Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.10, кандидат наук Гущин, Дмитрий Александрович

• Гущин, Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Гущин, Дмитрий Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ХРУПКИЕ РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ И ПУТИ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

1.1. Случаи разрушения металлоконструкций

1.2. Основные положения механики разрушения

1.2.1. Взаимодействие атомов в кристаллическом теле

1.2.2. Теоретическая и практическая прочность кристаллического тела. Разрушение сколом

1.2.3. Виды разрушения материалов. Хрупкое разрушение (скол)

1.2.4. Переход от вязкого разрушения к хрупкому

1.2.5. Вязкое разрушение

1.2.5.1. Зарождение и развитие трещин при наличии в металле инородных частиц или частиц второй фазы

1.2.5.2. Остаточные термические напряжения в окрестности включений и требования к неметаллическим включениям в

металле шва с позиции механики разрушения

1.3. Формирование структуры металла шва

1.3.1. Особенности кристаллизации сварочной ванны при дуговой сварке

1.3.2. Способы получения мелкозернистой структуры шва

при дуговой сварке

1.4. Анализ стабильности механических свойств металла сварных соединений, изготавливаемых в мостостроительных организациях

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

СЦЕПЛЕНИЯ МОДИФИКАТОРА С ГРАНУЛЯТОМ

2.1. Существующая технология изготовления и применения металлохимической присадки (МХП) при автоматической сварке под флюсом

2.2. Разработка методики оценки прочности сцепления TiO2

c гранулятом

2.2.1. Методика оценки прочности сцепления модификатора с гранулятом

2.2.2. Статистическая обработка полученных результатов

2.3. Основные факторы, влияющие на прочность сцепления модификатора с гранулятом

2.4. Стабилизация состава МХП методом встряхивания

Выводы по главе 2

Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОХИМИЧЕСКОЙ ПРИСАДКИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ВЫСОКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ СОСТАВА

3.1. Выбор рационального смесительного оборудования

3.2. Анализ и сравнение существующей и предлагаемой технологии изготовления МХП

3.3. Прочность сцепления частиц в МХП при обработке в планетарной мельнице

3.4. Сравнение факторов, влияющих на стабильность состава металлохимической присадки, полученной по разработанной и существующей технологии

3.4.1. Коэффициент усвоения модифицирующей добавки поверхностью гранулята

3.4.2. Влияние операции встряхивания после смешивания компонентов металлохимической присадки и определение максимального количества модифицирующей добавки, которое можно закрепить на поверхности гранулята

3.4.3. Влияние энергии смешивания на гранулометрический состав металлохимической присадки

3.4.4. Прочность связей между частицами металлохимической

присадки, полученной по разработанной технологии

Выводы по главе 3

Глава 4. СТАБИЛЬНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРА МЕТАЛЛА ШВА ПРИ СВАРКЕ С МХП, ИЗГОТОВЛЕННОЙ ПО НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

4.1. Сборка и подготовка под одностороннюю сварку стыковых соединений с металлохимической присадкой

4.2. Методика проведения механических испытаний

4.3. Результаты механических испытаний металла шва

и их обсуждение

4.4. Фрактографический анализ изломов образцов после испытаний на ударный изгиб

4.5. Металлографические исследования металла шва

4.5.1. Результаты макроструктурного анализа

4.5.2. Результаты микроструктурного анализа

4.5.3. Анализ неметаллических включений в металле шва

4.6. Исследование влияния технологии получения МХП на химический состав металла шва

4.6.1. Методика и оборудование для анализа химического состава металла шва

4.6.2. Обсуждение результатов химического анализа

4.7. Оценка термодинамической вероятности протекания окислительно-восстановительных реакций при сварке сталей

под флюсом с металлохимической присадкой

4.7.1. Анализ тепловой обстановки в сварочной ванне

4.7.2. Определение доли участия основного и присадочного металлов в сварном соединении

