Динамическая трещиностойкость и ее взаимосвязь с характеристиками изломов закаленных и отпущенных конструкционных сталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Симонов, Михаил Юрьевич

• Симонов, Михаил Юрьевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Симонов, Михаил Юрьевич

Оглавление

Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературных источников

1.1. Трещиностойкость металлических материалов. Выбор критериев для оценки динамической трещиностойкости

1.1.1. Классификация критериев трещиностойкости

1.1.2. Критерии статической трещиностойкости

1.1.3. Критерии динамической трещиностойкости

1.1.4. Анализ способов, обеспечивающих получение плоскодеформированного состояния при динамических испытаниях

1.2. Фрактография как средство оценки уровня трещиностойкости металлических материалов

1.3. Пластические зоны и локальное напряженное состояние у вершины трещины

1.3.1. Зона пластической деформации (ЗПД) у вершины трещины. Размер ЗПД

1.3.2. Форма зон пластической деформаци

1.4. Современные представления о процессе пластической деформации при высокоскоростном нагружении

1.5. Постановка цели и задач исследования

Глава 2. Материалы и методики исследования

2.1. Материалы для исследования

2.2. Методика термической обработки

2.3 Методика оценки твердости

2.4 Методика металлографических исследований на электронном микроскопе, количественный анализ карбидной фазы

2.5. Методика электроннофрактографических исследований, количественный анализ элементов поверхности разрушения

2.6. Методика оценки характеристик прочности и пластичности

2.7. Методика оценки ударной вязкости

2.8. Разработка методики оценки параметров динамической трещиностойкости по результатам ударных испытаний на маятниковом копре

2.9. Методика оценки микротвердости

2.10. Разработка методики оценки размера зоны пластической деформации после испытаний образцов на динамическую трещиностойкость

2.11. Выводы по Главе 2

Глава 3. Апробация разработанной методики оценки динамической трещиностойкости

3.1. Паспортизация сталей, используемых для апробации методики оценки динамической трещиностойкости

3.2. Построение диаграмм динамической трещиностойкости закаленных и отпущенных конструкционных сталей с различным содержанием углерода

3.2.1. Ударная вязкость исследуемых сталей на образцах с трещиной различной длины без боковых надрезов

3.2.2. Исследование ударной вязкости конструкционных сталей на образцах с трещиной различной длины и двумя дополнительными боковыми надрезами

3.2.3. Построение диаграмм динамической трещиностойкости (ДДТ) закаленных и отпущенных конструкционных сталей

3.2.4. Некоторые особенности построения ДДТ

3.3. Выводы по главе 3

Глава 4. Исследование размерных параметров элементов рельефа поверхности разрушения конструкционных сталей. Установление взаимосвязи динамической трещиностойкости с параметрами изломов конструкционных сталей

4.1. Исследование микромеханизмов роста трещины в сталях 09Г2С, 25 и 40 при динамических испытаниях

4.2. Исследование геометрических размеров ямок стали 09Г2С в высоковязком состоянии в стартовой области динамической трещины

4.3. Выводы по главе 4

Глава 5. Исследование параметров зон пластической деформации при динамических испытаниях конструкционных сталей 09Г2С, 25 и 40 в различном структурном состоянии

5.1. Исследование формы и размеров ЗПД сталей 09Г2С, 25 и 40

5.2. Исследование распределения микротвердости в объеме ЗПД под всей траекторией движения динамической трещины от старта до выбега на поверхность материал-торец образца. О характере неоднородности пластической деформации в объеме ЗПД

5.3. Структурные особенности зон пластической деформации конструкционных сталей в высоковязком состоянии

5.4. Выводы по главе 5

Глава 6. Разработка и апробация методики прогнозирования уровня механических свойств конструкционных сталей в высоковязком состоянии

Заключение. Общие выводы

Список литературы

Приложение 1. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы в образовательный процесс

Приложение 2. Акт использования (внедрения) результатов диссертационной работы в НИР

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамическая трещиностойкость и ее взаимосвязь с характеристиками изломов закаленных и отпущенных конструкционных сталей»

Введение

Актуальность работы

Работы последних десятилетий свидетельствуют о том, что, несмотря на очевидный прогресс в механике разрушения на данный момент не существует простых и доступных методов оценки динамической трещиностойкости (ДТ): существующие методы либо дороги и трудоемки (оценка ДТ на ротационных/бойковых копрах), либо сложны в описании и являются приближенными и поэтому требуют экспериментального подтверждения (моделирование процессов разрушения и математический расчет), либо не в полной мере отражают физическую суть динамической трещиностойкости (ударные испытания на КСТ по ГОСТ 9454-78). Таким образом, актуальным является разработка доступных методов оценки параметров ДТ.

Известно, что при испытаниях на трещиностойкость перед фронтом растущей трещины формируется зона пластической деформации (ЗПД), вследствие диссипации энергии при достижении напряжениями уровня сопротивления пластической деформации материала. Стоит отметить, что оценка размеров и формы ЗПД весьма сложный процесс, который чаще всего решается методами послойного стравливания, дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD), термографическими методами, а также высокоспециализированными и малодоступными методами ионной и синхротронной томографии. Однако данные методы не позволяют оценивать форму ЗПД, формирующуюся под всей траекторией распространения трещины. Таким образом, актуальным является разработка доступных методов оценки размеров и формы ЗПД.

Как показывает многолетний опыт эксплуатации стальных конструкций и деталей машин, наиболее опасным видом разрушения, безусловно, является хрупкое разрушение, вот почему большинство работ последних десятилетий посвящено изучению фрактографических особенностей именно этого вида разрушения, а фрактография вязкого разрушения до настоящего времени исследована недостаточно подробно. В то же время формирование именно ямочного микрорельефа сопровождает тот высокий уровень сопротивления росту трещин, который характерен для вязкого разрушения. В связи с этим исследование формирования ямочного микрорельефа и его особенностей, сопровождающих рост энергоемкости до высокого уровня, вне всякого сомнения, является актуальным.

В настоящее время совершенно очевидно, что излом представляет собой некоторый объем, в котором произошли поглощение и диссипация подводимой извне энергии, а его поверхность это только след пространственной траектории растущей трещины. Границей этого объема, как известно, является граница зоны пластической деформации - ЗПД. В связи с этим представляется важным не только разработка простой и понятной методики оценки размера

ЗПД, но и установление взаимосвязи параметров ДТ с размером ЗПД для широко распространенных конструкционных сталей с весьма различным уровнем сопротивления пластической деформации.

Известно, что в условиях высокоскоростного нагружения конструкционных металлических материалов, обладающих высоким запасом вязкости, может происходить пластическая деформация с образованием полос адиабатического сдвига - ПАС. Одновременно с формированием ПАС в условиях динамического нагружения в металлах и сплавах может реализоваться другое необычное явление такое, как гидродинамический массоперенос, в результате которого может происходить кардинальное изменение локального элементного состава сплава. Таким образом, актуальным является выяснение фактов наличия данных явлений при нагружении с относительно низкими скоростями.

Тематика диссертации соответствует Приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники РФ и Перечню критических технологий РФ. Работа выполнена в соответствии с основными направлениями научной деятельности кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, г. Пермь, в рамках постановления Правительства РФ №218 «Создание высокотехнологичного машиностроительного производства на основе современных методов проектирования изделий и гибких производственных процессов прецизионной обработки металлов» (2010-2012 гг., номер госрегистрации: 01201150441) и «Создание комплекса технологий проектирования, изготовления, управления производством и эксплуатации инновационных наукоемких изделий» (2013-2015 гг., номер госрегистрации: 01201274914).

Работа выполнена в рамках реализации проекта «Международная исследовательская группа» при финансовой поддержке Министерства образования Пермского края. Соглашение № С-26/622 (2013-2015 гг. номер госрегистрации: 01201355076), а также при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках базовой части государственного задания вузам в сфере научной деятельности, проект № 11.8213.2017/БЧ.

