Principles of forecasting patterns of structural and mechanical embrittlement of structural alloys in given conditions of action of inhomogeneous force fields

Authors

  • A. V. Shiyan G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of NAS of the Ukraine

Keywords:

mechanical stability, stress concentrators, heterogeneous force fields, structural and mechanical embrittlement, specific transition.

Abstract

The question of the behavior patterns of structural and mechanical embrittlement of structural steels and titanium alloys under the action of non-uniform force fields. Confirmed the identity of the previously established patterns of structural and mechanical embrittlement of structural steels and titanium alloys and installed the main factors that influence their behavior. It is shown that the main factor that regulates the maintenance or change of behavior of mechanical properties of structural alloys under the action of force fields is inhomogeneous intensity changes its strain hardening when changing strength. Found that the effect of this factor is different for structural steels and titanium alloys. Found functional relationship between the radius of curvature r at the apex of a parabolic dependence of structural and mechanical embrittlement and the value of the theoretical stress concentration factor ασ. The principles of predicting patterns of structural and mechanical embrittlement of structural steels and titanium alloys in any given conditions of action of non-uniform force fields, as well as the method of determining the value of the indicator ασ the known experimental patterns of structural and mechanical embrittlement.

Author Biography

A. V. Shiyan, G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of NAS of the Ukraine

Old restarch fell.

References

Механическая стабильность металлов и сплавов : монография / [Ю. Я. Мешков, С. А. Котречко, А. В. Шиян]. – Киев : Наук. думка, 2014. – 278 с.

Meshkov Yu.Ya., Kotrechko S.A. and Shiyan A.V. Mehanicheskaya stabilnost metallov i splavov : monographiya [Mechanical stability of metals and alloys : monograph]. Kiev : Scientific Thought, 2014, 278 p.

(in Russian).

Шиян А. В. Методические основы определения критической температуры хрупкости сталей в условиях концентрации напряжений / А. В. Шиян, Е. Ф. Сорока, О. П. Носенко // Строительство, материаловедение, машиностроение. – Вып. 73. – 2014. – С. 53–64.

Shiyan A.V., Soroka E.F. and Nosenko O.P. Metodicheskie osnovyi opredeleniya kriticheskoy temperaturyi hrupkosti staley v usloviyah kontsentratsii napryazheniy [Methodical bases of determining the transition temperature steels in a stress concentration]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Construction, Materials Science, Mechanical Engineering]. Vol. 73, 2014, pp. 53–64. (in Russian).

Шиян А. В. Структурно-механическое охрупчивание титановых сплавов в условиях концентрации напряжений / А. В. Шиян // Строительство, материаловедение, машиностроение. – Вып. 80. − 2014. – С. 350–357.

Shiyan A.V. Strukturno-mehanicheskoe ohrupchivanie titanovyih splavov v usloviyah kontsentratsii napryazheniy [Structural and mechanical embrittlement of titanium alloys under conditions of stress concentration]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Construction, Materials Science, Mechanical Engineering]. Vol. 80, 2014, pp. 350–357. (in Russian).

Шиян А. В. Взаимосвязь свойств прочности, пластичности и механической стабильности конструкционных титановых сплавов /

А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков // Металознавство та термічна обробка металів. – Дніпропетровськ : ДВНЗ ПДАБА, 2014. – № 4. – С. 54–75.

Shiyan A.V. and Meshkov Yu.Ya. Vzaimosvyaz svoystv prochnosti, plastichnosti i mehanicheskoy stabilnosti konstruktsionnyih titanovyih splavov [Correlation properties of strength, ductility, and mechanical stability of the structural titanium alloys]. Metaloznavstvo ta termIchna obrobka metaliv [Metallurgy and heat treatment of metals]. Dnipropetrovsk : SHEE PSACE&A, 2014, no. 4, pp. 54–75. (in Russian).

Мешков Ю. Я. Прочность как основа конструкционной надежности сталей и сплавов / Ю. Я. Мешков // Строительство, материаловедение, машиностроение. – Вып. 80. – 2015. – С. 204–209.

Meshkov Yu.Ya. Prochnost kak osnova konstruktsionnoy nadezhnosti staley i splavov [Strength as a base structural reliability of steels and alloys]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie [Construction, Materials Science, Mechanical Engineering], Vol. 80, 2015, pp. 204–209. (in Russian).

ASTM E 1921 : Standard Test Method for Determination of Reference Temperature, T0, for Ferritic Steels in the Transition Range. 2005.

http://www.astm.org/Standards/E1921.htm

Shiyan A.V. Determining the brittle strength and mechanical stability of structural steels, Steel Transl., 2013, vol. 43, no. 11, pp. 762–772.

Ивасишин О. М. Связь характеристик «хрупкой» прочности и механической стабильности с базовыми механическими характеристиками конструкционных титановых сплавов / О. М. Ивасишин, П. Е. Марковский, С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян // Металлофизика и новейшие технологии. – 2013. – № 4. – С. 479–496.