4.7.3. Определение объёма и времени существования

сварочной ванны

4.7.4. Оценка величины межфазной поверхности в системе «шлак-расплав» и «ТЮ2 - расплав»

4.7.5. Термодинамические расчёты металлургических реакций в сварочной ванне и определение наиболее вероятных реакций

4.7.6. Исследование механизма взаимодействия ТЮ2 с металлом сварочной ванны

Выводы по главе 4

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой»

ВВЕДЕНИЕ

Сварные металлоконструкции широко применяются в строительстве, транспорте, судостроении, мостостроении и других отраслях промышленности. При этом, как отметил академик Б. Е. Патон, основным материалом сварных металлоконструкций по-прежнему остается сталь. Вместе с тем, согласно статистике 70-80 % отказов металлоконструкций связано со сварными соединениями, хотя массовая доля металла шва в них редко превышает 1%. Вследствие теплового воздействия сварочной дуги в шве и околошовной зоне формируется крупнозернистая структура, снижающая прочностные свойства сварных соединений. Поэтому вопросам улучшения структуры и повышения механических свойств сварных соединений, непосредственно в процессе сварки, минуя последующую термообработку, уделяется постоянное внимание исследователей. При отказе крупных металлоконструкций в зоне сварки, как правило, наблюдались хрупкие разрушения, происходящие внезапно без заметных деформаций, нередко с человеческими жертвами и большим материальным ущербом.

Исследование случаев отказа сварных металлоконструкций показали, что в зоне сварки, как правило, наблюдаются признаки хрупкого разрушения, характеризующиеся отсутствием заметных пластических деформаций.

Переход металла из вязкого состояния в хрупкое при понижении температуры, согласно схеме А.Ф. Иоффе зависит от соотношения между сопротивлением отрыву ов и пределом текучести о8. Согласно этой схеме хладостойкость металла увеличивается с повышением его прочности ов и пластичности. Анализ факторов, влияющих на величину ов и о8, проведённый в работах Столоффа, Холла и Петча, показал, что единственным способом получения структуры металла, стойкого против хрупких разрушений, при одновременном повышении его прочности и пластичности, является измельчение зерна.

Вопросам кристаллизации сварочной ванны и способам получения мелкозернистой структуры металла шва посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных исследователей (А.А. Алов, Г.В. Бобров, А.М Болдырев, И.И. Ивочкин, И.К. Походня, Н.Н. Прохоров, В.П. Черныш, Г.Г. Чернышов, Б.Ф. Якушин и др.). Анализ этих работ показал, что одним из наиболее эффективных способов измельчения структуры металла шва является введение в сварочную ванну модификаторов, увеличивающих число центров кристаллизации в хвостовой части ванны. Введение модификаторов наноразмерного порядка в сварочную ванну представляет определенные трудности, которые можно преодолеть созданием модифицирующих комплексов, в которых макрочастицы связаны с наномодификатором. В мостостроении при автоматической сварке низколегированных высокопрочных сталей 10ХСНД, 15ХСНД в настоящее время применяется металлохимическая присадка (МХП) из гранулята и модификатора - диоксида титана. Наши предварительные исследования механических свойств металла шва сварных соединений, выполненных на производстве с применением МХП, показали значительный их разброс, особенно по ударной вязкости. Поэтому встала задача - установить причины низкой стабильности механических свойств металла шва сварных соединений, выполняемых с металл охимической присадкой. Судя по литературным данным, обоснование выбора химической добавки в МХП, физико-химические процессы, протекающие в зоне сварки и механизм взаимодействия МХП со сварочной ванной, недостаточно исследованы, что сдерживает осмысление этих процессов и дальнейшее развитие методов повышения стойкости сварных соединений против хрупких разрушений.

Повышение стойкости сварных металлоконструкций против хрупких разрушений, изготавливаемых в основном из малоуглеродистых сталей охрупчивающихся при низких температурах, является актуальной проблемой, особенно в связи с интенсивностью освоения северных и восточных регионов страны.