Степень разработанности темы исследования

Разработкой методов оценки трещиностойкости занимались такие известные ученые, как: Ирвин, Черепанов с соавторами, Райс с соавторами, Леонов с соавторами, Дагдейл с соавторами, Махутов с соавторами, Морозов с соавторами, Панасюк с соавторами, Георгиев с соавторами и другие.

Ударную вязкость и трещиностойкость при динамическом нагружении исследовали: Нилсон с соавторами, Броберк с соавторами, Акида с соавторами, Гуляев с соавторами, Дроздовский с соавторами, Штремель с соавторами, Георгиев с соавторами, Отани с соавторами, Лившиц с соавторами, Рахманов с соавторами, и другие известные ученые.

Разработкой методов и исследованием зон пластической деформации занимались: Ирвин, Розенгрин с соавторами, Броек с соавторами, Строк с соавторами, Витерс с соавторами, Эдвардс с соавторами, Шанявский, Лопез-Креспо с соавторами, Клевцов с соавторами и другие известные ученые.

Эффекты образования полос адиабатического сдвига изучали такие известные ученые, как: Зенер с соавторами, Холомон с соавторами, Панин с соавторами, Наймарк с соавторами, Райт с соавторами, Риттел с соавторами и другие известные ученые.

В то же время отсутствуют доступные методы оценки динамической трещиностойкости, зон пластической деформации, а также - единое мнение о природе и условиях образования полос адиабатического сдвига; стоит отметить о недостаточности информации о взаимосвязи между уровнем динамической трещиностойкости и параметрами изломов конструкционных сталей. Данный аспект определил выбор темы исследования и постановку цели и задач.

Цель работы - установление взаимосвязи между динамической трещиностойкостью и характеристиками изломов конструкционных сталей в различном структурном состоянии.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать методику оценки динамической трещиностойкости конструкционных

сталей.

2. Исследовать динамическую трещиностойкость закаленных и отпущенных конструкционных сталей с различным содержанием углерода.

3. Разработать методику определения размера зоны пластической деформации по результатам систематических измерений микротвердости; изучить изменение размеров зоны пластической деформации конструкционных сталей с различным уровнем прочности.

4. Исследовать макро-, мезо- и микро-строение изломов конструкционных сталей, и установить взаимосвязь между параметрами изломов и уровнем их динамической трещиностойкости

5. Установить возможности реализации таких явлений, как адиабатический сдвиг и гидродинамический массоперенос при испытаниях образцов со скоростью нагружения 5-7 м/с.

6. Разработать методику прогнозирования характеристик механических свойств высоковязких конструкционных сталей.

Научная новизна работы:

1. Предложена диаграмма динамической трещиностойкости (ДДТ), представляющая собой графическую интерпретацию зависимостей ударной вязкости от относительной длины трещины, КСТ = ДХ), построенных по данным испытаний образцов без боковых надрезов и с боковыми надрезами на одном координатном поле.

2. Показан немонотонный характер пластической деформации в объеме ЗПД, под поверхностью разрушения в образцах конструкционных сталей после динамических испытаний.

3. Экспериментально установлена линейная зависимость величины основного параметра динамической трещиностойкости, КСТ* от размера зоны пластической деформации в закаленных и отпущенных в интервале температур 200-650 °С конструкционных сталях.

4. Установлен факт наличия полос адиабатического сдвига, как в стартовой области ЗПД, так и в месте воздействия молота копра.

5. Установлен эффект гидродинамического массопереноса в стали 09Г2С после закалки и отпуска при 650 °С в области воздействия молота копра.

Практическая значимость работы:

1. Разработана методика оценки ДТ закаленных и отпущенных конструкционных сталей с различным содержанием углерода, позволяющая без значительных затрат и на стандартном оборудовании оценить основные параметры ДТ (патент РФ №2485476).

2. Предложена методика определения размера и формы ЗПД по результатам систематического измерения микротвердости, дополнительно позволяющая оценивать степень неоднородности протекания процессов пластической деформации (патент РФ №2516391).

3. Разработана методика прогнозирования механических свойств, позволяющая с удовлетворительной точностью предсказывать уровень твердости, прочности, пластичности, ударной вязкости, динамической трещиностойкости, температуры отпуска закаленных и отпущенных углеродистых и низколегированных сталей (патент РФ №2598972).

Методология и методы диссертационного исследования

Методической основой исследования послужили труды ведущих отечественных и зарубежных ученых в области механики разрушения, материаловедения, положения теории термической обработки сталей, теории фазовых превращений, теории прочности и пластичности, а также государственные стандарты РФ.

Для достижения поставленной цели и задач в диссертационной работе были использованы следующие методы: оптико-эмиссионного спектрального анализа, испытаний на одноосное растяжение, ударную вязкость и динамическую трещиностойкость, дюрометрического анализа, систематического измерения микротвердости, световой и электронной металлографии, световой и электронной фрактографии, количественного анализа элементов поверхности разрушения.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты работы:

1. Установленные закономерности изменения динамической трещиностойкости и результаты исследования характера разрушения исходно закаленных углеродистых и

низколегированных сталей по мере протекания структурных превращений, происходящих с повышением температуры отпуска.

2. Выявленные закономерности изменения размера ЗПД и установленная взаимосвязь между размером ЗПД и уровнем динамической трещиностойкости углеродистых и низколегированных сталей в различных структурных состояниях.

3. Неоднородный характер распределения микротвердости и структурные изменения в объеме ЗПД во время динамических испытаний.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на ХХ и XXI Уральской школе металловедов-термистов, Пермь, 2010, Магнитогорск, 2012; Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении - ИТММ», Пермь 2012, 2014, 2016; ХШ Международной научно-технической уральской школе-семинаре металловедов - молодых ученых, Екатеринбург, 2012; международной научной конференции «Инновационные процессы в исследовательской и образовательной деятельности», Пермь, ПНИПУ, 2012; Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и студентов «Фундаментальные и прикладные исследования в области материаловедения и машиностроения-2015», Пермь, 2015.

Степень достоверности результатов диссертации определяется использованием комплекса современных приборов и инструментов, современных пакетов компьютерных программ, а также - воспроизводимостью и непротиворечивостью результатов, полученных различными методами.

Личный вклад соискателя заключается в постановке цели и задач работы, проведении исследований, обработке и анализе результатов, формулировании выводов, написании статей и патентов.

1. Аналитический обзор литературных источников

1.1. Трещиностойкость металлических материалов. Выбор критериев для оценки

динамической трещиностойкости

Как показала многолетняя практика эксплуатации металлических конструкций, а также анализ причин их разрушений, в некоторых элементах конструкций еще до начала эксплуатации, или на самых ранних ее этапах, в силу различных причин образуются предельно острые концентраторы напряжений, которые можно рассматривать идентичными трещинам [1]. Поэтому эксплуатационная надежность элементов конструкций в значительной мере зависит от трещиностойкости материала, то есть от его способности сопротивляться развитию возникших в нем трещин.

Ранее, - до создания механики разрушения, в качестве характеристик сопротивления разрушению использовали такие параметры материала, как предел прочности ов, предел текучести о0,2, относительное удлинение 5, относительное сужение у, которые, как выяснилось, являются интегральными характеристиками, оценивающими сопротивление материала зарождению трещины [2].

Затем, в качестве характеристик сопротивления росту трещины, активно использовали параметры ударной вязкости, определяемые на образцах с и и V-образным надрезами при динамических испытаниях. При этом не учитывали тот факт, что процесс разрушения состоит из двух стадий: стадии зарождения трещины и стадии ее распространения.

В конце 40-х годов ХХ века Ирвин [3] показал, что поля деформаций и напряжений на фронте трещины можно описать с помощью коэффициента интенсивности напряжений, К. При наличии трещины поля напряжений у вершины трещины сильно локализованы и быстро затухают, так что если зона пластической деформации у края трещины, по сравнению с длиной трещины и размером образца мала, то при математической трактовке процесса размером этой зоны можно пренебречь и рассматривать поведение тела как и в упругой задаче. Это позволяет различные виды разрушения материала моделировать путем растяжения специального образца с предварительно созданной трещиной с учетом автомодельности напряженно-деформированного состояния на фронте трещины, т.е. в условиях, когда напряженно-деформированное состояние у края трещины определяется только коэффициентом К1 (нормальный отрыв), или Кц (поперечный сдвиг), или Кш (антиплоская деформация) [3]. В результате развития этих теоретических положений Ирвином был предложен критерий трещиностойкости металлических материалов, названный вязкостью разрушения, К^. Вязкость разрушения - это коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины, в момент ее

старта. Кю - это параметр, связывающий напряжение от внешней нагрузки (оС) с длиной трещины (1с), уже существующей в детали или образце, к моменту достижения критического состояния: Кю = Ос (п 1с)1/2.

