Комплексное развитие методов определения механических свойств металлических материалов с целью их эффективного использования в промышленности, на транспорте и в строительстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, доктор технических наук в форме науч. докл. Гудков, Анатолий Александрович

• Гудков, Анатолий Александрович
• доктор технических наук в форме науч. докл.
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук в форме науч. докл. Гудков, Анатолий Александрович

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ 20 1.2. Разработка и совершенствование методов определения характеристик трещиностойкости низкоцрочных сталей

1.2. Исследование трещиностойкости сталей 17Г1С, 16Г2САФ, 20Х2Н4А, 40ХНМА, выплавленных по современным технологиям

1.3. Оценка влияния структуры и размера зерна стали 10Н4Г4Х2МЮ на сопротивление хрупкому разрушению

1.4. Определение вязкости разрушения (Кк) по данным испытаний на усталость

2. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

2.1. Осциллографирование ударного изгиба в. координатах усилие-время и усилие-прогиб

2.2. Совместное влияние марганца и хрома на склонность конструкционной стали к хрупкому разрушению

2.3. Методика испытаний на ударный изгиб крупноразмерных полнотолщинных образцов (типа ОШТТ)

2.4. Определение скорости распространения хрупкой трещины в листовых образцах

3. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ 40 3 4 Наблюдение за развивающейся усталостной трещиной

3.1.2. Метод датчиков последовательного обрыва

3.1.5. Метод ступенчатых нагружений

3.2. Сопоставление экспериментальных данных, полученных различными методами наблюдения за развивающейся усталостной трещиной

5.3. Количественная оценка отдельных зон поверхности усталостного излома 50 ЗА. Элекгроннофрактографические исследования поверхности усталостного разрушения сталей 52,

3.5. Исследование стадий зарождения и распространения усталостных трещин 55.

3.6. Особенности поведения малых усталостных треццш

3.7. Оценка влияния частоты нагружения на скорость распространения усталостной трещины в стали 14Х2ГМР 62 3 .8. Закономерности развития усталостных трещин в сварных стыковых соединениях из низкоуглеродистых и низколегированных сталей

4. РАЗВИТИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СТАНДАРТНЫХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ 65 4.5. Оценка повреждаемости конструкциони^гх материалов при усталостных испытаниях в условиях резонансного режиь^е

4.2. Модернизация установки на скручивание образцов при повышенных температурах

4.3. Сопоставление экспериментальных методов исследования технологических испытаний листов и лент на выдавливание сферической лунки

4.4. Определение сравнительной износостойкости тонких упрочненных слоев методом ступенчатых лунок

4.5. Методика испытаний металлов и сплавов на ползучесть и виброползучесть

4.6. Определение влияния ВМТО на сопротивление разрушению при статическом и циклическом нагружении стали 1Х14Н18В2БР1 (ЭИ 726) при, температуре испытания 700°С

4.7. Методика испытаний на усталость образцов из труб и листов толщиной менее

12 мм.

4.8. Оценка работоспособности деталей и конструкций в условиях сложного нагружения при малоцикловой усталости

4.9. Исследование эффективности различных схем упрочнения сплава ОХН40МДТЮ (ЭП 543) пластическим деформированием при различных температурах

5. СТАНДАРТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

5.1. Стандартизация методов измерения твердости. Анализ отечественного и зарубежного опыта

5.1.1. Сопоставление стандартов на метод измерения твердости по Бринеллю

5.1.2. Сопоставление стандартов на метод измерения твердости по Виккерсу

5.1.3. Сопоставление стандартов на метод измерения твердости по Роквеллу и Супер-Роквеллу *

5.1.4. Сопоставление стандартов на метод измерения твердости по Шору

5.1.5. Анализ работ по стандартизации в международном масштабе (в рамках ИСОиПКССЭВ)

5.2. Стандартизация методов испытаний на растяжение при анормальных температурах

5.2.1. ГОСТ 11150-75 Металлы. Методы испытаний на растяжение при пониженных температурах

5.2.2. ГОСТ 9561-73 Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах

5.3. Стандартизация технологических испытаний листов и лент на выдавливание по Эриксену (ГОСТ 10510-74)

5.4. Унификация методов испытаний в механике разрушения

5.4.1. РазработкаРД50.344

5.4.2. Экспериментальная проверка применимости РД 50.260-81 для определения характеристик трещиностойкости низкопрочных сталей

5.4.3. Рассмотрение и анализ ГОСТ 25.506

6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

6.1. Научно-организационные мероприятия

6.2. Модернизация испытательного оборудования

6.3. Совершенствование твердомеров и других технических средств измерения 1,

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексное развитие методов определения механических свойств металлических материалов с целью их эффективного использования в промышленности, на транспорте и в строительстве»

Актуальность проблемы. Стали и сплавы еще долгие годы останутся основным конструкционным материалом, применяемый в промышленности, на Транспорте и в строительстве. В нашей стране, как известно, еще совсем недавно металла выплавлялось больше, чем в других странах, но используется он пока менее эффективно. Поэтому повышение эффективности использования черных металлов в народном хозяйстве является многоотраслевой комплексной проблемой, которая требует скорейшего решения. Различные отрасли современной техники предъявляют высокие требования к надежности изделий, а следовательно, и к качеству металла, в частности к таким его свойствам, как прочность, трещиностойкость, упругость, выносливость, вязкость, пластичность, твердость[1.3, 1.21, 1.25, 1.28].

Наука о механических испытаниях имеет сравнительно короткую историю: Из небольшого перечня приемов для определения разрушающей нагрузки при разрыве, изломе, кручении выполняемых пр» проверке качества готовых металлических изделий, эта область инженерного искусства сформировалась в настоящее время в самостоятельную обширную научную дисциплину. В работе весь комплекс механических испытаний, включающий методы испытаний на трещиностойкость, рассматривается как единое целое, как самостоятельное научное направление.

Первыми отраслями промышленности, где эти приемы и ростки науки возникали и развивались, были железнодорожное строительство и металлургия. Ведущая роль в нашем столетии в формировании и создании науки о механических свойствах материалов принадлежит выдающимся русским ученым: Н. Н. Давиденкову, Н. П. Щапову, Я. Б. Фридману, С. В. Серенсену, И. А. Одину, идеи которых продолжают и сейчас оказывать большое влияние на современные концепции экспериментальной оценки характеристик механических свойств металлических материалов.

Большой вклад в развитие механики материалов и разработки новых технологических методов повышения прочности металлов при статических, динамических и циклических условиях нагружёния представляют работы отечественных ученых: Н. Н. Афанасьева, Г. И. Баренблата, Н. А. Буше, А. П. Гуляева, М. Э. Гарфа, В. С. Зотеева, В. С. Ивановой, К В. Кудрявцева, С. Т. Кишкина, Л. М. Качалова, В. П. Когаева, Г. В. Карпенко, Ю. И. Лахтина, Г. С. Писаренко, В. В.

Панаскжа, С. И. Ратнер, Ю. Н. Работнова, А. И. Скакова, В. Т. Трощенко, Л. Т. Тимощука, Г. В. Ужика, Г. П. Черепанова, С. О. Цобкапо, Е. А. Шура, М. Я. Шашина, а также зарубежных исследователей: А. Гриффитса, Дж. Ирвина, В. Вейбулла, Я. Немеца, П. Форреста, Т. Екобори, С. Коданьды, П. Париса и др.

Характеристики механических свойств являются основой инженерных расчетов на прочность и надежность деталей машин и сооружений, а также широко используется для оценки качества стали и выявления роли изменения технологии металлургического производства на качество металлоконструкции. При выборе метода механических испытаний металлов (их около 70) встречаются и иногда приходят в противоречие несколько условий. Главным из них является желание по возможности полнее имитировать служебные условия работы металла в изделии. Но это ограничивается аппаратурой, применяемой для выполнения испытаний, способом изготовления и формой образцов и далеко не всегда можно точно воспроизвести служебные условия нагружения металла. Условие создания новой техники требует знание поведения металла при особых формах его нагружения и эксплуатации. Среди этих особых форм нагружения следует отметить медленные периодические изменения нагрузки как с сохранением её знака, так и с переменным знаком в условиях ползучести; длительной прочности и усталости при неустановившихся тепловых и силовых режимах нагружения.