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтверждается её выполнением в рамках плана научно-исследовательских работ Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН) на 2012 - 2015 г.г. (тема «Модифицирование структуры металла сварных швов металломодифицирующей присадкой с микро- и нанодисперсными модифицирующими частицами при сварке строительных и мостовых конструкций», направление 3: Развитие теоретических основ строительных наук, раздел 3.2. Физико-химические основы структурообразования новых материалов) и гранта Министерства образования и науки «Стипендии Президента Российской Федерации для обучения и ведения научной деятельности за рубежом студентов и аспирантов в 2013/2014 учебном году» при научном сотрудничестве с Национальным техническим университетом Украины «Киевский политехнический институт» и Институтом электросварки им. Е.О. Патона.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является повышение хладностойкости и стабильности свойств сварных соединений конструкций стальных мостов, выполненных автоматической сваркой с металлохимической присадкой.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Дана оценка уровня и стабильности механических свойств металла шва сварных соединений из стали 10ХСНД, выполненных в производственных условиях. Определены причины нестабильности указанных свойств.

2. Предложена, экспериментально и методами математической статистики обоснована методика количественной оценки прочности сцепления модифицирующей добавки с гранулятом при изготовлении металлохимической присадки (МХП).

3. Разработана новая технология изготовления МХП, обеспечивающая высокую стабильность её состава (защищена патентом на изобретение №2574930 от 12.05.2014).

4. Предложен и экспериментально подтверждён механизм взаимодействия МХП со сварочной ванной при сварке под флюсом и образования неметаллических включений в металле шва.

5. Дана оценка термодинамической вероятности окислительно-восстановительных реакций в сварочной ванне при автоматической сварке стали 10ХСНД с МХП.

6. Проведены сравнительные исследования стабильности механических свойств, химического состава и структуры металла шва соединений, выполненных по существующей и разработанной технологиям.

Научная новизна работы.

1. Впервые разработана методика количественной оценки прочности сцепления модифицирующей добавки с гранулятом в составе МХП. Установлены основные технологические параметры, определяющие эту прочность при изготовлении МХП.

2. Показано, что при получении МХП в высокоэнергонапряженной планетарной мельнице, обеспечивающей соударение частиц с ускорением не менее в течение 5 мин, происходит измельчение 60 % модифицирующих частиц диоксида титана вплоть до наноразмерного уровня и дробление гранулята с образованием новых ювенильных поверхностей, что за счёт образования химических связей обеспечивает повышение прочности сцепления наномодификатора с гранулятом.

3. Впервые, для сварки под флюсом с МХП, дана оценка термодинамических факторов гетерогенной реакции взаимодействия слоя модификатора на поверхности гранулята со сварочной ванной. Показано, что при введением МХП в сварочную ванну, минуя высокотемпературный дуговой промежуток, сокращается путь транспортировки диоксида титана в расплав, и на порядок увеличивается удельная поверхность раздела фаз ТЮг - расплав, по сравнению с введением ТЮг через флюс, вследствие чего достигается более высокая концентрация диоксида в сварочной ванне.

4. Предложен механизм взаимодействия диоксида титана в составе МХП со сварочной ванной при автоматической сварке стали под флюсом АН-47, содержащим AI2O3. Согласно этому механизму наличие кислотного оксида TÍO2 в расплаве интенсифицирует переход из флюса в сварочную ванну амфотерного оксида А120з, что подтверждено результатами химического анализа металла шва, а также термодинамическим анализом вероятности окислительно-восстановительных реакций при сварке сталей.

5. Показано, что в процессе кристаллизации сварочной ванны образуются мелкодисперсные глобулярные включения из нитридов и комплексных соединений TÍO2AI2O3, которые способствуют формированию вязких морфологических форм игольчатого феррита, и повышают сопротивление зарождению несплошностей в металле шва при нагружениях выше предела текучести. С позиций механики разрушения сформулированы требования к неметаллическим включениям в металле шва.