Индекс «1» говорит о том, что корректное определение вязкости разрушения возможно только в условиях нормального отрыва. Другими словами, поверхность излома должна быть плоской, в изломе не должно быть областей среза (так называемых «губ утяжки»). Все эти признаки свидетельствуют о том, что корректное определение вязкости разрушения возможно только при соблюдении условий плоской деформации: 01 > 0, 02 > 0, Оз > 0; 81 > 0, 82 > 0, 8з > 0. В стандартах всех стран соблюдению условий плоской деформации уделяется особое внимание. Не является исключением и стандарт РФ: ГОСТ 25.506-85.

В 1946 году Б.А. Дроздовский [4] предложил оценивать удельную работу распространения трещины при динамическом изгибе на образцах с заранее нанесенной усталостной трещиной, аТУ. Этот параметр долгое время использовали в качестве критерия динамической трещиностойкости, при этом не учитывали тот факт, что, в отличие от критерия вязкости разрушения, К1С, непременным условием оценки которого является жесткое соблюдение условий состояния плоской деформации, в процессе испытаний на аТУ (КСТ) могут быть реализованы условия как плоскодеформированного (ПДС) или плосконапряженного (ПНС) состояния, так и смешанного состояния: ПДС+ПНС.

Необходимо отметить, что развитие трещины представляет собой локальный процесс, поскольку всегда реализуется в небольшой зоне упругопластической деформации у вершины трещины [5]. Поэтому в последнее время интенсивно разрабатываются все новые методы исследования, учитывающие наличие трещиноподобных дефектов и локальный характер процесса разрушения, что позволяет устанавливать количественные закономерности влияния различных факторов, в том числе и структурных, на сопротивление материалов разрушению при различных видах нагружения и, следовательно, создавать новые, более надежные в эксплуатации, материалы.

1.1.1. Классификация критериев трещиностойкости

В настоящее время, в соответствии с ГОСТ 25.506-85 все критерии трещиностойкости принято делить на три вида в соответствии с подходом к решению проблемы трещиностойкости: энергетические, силовые и деформационные, а также - на три группы по способу нагружения на: статические, динамические и циклические. Таким образом, в настоящее время можно говорить о существовании 9-ти групп критериев трещиностойкости [6-8].

В качестве силовых критериев статической трещиностойкости чаще всего используют вязкость разрушения, К1С и предел трещиностойкости, 1с. К энергетическим критериям относят критический уровень энергии, GlC и инвариантный интеграл Черепанова-Райса, JlC. Деформационным критерием статической трещиностойкости является критерий Веллса-Дагдейла-Панасюка, который называют критическим раскрытием трещины, 5С.

Для оценки динамической трещиностойкости металлов также используют силовые, деформационные и энергетические критерии [9]. К силовым критериям относят критические значения коэффициентов интенсивности напряжений К1СЙ, КСЙ и критическое напряжение оСй; к деформационным — критическое раскрытие трещины 5с ; к энергетическим - удельную работу (энергию) разрушения, КС.

В случае циклического нагружения используют, в основном, только силовые критерии, представляющие собой совокупность значений размахов коэффициентов интенсивности напряжений, ДК: ДКЛ, ДК1.2, ДК*, ДКfc.

1.1.2. Критерии статической трещиностойкости

При хрупком разрушении напряженно-деформированное состояние твердых тел с трещинами описывается в терминах линейной механики разрушения, которая дает как надежный метод расчета на прочность тел с трещинами, так и характеристики сопротивления разрушению для сравнительной оценки материалов по трещиностойкости, главной из которых, несомненно, является вязкость разрушения К1С.

На практике, однако, в большинстве применяемых в технике материалов разрушению всегда предшествуют значительные пластические деформации. В этом случае оценка трещиностойкости по критериям линейной механики разрушения становится неприменимой [2, 10].

В последние десятилетия был предложен целый ряд характеристик трещиностойкости при упругопластическом разрушении. В соответствии с силовым, деформационным и энергетическим подходами к проблеме разрушения эти характеристики можно разделить на три группы.

К силовым критериям относятся критическое напряжение (остаточная прочность) оС, оСо, [11] и предел трещиностойкости 1С [12-16]. Деформационными критериями являются критическое раскрытие трещины 5С [17-20] и коэффициент интенсивности деформаций КСе [21]. Энергетические критерии включают критерий ^-кривой [22], а также инвариантный 3-интеграл [23-25].

Аналитический обзор, проведенный в работе [26], показал, что одним из наиболее перспективных методов оценки сопротивления развитию трещины при наличии значительных пластических деформаций является предел трещиностойкости, 1С. Эта характеристика по отношению к другим имеет следующие преимущества:

1. Простота экспериментального определения (в эксперименте необходимо определить лишь максимальное разрушающее усилие);

2. Эквивалентность предела трещиностойкости и критерия К 1С в случае хрупкого разрушения;

3. В общем случае определение предела трещиностойкости представляет собой единый метод оценки уровня статической трещиностойкости как при хрупком и квазихрупком, так и при вязком разрушении;

4. Отсутствие каких-либо требований к толщине образца.

Последнее обстоятельство важно при проведении сравнительной оценки уровня статической трещиностойкости таких материалов, в которых при обычной температуре испытания и скорости деформации не удается реализовать плоскодеформированное состояние. Это в полной мере относится к тонколистовым ^ < 10 мм) низкоуглеродистым сталям с содержанием углерода не более 0,1 %, в которых даже после закалки на мартенсит предел текучести не превышает 1000 МПа, а значения могут достигать 100 МПа м1/2. Элементарный расчет, проведенный по формуле t > 2,5 (К:с/о0,2)2, показывает, что в данном случае для реализации условий плоской деформации необходимы образцы толщиной как минимум 25 мм.

Принято считать, что предел трещиностойкости - это коэффициент интенсивности напряжений, соответствующий максимальной нагрузке, которую выдерживает образец или конструкция данной геометрии с трещиной данной длины при испытании [27].

В отличие от всех других характеристик статической трещиностойкости предел трещиностойкости, в соответствии с ГОСТ 25.506-85, может быть определен в широком диапазоне длин трещин: от X = 0 до X = 0,6, при этом X = 1/Ь, где Ь - ширина образца, I -суммарная длина надреза и трещины. Поэтому в общем случае 1с можно графически представить как функцию от X. Построение таких зависимостей может дать информацию о поведении той или иной конструкции, изготовленной из различных материалов, с трещинами самой разной длины.

В работах Е.М. Морозова [12-16] предел трещиностойкости представлен следующей функцией: 1с=Кс(1-ас/ав)1/2, где Ос - разрушающее напряжение, Ов - предел прочности (временное сопротивление отрыву). Поскольку отношение аВ/аС - это коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению отрыву, то, таким образом, предел трещиностойкости можно интерпретировать как непрерывную совокупность значений

предельных коэффициентов интенсивности напряжений для широкого диапазона длин трещин, представленную в виде функции от обратной величины коэффициента запаса прочности по временному сопротивлению отрыву.

Эксперименты, проведенные в работах [1, 28] на разных группах конструкционных сталей, показывают, что в большинстве случаев между уровнями предела трещиностойкости и вязкости разрушения наблюдается прямая зависимость, при этом значения 1С всегда несколько выше, чем К1С. Исключением являются лишь случаи хрупкого разрушения, когда наблюдается равенство значений вязкости разрушения и предела трещиностойкости.