В проблеме повышения долговечности машин металловедческие аспекты являются определяющим^ ибо только оптимально выбранные качественные материалы в первую очередь способны продлить ресурс и эффективность работы машин и конструкций. С этим связана возможность экономии металла. Метод расчета экономии основан на том, что металлопродукция повышенного качества, как правило, эквивалентна большему объему металлопродукции обычного качества, то есть из металла повышенного качества можно получить больше изделий или более надежные и долговечные, чем из такого же объёма металла обычного качества.

Методы измерения твердости широко применяются, когда требуется осуществить контроль качества каждого изделия, когда размеры изделия столь малы, что не допускают изготовления образцов, когда необходимо контролировать состояние металлов в производстве или в процессе эксплуатация машин и конструкций, когда требуется исследовать состояние ограниченного объёма металла и качество металлопродукции в производственных условиях.

Более углублённые современные представления о природе разрушения потребовали разработки новых прочностных, деформационных и энергетических характеристик, отражающих свойства материала в локальном объёме у вершины трещины. Разрушение в этом случае рассматривается, как локальный, постепенно распространяющийся процесс, характеризующийся следующими одна за другой стадиями. Сопротивление разрушению на каждой стадии оценивается определёнными показателями, характеризующими многостадийность процесса при статическом, динамическом и циклическом нагружениях. На ряде примеров показано, что вновь разрабатываемые методы определения характеристик трещиностойкости являются развитием и совершенствованием существующих стандартных методов испытаний. В этом проявляется взаимосвязь и преемственность существующих с вновь разработанными методами испытаний по определению характеристик механических свойств металлов. Знание этой связи даёт возможность обоснованно, с определённой степенью вероятности переходить от сложных механических испытаний к более простым.

Одним из способов оценки сопротивления стали хрупкому разрушению является выявление скорости распространения зародившейся трещины на каждой стадии процесса разрушения. Имеется ряд предложений по оценке значений критической скорости трещины для момента перехода от стабильного к самопроизвольному её распространению в случае статического и циклического условий нагружения. Регистрация длины трещины при динамическом нагружении связана с техническими трудностями в части разработки сложной безынерционной регистрирующей аппаратуры и настройки её работы в процессе экспериментальных исследований.

Показано, что важное значение для практических целей имеет установление не только условий возникновения (инициирования)разрушения от исходных трещин, но и условий торможения и остановки движущихся трещин. С одной стороны, установлена связь скорости развития трещины при однократном нагружении с критерием Ирвина, с другой стороны, показано, что скорость развития усталостной трещины зависит также от коэффициента интенсивности напряжений. Установлена зависимость коэффициента интенсивности напряжений от температурно-скоростного фактора при динамических условиях испытаний. Таким образом намечается единый подход к изучению процесса разрушения при статических, динамических и Циклических условиях нагружения.

Важной проблемой развития механических испытаний является ведение работ по стандартизации и унификации методик, поскольку применение единой методики при проведении испытаний позволяет надежно сопоставлять полученные экспериментальные данные; разработке и пересмотру государственных и международных стандартов сопутствовала большая экспериментальная исследовательская работа. Все перечисленные обстоятельства определяют актуальность проведенных исследований.

Представленная работа является результатом 35-летней научно-исследовательской деятельности автора в лаборатории механических испытаний металлов ЦНИИЧМ имени И. П. Бардина и на кафедре «Технология металлов» МИСИ имени В. В. Куйбышева (МГСУ).

При разработке и исследовании методов механических испытаний металлических материалов автор опирался на фундаментальные работы А. Е. Андрейкива, В. Т. Алымова, А. М. Борздыки, В. Н. Данилова, Н. А. Махутова, В. М. Маркочева, Е. М. Морозова, Р. С. Николаева, П. Д. Одесского, А. Н. Романова, В. А. Стрижало, В. Ф. Терентьева, Л. М. Школьника и многих других.

Тема диссертации соответствует научно-технической программе Госкомобразования СССР по решению важнейших проблем машиностроения на 1998 -2000 гг. и, в частности, программе «Строительство», соискателем которой является автор. Работа выполнялась в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совмина СССР № 814 от 18 .03 .83 г. «О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве», № 273 от 04.04.83 «Об обеспечении единства измерений в стране», № 540 от 12.05 .86 «По коренному повышению качества продукции», а также в соответствии с государственной; целевой комплексной научно-технической программой «Надежность продукций», отраслевыми НИОКР 1962-1998 гг.

Цель работы. Повышение эффективности использования сталей и сплавов, эксплуатирующихся при статических, динамических и циклических условиях нагружения. в широком диапазоне температур (от -196°С до +1200°С) в промышленности, на транспорте и в строительстве, путем разработки и внедрения комплекса методов механических испытаний материалов на основе исследования процесса разрушения методами механики разрушения и электронной фактографии.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

РОССИЙСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ

БИБЛИОТЕКА

• теоретически и экспериментально исследовать методы определения характеристик циклической, динамической и статической трещиностойкости сталей различного состава и структуры с целью обеспечения и обоснования единого подхода к изучению, процесса разрушения при статических, динамических и циклических условиях нагружения для определения безопасных, против хрупкого разрушения, условий эксплуатации;

• исследовать и обобщить взаимосвязи различных критериев достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения (Кю) при статическом нагружении компактных образцов из низколегированных сталей на внецентренное растяжения в условиях отрицательных температур и использования их для построения обобщающих диаграмм, определяющих область истинных значений Кю по температуре и толщине образца;

• разработать аппаратуру и методику испытаний различных материалов при статических, динамических и циклических условиях нагружения В| условиях низких и высоких температур для получения новых, предельно возможных объективных характеристик механических свойств материалов, определяющих их конструктивную прочность;

• исследовать особенности и закономерности влияния общего уровня загрязненности и характера распределения неметаллических ■ включений на параметры, характеризующие служебные условия работы металла для выявления роли изменения технологии металлургического производства на качество стали;

• разработать методические основы повышения точности определения скорости распространения трещины с целью обеспечения совершенствования комплекса экспериментальных методов оценки сопротивления развитию трещины при различных условиях нагружения;

• изучить особенности развития усталостной трещины в условиях программного нагружения с целью создания условий исключающих эффекты ускорения или торможения трещины при смейе нагрузок в условиях циклического нагружения;

• оценить изменение фронта развивающейся усталостной трещины в плоских образцах для совершенствования метода контроля кинетики ее роста по всей толщине образца;

• * исследовать особенности и закономерности развития усталостных трещин в сварных стыковых соединениях из низкоуглеродистых и низколегированных сталей с целью дальнейшего расширения области использования критериев механики разрушения и нахождения оптимальных решений для повышения надежности этих конструкций;

• оценить влияние различных схем упрочнения сталей и сплавов на комплекс механических свойств для расширения сортамента производства и области их применения в технике;

• совершенствовать экспериментальную базу для исследования характеристик механических свойств в связи с развитием методов испытаний их автоматизацией и применением ЭВМ для обработки экспериментальных данных.