Методы исследования.

В работе применялись методы визуально-измерительного и ультразвукового контроля сварных соединений с применением дефектоскопа ультразвукового УД2-70 по нормам СТО-ГК «Трансстрой»-005-2007, механических испытаний на ударный изгиб при температурах минус 40°С на маятниковом копре МК-ЗОА. Испытания на статическое растяжение выполняли на машине Армавирского завода УММ-5, измерение твердости на приборе Виккерса ТП-7Р-1, металлографические исследования проводили на микроскопе МИМ-10, растрово-электронную микроскопию на электронном микроскопе JEOL JSM-6510. При разработке методики количественной оценки прочности связей между компонентами металлохимической добавки применяли весы марки ВК-3000.1, с точностью 0,1 гр, а также Vibra НТ-220Е с точностью 0,0001 гр. Обработку экспериментальных результатов производили с использованием статистических методов и с применением прикладных программ.

Практическая значимость работы.

Разработанный метод количественной оценки прочности сцепления модифицирующих частиц с гранулятом в МХП и новая технология её изготовления позволяют организовать централизованное производство присадочного материала с гарантированным стабильным составом для всей мостостроительной отрасли.

Результаты исследований формирования связей между химической добавкой и гранулятом в МХП могут быть использованы при разработке МХП различного назначения с добавками нитридов, карбидов, оксидов и т.п.

На основе новой технологии изготовления МХП разработан и находится на стадии внедрения технологический регламент производства присадки для мостостроения, спроектирован участок централизованного её производства (приложение П. 10, П.11, П. 12).

Автор считает своей приятной обязанностью выразить благодарность и искреннюю признательность своему научному руководителю доктору технических наук A.M. Болдыреву за поддержку и постоянное внимание, а также за помощь и советы, которые он оказывал при работе над диссертацией и публикациями результатов работы.

Глава 1. ХРУПКИЕ РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ И ПУТИ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

Научно-технический прогресс второй половины 19 и начала 20 столетий обусловил бурное развитие металлургической промышленности. Были усовершенствованы и разработаны новые способы переделки чугуна и производства сталей различного назначения. Создавались новые металлические конструкции, основным материалом которых были сплавы на основе железа (стали), широкое применение получили изделия из чугуна. Для соединения отдельных элементов получила широкое применение сварка, почти вытеснившая клёпку.

Однако это победное шествие металлических конструкций было омрачено рядом катастроф, повлекших их разрушение и, в некоторых случаях, сопровождавшихся человеческими жертвами.

1.1. Случаи разрушения металлоконструкций

Одна из наиболее ранних зарегистрированных катастроф произошла в Олдхэме (Англия) в 1884 году, когда разрушение чугунных балок привело к гибели 20 рабочих. В 1830 г., вследствие обрыва одной из несущих цепей частично обвалился подвесной мост через реку Эск (Шотландия), что привело к большим человеческим жертвам. В течение второй половины 19 и первой четверти 20 веков в США было зарегистрировано огромное количество разрушений, связанных с мостовыми конструкциями, нефтепроводами, газгольдерами, водопроводными магистралями, резервуарами, подъемными кранами, рельсовыми путями и другими подобными конструкциями, находившимися под действием как активных, так и пассивных нагрузок [1].

В годы второй мировой войны (1939 - 1945 г.г.) в США было налажено массовое производство кораблей сварной конструкции типа «Океан», «Либерти», а также нефтеналивных танкеров. Однако, уже с конца 1942 г. стали поступать

сообщения об имевших место серьезных разрушений на кораблях и танкерах. Первый танкер типа «Скенектеди», только что прошедший ходовые испытания 16.01.1943 г. разломился надвое, в том же году корабль той же конструкции, что и «Скенектеди», через семь месяцев после принятия в эксплуатацию разломился пополам. Всего за период с 1942 по 1946 г.г. выявлено 132 случая разрушений подобного рода [1].

