Аналіз балової феритно-перлітної структури

O. F. Parkhomenko

Анотація


Анотація. Вступ. Сталі з феритно-перлітною структурою широко використовуються в різних галузях народного господарства. Для оцінювання контролю якості таких сталей застосовуються різні методики структурного аналізу: оптичної та електронної мікроскопії, рентгенівського аналізу, ультразвукової діагностики, магнітного резонансу та інші. Застосування математичних методів дозволяє встановлювати зв'язок між елементами структури і властивостями металу. Співвідношення між феритом та перлітом зафіксоване бальною оцінкою і використовується в металографічних методах контролю якості металопродукції, що випускається. Однак під час ідентифікації деяких перлітових структур сталей і чавунів виникає неповнота формальної аксіоматики згідно з Геделем, що ініціює пошук різних підходів до їх оцінювання. Для фіксування змін конфігурації зеренної структури перліту та фериту пропонується застосувати теорію фракталів. Матеріали та методика. Досліджувалася бальна шкала феритно-перлітних структур від 1 до 10 згідно з ГОСТ 8233 шляхом обчислення фрактальної розмірності фериту та перліту. Результати експерименту. Запропоновано додатковий метод оцінювання феритно-перлітної структури, який базується на фрактальному аналізі їх балової шкали. У роботі встановлено, що фрактальна розмірність зерен як фериту, так і перліту на площині зростає при підвищенні їх процентного вмісту від 1,45 до 1,98. Цей факт пояснюється чутливістю фрактальної розмірності до заповнюваності простору тієї чи іншої структурної складової. Висновки. Отримані результати під час фрактального аналізу шкали 7 співвідношення фериту і перліту згідно з ГОСТ 8233 свідчать про можливість використання їх фрактальної розмірності як індикатора змін структури. Подібний підхід можна застосовувати під час приймально-здавальних робіт сталей з феритно-перлітною структурою.


Ключові слова


ферит; перліт; фрактальна розмірність; метал; бальна шкала

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Гуляев А. П. Металловедение / А. П. Гуляев – Москва : Металлургия, 1986. – 542 с.

Перков О. Н. О механизме влияния размера зерна феррита на усталостную прочность низкоуглеродистой стали / О. Н. Перков, В. М. Кузьмичёв // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. научн. тр. - Днепропетровск : ИЧМ НАН Украины, 2014. - Вып. 29. - С. 264-269. - Режим доступа : http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143938

Имитационное моделирование : монография / [В. П Строгалев, И. О. Толкачева]. - Москва : МГТУ им. Баумана, 2008. - 288 с.

Большаков В. И. Применение теоретико-информационного подхода для идентификации структуры металла / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2014. - № 8. – С. 4–9. - Режим доступа : http://visnyk.pgasa.dp.ua/article/view/4134

Mishutn А. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures / А. Mishutn, S. Kroviakov, O. Pishev, B. Soldo // Technical Journal. - 2017. - Vol. 11, № 3. - Pр. 121-124. – Режим доступа : https://hrcak.srce.hr/186657

Большаков В. И. Формирование модели прогноза качества материала, основанной на экспертной оценке и активном эксперименте / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Л. Н. Дейнеко, Ю. И. Дубров // Компьютерное материаловедение и обеспечение качества : матер. к 45-му Междунар. сем. по моделированию и оптимизации композитов. - Одесса : АстроПринт, 2006. - С. 146-150.

Волчук В. М. Ранжування елементів хімічного складу металу / В. М. Волчук, О. Р. Живиця // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2018. - № 3. – С. 36–41. - Режим доступу : https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.250918.36.194

Основы организации фрактального моделирования : монография / [В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров]. - Киев: Академпериодика НАН Украины, 2017. - 170 с.

Fractals and properties of materials : monograph / [V. Bol’shakov, V. Volchuk, Yu. Dubrov]. − Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2016. − 140 p.

Пути применения теории фракталов : монография / [В. Большаков, В. Волчук, Ю. Дубров]. – Саарбрюккен : Palmarium Academic Publishing, 2016. − 146 с.

