История создания метода оценки поврежденности сталей на базе механической спектроскопии
https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-3-514-532
Аннотация
На фоне становления и развития одного из перспективных методов физического материаловедения – механической спектроскопии - представлена история открытия тульскими металлофизиками Н.Н. Сергеевым и В.С. Агеевым ранее неизвестного эффекта неупругого поведения сталей. Описана их первая попытка теоретического описания механизма его формирования. Изложена дальнейшая судьба обнаруженного эффекта в переплетении с судьбами его исследователей. Предложена история реновации забытого почти на 30 лет открытия. Подробно представлена реализованная через десятилетия последователями первооткрывателей многоплановая программа масштабного изучения механизма незаслуженнозабытого эффекта. Описаны споры со скептиками. Изложены основные альтернативные идеи, как причины научных споров вокруг природы эффекта. Даны ответы на критические вопросы, позволившие авторам статьи убедить скептиков в реальности обнаруженного явления и создать на его базе новое направление в исследовании сталей и сплавов – метод оценки их повреждаемости по результатам механической спектроскопии. Описаны примеры промышленного применения созданного направления. Перечислены области применения разработанной авторами на основе возрожденного метода методики применения комплекса эффектов неупругости для разномасштабного описания структурных изменений в сталях и сплавах в ходе внешних деструктивных воздействий различной природы. Описаны новые пути развития и совершенствования предложенного авторами метода в исследовании изделий, полученных как по типовой слитковой технологии, так и в условиях аддитивных технологий 3d печати.
Об авторах
Александр Николаевич ЧукановРоссия
Александр Евгеньевич Гвоздев
Россия
Александр Николаевич Сергеев
Россия
Александра Александровна Яковенко
Россия
Павел Николаевич Медведев
Россия
Сергей Николаевич Кутепов
Россия
Дмитрий Владимирович Малий
Россия
Список литературы
1. Метод внутреннего трения в металловедческих исследованиях / Под ред. М. С. Блантера, Ю. В. Пигузова. М: Металлургия, 1991. 248 с.
2. Физика конденсированного состояния. Точечные дефекты кристаллического строения в формировании свойств материалов: учеб. пособие / А.Н. Чуканов, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, П.Н. Медведев, Ю.С. Дорохин, С.Н. Кутепов, А.А. Яковенко, Д.В. Малий. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 104 с.
3. Физика конденсированного состояния. Линейные дефекты кристаллического строения в формировании свойств материалов: учеб. пособие / А.Н. Чуканов, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, П.Н. Медведев, Ю.С. Дорохин, С.Н. Кутепов, А.А. Яковенко, Д.В. Малий. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 154 с.
4. Физика конденсированного состояния. Поверхностные и объёмные дефекты кристаллического строения в формировании свойств материалов: учеб. пособие / А.Н. Чуканов, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, П.Н. Медведев, Ю.С. Дорохин, С.Н. Кутепов, А.А. Яковенко, Д.В. Малий. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 156 с.
5. Физика конденсированного состояния. Дефекты строения и создание теорий упрочнения материалов: учеб. пособие / А.Н. Чуканов, Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, П.Н. Медведев, Ю.С. Дорохин, С.Н. Кутепов, А.А. Яковенко, Д.В. Малий. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 298 с.
6. Агеев В.С., Постников В.А., Сергеев Н.Н. Внутреннее трение в высокопрочных арматурных сталях, подвергнутых испытаниям на релаксационную стойкость и длительную прочность в коррозионных средах // Вопросы металловедения и физики металлов. – Тула: ТПИ, 1974. Вып. 3. С. 73-80.
7. Сергеев Н.Н., Извольский В.В., Агеев В.С. Влияние температуры отпуска на механические свойства и стойкость против растрескивания в агрессивных средах арматурной стали 20ГС2 // Вопросы металловедения и физики металлов. - Тула. -ТПИ. - 1974. Вып. 3. С. 103-107.
8. Агеев В.С., Сергеев Н.Н., Петрушин Г.Д. Механизм рассеяния энергии колебаний, обусловленный подвижностью микротрещин в твердых телах // Внутреннее трение в металлах, полупроводниках, диэлектриках и ферромагнетиках. – М.: Наука, 1978. С. 97-102.
