава Fe + 1 мас.% Al // ТВТ. 2003. Т. 41. № 1. С. 143.

3. Рощупкин В.В., Покрасин М.А., Чернов А.И. Экспериментальное исследование температурной зависимости скорости звука в конструкционных материалах для атомной энергетики // ТВТ. 1999. Т. 37. № 5. С. 835.

4. Рощупкин В.В., Покрасин М.А., Чернов А.И. и др. Акустико-эмиссионный программно-технический комплекс //В сб.: Синергетика 2000. Самоорганизационные процессы в системах и технологиях. Комсомольск-на-Амуре: Изд-во КнАГТУ, 2000. С.101.

5. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел // М.: Наука, 1974. 294 с.

6. Рощупкин В.В., Ляховицкий М.М., Минина Н.А. и др. Исследование акустическими методами динамики рекристаллизации и фазовых переходов в армко-железе и конструкционной стали // ТВТ. 2004. Т. 42. № 6. С. 1.