Volchuk V. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism / V. Volchuk, I. Klymenko, S. Kroviakov, M. Orešković // Tehnički glasnik - Technical Journal. - 2018. - Vol. 12. - № 2. - Pр. 93-97. – Режим доступа: https://doi.org/10.31803/tg-20180302115027

Дубров Ю. Пути индентификации периодических многокритериальных технологий : монография / [Ю. Дубров, В. Большаков, В. Волчук]. – Саарбрюккен: Palmarium Academic Publishing, 2015. - 236 с.

Большаков В. И. Идентификация многопараметрических, многокритериальных технологий и пути их практической реализации / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Металознавство та термічна обробка металів. – 2013. - № 4. – С. 5–11.

Волчук В. Н. К применению фрактального формализма при ранжировании критериев качества многопараметрических технологий / В. Н. Волчук // Металлофизика и новейшие технологии. - 2017. - Т. 39. - № 3. - С. 949-957. - Режим доступу : http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html

Bolshakov V. I. Regularization of One Conditionally Ill-Posed Problem of Extractive Metallurgy / V. I. Bolshakov, V. M. Volchuk, Yu. I. Dubrov // Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. - 2018. - Vol. 40. - № 9. - Pр. 1165-1171. - Режим доступа : https://DOI: 10.15407/mfint.40.09.1165

Gödel K. Über formal unentscheidbare Sätze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I / K. Gödel // Monatshefte für Mathematik und Physik. - 1931. - Vol. 38. - № 1. - Pр. 173-198. - Режим доступа : https://link.springer.com/article/10.1007/BF01700692

Большаков Вад. І. Часткова компенсація неповноти формальної аксіоматики при ідентифікації структури металу / Вад. І. Большаков В. І. Большаков, В. М. Волчук, Ю. І. Дубров // Вісник НАН України. − 2014. − № 12. − С. 45−48. – Режим доступу : http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/73434

Bolshakov V. I. Evaluation of High Strength Steel Fatigue / V. I. Bolshakov, V. M. Volchuk, O. F. Parhomenko // UDCS'19: Fourth International Iron and Steel Symposium, April 4-6, 2019, Karabuk University, Karabuk, Turkey. - 2019. - Vol. 4. - Pр. 415-417. – Режим доступа : https://drive.google.com/open?id=1jfWwEhSuRl-3bGcv-dG7CzYnmMh7KcVT

Большаков В. И. Разработка и исследование метода определения механических свойств металла на основе анализа фрактальной размерности его микроструктуры / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Металознавство та термічна обробка металів. – 2004. − № 1. − С. 43−54.

ГОСТ 8233-56 (1956). Сталь. Эталоны микроструктуры.

Большаков В. І., Дубров Ю. І., Криулін Ф. В., Волчук В. М. Патент на винахід № 51439А. Спосіб визначення фрактальної розмірності зображення. − Бюл. № 11. − 15.11.2002.

References

Gulyayev A.P. Metallovedeniye [Metallography]. Moscow : Metallurgy, 1986, 542 p. (in Russian).

Perkov O.N. and Kuz'michov V.M. O mekhanizme vliyaniya razmera zerna ferrita na ustalostnuyu prochnost' nizkouglerodistoy stali [On the mechanism of influence of the grain size of ferrite on the fatigue strength low carbon steel]. Fundamental'nyye i prikladnyye problemy chernoy metallurgii [Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy]. - Dnípropetrovsk: IFM NAS of Ukraine, 2014, no. 29, pp. 264–269. (in Russian).

Strogalev V.P. and Tolkacheva I.O. Imitatsionnoye modelirovaniye [Imitation modeling]. Moscow: MGTU named Bauman, 2008, 288 p. (in Russian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Primeneniye teoretiko-informatsionnogo podkhoda dlya identifikatsii struktury metalla [The use of information–theoretic approach to identify the structure of the metal]. Visnyk Prydniprovsʹkoyi derzhavnoyi akademiyi budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2014, no. 8, pp. 4–9. (in Russian).

Mishutn А., Kroviakov S., Pishev O. and Soldo B. Modified expanded clay lightweight concretes for thin-walled reinforced concrete floating structures. Technical Journal, 2017, vol. 11, no. 3, pp. 121-124.

