Influence of microstructural parameters on the fracture behavior of low-carbon steels

D. V. Laukhin, I. S. Fedorova, O. S. Chuyan

Abstract


Purpose. Besides having complex of high mechanical properties a modern structural steel should have a high level of resistance to brittle fracture. That is why the study of the influence of various parameters on the fracture behavior of structural steel is the primary purpose of this article. Results. The influence of the basic microstructural parameters on the formation of the fracture surface of low-carbon steels was analyzed. Undertaken studies on fracture surface’s character of low-carbon steel 10Г2ФБ confirm the presence of fracture surface formation peculiarities.

Keywords


fracture behavior; low-carbon steel; delaminations; non-metallic inclusions; grain boundaries

References


Голованенко С. А. Влияние контролируемой прокатки на характер разрушения малоперлитных сталей для сварных труб большого диаметра / С. А. Голованенко, О. Н. Чевская // Сталь. – 1984. – № 12. – С. 51–55.

Golovanenko S.A. and Chevskaya O.N. Vliyanie kontroliruemoj prokatki na harakter razrusheniya maloperlitnyh stalej dlya svarnyh trub bol'shogo diametra [Influence of controlled rolling on the nature of the low-rearlitic steels for welded large-diameter pipes destruction]. Stal’ [Steel]. 1984, no. 12, pp. 51–55. (in Russian).

Hudison H., Ederson Pauletti, Juliana P. Martins and André L.M.Carvalho Evaluation of delamination mechanisms from Charpy impact test in API-X70 steel. 13th International Conference on Fracture, Beijing, China, 2013, 10 р.

Факторы, влияющие на разрушение металла [Текст]. Режим доступа: http://www.trastcomp.ru/faktory-vliyayushhie-na-razrushenie-metalla, 05.05.2015, 14.30

Faktory, vliyayuschie na razrushenie metalla [Tekst] [Factors affecting the destruction of the metal [Text]]. http://www.trastcomp.ru/faktory-vliyayushhie-na-razrushenie-metalla, 05.05.2015, 14.30

Большаков В. И. Атлас структур металлов и сплавов / В. И. Большаков, Г. Д. Сухомлин, Д. В. Лаухин // Днепропетровск : ГВУЗ «ПГАСА», 2010. – 174 с.

Bol’shakov V.I., Sukhomlin G.D., Laukhin D.V. Atlas struktur metallov i splavov [Atlas of metals and alloys structures]. Dnipropetrovs’k : HSEI PSACEA, 2010, 174 p. (in Russian).

Евстифеев А. Д. Температурно-скоростная зависимость типа разрушения / А. Д. Евстифеев, A. А. Груздков, Ю. В. Петров // Журнал технической физики. – 2013. – Том 83. – Вып. 7. – С.59–63.

Estifeev A.D., Guzdkov A.A. and Petrov Yu.V. Temperaturno-skorostnaya zavisimost' tipa razrusheniya [Temperature-speed dependence of fracture type]. Zhurnal tehnicheskoy fiziki [J. of Technical Physics]. 2013, vol. 83, iss. 7, pp. 59–63. (in Russian).

Grossmann G. and Zardini C. The ELFNET Book on Failure Mechanisms, Testing Methods, and Quality Issues of Lead-Free Solder Interconnects. Springer, 2011, 313 p.

Металлы и сплавы. Справочник / Под редакцией Ю. П. Солнцева. − Санкт-Петербург : НПО «Профессионал», 2003.

Edited by Yu. P. Solntsev. Metally i splavy. Spravochnik [Metals and alloys. Reference guide]. Saint Petersburg : SPA “Professional”, 2003. (in Russian).

Пемов И. Ф. Взаимосвязь микроструктуры и параметров разрушения при испытаниях падающим грузом толстолистового проката из низкоуглеродистой микролегированной стали / И. Ф. Пемов,

Е. А. Голи-Оглу, А. Д. Лючков и др. // Металлы и литье Украины. – 2012. – № 2–3. – С. 69–74.

Pemov I.F., Goly-Oglu E.A., Lyuchkov A.D. and etc. Vzaimosvyaz' mikrostruktury i parametrov razrusheniya pri ispytaniyah padayuschim gruzom tolstolistovogo prokata iz nizkouglerodistoj mikrolegirovannoj stali [The relationship of microstructure and fracture parameters during the drop weight tear test of hot-rolled plates of low-carbon micro-alloyed steel]. Metally i lit'e Ukrainy [Metals and casting of Ukraine]. 2012,

no. 2–3, pр. 69–74. (in Russian).