Ivasishin O.M., Markovskiy P.E., Kotrechko S.A., Meshkov Yu.Ya. and Shiyan A.V. Svyaz harakteristik «hrupkoy» prochnosti i mehanicheskoy stabilnosti s bazovyimi mehanicheskimi harakteristikami konstruktsionnyih titanovyih splavov [Communication characteristics of the "fragile" strength and mechanical stability to the basic mechanical properties of structural titanium alloys].Metallofizika i noveyshie tehnologii [Metal Physics and Advanced Technology]. 2013, no. 4, pp. 479–496. (in Russian).

ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. – Москва : Изд-во стандартов, 1978. – 15 с.

GOST 9454-78. Metalli. Metod ispyitaniya na udarnyiy izgib pri ponizhennyih, komnatnoy i povyishennyih temperaturah [Test method for impact strength at low, ambient and elevated temperatures]. Moscow : Standart’s Publ., 1978. 15 p. (in Russian).

Мешков Ю. Я. Физическая природа охрупчивающего действия надрезов в металлических материалах / Ю. Я. Мешков // Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов. – Т. 1. – Харьков, 2006. – С. 213–222.

Meshkov Yu.Ya. Fizicheskaya priroda ohrupchivayuschego deystviya nadrezov v metallicheskih materialah [The physical nature of embrittling action cuts in metallic materials]. Oborudovanie i tehnologii termicheskoy obrabotki metallov i splavov [Equipment and technology of thermal processing of metals and alloys]. Vol. 1, Kharkov, 2006, pp. 213–222.

(in Russian).

ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. – Москва : Энергоатомиздат, 1989. – 525 с.

PNAE G-7-002-86. Normy rascheta na prochnost oborudovaniya i truboprovodov atomnyih energeticheskih ustanovok [The rules for calculating the strength of the equipment and pipelines of nuclear power plants]. Moscow : Energoatom Publ., 1989, 525 p. (in Russian).

Ceber G.A. and Wild C.J. Nonlinear Regression. John Wiley & Sons, 1989, pp. 332–337.

Котречко С. А. Пластичность и хладостойкость конструкционных сталей / С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян // Проблемы прочности. – 2010. – № 1. – С. 112–119.

Kotrechko S.A., Meshkov Yu.Ya. and Shiyan A.V. Plastichnost i hladostoykost konstruktsionnyih staley [Plasticity and cold resistance of structural steels]. Problemy prochnosti [Problems of Strength]. 2010,

no. 1, pp. 112–119. (in Russian).

Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов / Под ред. В. И. Трефилова. – Киев : Наук. думка, 1987. – 248 с.

Deformatsionnoe uprochnenie i razrushenie polikristallicheskih metallov [Strain hardening and destruction of polycrystalline metals]. Edited by V.I. Trefilova. Kyiv : Scientific Thought Publ., 1987, 248 p. (in Russian).

Вигли Д. А. Механические свойства материалов при низких температурах / Д. А. Вигли. – Москва : Мир, 1974. – 374 с.

Vigli D.A. Mehanicheskie svoystva materialov pri nizkih temperaturah [The mechanical properties of materials at low temperatures]. Moscow : Peace Publ., 1974, 374 p. (in Russian).

Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность : монография / [В. П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусенков]. − Москва : Машиностроение, 1985. – 223 с.

Kogaev V.P., Mahutov N.A. and Gusenkov A.P. Raschetyi detaley mashin i konstruktsiy na prochnost i dolgovechnost : monografiya [The calculations of machine parts and structures for strength and durability: monograph]. Moscow : Machine Building Publ., 1985, 223 p. (in Russian).

Савін Г. М. Довідник з концентрації напружень / Г. М. Савін,

В. І. Тульчій. – Київ : ВО «Вища школа», 1976. – 412 с.

Savіn G.M. and TulchIy V.I. DovIdnik z kontsentratsiyi napruzhen’ [Handbook of stress concentration]. Kyiv : EC «High School», 1976, 412 p. (in Ukrainian).

Панасюк В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами / В. В. Панасюк. – Киев : Наукова думка, 1968. – 246 с.

Panasyuk V.V. Predelnoe ravnovesie hrupkih tel s treschinami [The ultimate balance of fragile bodies with cracks]. Kyiv : Science Thought Publ., 1968, 246 p. (in Russian).

ДБН В.2.6.-163:2010 Конструкції будівель і споруд. Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення і монтажу. – Мінрегіонбуд України, 2011. – 202 с.

DBN V.2.6.-163:2010 Konstruktsіi budIvel і sporud. Stalevі konstruktsіi. Normi proektuvannya, vigotovlennya і montazhu [Construction of buildings and structures. Steel structures. The rules of designing, manufacturing and installation]. Mіnregіonbuild of Ukraine, 2011, 202 p. (in Ukrainian).

Published

2015-05-11