Несмотря на большое внимание к таким катастрофическим случаям, а также на громадный объём исследований причин и разработки мер по минимизации риска, разрушение сварных металлоконструкций у нас и за рубежом продолжает иметь место и в наши дни.

В мире за период 2001 - 2010 г.г. зафиксировано более 1500 разрушений в решётчатых металлических перекрытиях общественных зданий (плавательные бассейны, ледовые катки, гипермаркеты и т.п.).

Наиболее крупные аварии, происшедшие за рубежом [2]:

1995 г. - обрушение в торговом центре Sampoong (Сеул, Корея), погибло 502 человека;

2004 г. - перекрытие терминала аэропорта «Шарль-де-Голль» (Париж, Франция), погибло 4 человека;

2006 г. - перекрытие ледового катка в Германии, погибло 15 человек;

2006 г. - крыша торгового зала (Катовица, Польша) погибло 65 человек;

2013 г. - кровля торгового центра «Maxima» (Рига) погибло 54 человек.

Подобные аварии в перекрытиях общественных и производственных зданий зафиксированы в нашей стране [2, 3, 4], в их числе наиболее крупные:

2004 г. - обрушение спортивно-оздоровительного комплекса «Трансвальпарк» (Москва) погибло 28 человек;

2005 г. - обрушение крыши бассейна «Дельфин» (г. Чусовой, Пермской обл.) погибло 14 человек; склад готовой продукции комбината «Печенга-Никель»;

2008 г. - филиал «Сургутская ГРЭС»;

2010 г. - завод ЖБК (Ангарск); завод силикатного кирпича (г. Орел).

Основным способом соединения отдельных элементов и узлов в металлических конструкциях является электродуговая сварка. Объёмы производства сварных конструкций во всём мире составляет сотни миллионов тонн и растут из года в год [5]. Вместе с тем, согласно статистике, 70 - 80% отказов этих конструкций связано со сварными соединениями, хотя как уже отмечено выше массовая доля металла шва в металлоконструкциях редко превышает 1% [6].

Исследования случаев отказа металлоконструкций показали, что в зоне сварки, как правило, наблюдаются хрупкие разрушения, характеризующиеся отсутствием заметных предшествующих деформаций. Проблеме хрупкого разрушения посвящено большое количество работ [7 - 12], ставших основой нового научного направления - «механики разрушения».

1.2. Основные положения механики разрушения

1.2.1. Взаимодействие атомов в кристаллическом теле

Современная теория химической связи базируется на квантово -механических представлениях о строении вещества [13]. Большинство простых веществ при понижении температуры образует конфигурацию атомов, представляющих собой регулярное симметричное множество атомов - кристаллы, в которых расстояние между атомами колеблется в пределах 0,3 - 0,6 нм. При этом в результате взаимодействия атомов между ними возникает химическая связь, основной характеристикой которой является энергия и длина связи.

Взаимодействие между атомами характеризуется силами притяжения (+/) и отталкивания (-/), величина которых имеет кулоновскую зависимость от расстояния между атомами. При сближении атомов возникают две силы взаимодействия между ними: во-первых, силы отталкивания электронных оболочек (кривая -/на Рис. 1.1) и, во-вторых, силы притяжения (кривая /).

\ (

V ->

и ч

\

./о \ \ г г, ш

у

А / (1

/

/

/

Рис. 1.1. Зависимость сил взаимодействия между атомами от межядерного

расстояния г

Из приведенного рисунка видно, что согласно закону Кулона силы отталкивания между одноименно заряженными электронными оболочками действуют на больших расстояниях, чем силы притяжения, когда атомы ещё достаточно удалены друг от друга. Силы притяжения начинают проявляться только при перекрывании электронных облаков, когда между атомами начинает увеличиваться электронная плотность (электроны как бы стягивают положительно заряженные ядра). Например, при взаимодействии атомов водорода силы отталкивания становятся заметными, начиная с 0,5 - 0,6 нм, а силы притяжения - с 0,4 нм.