Hudison L.H., Pauletti E.; Martins J.P. and Moreira A.L.C. Microstructure and microtexture assessment of delamination phenomena in charpy impact tested specimens. Materials Research, vol. 17, no.5, 2014.

Joo M.S., Suh D.-W., Bae J.H. and Bhadeshia H.K.D.H. Role of Delamination and Crystallography on Anisotropy of Charpy toughness in API-X80 steel. Material science and engineering, A 546, 2012, pр. 314–322.

Gurovich B.A., Kuleshova E.A., Shtrombakh Ya.I., Zabusov O.O. and Krasikov E.A. Intergranular and intragranular phosphorus segregation in Russian pressure vessel steels due to neutron irradiation. JNM, 2000,

vol. 279, pp. 259–272.

Moulder John. F. and Joshi A. Atomistic details of the fracture path in temper–embrittled low alloy steel. Metall. Trans. A., 1998, vol. 9A, pp. 219–29.

Симонов М. Ю. Влияние структуры на параметры изломов и характеристики сопротивления росту трещин при ударном нагружении низкоуглеродистых конструкционных сталей / М. Ю. Симонов, А. М. Ханов, Г. С. Шайманов // Вестник ПГТУ. Машиностроение, материаловедение. – № 1. – Пермь : Изд-во ПГТУ, 2011. – С. 106–116.

Simonov M.Yu., Khanov A.M. and Shaymanov G.S. Vliyanie struktury na parametry izlomov i harakteristiki soprotivleniya rostu treschin pri udarnom nagruzhenii nizkouglerodistyh konstrukcionnyh stalej [Influence of structure on the fracture parameters and characteristics of crack growth resistance under impact loading of low-carbon structural steel]. Vestnik PGTU. Mashinostroenie, materialovedenie [PSTU Bulletin. Machinery, Materials]. No. 1, Perm’ : PGTU Publ., 2011, pp. 106–116. (in Russian).

Sukhomlin G.D. and Andreeva A.V. Particular properties of ∑=3n boundaries in FCC polycrystals. I. Crystallographical parameters and boundaries faceting during annealing. Phys. stat. sol (a), 1983, vol. 78,

pp. 333–341.

Kopezky Ch.V., Andreeva A.V. and Sukhomlin G.D. Multiple twinning and specific properties of ∑=3n boundaries in FCC crystals. Acta Metall. Mater., 1991, vol. 39, no. 7, pp. 1603–1615.

Нархов А. В. Влияние неметаллических включений на механические свойства сталей / А. В. Нархов, Б. А. Клыпин, А. Рей // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2002. – № 1. – С. 22–36.

Narkhov A.V., Klyipin A. and Rey A. Vliyanie nemetallicheskih vklyuchenij na mehanicheskie svojstva stalej [Influence of nonmetallic inclusions on mechanical properties of steels]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metallurgy and heat treatment of metals]. 2002,

no. 1, pp. 22–36. (in Russian).

Bechtle S., Kumar M., Somerday B.P., Launey M.E. and etc. Grain-boundary engineering markedly reduces susceptibility to intergranular hydrogen embrittlement in metallic materials. Acta Materialia, 2009,

vol. 57, no. 14, pp. 4148–4157.

Вплив хімічного складу та параметрів контрольованої прокатки на формування структури та комплексу експлуатаційних властивостей сталі 10Г2ФБ : монографія / [А. В. Рязанова, В. І. Большаков,

Д. В. Лаухін]. – Дніпропетровськ : ПДАБА, 2008. – 120 с.

Ryazanova A.V., Bol’shakov V.I. and Laukhin D.V. Vpliv hіmіchnogo skladu ta parametrіv kontrol'ovanoї prokatki na formuvannya strukturi ta kompleksu ekspluatacіjnih vlastivostej stalі 10G2FB : monografіya [Effect of chemical composition and controlled rolling parameters on the structure and performance characteristics of 10Г2ФБ steel : monograph]. Dnipropetrovs'k : PGAEA, 2008, 120 p. (in Ukrainian).

Полигонизация аустенита при контролируемой прокатке : монография / [Д. В. Лаухин, В. И. Большаков]. – Днепропетровск : «Свидлер А. Л.», 2011. – 242 с.

Laukhin D.V. and Bol’shakov V.I. Poligonizaciya austenita pri kontroliruemoj prokatke : monografiya [Poliganization of austenite during controlled rolling : monograph] Dnipropetrovsk : “Svidler A.L.”, 2011,

p. (in Russian).


GOST Style Citations