Методы исследования. Работа выполнена с применением большого комплекса исследований, включающих аналитические, лабораторные и производственные испытания. В процессе проведения работы использованы следующие методики: стандартные механические испытания образцов; специальные механические испытания образцов для определения характеристик трещиностойкости при статическом, динамическом и циклическом нагружении; определение сравнительной износостойкости тонких поверхностных слоев сталей, упрочненных методами ХТО; методы экспрессного контроля качества листовой металлопродукции и Твердости отливок из цветных сплавов в производственных условиях; новые методу испытаний по определению характеристик механических свойств металлических материалов при различных силовых и температурных условиях нагружения; металлографические исследования; электронно-микроскопические исследования; рентгеноспектральные исследования; статистическая обработка экспериментальных данных; стандартизация методов механических испытаний металлопродукции. Объектами исследования были стали СтЗ, Ст4, 08Ю, 40, 45, 40Х, 10Г2С1, 15Х2МФА, 17Г1С (2 плавки), 14Х2ГРМ, 16Г2САФ, 20Х2НЧА (15 опытных плавЬк), 40ХНМА (2' промышленные плавки), 30ХГСФ, 30Х5Н2МСФА, 35ХГ2А (12 лабораторных плавок), 90Х?Ф, 12Х18Н9Т, 1Х14Н18В2БР1 (ЭИ 726), 10Н4Г4Х2МЮ, Н18К8МЗТЮ; сплавы ОХН40МДТЮ (ЭП 543), ЭИ 652 (ХН70Ю); биметаллы 17Г2СФ — 12Х18Н10Т и 14Х2ГМ — 12Х18Н10Т; жаропрочные композиционные материалы на основе никелевых сплавов ЭИ 652 (ХН70Ю) и ЭП 747 (ХН45Ю), армированных вольфрамовыми волокнами марки ВА; медь марки М1. Основная часть исследований выполнена на листовом прокате и толщиной 150,0—1,0 мм.

Научная новизна. На основе комплексного исследования и обобщения полученных результатов разработаны научные основы повышения эффективности использования металлических материалов в различных областях промышленности:

1. Изучены методы определения характеристик статической, динамической и циклической трещиностойкости сталей различного состава и структуры с целью обеспечения и обоснования единого подхода к исследованию процесса разрушения при статических, динамических и циклических условиях нагружения для определения бехопасных, против хрупкого разрушения условий эксплуатации. Разработан комплекс экспериментальных методов для исследования скорости роста трещин усталости (СРТУ) и показано, что метод ступенчатых нагружений является настолько универсальным, что рекомендуется для тарировки косвенных методов оценки СРТУ и различных методов неразрушающего контроля качества нагруженных узлов и металлоконструкций в процессе эксплуатации.

При этом впервые обнаружено;

- установлено, что отдельные участки трещины в плоском образце в процессе усталостного разрушения движутся с различной скоростью;

- показано, что в плоском образце усталостная трещина растет в постоянно меняющемся напряженном состоянии;

- установлено различие между фактической длиной трещины и длиной трещины определенной по градуировочному графику при тарировке метода эквипотенциальных поверхностей методом ступенчатых нагружений;

- определено распределение величины Кк по толщине исследованного полуфабриката;

- показано, что предпочтительнее производить запись осциллограммы при ударном изгибе в координатах "усилие-время", а не "усилие-прогиб"

2. Сделаны обобщение: связей между составом и распределением неметаллических, включений и комплексом механических свойств, исследуемых сталей при статических, динамических и циклических условиям нагружения в диапазоне температур от -196 до +20° С. Показано, что ударная вязкость на поперечных образцах, работа зарождения трещины, работа развития трещины, коэффициент интенсивности напряжений, предел выносливости чувствительны к характеру и количеству содержащихся неметаллических включений в исследованных пределах:

3. Разработан новый принцип разделения трещин на микроскопическую и макроскопическую, связанный с изменением параметра, контролирующего его рост и уровень нагруженное™.

4. Предложена методика оценки износостойкости тонких упроченных слоев методом лунок, позволяющая исследовать темп износа по глубине слоя и выбрать из многочисленных технологических вариантов насыщения поверхностных слоев металла оптимальные, отличающиеся наилучшими антифрикционными свойствами. Реализован метод измерения твёрдости отдельных слоев в тонких покрытиях.

5. Обобщены результаты оригинальных исследований характера разрушения прочности и пластичности металлических композиционных материалов на основе никелевых сплавов, армированы вольфрамовыми волокнами марки ВА при скручивании в экстремальных температурных условиях. Изучено влияние температуры нагрева и величины объемной доли волокон в матрице на характеристики разрушения и деформирования композиционных материалов.

6. Разработан метод экспериментального изучения поведения металлов и сплавов при ползучести в нестационарных тепловых и силовых условиях нагружения и экспериментально исследовано влияние, вибрации ограниченной амплитуды на процесс деформирования при ползучести исследованных материалов.

7. Разработан и создан ряд экспериментальных установок, включающий высокоскоростной автоматизированный испытательный комплекс типа ТУРБО-8 для проведения испытаний на усталость консольных образцов при поперечном изгибе в режиме автоколебаний при жестком нагружении, измерительный комплекс, состоящий из датчика последовательного обрыва и прибора для регистрации скорости распространения усталостной трещины, установку для исследования скорости роста усталостной трещины на цилиндрических образцах с наружным разрезом, установку, позволяющую проводить исследования на- "виброползучесть" при совместном действии длитёльной статической нагрузки и вибрации .частотой 400 гц при повышенной температуре.

Достоверность и обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждены экспериментальными исследованиями автора, сопоставлением результатов с аналогичными данными из литературных источников, а также результатами использования разработанных методов в производственных условиях.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Впервые в нашей стране при создании РД50.260-81 был разработан и проведен базовый эксперимент, заключающийся в проведении шестью НИИ и ПО испытаний семи типоразмеров образцов в широком диапазоне температур из стали 15Х2МФА по определению характеристик трещиностойкости при статическом нагружении (всего было испытано 75 образцов толщиной 150 - 25 мм при температуре от -140 до +80°С). Такие испытания позволили проверить правильность требований, заложенных в разрабатываемый нормативный документ для обеспечения сопоставимости и воспроизводимости экспериментальных результатов и получить важный в научном и практической отношении материал по критериальным характеристикам вязкости разрушения (трещиностойкости) для низкопрочной пластичной корпусной стали ответственного назначения. Результаты базового эксперимента были использованы при разработке стандарта по определению характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении (ГОСТ 25.506-85).

Предложена классификация методов механических испытаний, включающая-методы исследования зарождения трещин, распространения трещин, торможения и остановки движущихся трещин.

В качестве основной характеристики трещиностойкости. низкоуглеродистых и низколегированных сталей при статическом нагружении обосновано использование критического коэффициента интенсивности напряжений Kic, полученного при испытании на изгиб и внецентренное растяжение. Сформулированы и обоснованы условия, определяющие область истинных значений К1С при статическом однократном нагружении компактных образцов из сталей низкой и средней прочности на внецентренное растяжение, в условиях отрицательных температур. Построена обобщающая диаграмма для низколегированной стали 10Г2С1, определяющая облаоь истинных значений К1С по температуре и толщине образца: Изучены распределения К,с по толщине исследуемого полуфабриката.

Проведен анализ напряженного состояния и установлены граничные условия применимости формулы для подсчета коэффициента интенсивности напряжений при изгибе цилиндрических образцов с внешней кольцевой трещиной.

С помощью метода электронной фрактографии получены сведения о характере изменения микрорельёфа поверхности усталостного излома от начала движения трещйны до зоны окончательного долома и показано, что при программном нагружении на границах колец отсутствуют заметные переходные зоны, как на участке" соответствующем переводу от высокой нагрузки к низкой, так и на участке с обратным чередованием нагрузки при выбранных условиях нагружения.