1.1.3. Критерии динамической трещиностойкости

В настоящее время для оценки динамической трещиностойкости металлов используют силовые, деформационные и энергетические критерии [4, 27]. К силовым критериям относятся критические значения коэффициентов интенсивности напряжений К^, Кс^ и критическое напряжение оСй; к деформационным — критическое раскрытие трещины 5с ; к энергетическим - удельная работа (энергия) разрушения КС.

Количественная оценка силовых и деформационных критериев при динамическом нагружении сопряжена с определенными теоретическими и экспериментальными затруднениями [27, 29-30]. В связи с этим наибольшее распространение получили испытания на ударный изгиб, в результате которых определяют удельную работу распространения трещины аР = КСТ.

Существующие методики оценки энергоемкости роста трещин при динамическом нагружении можно разделить на две группы в зависимости от того, непосредственно или косвенно определяется КСТ. К первой группе относятся методики Отани [31] и Дроздовского [4], ко второй — методики Лившица-Рахманова [32], Ньюхауза [33] и Гуляева [34].

Методика Отани. Согласно этой методике, определяют ан при заданной температуре и скорости нагружения. Затем серию из 5-7 образцов испытывают двукратно. Каждый образец сначала нагружают с меньшей скоростью, чтобы в образце зародилась трещина, но полное разрушение не произошло. Глубину полученной таким образом трещины выявляют путем осаждения красной меди. Затем, тот же образец подвергают второму удару при той же температуре, но теперь с той же скоростью нагружения, что и при определении ан. После полного разрушения образца определяют глубину трещины Ь, образовавшейся в результате первого удара. Полученные данные оформляют в виде графика, куда наносят экспериментальные точки, каждая из которых соответствует испытанию отдельного образца.

Подробно определение составляющих ударной вязкости по методике Отани описано в работе [11].

Методика Б.А.Дроздовского. В работе [4] рекомендуется определять ударную вязкость ан на образцах, в которых предварительно создана усталостная трещина. Тогда, поскольку аз ~ 0,согласно уравнению ан = аз + ар можно считать, что ан ~ ар. Усталостную трещину создают на специальном вибраторе. Для этой цели изготовляют нестандартные ударные образцы сечением 11x10 или 11x5 мм2, с глубиной надреза 2 мм. На образец с помощью вибратора наносят усталостную трещину глубиной 1мм. Таким образом испытывают образцы с живым сечением 8x10 или 8x5 мм2, и результаты их испытания можно сравнивать с величиной ан, определённой на стандартных образцах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Симонов, Михаил Юрьевич, 2017 год

Список литературы

1. Георгиев, М. Н. Разработка методов исследования и повышения трещиностойкости малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей с целью увеличения надежности подвижного состава и строительных конструкций в условиях низких климатических температур / М. Н. Георгиев // Автореф. дис. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. - № 01.02.06. - М.:ЦНИИТМаш,1986.- 57с.

2. Георгиев, М. Пукнатоноустойчивость на желязовъглеродните сплави / Младен Георгиев, Юрий Симонов. - София.: Булвест 2000. - 2011. - 360 с.

3. Irvin, G. R. Analysis of Stresses Near a Crack to The Crack Extension Force / G. R. Irvin // J. of Appl. Mech.- 1957.- Vol. 24, № 3, р. 361-364.

4. Дроздовский, Б. А. Методика оценки чувствительности материалов к трещинам при ударном изгибе / Б. А. Дроздовский, Я. Б. Фридман // Заводская лаборатория. - 1959. - №3. - С.320-328.

5. Hertzberg R. W. Deformation and fracture mechanics of engineering materials / R. W. Hertzberg // NJ: John Wiley & Sons inc., 1996. 786 p.

6. Шанявский, А. А.. Модели зарождения и развития усталостного разрушения под поверхностью металлов / А. А. Шанявский // Научный Вестник МГТУ ГА, 2012, №179. С. 3244.

7. Георгиев, М. Приложна механика на разрушаването / Младен Георгиев, Наталия Межова. -София.: Булвест 2000. - 2013. - 559 с.

8. Клевцов, Г. В.. Прочность и механизм разрушения наноструктурированных легких материалов при циклическом нагружении / Г. В. Клевцов, Р. З. Валиев, Н. А. Клевцова // Вестник Тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки. 2015. Т. 20. №1.

9. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) при динамическом нагружении: Методические указания. - М.: Издательство стандартов. - 1983. - 51 с.

10. Черепанов, Г. П. О распространении трещин в сплошной среде / Г. П. Черепанов // ПММ. -1967. - Т.31, вып.3. -С. 111-116.

11. Кишкина, С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов / С. И. Кишкина // М.: Металлургия. - 1981. - 297с.

12. Васильченко, Г. С. Расчет на прочность массивных конструкций, содержащих трещины / Г. С. Васильченко, Е. М. Морозов // Вестник машиностроения. - 1977. - №3. - С.72-74.

13. Георгиев, М. Н. Предел трещиностойкости и расчет на прочность в пластическом состоянии / М. Н. Георгиев, Е. М. Морозов // Проблемы прочности. - 1979. - №7. - С. 45-48.

14. Морозов, Е. М. Единый метод расчета на хрупкую и квазихрупкую прочность / Е. М. Морозов // Сб. научн. тр. Моск. инж-физ. ин-та. - 1977. - Вып.4. - С.47-51.

15. Морозов, Е. М. Некоторые закономерности в теории трещин / Е. М. Морозов, Я. Б. Фридман // Сб.научн. тр. Моск. инж-физ. ин-та. - 1968. - Вып.2. - С.216-253.

16. Морозов, Е. М. О расчете на прочность на стадии разрушения / Е. М. Морозов // Сб. научн. тр. Моск. инж-физ. ин-та. - 1969. - вып.3. - С.97-90.

17. Леонов, М. Я. Розвиток трщини, яка в плаш мае форму круга / М. Я. Леонов, В. В. Панасюк // ДАН УРСР. - 1961. - №2. - С.165-168.

18. Панасюк, В. В. До теори поширения трщин при деформаци твердого тша / В. В. Панасюк // ДАН УРСР. -1960. - №9. - С.1185-1188.

19. Панасюк, В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами / В. В. Панасюк // Киев. Наукова Думка. - 1968.- 246с.

20. Dugdale, D. S. Yelding of Steel Sheets, Containing Slits / D. S. Dugdale // Journ. of Mech and Phys. of Solids. - 1960. - V.8,2. - P. 112-116.

21. Махутов, А. Н. Определение коэффициента интенсивности деформаций / А. Н. Махутов // Унификация методов испытаний металлов на трещиностойкость: Сб. научн. тр. - М.: Госстандарт. - 1982.- Вып.2. - С.54-59.

22. Сроули, Дж. Методы испытаний на вязкость разрушения / Дж. Сроули, У.Ф. Браун // В кн. Прикладные вопросы вязкости разрушения. - М.: Мир, 1968. - 552с.

23. Eshelbis, J. D. Continuum Theory of Lattice Defects / J. D. Eshelbis // Solid State Physics.- New York: Acad. Press. - 1956. - V3. - P.79-144.

24. Черепанов, Г. П. О распространении трещин в сплошной среде / Г. П. Черепанов // ПММ. -1967. - Т.31, вып.3. -С. 111-116.

25. Rice, J. R. A Path Independent Integral and the Approximate Analysis of Strain Concentration by Notches and Cracks / J. R. Rice // Trans. ASME. - Journ. Appl. Mech. - 1968. - P.379-386.

26. Анохин, А. А. Установление закономерностей упруго-пластического разрушения сталей и разработка рекомендаций по уменьшению металлоемкости сельхозмашин / А. А. Анохин // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд.техн. наук. - № 05.16.01. - М.:МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1984. - 15с.

27. Симонов, Ю. Н. Структурные аспекты прочности и трещиностойкости низкоуглеродистых конструкционных сталей / Ю. Н. Симонов // Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. - № 05.02.01. - Пермь.:ПГТУ, 2004. - 383 с.

28. Георгиев, М. Н. Трещиностойкость железоуглеродистых сплавов / М. Н. Георгиев, Ю. Н. Симонов. - Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013. - 419 с.