9. Чуканов А.Н. Точность определения модуля нормальной упругости // Проблемы качества и эффективности использования металла в машиностроении ТПИ- Тула 1982. С.169 – 172.
10. Чуканов А.Н. Комплексное исследование характеристик микродеформации, внутреннего трения и модуля сдвига при кручении // Взаимодействие дефектов кристаллической решетки и свойства металлов Тула. -ТПИ. - 1983. С.132-135.
11. Чуканов А.Н. Совершенствование аппаратуры для измерения низкочастотного внутреннего трения//Дефекты кристаллической решетки и сплавы с особыми свойствами -Тула, - ТулПИ, -1994. С.177-182.
12. Патент РФ. № 1067406. Крутильный маятник для определения механических свойств материалов/ Чуканов А.Н., Головин С.А., Левин Д.М., Юркин И.Н. // Бюл. изобр., 1993. № 7.
13. Патент РФ. № 1756803. Способ определения верхней границы упругого гистерезиса материала/ Левин Д.М., Чуканов А.Н., Головин С.А., Чуканов И.В.// Бюл. изобр., 1993. № 3.
14. Чуканов А.Н., Яковенко А.А., Хонелидзе Д.М. Упрочняющая восстановительная обработка сортового проката углеродистых сталей // Известия ТулГУ. Серия: Технические науки. - 2015. - Вып. 5-2. С. 240 - 251.
15. Патент РФ. № 1794096. Способ упрочнения металлических изделий /Чуканов А.Н., Левин Д.М. //Бюл.изобр., 1993. № 5.
16. Чуканов А.Н., Головин С.А., Левин Д.М. Анализ кривых микропластичности в медно-алюминиевых сплавах // Термическая обработка и свойства металлов - Свердловск. -УПИ. - 1985. С.93-98.
17. Чуканов А.Н., Левин Д.М., Канунникова И.Ю. Развитие микропластичности в медно-алюминиевых сплавах // Диффузионные процессы в металлах Тула - ТулПИ.- 1986. С.139-145.
18. Чуканов А.Н., Левин Д.М., Канунникова И.Ю. Особенности процесса микропластической деформации в твердых растворах замещения // Взаимодействие дефектов кристаллической решетки и свойства металлов и сплавов – Тула: ТулПИ, 1986. С.21-27.
19. Чуканов А.Н., Ганопольская Н.Е. Особенности микродеформационной кривой однофазных сплавов замещения // Дислокационная структура в металлах и сплавах и методы ее исследования/Тула-ТулПИ. -1987. С.104-107.
20. Левин Д.М., Чуканов А.Н. Дефект упаковки и твердорастворное упрочнение в однофазных сплавах меди и никеля // Роль дефектов кристаллической решетки в структурообразовании сплавов Тула, -ТулПИ. - 1989. С. 69-73.
21. Чуканов А.Н., Левин Д.М. О концентрационной зависимости микродеформационных характеристик твердых растворов Сu - Al и Ni - Al // Внутреннее трение и дислокационная структура металлов - Тула, - ТулПИ, 1990. С.88-93.
22. Чуканов А.Н. Анализ механизмов твердорастворного упрочнения в однофазных сплавах систем медь-алюминий и никель-алюминий // Влияние дислокационной структуры на свойства металлов и сплавов. -Тула. - ТулПИ, 1991. С.35-40.
23. Чуканов А.Н. Подвижность дислокаций в однофазных сплавах системы алюминий-магний//Дефекты кристаллической решетки и свойства металлов и сплавов -Тула, - ТулПИ, 1992. С.99-104.
24. Чуканов А.Н. Физико-механические закономерности формирования предельного состояния и развития локального разрушения в металлических материалах // Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. - Тула: ТулГУ, 2001. 387 с.
25. Чуканов А.Н. Низкотемпературное внутреннее трение в микролегированном алюминии // Известия Российской АН. Серия физическая. -1993. -Т. 57-№ 11. С.90-93
26. Chukanov A.N., Levin D.M., Muravleva L.V. Internal friction as a measure of local damage of metallic materials // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2000. Vol. 64. № 9. P. 1714 - 1717.