Приведенные в исследованиях результаты нашли, широкое применение в виде методик и аппаратуры испытаний как на заводах черной металлургии, так и на предприятиях потребителей металлопродукции во многих отраслях промышленности для контроля качества металла в практике металловедческих исследований. На этой основе разработаны технические требования к ряду образцов испытательной технике для практического улучшения серийных испытательных машин. В процессе исследований созданы оригинальные разработки, носящие комплексный характер и охватывающие результаты научных исследований и создание аппаратуры для определения характеристик механических свойств металлопродукции, многие из которых внедрены в производство, используются в учебном процессе МГСУ (бывший МИСИ имени В. В. Куйбышева) и Университетах научно-технического прогресса или вошли в нормативные документы комиссии Госстандарта СССР по определению характеристик трещиностойкости конструкционных материалов. Результаты разработок используются для решения различных металловедческих, технологических, конструкторских и других задач при оценке характеристик механических и служебных свойств материалов, определяющих надежность изготовления металлопродукции и её дальнейшую эксплуатацию в изделии.

Ряд результатов опубликован в монографиях «Трещиностойкость стали» (М.: Металлургия, 1989. — 376 е.); «Методы измерения твердости металлов и сплавов» (М.: Металлургия, 1982. — 168 е.); «Стандартизация методов измерения твердости металлопродукции. Анализ-отечественного и зарубежного опыта» (М.: Издательство стандартов, 1985. — 56 с.). .

Полученные в работе результаты использованы при разработке следующих стандартов и ведомственных регламентирующих документов:

1. ГОСТ 9651-73. Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах.

2. ГОСТ 10510-74. Металлы. Метод испытания на выдавливание листов и лент (метод Эриксена).

3. ГОСТ 2999-75,. Металлы. Метод измерения твердости алмазной пирамидой по Вюскерсу.

4. ГОСТ 11150-75. Металлы. Метод испытания на растяжение при пониженных температурах.

5. ГОСТ 22975-78 (Ci\ СЭВ 2190-80). Металлы и сплавы. Метод измерения Твердости по Роквёллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу).

6. ГОСТ 23273-78. Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору).

7. Ст.СЭВ 468-77. Металлы. Определение твердости по методу Бринелля.

8. Ст. СЭВ 469-77. Металлы. Определение твердости по методу Роквелла Шкалы А. В. и С .

9. Ст. СЭВ 470-77. Металлы. Определение твердости по методуВиккерса.

10. РД 50.345-82. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик сопротивления развитию трещины (трещиностойкости) при циклическом нагружении.

11. Рекомендации по применению инструмента и материалов во взрывоопасных производствах (Мйннефтехимпром СССР, 1986).

12. Рекомендации по обеспечению искробезопаснОсти инструмента и материалов во взрывоопасных производствах, применяющих пропан-бутан (Миннефтехимпром СССР, 1991)

13. Научно-технические проблемы развития черной металлургии на современном этапе. Учебно-тематический план для народных университетов научно-технического прогресса (общество «Знание» РСФСР, 1985г.).

14. Современные-способы получения и конструирования высококачественных металлических материалов. Примерный план и программа для народных университетов (Общество «Знание» РОФСР, 1990г.)

Рассмотрена проблема совершенствования испытательной техники в связи с развитием методов механических испытаний металлопродукции. Даны рекомендации по комплектованию системы контроля качества отдельных видов металлопродукции и изделий машиностроения с использованием приборов для измерения твердости HB по глубине отпечатка при создании автоматизированных заводов будущего.

Разработки, выполненные при непосредственном участии автора экспонированы на ВДНХ СССР в павильоне «Металлургия» и отмечены бронзовой медалью (1975) и почетным знаком-общества «Знание» «3» активную работу» (1986).

Апробация работы. Результаты работы были представлены и получили одобрение на IV, VI, VIII, XII, XIV, XVI, XVIII, XX Всесоюзных коллоквиумах предприятий черной металлургии «Опыт ЦЗЛ по контролю и исследованию качества металлопродукции методами металлографии и механических испытаний» (Москва, 1962, 1964, 1966, 1970, 1972, 1974, 1976, 1978 гг.), на III конференции молодых специалистов ЦНИИЧМ им. И. П. Бардина (Москва, 1962 г.), на ежегодных научно-технических конференциях МГСУ (бывший МИСИ им. В. В. Куйбышева) за период 1972, 1983-1992 гг., на семинаре «Проблемы прочности и разрушения металлов» МДНТП им. Дзержинского (Москва, 1970, 1974, 1976 гг.), на VI, VII, VIII, IX Всесоюзном совещании по усталости .металлов, ИМет им. А. А. Байкова АН СССР (Москва, 1972, 1977, 1982, 1986 гг.), на научно-техническом семинаре «Новые виды и методы механических испытаний проволоки и канатов» (г. Белорецк, 1973 г.), на научно-техническом семинаре по актуальным вопросам материаловедения Совета НТО института Машиноведения АН СССР (Москва, 1973 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Вопросы стандартизации и унификации методов расчета деталей общемашиностроительного применения» (г. Ижевск, 1973 г.), на ВсесоюзнЪм научно-техническом семинаре «Опыт применения неразрушающих методов контроля на предприятиях черной металлургии» (Москва, ВДНХ, 1973 г.), на I и II Всесоюзном симпозиуме «Трещиностойкость материалов и элементов конструкций» (г. Киев, 1978, 1985 гг.), на III Всесоюзном симпозиуме «Малочисловая усталость элементов конструкций» (г. Паланга, 1,979 г.), на. VII научно-технической конференции ВЗМИ (г. Москва, 1980 г.), на Международном коллоквиуме «Механическая усталость металлов» (г. Киев, 1981 г.), на заседании научно-технической комиссии по стандартизации в области механики разрушения Госстандарта СССР (г. Челябинск, 1983 г.), на IV Всесоюзном симпозиуме «Малочисловая усталость - механика разрушения, живучесть и материалоемкость конструкций» (г. Краснодар, 1983 г.), на конференции «Структура и свойства металлов и вопросы методики преподавания технологии конструкционных металлов» (г. Новокузнецк, 1984 г.), на 11-ом совещании по тепловой микроскопии «Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур» (г. Москва, 1984 г.), на научно-технической конференции «Методы оценки и пути повышения трещиностойкости и надежности труб, трубопроводов и сосудов давления»'(г. Челябинск, 1985 г.), на Международной профессиональной конференции «О заводе будущего» (ВР, Будапешт, 1990 г.), на научно-техническом семинаре ПИСйСМ (КНДР, г. Пхеньян, 1990 г.), на Международной конференции «Зарождение и рост трещин в металлах и керамике - роль структуры и окружающей среды» (Болгария, г. Варна, 1991 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы создания и эксплуатации испытательной техники» (г. Иваново, 1991 г.), на I совещании металловедов России (г. Пенза, 1993 г.), на международной научно-технической конференций «Развитие строительных машин, механизации и автоматизации строительства и открытых горных работ» (г. Москва, 1996 г.).

Публикации. Диссертация обобщает исследования автора за период с 1962 по 1997 гг. (всего выполнено 164 научно-исследовательские работы). Основное содержание диссертации опубликовано в 66 печатных работах в журналах и сборниках, в том числе в пяти монографиях (из них две в соавторстве), опубликованных в. центральных издательствах. Кроме того; отдельные защищаемые вопросы изложены в 25 отчетах по госбюджетным и хоздоговорным научно-исследовательским работам, зарегистрированным во ВНИТИЦентре, г. Москва.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из предисловия, введения, 6 разделов, общих выводов и заключения; содержит 16 рисунков и список литературы, включающий отдельно публикации автора по теме диссертации (66 наименований) и цитированную литературу (ЗЗ наименования).

ВВЕДЕНИЕ

Рассматриваются и анализируются вопросы развития и совершенствования методов механических испытаний металлов как основы их эффективного использования в изделиях различного назначения. Разрушение в данной работе рассматривается как локальный, постепенно распространяющийся процесс, характеризующийся следующими одна за другой стадиями. Сопротивление разрушению на каждой стадии оценивается определенными показателями, характеризующими многостадийность процесса при статическом, динамическом и циклическом нагружениях. При этом наибольшая информационность присуща методам испытания образцов относительно большого сечения, ибо в этом случае удается выделить наиболее характерные стадии процесса разрушения материала и исключить из рассмотрения трудное для оценки влияние границ образцов на процесс формирования трещин и их распространение.

