УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ЛОКАЛЬНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ЗАМЕДЛЕННОМ И АКТИВНОМ РАЗРУШЕНИИ МАРТЕНСИТНОЙ СТАЛИ

Разработан новый подход количественного изучения влияния структурных факторов на локальную прочность сталей на основе управления параметрами процесса локального разрушения при замедленном и активном разрушении мартенситной стали. Основой методики является: 1) использование концентраторов напряжений на образцах для создания точных координат процесса локального разрушения; 2) расчет локальных напряжений в зоне локального разрушения с помощью методов компьютерного моделирования методом конечных элементов; 3) создание заранее запланированного структурного состояния стали. В качестве модельного вида разрушения выбрано замедленное разрушение закаленной стали. Замедленное разрушение стали связано с наличием остаточных внутренних микронапряжений в стали. Максимальных значений остаточные внутренние микронапряжения достигают в вершинах наиболее крупных кристаллов мартенсита, выходящих на границы исходных аустенитных зерен стали, что определяет место зарождения трещин. Использование метода математического моделирования напряженного состояния (метод конечных элементов) образцов с концентраторами напряжений позволило определять локальные напряжения в месте зарождения трещины. Испытания на замедленное разрушение образцов с надрезом дали возможность контролировать место зарождения трещины и реализовывать зарождение трещины на границе исходного аустенитного зерна. С помощью метода конечных элементов впервые установлена количественная зависимость прочности границы зерна мартенситной стали 18Х2Н4ВА в условиях активного и замедленного разрушения при различных уровнях остаточных внутренних микронапряжений в результате различного времени отдыха после закалки. Впервые показано, что локальная прочность границы исходного аустенитного зерна мартенситной стали зависит от типа реализуемого механизма локального разрушения: разрушение сколом при квазистатическом нагружении или разрушение по механизму термически активированного замедленного разрушения.