27. Levin D.M., Chukanov A.N. Effect of local stresses induced by structural defects of dislocation cluster dynamics //Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2005. Т. 69. № 8. С. 1345-1350.
28. Чуканов А.Н., Головин С.А., Левин Д.М., Петрушин Г.Д. Таблицы стандартных справочных данных СЭВ 21-88. - М.: Изд. Стандартов, 1989. 12 с.
29. Чуканов А.Н., Головин С.А., Левин Д.М., Петрушин Г.Д. ГСССД 58-83. Строительные стали. Модуль упругости при температурах от -70 до 700 °С - М.: Изд-во Стандартов, 1984. - 4С.
30. Чуканов А.Н., Головин С.А., Левин Д.М., Петрушин Г.Д. Таблицы стандартных справочных данных СЭВ 21-88 М.: Изд. стандартов. -1989. 12 С.
31. Чуканов А.Н., Яковенко А.А., Хонелидзе Д.М. Упрочняющая восстановительная обработка сортового проката углеродистых сталей // Известия ТулГУ. Серия: Технические науки. - 2015. Вып. 5-2. С. 240 - 251.
32. Chukanov A.N., Levin D.M., Yakovenko A.A. Use and Prospects for the Internal Friction Method in Assessing the Degradation and Destruction of Iron-Carbon Alloys // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. - 2011. Vol. 75. № 10. pp. 1340-1344.
33. Чуканов А.Н., Гвоздев А.Е., Сергеев А.Н., Яковенко А.А., Хонелидзе Д.М. Применение метода механической спектроскопии для изучения субструктурной деградации и начальных этапов разрушения сталей // «XV Междунар. Конгресс сталеплавильщиков и производителей металла (ISCON-2018)», 15-19.10.18 г., Москва-Тула, Сб. матер. С. 606 -612.
34. Sergeyev N.N., Tereshin V.A., Chukanov A.N., Kolmakov A.G., Yakovenko A.A., Sergeyev A.N., Leontyev I.M., Khonelidze D.M., and Gvozdev A.E. Formation of Plastic Zones near Spherical Cavity in Hardened Low-Carbon Steels under Conditions of Hydrogen Stress Corrosion // Inorganic Materials: Applied Research, 2018, Vol. 9, No. 4, pp. 663–669.
35. Чуканов А.Н., Яковенко А.А., Леонтьев И.М., Широкий И.Ф. Механическая спектроскопия металлов. История зарождения, развитие и перспективы // «Алгебра, теория чисел и дискретная геометрия: современные проблемы и приложения». Матер. XV межд. конф. посвящ. столетию со дня рожд. проф. Н.М. Коробова. - Тула: ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 2018. С. 364-366.
36. Чуканов А.Н., Гвоздев А.Е., Сергеев А.Н., Широкий И.Ф., Яковенко А.А., Леонтьев И.М. Ультразвуковая диагностика литых и порошковых сталей // «Прочность неоднородных структур» (ПРОСТ-2018): IX Евразийская научно-практическая конф. (Москва, НИТУ МИСиС, 24–26.04.18): Сб. тр.– НИТУ МИСиС, 2018. С. 151.
37. Sergeev N.N., Chukanov A.N., Baranov V.P., Yakovenko A.A. Development of Damage and Decarburization of High-Strength Low-Alloy Steels Under Hydrogen Embrittlement // Metal Science and Heat Treatment. 2015. vol. 57. № 1-2. P. 63-68.
Рецензия
Для цитирования:
Чуканов А.Н., Гвоздев А.Е., Сергеев А.Н., Яковенко А.А., Медведев П.Н., Кутепов С.Н., Малий Д.В. История создания метода оценки поврежденности сталей на базе механической спектроскопии. Чебышевский сборник. 2019;20(3):514-532. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-3-514-532
For citation:
Chukanov A.N., Gvozdev A.E., Sergeev A.N., Yakovenko A.A., Medvedev P.N., Kutepov S.N., Maliy D.V. The story of the creation method of assessing damage of steels on the basis of mechanical spectroscopy. Chebyshevskii Sbornik. 2019;20(3):514-532. (In Russ.) https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-3-514-532
Просмотров: 262
Послать статью по эл. почте 