Весь комплекс механических испытаний, включающий методы испытании на трещиностойкость, рассматривается как единое целое, как самостоятельное научное направление. Показано, что вновь разрабатываемые методы определения характеристик трещиностойкости являются развитием и совершенствованием существующих стандартных методов испытаний по определению характеристик механических свойств металлов [2.1]. Знание этой связи дает возможность обоснованно, с определенной степенью вероятности переходить от сложных механических испытаний к более простым. При выборе характеристик механических свойств следует отдавать предпочтение тем, которые могут бьггь использованы как для оценки свойств материалов, так и для расчетов деталей и элементов конструкций на прочность.

Описаны экспериментальные установки, приспособления и методики изучения механических свойств металлических материалов в условиях статического, динамического и циклического нагружения при анормальных температурах. Подчеркнуто, что детально эти особенности в работе описаны потому, что вопросы техники и методики проведения испытаний в литературе отражены недостаточно полно. Освещены методические и метрологические особенности испытаний, дан анализ надежности работы как отдельных узлов экспериментальных установок, Так и всего испытательного комплекса в целом. Определяются задачи и перспективы их развития, как основы для совершенствования существующих и разработки новых материалов.

Подробно обсуждаются результаты экспериментальных исследований. Основные направления важнейших дальнейших исследований по вопросам металловедения, механических испытаний и совершенствования испытательной техники приведены в работах [2.2-2.7].

Показано, что разрушение в процессе развития трещины представляет собой локальный постепенно распространяющийся процесс. В этом случае сопротивление разрушению материала контролируется не усредненными свойствами, а теми, которые проявляются у вершины трещины в данный момент времени. Однако параметр механики разрушения К определяется как приложенным напряжением, так и длиной трещины. При испытании на циклическую трещиностойкость одинаковые значения коэффициента К можно получить как прй высоком напряжении н малой длине трещины, так и при низком напряжении, но большой длине трещины. Это означает, что идентичность напряженно-деформированного состояния в этом случае можно ожидать лишь на некотором расстоянии от вершины трещины, при достаточном удалении от кончика трещины напряжения значительно различаются. Это, а также неодинаковая продолжительность испытания при двух уровнях напряжений, приводит к различному изменению свойств материала на пути следования трещины. Трещина в этих двух случаях развивается как бы в двух разных по свойствам материалах.

Таким образом, скорость развития усталостной трещины определяется не только процессами, идущими в окрестности вершины трещины, но и изменениями свойств во всем объеме циклически деформированного материала. В зависимости от того, какой из этих процессов имеет преимущественное значение, меняется роль коэффициента интенсивности напряжений как контролирующего фактора в отношении скорости распространения усталостной трещины. При этом установлено, что о циклической трещиностойкости нельзя судить лишь по какой-либо одной механической характеристике. Высокое сопротивление развитию усталостной трещины определяет, в основном, оптимальное сочетание характеристик вязкости, прочности и пластичности (Кс,с0>2, Ч»).

Показано, что зависимость скорости роста усталостной трещины (с1

Основной практический вывод, следующий из-теории Гриффитса, заключается в том, что наличие трещины в материале не обязано немедленно выводить конструкцию из строя. Это обстоятельство а служит развитие икхлиики разрушения как науки, конечной практической целью которой долзюзб. быть создание надежных методов защиты конструкций от хрупкого разрушения.

Рассмотрены вопросы стандартизации и унификации методов механических испытаний с целью получения сопоставимых данных. Унификация методов механических испытаний выполнялась и совершенствовалась в рамках государственных стандартов, международных рекомендаций и стандартов. При этом разработке и пересмотру стандартов и рекомендаций сопутствовала большая экспериментальная исследовательская работа.

Рассмотрены проблемы совершенствования испытательной техники в связи с развитием методов механических испытаний металлопродукции. Показано, что повышение качества и надежности конструкционных материалов связано, в частности, с разработкой новых методов испытаний на усталость, когда стадии зарождения трещины и ее распространения изучают раздельно, Такой подход к исследованию процесса разрушения следует считать более правильным и более полным, но возникают трудности в связи с необходимостью большой перестройки лабораторной техники. Перечисленные выше вопросы применительно к изучению процесса разрушения материалов и определили основные направления исследований при проведении данной работы.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Гудков, Анатолий Александрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате, выполненных исследований решена актуальная научно-техническая проблема по разработке научно обоснованных методов повышения эффективности использования металлических материалов, позволяющих существенно повысить качество и технический уровень машин и механизмов за счет комплексного развития методов механических испытаний, их стандартизации и унификации в отечественной и международной практике, а также благодаря созданию и внедрение новых испытательных комплексов и экспериментальных установок для исследования процесса разрушения' при статических, динамических и циклических условиях нагружения и разработке параметров, характеризующих многостадийность процесса разрушения и отражающих свойства материала в локальном объеме у вершины трещины, которые можно квалифицировать как новое крупное достижение в механике материалов, имеющее важное значение в различных отраслях промышленности, в том числе на железнодорожном транспорте. При решении этой проблемы были получены следующие выводы:

1. В работе на основании большого объема выполненных исследований весь комплекс механических испытаний, включающий методы испытаний на трещиностойкость, рассматривается как единое целое, как самостоятельное научное направление. Показано, что вновь разрабатываемые методы определения характеристик трещиностойкости являются развитием и совершенствованием существующих стандартных методов испытаний. Знание этой связи дает возможность обоснованно, с определенной степенью вероятности, переходить от сложных механических испытаний к более простым, что в конечном итоге является основой для определения размеров допустимых дефектов; в исследованных материалах по данным испытаний лабораторных образцов.

2. В результате испытания образцов исследованных сталей при статических, динамических и циклических условиях нагружения сделаны обобщения связей между составом и распределением неметаллических включений и комплексом механических свойств в диапазоне температур от -196 до +20°С. Показано, что ударная вязкость на поперечных образцах, работа зарождения трещины, работа развития трещины, коэффициент интенсивности напряжений, предел выносливости чувствительны к характеру и количеству содержащихся неметаллических включений в исследованных пределах.

3. Сформулированы и обоснованы условия, определяющие область истинных значений Кк при статическом однократном нагружении компактных образцов из сталей низкой и средней прочности на внецёнтренное растяжение, в условиях, отрицательных температур. Предложена обобщенная диаграмма для низколегированных сталей, определяющая область истинных значений Кк по температуре и толщине образца. Изучены распределения Кк; по толщине исследуемого полуфабриката. Показано, что применение современных" рафинирующих технологий при выплавке этих сталей сопровождается повышением величины К|с- Разработаны методы определения величины Кк при испытании на усталость цилиндрических образцов, выполнена ее проверка и определены границы применимости.

4. Разработан новый принцип разделения трещин на макроскопическую и микроскопическую, связанный с изменением параметра, контролирующего ее рост и уровень нагруженности.

Экспериментально установлено, что отдельные, участки трещины в плоском образце в процессе усталостного разрушения движутся с различной скоростью. Различие скоростей отдельных участков трещины больше в начале и почти отсутствует в конце процесса разрушения. Благодаря различию скоростей отдельных участков, конфигурация фронта трещины непрерывно изменяется от выпуклой в начале движения до сложной зигзагообразной формы в конце процесса усталостного разрушения.