29. Тернер, К. Измерение вязкости разрушения при ударном испытании с осциллографированием / К. Тернер // Ударные испытания металлов. М.: Мир. - 1973. - С.100-122.

30. Kennich, P. An Analogue Computer Model of Charpy Impact Test / P. Kennich // Comm. Doc.A/79. Navy Dep. Advis. Comm. on Structural Steels. - 1968/ - October.

31. Георгиев, М. Пукнатиноустойчивост на металите при ударно натоварване / Младен Георгиев. - София.: Булвест 2000. - 2007. - 232 с.

32. Лившиц, Л. С. Об определении ударной вязкости при низких температурах и склонности материала к зарождению и развитию трещин / Л. С. Лившиц, А. С. Рахманов // Заводская лаборатория. - 1959. - №2. - С. 190-192.

33. Newhouse, D. I. Relationships Between Charpy Impact Energy, Fracture Appearance and Test Temperature in Alloy Steels / D. Newhouse // Weld.Journ. - 1963/ - V.42, 3. - P.1058 - 1118.

34. Гуляев, А. П. Разложение ударной вязкости на ее составляющие по данным испытания образцов с разным надрезом / А. П. Гуляев // Заводская лаборатория. - 1967. - №4. - С.473-475.

35. Георгиев, М. Н. Вязкость малоуглеродистых сталей / М. Н. Георгиев. - М.: Металлургиздат. - 1973. - 224с.

36. Мэттьюз, У. Роль ударных испытаний при оценке вязкости разрушения материалов / У. Мэттьюз // Ударные испытания металлов. - М.: Мир. - 1973. - С. 13-29.

37. Косарев, Л. Н. Повышение прочности, надежности и долговечности корпуса фрикционного аппарата Ш1-ТМ / Л. Н. Косарев // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. -№05.16.01. - М.: ЦНИИ МПС, 1975. - 18с.

38. Барсом, Дж. Корреляция между Кю и результатами испытаний образцов Шарпи с V-образным надрезом в интервале критических температур / Дж. Барсом, С. Рольф // Ударные испытания металлов. - М.: Мир. - 1973. - С. 277-296.

39. Георгиев, М.Н. Критическая температура хрупкости в связи с условиями эксплуатационного разрушения / М. Н. Георгиев, В. Г. Кудин // Заводская лаборатория. - 1982. - №6. - С. 69-71.

40. Штремель, М. А. Информативность измерений ударной вязкости / М. А. Штремель // МиТОМ. - 2008. - №11. - С.37-51.

41. Панасюк, В. В. Исследование трещиностойкости материала при ударном нагружении / В. В. Панасюк, С. Е. Ковчик, И. В. Ходань // ФХММ. - 1976. - № 6. - С. 3-7.

42. Микляев, П. Г. Кинетика разрушения / П. Г. Микляев, Г. С. Нешпор, В. Г. Кудряшов. - М.: Металургия, 1979. - 279 с.

43. Шанявский, А. А. Моделирование усталостных разрушений металлов. Синергетика в авиации / А. А. Шанявский. - Уфа: издательство ООО «Монография», 2007. - 500 с.

44. D. Baither. Micromechanisms of fracture in NiAl studied by in situ straining experiments in an HVEM / D. Baither, F. Ernst, T. Wagner [et al.] // Intermetallics. 1999. №7. 479-489.

45. Broberg, K. B. Critical review of some methods in nonlinear fracture mechanics / K. B. Broberg // Engineering Fracture Mechanics. -1995. - Vol. 50, № 2, pp. 157-164.

46. Плехов, О. А. Исследование особенностей диссипации и накопления энергии в субмикрокристаллическом титане при квазистатическом и динамическом нагружении / О. А. Плехов, В. В. Чудинов, В. А. Леонтьев [и др.] // Вычислительная механика сплошных сред. 2008. Т. 1, № 4. С. 69-77.

47. Федорова, А. Ю. Применения метода инфракрасной термографии для определения параметров линейной механики трещин / А. Ю. Федорова, М. В. Банников, О. А. Плехов // Вестник ПНИПУ. Механика. 2012, №2. С. 214-225.

48. Irvin, G. R. Analysis of Stresses Near a Crack to The Crack Extension Force / G. R. Irvin // J. of Appl. Mech.- 1957.- Vol. 24, № 3, pp. 361-364.

49. Klevtsov, G. V. Metals fracture micro mechanism and plastic zones formation at the crack tip / G. V. Klevtsov, N. A. Klevtsova, O. A. Frolova // European Journal of Natural History. 2007. №4. рр. 142-147.

50. Plekhov, O. Theoretical and experimental study of strain localization and energy dissipation at fatigue crack tip / O. Plekhov, A. Fedorova, A. Kostina [et al.] // Procedia Materials Science. 2014. № 3. С. 1020-1025.

51. Withers, P. J. 2D mapping of plane stress crack-tip fields following an overload / P. J. Withers, P. Lopez-Crespo, M. Mostafavi [et al.] // Frattura ed Integrita Strutturale, 33 (2015), pp. 151-158.

52. Клевцов, Г. В. Закономерности образования пластических зон у вершины трещины при различных видах нагружения и рентгеновская фрактодиагностика разрушения / Г.В. Клевцов // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. №1. (50). С. 81-88.

53. Симонов, М. Ю. Сравнительный анализ зон пластической деформации, динамической трещиностойкости, структуры и микромеханизмов роста трещины сталей 09Г2С, 25 и 40 в высоковязком состоянии / М. Ю. Симонов, М. Н. Георгиев, Г. С. Шайманов [и др.] // МиТОМ. 2016. №2. С. 39-48.

54. Панин, В. Е. Роль локальных наноструктурных состояний в пластической деформации и разрушении твердых тел / В. Е. Панин, В. Е. Егорушкин, А. В. Панин // Физическая мезомеханика. 2012. Т. 15, №5. С.5-18.

55. Бичем, К. Д. Электронная фрактография - средство изучения микромеханизма процессов разрушения / К. Д. Бичем, Р. М. Н. Пеллу // В кн. Прикладные вопросы вязкости разрушения. -М.: Мир, 1968. - 552с.

56. Броек, Д. Основы механики разрушения / Д. Броек // Лейден, 1974. Пер. с англ. - М.; Высш. школа, 1980. - 368 с.

57. Романив, О. Н. Вязкость разрушения конструкционных сталей / О. Н. Романив // Серия «Достижения отечественного металловедения». - М.: «Металлургия», 1979. - 176с.

58. Ромашв О. М. Електронна фрактография змщнених сталей / О. М. Ромашв, Ю. В. Зима, Г. В. Карпенко. - Кшв.: Наукова Думка, 1974. - 207с.

59. Симонов, Ю. Н. Основы физики и механики разрушения: учебное пособие / Ю. Н. Симонов, М. Н. Георгиев, М. Ю. Симонов. - Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. -203 с.

60. Puttik, K. E. Ductile fracture in metals / K. E. Puttik // Philosophical Magazine, 4 (1959), pp.964969.

61. Штремель, М. А. Разрушение. В 2 кн. Кн.2. Разрушение структур : моногр. / М.А. Штремель. - М.: Изд. Дом МИСиС, 2015. - 976 с.

62. Балтер, М. А. Фрактография - средство диагностики разрушенных деталей / М. А. Балтер, А. П. Любченко, С. И. Аксенова [и др.]; под общ. ред. М. А. Балтер - М.: Машиностроение, 1987. - 112 с.

63. Клевцов, Г. В.. Фрактодиагностика разрушения металлических материалов и конструкций: учебное пособие для вузов / Г. В. Клевцов, Л. Р. Ботвина, Н. А. Клевцова [и др.]. - М.: МИСиС, 2007. - 264 с.

64. Мороз, Л. С. Механика и физика деформаций и разрушения материалов / Л. С. Мороз. - Л: Машиностроение, 1984. — 224 с.

65. Хеллан, К. Введение в механику разрушения / К. Хеллан: - Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. -364 с.

