izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-2-62-67izmertech-1766Research ArticleМАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИTHE MATERIALS OF THE CONFERENCEКонтроль состояния циклически деформируемых нержавеющих сталей акустическим и вихретоковым методамиThe control of the condition of the stainless steel under cyclic loading by acoustic and eddy current methodhttps://orcid.org/0000-0002-4329-7938МишакинВ. В.MishakinV. V.

Василий Васильевич Мишакин

Нижний Новгород

Vasiliy V. Mishakin

Nizhny Novgorod

imndt31@mts-nn.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9408-4206ГончарА. В.GoncharA. V.

Александр Викторович Гончар

Нижний Новгород

Aleksandr V. Gonchar

Nizhny Novgorod

imndt31@mts-nn.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7485-1583КлюшниковВ. А.KlyushnikovV. A.

Вячеслав Александрович Клюшников

Нижний Новгород

Vyacheslav A. Klyushnikov

Nizhny Novgorod

imndt31@mts-nn.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7808-5281КурашкинК. В.KurashkinK. V.

Константин Владимирович Курашкин

Нижний Новгород

 

Konstantin V. Kurashkin

Nizhny Novgorod

imndt31@mts-nn.ruФоминА. Е.FominA. E.

Александр Евгеньевич Фомин

Набережные Челны

Aleksandr E. Fomin

Naberezhnye Chelny

fomin_ae@mail.ruСергееваО. А.SergeevaO. A.

Ольга Александровна Сергеева

Набережные Челны

Olga A. Sergeeva

Naberezhnye Chelny

fomin_ae@mail.ruИнститут проблем машиностроения РАНРоссияMechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of SciencesRussian FederationООО «Волга-Спецгидроэнергомонтаж» – «Камспецэнерго»РоссияLtd Volga-Spetsgidroenergomontazh – KamspetsenergoRussian Federation202127062023026267Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1766

Исследовано влияние амплитуды деформации на интенсивность изменения упругих и магнитных свойств аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Показано, что применение комбинации вихретоковых и ультразвуковых измерений позволяет оценить состояние этой марки стали при усталостном разрушении, представлены результаты таких измерений. Предложенная техника измерения ультразвуковых параметров позволила регистрировать изменения структурного состояния материала при усталостном разрушении задолго до образования трещин. Для определения объёмной доли мартенсита, обладающего ферромагнитными свойствами, использован вихретоковый метод. Приведён алгоритм оценки количества циклов нагружения и наработки метастабильной аустенитной стали 12Х18Н10Т по данным ультразвуковых и вихретоковых измерений.

This paper presents the results of ultrasonic and eddy-current measurements of the characteristics of austenitic stainless steel AISI 321 under fatigue failure. The effect of the strain amplitude on the intensity of changes in elastic and magnetic properties is studied. The use of a combination of eddy current and ultrasonic measurements makes it possible to assess the state of steel AISI 321 under fatigue failure is shown. The technique for measuring ultrasonic parameters described in this paper allows us to register changes in the structural state of a material under fatigue failure long before the crack is formed. The eddy current method is used to determine the volume fraction of martensite with ferromagnetic properties. An algorithm is proposed for estimating the number of loading cycles and the operating time of metastable austenitic steel AISI 321 based on the data of ultrasonic and eddy current measurements.