Показано, что в плоском образце трещина растет в постоянно меняющемся напряженном состоянии. В начале процесса практически весь фронт усталостной трещины находится в условиях плоского деформированного состояния; в конце процесса концы трещины располагаются в областях, где осуществляется плоское напряженное состояние, тогда как средняя часть трещины находится в условиях трехосного объемного напряженного состояния. ,

5. Установлено, что геометрическая форма зоны распространения усталостной трещины (Fi) и зоны окончательного долома (F2) цилиндрических образцов с наружным надрезом при испытании на изгиб с вращением постоянна в исследованном интервале напряжений. Показано, что характерной особенностью поверхности разрушения таких образцов является отсутствие ярко выраженного отдельного фокуса излома, когда зародившаяся трещина замыкается и охватывает весь периметр испытуемого образца в течение ограниченного числа циклов нагружения. Показано, что отношение F1/F2 является важной дополнительной характеристикой материала и устанавливает исследуемые стали в ряд: чем выше это отношение, тем выше способность материала сопротивляться распространению уже имеющейся усталостной трещины, тем представляются лучшие возможности к своевременному обнаружению дефектной детали с трещиной. Следует отметить, что метод ступенчатых нагружений опробован для исследования фронта развивающейся усталостной трещины и для тарировки косвенных методов слежения за ростом усталостной Трещины.

6. На основе анализа и сопоставления различных экспериментальных методов исследования технологических испытаний листов и лент на выдавливание сферической лунки разработаны методика испытаний и модернизированный прибор МТЛ-10Г, позволяющий проводить испытан® по критерию появления трещины на колпачке, реализован ГОСТ 10510-74 "Металлы. Метод испытания на выдавливание листов и лент (метод Эриксена)". Рассмотрены возможности автоматизации разработанной методики испытаний в производственных условиях металлургических и машиностроительных заводов для совершенствования экспрессного контроля качества металлопродукции.

7. Исследованы закономерности влияния высокочастотной вибрации ограниченной амплитуды на особенности деформирования при ползучести конструкционных сталей и сплавов как в условиях, постоянного, так и переменного температурного и силового режима. Подтверждается отмеченное в литературе предположение о возможности изменения направления влияния вибрации на ползучесть при изменении температуры испытания. Показано, что, основываясь на результатах испытаний на "виброползучесть" металлических материалов, можно выбрать оптимальный режим обработки их давлением (ковкой, прокаткой, волочением, штамповкой и др.), когда применение переменного деформирующего усилия может облегчить процесс деформирования изделия.

8. Обобщены результаты оригинальных исследований характера разрушения, прочности и пластичности металлических композиционных материалов на основе никелевых сплавов, армированных вольфрамовыми волокнами марки В А при скручивании в экстремальных температурных условиях. Показано, что прочностные свойства армированных материалов, по сравнению с кеармированными резко возрастают с повышением объемной доли волокон в матрице. Изменение температуры нагрева при деформации в интервале температуры от 1000 до 1200°С приводит к незначительному изменению этих свойств. При этом пластичность материалов понижается с повышением объемной доли волокон и ма-^с 'ависит от температуры нагрева.

9. Исследованы закономерности изменения износостойкости тонких упрочненных слоев конструкционных сталей после различных режимов ХТО в зависимости от температуры и продолжительности обработки. Показано, что глубина, фазовый состав, структура упрочненных слоев и, как следствие, износостойкость зависят от технологического режима обработки. Для исследования темпа износа по глубине слоя разработан метод количественной оценки сравнительной износостойкости упрочненных поверхностных слоев материала. Показано, что при оценке свойств упрочненных слоев, имеющих несколько резко разграниченных диффузионных зон, разработанный метод позволяет на одном образце контролировать не только износостойкость каждого отдельного слоя, но и характер сцепления каждой зоны с нижеследующим подслоем. Реализован метод изменения твердости отдельных слоев в тонких покрытиях.

Показано, что разработанный комплекс исследований и полученные данные позволили из многочисленных технологических вариантов насыщения поверхностных слоев металла рекомендовать оптимальные, обладающий наилучшими антифрикционными свойствами.

10. В результате использования обширного круга экспериментальных методик при статическом, динамическом и циклическом нагружении (некоторые из которых развиты в рамках работы) проведено широкое исследование различных схем упрочнения пластической деформацией сталей и сплавов при различных температурах для разработки более эффективных схем упрочнения деталей, работающих в экстремальных условиях натружения. Показано, что пластическая деформация стали 1Х14Н18В2БР1 (ЭИ 726) при высоких температурах в условиях, когда сохраняются последствия такой обработки, не только повышает статическую прочность и сопротивление ползучести, но существенно повышает усталостную прочность при повышенных температурах.

Установлено, что больше других вариантов увеличивает сопротивление разрушению при статическом и циклическом нагружении пластическое деформирование при температуре 900-925()С, обеспечивающей отсутствие процесса рекристаллизации. Показано, что предел выносливости сплава ОХН40МДТЮ (ЭП 543) увеличивается на 100% по сравнению с исходным закаленным состоянием и может быть дополнительно повышен поверхностным пластический деформированием, в частности, дробеструйным наклепом. При этом предел выносливости гладких образцов повышается'на 8%, надрезанных — на 12%.

Показано, что зависимость ограниченной усталостной долговечности от степени предварительной деформации при комнатной температуре для сплава ЭП 543 характеризуется кривой, имеющей максимум, при 15-20% деформации. Указанный характер кривой особенно четко выражен после старения. Наблюдаемые эффекты свидетельствуют о том, что старение, проводимое после предварительной деформации до 15-20%, увеличивает, а при больших деформациях уменьшает прочность сплава.

11. Показано, что различные зоны сварного стыкового соединения обладают неодинаковым сопротивлением развитию усталостных трещин, на которые существенное влияние оказывает режим сварки. Такой подход позволяет определить наиболее рациональный режим сварки с точки зрения получения равнопрочного соединения, обладающего наилучшим сопротивлением распространению усталостных трещин.

Представлены данные о возможности и степени повышения работоспособности сварных соединений посредством засверловки и наложения дополнительных валиков, корректирующих поле ¡.остаточных напряжений. Показано, что метод наложения сварного валика дает лучшие результаты и является предпочтительным. При этом наибольшая эффективность этого метода достигается на ранних стадиях развития трещины, когда ее длина не превышает 30% полной ширины образца.

12. На базе установленных в работе закономерностей сопротивления разрушению при жестком циклическом нагружении конструкционной стали 40Х в условиях постоянного и одноступенчатого нагружения разработан метод прогнозирования работоспособности деталей и конструкций, работающих в условиях перегрузок и повторяющихся пиковых нагрузок. Проведенная проверка показала хорошее соответствие расчетных кривых повреждаемости и результатов эксперимента.

13. Разработана нормативно-техническая документация на определение твердости (ГОСТ 2999-75, ГОСТ 22975-78, ГОСТ 23273-78), технологичесйбй пробы (ГОСТ 10510-74), характеристик механических свойств при статическом (ГОСТ 9651-73, ГОСТ 11150-73) и циклическом (РД50.345-82) йагружении.

Выполнена унификация методов механических испытаний в международном масштабе (в рамках ИСО и ПКС СЭВ).

Национальные стандарты приведены в соответствие с рекомендациями и стандартами ИСО и СЭВ.

14. Вопросы совершенствования испытательного оборудования в работе рассмотрены в связи с развитием методов механических испытаний-металлопродукции. Дана классификация испытательного оборудования, выпускаемого крупнейшими отечественными и зарубежными фирмами. Разработан и создан ряд экспериментальных установок, включающий высокоскоростной автоматизированный испытательный комплекс типа ТУРБО-8 для проведения испытаний на усталость консольных образцов при поперечном изгибе в режиме автоколебаний при жестком нагружении; измерительный комплекс, состоящий из датчика последовательного обрыва и прибора для регистрации скорости распространения усталостной трещины; установку для исследования скорости роста усталостной трещины на цилиндрических образцах с наружным надрезом; установку, позволяющую проводить исследования на виброползучесть при совместном действии длительной статической нагрузки и вибрации частотой 400 Гц при повышенной температуре. Рассмотрены тенденции развития в схемах нагружения и конструкциях отдельных узлов испытательного оборудования, проведена модернизация стандартных испытательных машин типа НУ, УКИТ-3000,МТЛ-10Гидр.