66. Irwin, G. R. Analysis of Stresses and Strain Near The End of Crack Traversing A Plate / G. R. Irwin // Journal of Appl. Mech., 1957, v.24, №3, pp. 361-364.

67. Irwin, G. R. Fracture, Handbuch der Physik / G. R. Irwin // Vol. VI. (Flügge, ed.), pp. 551-590, Springer (1958).

68. Irwin, G. R. Plastic zone near a crack and fracture toughness / G. R. Irwin. - Proc. 7th Sagamore Conf., p. IV-63 (1960).

69. Burdekin, F. M. The crack opening displacement approach to fracture mechanics in yielding materials / F. M. Burdekin, D. E. Stone // J. Strain Analysis, 1 (1966), pp. 145-153.

70. Barenblatt, G. I. The mathematical theory of equilibrium of cracks in brittle fracture / G. I. Barenblatt // Advances in Appl. Mech., 7 (1962), pp. 55-129.

71. Е. M. Морозов. Введение в механику развития трещин. - Москва: МИФИ, 1977, 91 с.

72. Beachem, C. D. Electron fractographic studies of mechanical fracture processes in metals / C. D. Beachem. - ASM Trans. 87 D, 2 (1965).

73. Beachem, C. D. Microscopic fracture processes, Fracture I / C. D. Beachem // Liebowitz, Ed., Academic Press, (1968), pp. 243-349.

74. Jacobs, J. A. Relaxation methods applied to the problem of plastic flow / J. A. Jacobs // Phil. Mag., F 41 (1950), pp. 349-358.

75. Stimpson, L. D. The extent of elastic-plastic yielding at the crack point of an externally notched plane stress tensile specimen / L. D. Stimpson, D. M. Eaton // Aer. Res. Lab., Australia, Rept. ARL 24 1961.

76. Tuba, I. S. A method of elastic-plastic plane stress and strain analysis / I. S. Tuba // J. Strain Analysis, vol. 1 1966, pp. 115-122.

77. Rice, J. R. Plane strain deformation near a crack tip in a power-law hardening material / J. R. Rice, G. F. Rosengren // J. Mech, Phys. Sol., 16 (1968) p. 1.

78. Hahn, Q. Т. Plastic flow in the locale on notches and cracks in Fe-3Si steel under conditions approaching plane strain / Q. Т. Hahn, A. R. Rosenfield. - Rept. To Ship structure Committee, (1968).

79. Broek, D. The effect precipitate size on crack propagation and fracture of an Al-Cu-Mg alloy / D. Broek. - J. Inst. Metals, 99 (1971), pp. 255-257.

80. Клевцов, Г. В. Макро- и микрозона пластической деформации как критерий предельного состояния материала при разрушении / Г. В. Клевцов, Л. Р. Ботвина // Проблемы прочности, 1984. - №4. - с. 24-28.

81. Ботвина, Л. Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов / Л. Р. Ботвина. - М.: Наука, 1989. - 230 с.

82. Клевцов, Г. В. Пластические зоны и диагностика разрушения металлических материалов / Г. В. Клевцов. - М.: МИСИС, 1999. — 112 с.

83. Викулин, А. В. Применение рентгенографии для оценки трещиностойкости конструкционных материалов / А. В. Викулин, В. А. Веселов, М. Н. Георгиев [и др.] // Физико-химическая механика материалов, 1984. - Т. 20. - №5. с. 98-100.

84. Клевцова, Н. А. Разрушение аустенитных сталей и мартенситные превращения в пластических зонах / Н. А. Клевцова, О. А. Фролова, Г. В. Клевцов // — М.: Изд-во Академии естествознания, 2005. - 155 с.

85. Ботвина, Л. Р. Металловедение и термическая обработка металлов / Л. Р. Ботвина, Г. В Клевцов // 1985. № 2. С. 27-29.

86. Новиков, И. И. Рентгеноструктурный анализ изломов / И. И. Новиков, Л. Р. Ботвина, Г. В. Клевцов. - Препринт. - М.: АН СССР, 1983. - 31 с.

87. Калачев, М. Д. Деформационное упрочнение металлов / М. Д. Калачев. - Минск: Наука и техника, 1980. - 256 с.

88. Zener, C. Effect of strain rate on plastic flow of steel / C, Zener, J. H. Hollomon // J. Appl. Phys. -1944. - Vol.14. - рр. 22-32.

89. Елькин, В. М. Численное моделирование локализации пластического течения при простом сдвиге / В. М. Елькин, В. Н. Михайлов, Т. Ю. Михайлова // Сб. матер. конфер. VII Забабахинские научные чтения. - Снежинск, 8-12.09.2003 г.

90. Пухов, М. А. Исследование локализации адиабатического сдвига в меди марки М1 методом составного стержня Гопкинсона / М. А. Пухов, В. А. Пушков, В. А. Борисенюк [и др.] // Проблемы прочности и пластичности, 2015. - Т.77, №4. - С.379-384.

91. Кудряшов, Н. А. Самоорганизация полос адиабатического сдвига в меди и стали / Н. А. Кудряшов, П. Н. Рябов, А. С. Захарченко // Вестник РУДН. Серия Математика. Информатика. Физика. № 2. 2014. С. 390-393.

92. Wright, T. W. The physics and mathematics of adiabatic shear bands / T. W. Wright // Cambridge University Press, 2002. 240 p.

93. Olson, G. B. Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals / G. B. Olson, J. F. Mescall, M. Azrin // In Meyers M.A., Murr L.E. (ed.). NY, London: Plenum Press, 1983. P. 67-97.

94. Zhang, B. Adiabatic shear bands in impact wear / B. Zhang, W. Shen, Y. Liu, R. Zhang // Journal of materials science letters 1998. Vol. 17. N 9. P. 765-767.

95. Hammerschmidt, M. Shock Wave and High Strain Rate / M. Hammerschmidt, H. Kreye // NY: Plenum Press, 1981.

96. Rogers, H. C. Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals / H.C. Rogers, C. V. Shastry, M. A. Meyers [et al.] // NY, London: Plenum Press, 1983. P. 285-293.

97. Moss, G. L. Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals / G. L. Moss, M. A. Meyers, L. E. Murr // NY: Plenum Press, 1981. P. 299-312.

98. Беликова, А. Ф. Локализация деформации при динамических нагрузках / А. Ф. Беликова, С. Н. Буравова, Е. В. Петров // ЖТФ, 2013, том 83, вып.8. - С. 68-75.

99. Ляпунова, Е. А. Исследование закономерностей локализации пластической деформации и формирования многомасштабных дефектных структур в процессе динамического нагружения алюминиевого сплава 6061 / Е. А. Ляпунова, А. Н. Петрова, И. Г. Бродова [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2012. - №15. Т.2. - С 61-67.

100. Ляпунова, Е. А. Исследование закономерностей локализации пластической деформации при высокоскоростном пробивании образцов из сплава А6061 / Е. А. Ляпунова, М. А. Соковиков, В. В. Чудинов [и др.] // Вестник ПГТУ. - 2010. - №2. - С.79-86.

101. Соковиков, М. А. Локализация пластического сдвига и механизмы разрушения при динамическом нагружении металлов / М. А. Соковиков, Ю. В. Баяндин, Е. А. Ляпунова [и др.] // Вычислительная механика сплошных сред. - 2013. - Т.6, №4. - С.467-474.

102. Панин, В. Е. Физическая мезомеханика деформируемого твердого тела как многоуровневой системы II. Явление взаимного проникания частиц разнородных твердых тел без нарушения сплошности под воздействием концентрированных потоков энергии / В. Е. Панин, А. В. Панин, Д. Д. Моисеенко [и др.] // Физическая мезомеханика. 2006. Т. 9, №4. С.5-13.

103. Дмитриев, А. И. Физическая мезомеханика фрагментации и массопереноса при высокоэнергетическом контактном взаимодействии / А. И. Дмитриев, К. П. Зольников, С. Г. Псахье [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2001. Т. 4, №6. С.57-66.

104. Панин, В. Е. Структурные уровни деформации твердых тел / В. Е. Панин, В. Е. Лихачев, Ю. В. Гриняев. - Новосибирск: Наука, 1985. - 230 с.

