МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЛИ A30
Research article
Зеленкевич А. И.
МГПУ им. И. П. Шамякина, магистрант
Сойкина Л. И.
МГПУ им. И. П. Шамякина, магистрантка
Савенко В. С.
МГПУ им. И. П. Шамякина, доктор технических наук, профессор
МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЛИ A30
Аннотация Проведены микроструктурные исследования углеродистой стали A30, показано развитие микротрещин стали в условиях образования хрупкой трещины при обработке металлов давлением. Ключевые слова: микротвердость, индентирование, деформации, дефект, микроструктура Key words: microhardness, indentation, deformation, defect, microstructure Цель данной работы состоит в экспериментальном исследовании качества материала методами неразрушающего контроля. В качестве исследуемого материала использовалась углеродистая сталь A30, из которой при холодной штамповке была получена деталь (маслосниматель ЕПВ 725.162.001). Для достижения сформулированных целей проводился анализ существующих методов:- магнитопорошковый с дефектоскопом на постоянных магнитах;
- определения механических свойств по микротвердости;
- морфологического анализа изображения микроструктуры образца.
Рис. 1 – Дефект в виде трещины.
С помощью прибора пост микрокантроля МК-3 получен снимок начала микроструктуры изломов трещины (рис 2).Рис. 2 – Микроструктура изломов в виде разветвления.
Данный дефект можно увидеть невооруженным глазом или увеличительными приборами. Склонность к хрупкому разрушению зависит от количественного содержания углерода в кристаллической структуре металла, которая в первую очередь определяется химическим составом, размером действительного зерна и состоянием его границ [2].Дальнейший анализ показывает, что после разветвления трещина, ориентируется в магистраль (рис. 3)Рис .3 – Расположение ориентированной трещины в образце.
С помощью цифрового микротвердомера MicroMet 5114 воспроизводились результаты измерения микротвердости по методу Виккерса. На поверхность материала вдавливается алмазная четырехгранная пирамида с углом при вершине α=1360. Продолжительность выдержки индентора под нагрузкой принимали для образца из углеродистой стали A30 равным 7 – 15с, тестовые нагрузки были: 500г, 1000г, 2000г. Индентирование проводилось перпендикулярно индентируемой плоскости шлифа в ортогональном направлении вектора деформации. Математический анализ характеристик позволяет построить графики зависимости микротвердости от времени (рис. 4). С увеличением нагрузки на индентор микротвердость уменьшается, что объясняется масштабным фактором, при увеличении глубины отпечатка [3-4]. С ростом времени деформационной нагрузки микротвердость незначительно увеличивается, что объясняется процессами релаксации деформирующих усилий, обратимостью пластической деформации.Рис. 4 – Зависимость микротвердости H от времени t при нагрузке на индентор (1 - 500г, 2 - 1000г, 3 - 2000г.)
Рис. 5 – Зависимость предела прочности от времени при нагрузке (1 - 500г, 2 - 1000г, 3 - 2000г.).
Рис. 6 – Зависимость предела текучести от времени при нагрузке (1 - 500г, 2 - 1000г, 3 - 2000г.).
С увеличением нагрузки на индентор микротвердость уменьшается, что объясняется масштабным фактором, при увеличении глубины отпечатка [5]. С ростом времени деформационной нагрузки микротвердость незначительно увеличивается, что объясняется процессами релаксации деформирующих усилий, обратимостью пластической деформации.Литература
- Вишняков, Я.Д. Современные методы исследования структуры деформированных кристаллов / Я.Д. Вишняков. – М.: Металлургия, 1975. – 480 с.
- Булычев, С.И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С.И. Булычев, В.П. Алехин. – М: Машиностроение, 1990. – 224 с.
- Давиденков, Н.Н. Некоторые проблемы механики материалов / Н.Н. Давиденков. – Л.: Лениздат, 1943. – 246 с.
- О'Нейль, Г. Твердость материалов и ее измерения / Г. О'Нейль. – М.-Л.: ГТТИ, 1940. – 376 с.
- Марковец, М.П. Определение механических свойств металлов по твердости / М.П. Марковец. – М.: Машиностроение, 1979. – 192 с.