Обобщены и систематизированы работы по конструированию и созданию автоматизированных систем контроля качества металлопродукции с использованием приборов для измерения твердости при проектировании автоматизированных заводов будущего. Определены направления дальнейших исследований в этой области по разработке испытаний, исключающих механическую обработку по подготовке поверхности изделия и применению переносных приборов. Показано, что наиболее впечатляющие результаты при внедрении автоматизированных систем контроля качества продукции могут быть получены при использовании переносных приборов новейших конструкций совместно с робототехническими устройствами, имеющими дистанционное управление.

15. Результаты исследований попользуются при подготовке студентов и аспирантов МГСУ. Результаты работы вошли в практическое пособие, три методических указания к учебно-исследовательским лабораторным работам, а также в методические указания к выполнению дипломного проекта и производственной практики, которые используются при чтении лекций по отдельным разделам курсов «Материаловедение и обработка металлов», «Технология металлов», выполнении самостоятельных работ, лабораторного практикума, дипломного проекта и производственной практики. На нескольких предприятиях нефтехимии и газовой промышленности проведено обследование действующих взрывоопасных производств и разработаны рекомендации по повышению безопасности этих производств. Эти материалы явились основой «Рекомендаций по применению инструмента и материалов во взрывоопасных производствах» (Миннефтехимпром СССР, 1986, 1991 гг.). которые были внедрены на ряде предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности. Учтенный экономический эффект от практического использования результатов работы составил 1,6 млн. руб. в ценах до 1991 г.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук в форме науч. докл. Гудков, Анатолий Александрович, 1998 год

1.1: Griffith A; A. The phenomenon of rupture and flow in solids. // Phil. Trans. Roy. Soc. Ser.

2. A. — 1920 — 221, №1 —p. 163-198.

3. Griffith A. A. The theory of rapture. II Proceeding of thr 1-st International Cjngress

4. Applied Mechanics. — Delft. The Netherlands — 1924 — p. 55-63. ,

5. Разрушение. В семи томах. / Ред. Г. Л. Либовиц. — М.: Мир и Машиностроение,1973-1978 гг.

6. Партон В. 3, Морозов Е. М. Механика упруго-пластического разрушения. М.: Наука, 1974,—416 с.11.5. Морозов Б. М., Никишов Г П. Метод конечных элементов в механике разрушения.1. М.: Наука, 1980. — 254 с.

7. Андрейкив А. Б. Разрушение квазихрупких тел с трещинами при сложном напряженном состоянии. — Киев: Наукова думка, 1979. — 144 с.

8. Отряжало В А. Циклическая прочность и ползучесть металлов при мапоцикловомнагружении в условиях, низких и высоких температур. — Киев: Наукова думка, 1978.—236 с.

9. Черпанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974. — 640 с.

10. Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкции на прочность. — М.: Машиностроение, 1977. — 272 с.

11. Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. — М.: Наука, 1966. — 732 с.

12. Качанов Л. М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974. — 312с.

13. Финкель В. М. Физика разрушения. — М.: Металлургия, 1970. — 378 с.

14. Финкель В. М. Физические основы торможения трещин. — М.: Металлургия, 1977, —360 с.

15. Владимиров В. И. Физическая природа разрушения металлов. — М.: Металлургия, 1984. — 176 с.

16. Новиков И. И. Дефекты кристаллического строения металлов. — М.: Металлургия, 1983. — 168 с.

17. Давиденков Н. Н. Избранные труды в 2-х томах. — Киев, Наукова думка, 1981.

18. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. В двух частях. Часть первая. Деформация и разрушение. — М.: Машиностроение, 1974, — 472 с.

19. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Изд.'3-е, переработанное и дополненное. В двух частях. Часть вторая. Механические испытания. Конструкционная прочность. —М.: Машиностроение, 1974. — 368 с.

20. Гордеева Т. А., Жегина И. П. Анализ изломов при оценке надежности металлов.

21. М: Машиностроение, 1978. — 199 с.

22. Горицкий В. М., Терентьев В. Ф. Структура и усталостное разрушение металлов.

23. М.: Металлургия, 1980. — 297 с.

24. Тимошук Л. Т: Механические испытания металлов. — М.: Металлургия, 1971. — 224 с.

25. Романов А. Н. Разрушение при малоцикловом нагружении. —М.: Наука, 1988. — 282 с.

26. Сервисен С. В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению.—М.: Атомиздат, 1975. — 181 с.

27. Методы и средства оценки трещиностойкости конструкционных материалов: Сб. науч. тр. / Отв. ред. В. В. Панасюк. —Киев: Наукова думка, 1981. —314 с.

28. Механика разрушения и прочность материалов: Справочное пособие. В четырех томах. / Ред. В. В. Панасюк. — Киев: Наукова думка, 1988-1990 гг.

29. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний. — М.: Металлургия, 1978. — 302 с.

30. Школьник Л. М. Скорость роста трещин и живучесть металлов. — М.: Металлургия, 1973.—216 с.

31. Николаев Р. С. Причины поломок деталей подвижного состава и рельсов. — М.: Трансжелдориздат, 1954. — 193 о.

32. Трощенко В. Т. Деформирование и разрушение металлов пру многоцикловом нагружении. —Киев: Наукова думка, 1981. — 344 с.

33. Кагаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени; / Под ред. Гусенкова А. П.—М.: Машиностроение, 1993.—363 с.

34. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. / Под ред. В. В. Клюева -М.: Машиностроение, 1995.—487 с.

35. Маркочев В. М., Кравченко И. О. Метод реальных элементов как основа расчетов на прочность поврежденных деталей конструкций. — М.: МИФИ, 1994.

36. Прочность, надежность и долговечность строительных конструкций: Межвуз. сб. науч. тр.—Магнитогорск: МГМА, 1994.— 115 с.

37. Литература, опубликованная по теме диссертации

38. Гудков А. А. Трещиностойкость стали. М., Металлургия, 1989, 376 с.

39. Гудков А. А. Научно-технические проблемы развития черной металлургии. М.,1. Знание РСФСР, 1986, с.48.

40. Гудков А. А. Современные способы получения и конструирования высококачественных металлических материалов. Примерный план и программа для народных университетов. М., Знание РСФСР, 1990, с.48.

41. Гудков А. А., Минашин А. В., Пирусский М. В. Метод определения Кк при внецентренном растяжении компактных образцов низколегированных сталей. // Новые методы испытаний: Тем. отрасл. сб. М., Металлургия, 1977, №4, с. 10-17.

42. Гудков А. А. Трещиностойкость низколегированной стали 10Г2С1 при внецентренном растяжении образцов. // М., Механизация строительства, 1996, №1, с.9-15.

43. Гудков А. А., Гольденберг А. А., Минашин А. В., Громова Г. П. Вязкость разрушения сталей 20Х2Н4А и 10Н4Г4Х2МЮ. // М., Вестник машиностроения, 1979, №2, с.70-72.

44. Гудков А. А., Пирусский М. В., Тимошук Л. Т. Методика определения вязкости разрушения (К1С) по данным испытаний образцов-на усталость. // Новые методы испытания металлов. Тем. отрасл. сб. М., Металлургия, 1972, №1, стр. 124-130.

45. Гудков А. А., Лебедев Д. В., Пирусский. М. В. Методика определения Температуры остановки хрупкой трещины при различных условиях охлаждения // Новые методы испытания металлов. Тем. отрасл. сб. М., Металлургия, 1977, №4, с. 10-17.

46. Гудков А. А., Зотеев В. С. О распространении трещины усталости в низколегированной стали повышенной прочности // Новые методы испытания металлов. Тем. отрасл. сб. М., Металлургия, 1976, №3, с. 131-140.