105. Ениколопов, Н. С. Химическая физика и новые явления в процессе образования и переработки полимеров / Н. С. Ениколопов // Материалы Международного симпозиума по химической физике, Москва-Ереван, М., 1981. - С.83-86.

106. Жорин, В. А. Влияние органических смазок на характер взаимодействия металлов при пластическом течении в условиях высоких давлений / В. А. Жорин, Л. Д. Лившиц, Н. С. Ениколопян // Докл. АН СССР. - 1981. - Т.258. - №1, - С.110-112.

107. Солоненко, О. П. Высокоэнергетические процессы обработки материалов / О. П. Солоненко, А. П. Алхимов, В. В. Марусин. - Новосибирск: Наука, 2000. - 425 с.

108. Псахье, С. Г. Метод подвижных клеточных автоматов как инструмент для моделирования в рамках физической мезомеханики / С. Г. Псахье, Я. Хори, С. Ю. Коростелев [и др.] // Изв. Вузов. Физика. - 1995 - Т.38. - №11. - С.58-69.

109. А.С. 584578 СССР. Способ объемного легирования изделий / П. А. Витязь, С. М. Ушеренко, В. Я. Фуре, Ю.А. Ковалевич. - Опубл. в Б.И., 1975, №18.

110. А.С. 703585 СССР. Способ изготовления инструмента / С. М. Ушеренко, И. И. Фетисов, Г. Г. Загорский. - Опубл. в Б.И., 1979, №46.

111. Черный, Г. Г. Механизм аномально низкого сопротивления при движении тел в твердых средах / Г. Г. Черный // ДАН СССР. - 1987. - Т.292. - №6. - С.1324-1328.

112. Григорян, С. С. О природе «сверхглубокого» проникания твердых микрочастиц в твердые материалы / С. С. Григорян // ДАН СССР. 1987. - Т.292. - №6. - С.1319-1323.

113. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов // под ред. В.Е. Панина: в 2-х т. - Новосибирск, Наука, 1995. - Т. 1. - 298 с.

114. Полухин, В. А. Моделирование наноструктуры и прекурсорных состояний / В. А. Полухин - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - 207 с.

115. Сирота, Н. Н. К термодинамике возбужденных состояний / Н. Н. Сирота // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2005. - №12. - С.4-9.

116. Тюменцев, А. Н. Атомные модели образования дислокаций и механического двойникования в ГЦК-кристаллах / А. Н. Тюменцев, И. Ю. Литовченко, Ю. П. Пинжин [и др.] // Доклады РАН. - 2005. Т.403. - №5. - С.623-626.

117. Кащенко, М. П. Пары инверсно населенных состояний электронов в оптимальном для генерации волн интервале энергий / М. П. Кащенко, Н. А. Скоринова, В. Г. Чащина // Изв. Вузов. Физика. - 2005. - Т.48. - №5. - С.44-48.

118. Панин, В. Е. Новая область физики твердого тела / В. Е. Панин // Изв. Вузов. Физика. -1987. - Т.30. - №1. - С.3-8.

119. Панин, В. Е. Атом-вакансионные состояния в кристаллах / В. Е. Панин, В. Е. Егорушкин, В. А. Хон [и др.] // Изв. Вузов. Физика. - 1982. - Т.24, - №12. - С.5-28.

120. Панин, В. Е. Эффект «шахматной доски» в распределении напряжений и деформаций на интерфейсах в нагруженном твердом теле / В. Е. Панин, А. В. Панин, Д. Д. Моисеенко [и др.] // Доклады РАН. - 2006. - Т.409. - №5. - С.1-5.

121. Simonov, M. Yu. Effect of structure on the dynamic crack resistance and special features of the micromechanism of crack growth in steel 35Kh after cold radial forging / Simonov M.Yu., Shaimanov G.S., Pertsev A.S [et al.] // Metal Science and Heat Treatment 2016, Vol. 58. №1. pp 82-90.

122. Шайманов, Г. С. Особенности поверхности разрушения стали 09Г2С после холодной радиальной ковки / Г. С. Шайманов, М. Ю. Симонов, Ю. Н. Симонов [и др.] // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение 2016, Т.18, №3. - С.119-134.

123. Пат. 2485476 РФ: МПК G 01 N 3/30. Способ оценки ударной вязкости высоковязких листовых конструкционных сталей: Ю. Н. Симонов, М. Ю. Симонов, Д. О. Панов, А. В. Касаткин, Д. П. Подузов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». заявл. 10.01.2012 ; опубл. 20.06.2013 // Бюл. №17. 14 с.

124. Симонов, М. Ю. Оценка размеров зоны пластической деформации высоковязких материалов после динамических испытаний методом систематического измерения микротвердости / М. Ю. Симонов, М. Н. Георгиев, Ю. Н. Симонов [и др.] // МиТОМ. 2012. №11. С.40-45.

125. Симонов, М. Ю. Формирование зон пластической деформации в закаленной и отпущенной стали 09Г2С во время динамических испытаний / М. Ю. Симонов, Г. С. Шайманов, Ю. Н. Симонов // МиТОМ. 2015. №12. С.44-50.

126. Симонов, М. Ю. Сравнительный анализ зон пластической деформации, динамической трещиностойкости, структуры и микромеханизмов роста трещины сталей 09Г2С, 25 и 40 в высоковязком состоянии / М. Ю. Симонов, М. Н. Георгиев, Г. С. Шайманов [и др.] // МиТОМ. 2016. №2. С. 39-48.

127. Пат. 2516391 РФ: МПК G 01 n 3/28. Способ определения зоны пластической деформации под изломом в образце / Ю. Н. Симонов, М. Ю. Симонов, Г. С. Шайманов, Л. Е. Макарова; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». заявл. 07.12.2012 ; опубл. 20.05.2014 // Бюл. №14. 2014. 15 с.

128. Георгиев, М. Н. Структурные аспекты циклической трещиностойкости закаленных и отпущенных сталей / М. Н. Георгиев, Ю. Н. Симонов, Н. Я. Межова [и др.] // ФХММ. - 1985.-Т.21, №5. - С48-53.

129. Kelly, P. M. The morphology of martensite in Iron / P. M. Kelly, J. Nutting // Iron and Steel Institute, 1961, v.197, № 3, р. 199-211.

130. Speich, G. R. Yield strength and transformation substructure of low carbon martensite / G. R. Speich, H. Warlimont //. J. Iron and Steel Inst., 1968. V. 206, № 4, p. 385-392.

131. Курдюмов, Г. В. Превращения в железе и стали / Г. В. Курдюмов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин. - М.: Наука, 1977. - 236 с.

132. Симонов, М. Ю. Влияние структуры на параметры изломов и характеристики сопротивления росту трещин при ударном нагружении низкоуглеродистых конструкционных сталей / М. Ю. Симонов, А. М. Ханов, Г. С. Шайманов // Вестник ПГТУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2011. - Т.13, №1. С.106-116.

133. Симонов, М. Ю. Структура, динамическая трещиностойкость и механизмы разрушения закаленных и отпущенных конструкционных сталей / М. Ю. Симонов, Ю. Н. Симонов, А. М. Ханов [и др.] // МиТОМ. 2012. №11. С.32-39.

134. Withers, P. J. 2D mapping of plane stress crack-tip fields following an overload / P. J. Withers, P. Lopez-Crespo, M. Mostafavi [et al.] // Frattura ed Integrita Strutturale, 33 (2015), pp. 151-158.

135. Lopez-Crespo, P. Study of a crack at a fastener hole by image correlation / P. Lopez-Crespo, E. A. Patterson, A. Shterenlikht [et al.] // Experimental Mechanics 49 (2009), pp. 551-559.

136. Lopez-Crespo, P. Overload effects on fatigue crack-tip fields under plane stress conditions: surface and bulk analysis / P. Lopez-Crespo, P. J. Withers, F. Yusof [et al.] // Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 36 (2013), pp. 75-84

137. Qu, P. Local crack driving force analysis of a fatigue crack by a microstructural tracking method / P. Qu, H. Toda, H. Zhang [et al.] // Scripta Materialia 61 (2009), pp. 489-492.