контрольциклическое нагружениеизмерениеультразвукусталостное разрушениевихретоковый методфазовый составмикроповрежденияmonitoringcyclic loadingmeasurementultrasoundfatigue failureeddy current methodphase compositionmicro-damageReferencesPaul S. K., Sivaprasad S., Dhar S., Tarafder S., Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 2010, vol. 54, no. 1, pp. 63–70. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2010.06.016Paul S. K., Sivaprasad S., Dhar S., Tarafder S. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 2010, vol. 54, no. 1, pp. 63–70. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2010.06.016Ye D., Xu Y., Xiao L., Cha H., Materials Science and Engineering: A, 2010, vol. 527, no. 16–17, pp. 4092–4102. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.03.027Ye D., Xu Y., Xiao L., Cha H. Materials Science and Engineering: A, 2010, vol. 527, no. 16–17, pp. 4092–4102. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.03.027Niff enegger M., Leber H. J. Journal of Nuclear Materials, 2008, vol. 377, no. 2, pp. 325–330. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.03.007Niff enegger M., Leber H. J. Journal of Nuclear Materials, 2008, vol. 377, no. 2, pp. 325–330. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.03.007Mumtaz K., Takanashi S., Echigoya J., Kamada Y., Zhang L. F., Kikuchi H., Ara K., Sato M., Journal of Materials Science, 2004, vol. 39, no. 1, pp. 85–97. https://doi.org/10.1023/B:JMSC.0000017761.64839.fcMumtaz K., Takanashi S., Echigoya J., Kamada Y., Zhang L. F., Kikuchi H., Ara K., Sato M., Journal of Materials Science, 2004, vol. 39, no. 1, pp. 85–97. https://doi.org/10.1023/B:JMSC.0000017761.64839.fcShaira M., Guy P., Courbon J., Godin N., Research in Nondestructive Evaluation, 2015, vol. 21, no. 2, pp. 112–126. https://doi.org/10.1080/09349840903427854Shaira M., Guy P., Courbon J., Godin N. Research in Nondestructive Evaluation, 2015, vol. 21, no. 2, pp. 112–126. https://doi.org/10.1080/09349840903427854Khan S. H., Ali F., Khan N. A., Iqbal M. A., Computational Materials Science, 2008, vol. 43, no. 4, pp. 623–628. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.01.034Khan S. H., Ali F., Khan N. A., Iqbal M. A. Computational Materials Science, 2008, vol. 43, no. 4, pp. 623–628. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.01.034Салганик Р. Л. Механика тел с большим числом трещин // Изв. АН СССР. МТТ. 1973. № 4. С. 149–158.Salganik R. L., Izv. Akad. Nauk SSSR. Mekh. Tverd. Tela, 1973, no. 4, pp. 149–158 (in Russian).Алешин Н. П., Лупачев В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справочное пособие. Минск: Вышэйшая школа, 1987. 271 с.Aleshin N. P., Lupachev V. G., Ultrazvukovaya defectoscopiya: Spravochnoe posobie, Minsk, Vyshaishaya Shkola Publ., 1987, 271 p. (in Russian).Муравьев В. В., Зуев Л. Б., Комаров К. Л. Скорость звука и структура сталей и сплавов. Новосибирск: Наука, 1996. 184 с.Murav’yev V. V., Zuyev L. B., Komarov K. L., Skorost’ zvuka i struktura staley i splavov, Novosibirsk, Nauka Publ., 1996, 184 p. (in Russian).Углов А. Л., Хлыбов А. А., Пичков С. Н., Шишулин Д. Н. Акустический метод оценки поврежденности аустенитной стали при термопульсациях // Дефектоскопия. 2016. № 2. С. 3–10.Uglov A. L., Khlybov A. A., Pichkov S. N., Shishulin D. N., Russian Journal of Nondestructive Testing, 2016, vol. 52, pp. 53–59. https://doi.org/10.1134/S106183091602008XМишакин В. В., Клюшников В. А., Гончар А. В. Связь энергии деформации с коэффициентом Пуассона при циклическом нагружении аустенитной стали // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. № 5. С. 32–36.Mishakin V. V., Klyushnikov V. A., Gonchar A. V., Technical Physics, 2015, vol. 60, no. 5, pp. 665–668. https://doi.org/10.1134/S1063784215050163Гончар А. В., Мишакин В. В., Клюшников В. А., Курашкин К. В. Изменение упругих характеристик метастабильной аустенитной стали при циклическом деформировании // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. № 4. С. 518–521. https://doi.org/10.21883/JTF.2017.04.44310.1828Gonchar A. V., Mishakin V. V., Klyushnikov V. A., Kurashkin K. V., Technical Physics, 2017, vol. 62, no. 4, pp. 537–541. https://doi.org/10.1134/S1063784217040089Мишакин В. В., Митенков Ф. М., Клюшников В. А. Разработка акустического метода оценки степени деградации стали 08Х18Н10Т на ранних стадиях усталостного разрушения // Проблемы прочности. 2014. № 5. С. 103–108.Mishakin V. V., Mitenkov F. M., Klyushnikov V. A., Strength of Materials, 2014, vol. 46, no. 5, pp. 666–671. https://doi.org/10.1007/s11223-014-9599-6Mishakin V., Klyushnikov V., Gonchar A., Kachanov M., Journal of Nondestructive Evaluation, 2019, vol. 38, 4. https://doi.org/10.1007/s10921-018-0541-xMishakin V., Klyushnikov V., Gonchar A., Kachanov M., Journal of Nondestructive Evaluation, 2019, vol. 38, 4. https://doi.org/10.1007/s10921-018-0541-xТруэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твёрдого тела: Пер с англ. М.: Мир, 1972. 307 с.Rohn Truell, Charles Elbaum, Bruce B. Chick, Ultrasonic Methods in Solid State Physics, New York, London, Academic Press, 1969, 478 р.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.