Bol’shakov V.I., Volchuk V.N., Dubrov Yu.I. and Deyneko L.N. Formirovanie modeli prognoza kachestva materiala, osnovannoj na `ekspertnoj ocenke i aktivnom `eksperimente [Formation of a model for predicting the quality of a material based on expert judgment and an active experiment]. Komp'yuternoe materialovedenie i obespechenie kachestva : mater. k 45-mu mezhdunar. sem. po modelirovaniyu i optimizacii kompozitov [Computer Science and Quality Assurance : mater. to the 45th Intern. Sem. on modeling and optimization of composites]. Odessa : AstroPrint, 2006, pp. 146−150. (in Russian).

Volchuk V.M. and Zhivitsa O.R. Ranzhuvannya elementiv khimichnoho skladu metalu [Ranking of elements of chemical composition of metal]. Visnyk Prydniprovsʹkoyi derzhavnoyi akademiyi budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2018, no. 3, pp. 36–41. (in Ukrainian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Fundamentals of fractal modeling. Kyiv, Ukraine : PH "Akademperiodyka" National Academy of Sciences of Ukraine, 2017, 170 p. (in Russian).

Bolshakov V., Volchuk V. and Dubrov Yu. Fractals and properties of materials. Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2016, 140 p.

Bolshakov V., Volchuk V. and Dubrov Yu. Puti primeneniya teorii fraktalov [Ways of applying the theory of fractals]. Saarbrucken : Palmarium Academic Publishing, 2016, 146 p. (in Russian).

Volchuk V., Klymenko I., Kroviakov S., Orešković M. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism. Tehnički glasnik - Technical Journal. 2018, vol. 12, no. 2, рр. 93-97.

Dubrov Yu., Bolshakov V. and Volchuk V. Puti identifikatsii periodicheskikh mnogokriterial'nykh tekhnologiy [Road periodic identification of multi-criteria Technology]. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2015, 236 p. (in Russian).

Bolshakov V. I., Volchuk V. N. and Dubrov Yu. I. Identifikatsiya mnogoparametricheskikh, mnogokriterial'nykh tekhnologiy i puti ikh prakticheskoy realizatsii [Multiparameter identification, multicriteria techniques and ways of their implementation]. Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2013, no. 4. pp. 5−11. (in Russian).

Volchuk V. M. K primeneniyu fraktal'nogo formalizma pri ranzhirovanii kriteriyev kachestva mnogoparametricheskikh tekhnologiy [On the Application of Fractal Formalism for Ranging Criteria of Quality of Multiparametric Technologies ]. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii [Metal Physics and Advanced Technologies]. 2017, vol. 39, no 3, рp. 949-957. (in Russian).

Bolshakov V. I., Volchuk V. M. and Dubrov Yu. I. Regularization of One Conditionally Ill-Posed Problem of Extractive Metallurgy. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 2018, vol. 40, no. 9, pр. 1165-1171.

Gödel K. Über formal unentscheidbare Sätze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I. Monatshefte für Mathematik und Physik, 1931, vol. 38, no. 1, рр. 173-198.

Bolshakov Vad.I., Bolshakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Chastkova kompensatsiya nepovnoty formalʹnoyi aksiomatyky pry identyfikatsiyi struktury metalu [The partial compensation of incompleteness of formal axiomatics in the identification of the metal structure]. Visnyk akademiyi nauk Ukrayiny [Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2014, no. 12, pp. 45−48. (in Ukrainian).

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Parhomenko O.F. Evaluation of High Strength Steel Fatigue. UDCS'19: Fourth International Iron and Steel Symposium, April 4−6, 2019, Karabuk University, Karabuk, Turkey, 2019, vol. 4, рр. 415-417.

Bolshakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Razrabotka i issledovaniye metoda opredeleniya mekhanicheskikh svoystv metalla na osnove analiza fraktal'noy razmernosti yego mikrostruktury [Development and study of the method for determining the mechanical properties of a metal based on an analysis of the fractal dimension of its microstructure]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2004, no. 1, pp. 43–54. (in Russian).

GOST 8233-56 (1956). Stal'. Etalony mikrostruktury [Steel. Standards of microstructure]. (in Russian).

Bolshakov V.I., Dubrov Yu.I., Kryulin F.V. and Volchuk V.N. Sposib vyznachennya fraktalnoyi rozmirnosti zobrazhennya [Method for determining fractal dimensionality of an image]. Patent product no. 51439А, UA. MPK 7 G06K9/00, bulletin no. 11, 2002. (in Ukrainian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