138. Симонов, М. Ю. Возможность прогнозирования свойств высоковязких материалов путем комплексного анализа размера зон пластической деформации и других параметров стали 09Г2С / М. Ю. Симонов, Г. С. Шайманов, Ю. Н. Симонов [и др.] // МиТОМ. 2016. №2. - С.49-54.

139. Hahn, G. T. Local yielding and extension of a crack under plane stress / G. T. Hahn, A. R. Rosenfield //, Ada. Met., 13 (1965) pp. 293-306.

140. Hahn, G. Т. Local yielding attengding fatigue crack growth / G. Т. Hahn, R. G. Hoagland, A. R. Rosenfield // Met. Trans., 3 (1972) pp. 1189-1196.

141. Клевцов, Г. В. Рентгенографический анализ как метод исследования изломов / Г. В. Клевцов, Г. Б. Швец. - Л.: Машиностроение, 1986. - Вып. 35. с. 3-11.

142. А.С. 1458696 СССР. Способ измерения толщины стравленного слоя металла / Г. В. Клевцов, Р. Г. Клевцов, А. Г. Жижерин - Опубл. в Б.И., 1989, №6.

143. Р-50-54-52-88. Расчеты и испытания на прочность. Метод рентгеноструктурного анализа изломов. Определение глубины зон пластической деформации под поверхностью разрушения. -М.: ВНИИНМАШ Госстандарта СССР, 1988. - 24 с.

144. Степашкин, А. А. Оценка вязкости разрушения дискретно-армированного углерод-углеродного композиционного материала / А. А. Степашкин, Д. Ю. Ожерелков, Ю. Б. Сазонов [и др.] // МиТОМ. 2015. №4. С.51-58.

145. Plekhov, O. Theoretical and experimental study of strain localization and energy dissipation at fatigue crack tip / O. Plekhov, A. Fedorova, A. Kostina, [et al.] // Procedia Materials Science. 2014. № 3. С. 1020-1025.

146. HUANG, E-WEN. Three-Orthogonal-Direction Stress Mapping around a Fatigue-Crack Tip Using Neutron Diffraction / E-WEN. HUANG, S. Y. LEE, W. WOO, KUAN-WEI. LEE // Metallurgical and Materials Transactions A 2012, Vol. 43. № 8. P. 2785-2791.

147. Brewer, Luke N. Mapping and Assessing Plastic Deformation Using EBSD / Luke N. Brewer, David P. Field, Colin C. Merriman // Electron Backscatter Diffraction in Materials Science. 2009, 251262, DOI:10.1007/978-0-387-88136-2_18

148. Withers, P. J. Fracture mechanics by three-dimensional crack-tip synchrotron X-ray microscopy / P. J. Withers // Philosophical Transactions A. 2015, Volume 373, issue 2036, art. no. 20130157.

149. Herbig, M. 3-D growth of a short fatigue crack within a polycrystalline microstructure studied using combined diffraction and phase-contrast X-ray tomography / M. Herbig, A. King, P. Reischig [et al.] // Acta Materialia 59 (2011), pp. 590-601.

150. Chang, S. J. Dislocation-free zone model of fracture / S. J. Chang, S. M. Ohr // J. Appl. Phys. 1981. V. 52. P. 7174-7181.

151. Ha, K. F. A study of the dislocation-free zone ahead of the crack tips in bulk metallic single crystal / K. F. Ha, Y. B. Xu, X. H. Wang [et al.] // Acta Met. Mater. 1990. V. 32. №9, P. 1643-1651.

152. Awatani, Jobu. Dislocation Structures Around Propagating Fatigue Cracks in Iron / Jobu Awatani, Kazumune Katagiri, Hiroshi Nakai // Metallurgical Transactions A. 1978. V. 9a. P.111-116.

153. Hall, E. O. The deformation and ageing of mild steel: III Discussion of results / E. O. Hall // Proc. Phys. Soc. B. - 1951. - V. 64. - P.747-753.

154. Каминский, А. А. Механика разрушения вязко-упругих тел / А. А. Каминский. - Киев: Наук, думка, 1980. - 160 с.

155. Шанявский, А. А. Ротационная неустойчивость деформации и разрушения металлов при распространении усталостных трещин на мезоскопическом и масштабном уровне. I. Процессы пластической деформации в вершине трещины / А. А. Шанявский // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4, №1. С.73-80.

156. Наймарк, О. Б. О термодинамике структурно-скейлинговых переходов при пластической деформации твердых тел / О. Б. Наймарк, Ю. В. Баяндин, В. А. Леоньтьев [и др.] // Физическая мезомеханика. 2005. Т. 8, №5. С.23-29.

157. Плехов, О. А. Исследование особенностей диссипации и накопления энергии в субмикрокристаллическом титане при квазистатическом и динамическом нагружениях / О. А. Плехов, В. В. Чудинов, В. А. Леоньтьев [и др.] // Вычислительная механика сплошных сред. 2008. Т. 1, №4. С.69-77.

158. Медников, С. И. К вопросу о снижении температуры начала фазового превращения в сталях под действием пластической деформации / С. И. Медников, Д. М. Гуреев // Письма в ЖТФ. 1992.Т. 18, Вып. 5. С.25-27.

159. Panov, D. O. Stages of austenitization of cold-worked low-carbon steel in intercritical temperature range / D. O. Panov, Y. N. Simonov, L. V. Spivak, A. I. Smirnov // The Physics of Metals and Metallography. 2015. Т. 116. № 8. pp. 802-809.

160. Hertzberg, R. W. Deformation and fracture mechanics of engineering materials / R. W. Hertzberg. - NJ: John Wiley & Sons inc., 1996. 786 p.

161. Ляпунова, Е .А.. Исследование морфологии многомасштабных дефектных структур и локализации пластической деформации при пробивании мишеней из сплава А6061 / Е .А. Ляпунова, А. Н. Петрова, И. Г. Бродова [и др.] // Письма в ЖТФ. 2012.Т. 38, Вып. 1. С.13-20.

162. Панин, В. Е. Физическая мезомеханика - новая парадигма на стыке физики и механики деформируемого твердого тела / В. Е. Панин, Ю. В. Гриняев // Физическая мезомеханика. 2003. Т. 6, №4. С.9-36.

163. Елсукова, Т. Ф. Влияние масштабных уровней поворотных мод пластического течения на сопротивление деформации поликристаллов / Т. Ф. Елсукова, Е. В. Панин // Физическая мезомеханика. 2009. Т. 12,№3. С.5-13.

164. Tabor, D. The Hardness of Metals / D. Tabor. - Oxford: Clarendon press, 1951. - 171 p.

165. Тылевич, И. Н. Определение механических свойств судостроительных материалов методом вдавливания / И. Н. Тылевич - Труды ЦНИИ технологи и судостроения.- Судпромгиз, 1959. -Вып. ХХШ. - 94 с.

166. Баранов, М. А. Применение метода атомно-дискретного моделирования к прогнозированию механических свойств сплавов аустенитного класса / М. А. Баранов, В. М. Щербаков, Е. В. Черных, В. В. Романенко // Ползуновский альманах. 2010. № 1. С. 183-187.

167. Баранов, М. А. Корреляция механических свойств сталей и сплавов аустенитного класса с параметрами состояния кристаллической решётки / М. А. Баранов, В. М. Щербаков // Электронный физико-технический журнал. 2010. Т. 5. С. 2-6.

168. Пат. 2598972 РФ: МПК G 01 N 3/30. Способ оценки физико-механических свойств высоковязких листовых конструкционных сталей: Ю. Н. Симонов, М. Ю. Симонов, Г. С. Шайманов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». заявл. 18.06.2015 ; опубл. 10.10.2016 // Бюл. №28. 14 с.

169. Симонов, Ю. Н. Механо-термическая обработка конструкционной низкоуглеродистой стали 09Г2С / Ю. Н. Симонов, А. С. Перцев, Д. О. Панов [и др.] // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6.