47. Гудков А. А., Зотеев В. С. К изучению закономерностей распространения усталостной трещины // Киев, Проблемы прочности, 1974, №4, с.91-95.

48. Гудков А. А., Зотеев В. С. О характере распространения усталостной трещины // Механизмы привода, долговечность и надежность узлов и деталей строительных машин. Сб. тр. №150. М., МИСИ им, В. В. Куйбышева, 1977, с.173-178.

49. Гудков А. А., Зотеев В. С., Волков В. С. Прибор для регистрации скорости распространения трещины при циклической нагрузке // Новые методы испытания металлов. Сб. науч. тр. М., Металлургия, 1976, №3, с.190-193.

50. Гудков А. А. Исследование некоторых закономерностей распространения усталостной трещины (на примере сталей различного состава и структуры). Автореф. дис. к.т.н. М., ЦНИИЧМ,1976,22 с.

51. Гудков А. А., Зотеев В. С., Прокофьева И. А., Саррак В. И. Электронно-фрактографическое исследование поверхности усталостного разрушения стали // М., МиТОМ, 1978, №2, с. 64-66.

52. Гудков А. А., Зотеев В. С. Фрактографические особенности развития усталостной трещины при программном нагружении стали // М., МиТОМ, 1986, Ш, с. 35-37.

53. Гудков А. А., Зотеев В. С. Исследование скорости распространения усталостной трещины с использованием критериев линейной механики разрушения // Проблемы разрушения металлов. Сб. статей. М., Знание РСФСР, МДНТП, 1975, с. 76-90.

54. Гудков А. А., Зотеев В. С. О влиянии уровня напряжений на скорость распространения усталостной трещины при симметричном изгибе вращающегося образца //Киев, Проблемы прочности, 1976, №8, с. 30-34. /

55. Гудков А. А., Зотеев В. С. Влияние приложенного напряжения на скорость распространения усталостной трещины при пульсирующем растяжении // Новые методы испытаний. Тем. отрасл. сб. М., Металлургия, 1977, № 4, с. 17-29.

56. Гудков А. А., Зотеев В. С. Влияние частоты приложения циклической нагрузки на скорость распространения усталостной трещины. // Киев, Проблемы прочности,1976, № 6, с. 44-47.

57. Новиков Ю. А., Зотеев В. С., Гудков А. А. О скорости распространения усталостной трещины в сварном соединении // Киев, Проблемы прочности, 1976, №8, с. 54-57:

58. Гудков А. А. Конференция по методам оценки трещиностойкости листовых конструкций//М., Вестник машиностроения; 1986, № 8, с. 75-76.

59. Гудков А; А. П Всесоюзный симпозиум по механике разрушения // М., Вестник машиностроения, 1986, № 12, с. 66-68.

60. Гудков А. А., Зотеев В. С., Тимошук Л. Т. Исследование скоросп распространения трещины при испытаниях на усталость. // Тез. докл. V совещания по усталости металлов. М., ИМет АН СССР, 1972, с. 30-31.

61. Гудков А. А. IV Всесоюзный симпозиум "Малоцикловая усталость — механик: разрушения, живучесть и материалоемкость конструкций" // М., Вестнш машиностроения, 1984,1х«7, с. 72-74.

62. Лахтин Ю. М., Неустроев Г. Н., Айрапетян Н. А., Гудков А. А. Сравнительная оценка износостойкости тонких упрочненных слоев методом лунок // Новые методы испытаний. Тем. отрасл. сб. М,, Металлургия'(МЧМ СССР), 1976, № 3, с. 168-172.

63. Тимошук Л. Т., Гудков А. А. Методика испытания металлов и сплавов на ползучесть и виброползучесть // Новые методы испытаний. Сб. трудов ЦНИИЧМ. М., Металлургия, 1964, вып. 38, с. 123-135.

64. Зотеев В. С., Гудков А. А., Балашов Л. В., Ермолюк Л. А. Влияние высокотемпературной механико-термической обработки на жаропрочность стали 1Х14Н18В25Р1 (ЭИ 726) // М., МиТОМ, 1968, № 2. с.71-73.

65. Гудков А. А., Куликов А. П. Метод испытаний на усталость образцов из труб и листов // Новые методы испытаний металлов. Тем. отрасл. сб: М., Металлургия (МЧМ СССР), 1976, № 3, с. 166-168.

66. Зотеев В. С., Устименко М. Ю., Гудков А. А., Балашов Л. В. Статическая и усталостная прочность сплава ОХН40МДТ10 (ЭП 543) после различных схем упрочнения // М., МиТОМ, 1973, № 8, с. 68-70.

67. Гудков А. А., Славский Ю. И. Методы измерения твердости металлов и сплавов. М., Металлургия, 1982, 168 с.

68. Гудков А. А., Славский Ю. И., СавиловаТ. П. Стандартизация методов измерения твердости металлопродукции. Анализ отечественного и зарубежного опыта. М., Изд. стандартов, 1985, 56 с.

69. ГОСТ 2999-75. Металлы. Метод измерения твердости алмазной пирамиды по Виккерсу. М., Изд. стандартов, 1975, с. 1-25 (в соавторстве).

70. ГОСТ 22975-78. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Роквеллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу). М., Изд. стандартов, 1978, с. 1-9 (в соавторстве).

71. ГОСТ 23273-78. Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору) М., Изд. стандартов, 1978, с. 1-4 (в соавторстве).

72. Гудков А. Ä., Бирун Н. А., Минашин А. В., Чеботарев В. И. Новые стандарты на методы измерения твердости //М., Стандарты и качество, 1979, №11, стр. 22-24.

73. ГОСТ 9651-73. Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах. М., Изд. стандартов, 1974, с. 1-15 (в соавторстве).

74. ГОСТ 11150-75. Металлы. Методы испытаний на растяжение при пониженных температурах. М., Изд. стандартов, 1976, с. 1-9 (в соавторстве).

75. Гудков А. А, Курчатова Е. А., Минашин А. В. ГОСТ 9651-73. Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах // Экспресс-стандарт. Качество. Стандарты. Метрология (Госстандарт СССР ВНИИКИ). М., 1973, вып. 5!, с. 2-3.

76. ГОСТ 10510-74. Металлы. Методы испытания на выдавливание листов и лент (метод Эриксена). М., Изд. стандартов, 1975, с. 1-7 (в соавторстве).

77. Гудков А. А. Установка для высокотемпературных испытаний на усталость при консольном изгибе вращающегося образца // М., Заводская лаборатория, 1964, №5, с. 606-607 (в соавторстве).

78. Гудков А. А., Зотеев В, С., Балашов Л- В. Модернизация усталостной машины УКИТ-3000 // М„ Заводская лаборатория, 1963, № 12, с. 1501-1502.

79. Тимошук Л. Т., Гудков А. А., Зотеев В. С. Поведение материалов при ползучести в нестационарных условиях // Специальные стали и сплавы. Сб. трудов ЦНИИЧМ. М„ Металлургия, 1967, вып. 52, с. 157-159.

80. Гудков А. А. Создание автоматизированных систем контроля качества продукции и изделий машиностроения и металлургии // Международная конференция о заводе будущего ИНТЕРТЕХНО'90. Будапешт, Научное общество по машиностроению, т.З., 1990, с. 811-814.

81. Гудков А. А. Создание автоматизированных систем контроля продукции иизделий машиностроения//М., Механизация строительства, 1992, № 12, с. 16-18.

82. Гудков А. А. Методы оценки качества металлопродукции переносными твердомерами // М., Заводская лаборатория, 1989, № 12, с. 63-64 (от редакций).

83. Лицензия ЛР №020675 от 9.12.97 г.

84. Подписано в печать 3. ЯМ Формат 60x84 1/16 Печать офсетная И- Ш Объем 8 пл. Т. <00 Заказ /66

85. Московский государственный строительный университет. Типография МГСУ. 127337, Москва, Ярославское ш., 26.