Результирующая сила = -/+/ с уменьшением межатомного расстояния меняется по сложному закону. Вначале при сближении атомов превалируют силы притяжения (криваяидёт вниз до точки с). Затем, с уменьшением межядерного расстояния начинает проявляться отталкивание не только между электронами, но и между положительно заряженными ядрами. После точки «с» результатирующая кривая начинает подниматься вверх и при расстоянии между ядрами г0 пересекает ось абсцисс. Это означает, что при г = г0 силы -/и +/уравновешены и

/г = 0. Расстояние Го называется равновесным межатомным расстоянием, в кристаллах - это параметр кристаллической решетки.

1.2.2. Теоретическая и практическая прочность кристаллического тела. Разрушение сколом

Существует два основных типа разрушения:

1 - разрушение вследствие разрыва межатомных связей (скол) - хрупкое (Рис. 1.2)

2 - разрушение вследствие среза - вязкое (Рис. 1.3).

Рис. 1.2. Чисто хрупкое разрушение

шейка

Удлинение

Рис. 1.3. Чисто вязкое скольжение или образование шейки до вытягивания в

линию, либо в точку

Ни один из этих типов разрушения в чистом виде не наблюдается на практике при разрушении металлов. Хрупкий скол часто происходит после

пластической деформации зерна или кристалла. А развитие шейки всегда заканчивается разрывом межатомных связей (хрупкое разрушение) задолго до того, как диаметр поперечного сечения обращается в нуль.

Чтобы переместить атом кристаллической решетки из равновесного положения на расстояние Ф необходимо затратить работу dU на преодоление сил сцепления /

dU = /Ф (1.1)

Зависимость энергии взаимодействия пары атомов от межъядерного расстояния г имеет такой же характер как и результирующая / представленная на Рис. 1.4, а, а силы/= dU/dr имеют минимум в точке с координатой г=г0 (Рис. 1.4, б).

Рис. 1.4. Зависимость энергии связи и (а) и dU/dr от расстояния между атомами г (б)

Механику хрупкого разрушения рассмотрим на примере разрушения тела с кубической кристаллической решеткой [14].

Прочность при растяжении кристаллического тела - это напряжение, необходимое для разделения его по определенной кристаллографической

плоскости. Рассмотрим условия разрушения сколом кубической решётки под действием растягивающего напряжения о (Рис. 1.5) [14].

Рис. 1.5. Разрушение кристалла сколом по плоскости (ХХ)

Основатель теории разрушения Гриффитс, рассматривал разрушение твёрдого тела как процесс образования двух новых свободных поверхностей. Общее количество работы, необходимое для разведения пары атомов на бесконечное расстояние, равно и0. Эту работу разрушения твёрдого тела он приравнял к удвоенной величине поверхностного натяжения у

и0 = 2у (1.2)

При перемещении атома в паре С' - С' на расстояние Ф возникает единичное напряжение

^ = к (1.3)

где /] - сила взаимодействия между парой, s] - единичная площадь взаимодействия. Напряжение, действующее по всей площади XX:

* = = 11 (1.4)

Если напряжение достигнет максимума, то произойдёт разрыв связей по плоскости XX, произойдет скол, при этом разрушающее напряжение определяется выражением

^тах

Е -у

(1.5)

где Е - модуль упругости материала (модуль Юнга).

Гриффитс одним из первых дал оценку величины отах (теоретической прочности) стекловидных тел. Оказалось, что практическая прочность этих тел меньше теоретической (Е/10) примерно на два порядка (Рис. 1.6). В своей работе [15] он выявил причины этого несоответствия и предположил, что макроскопическое тело содержит микротрещины, в окрестности которых создается концентрация напряжений. Эти напряжения могут достигать теоретической прочности и способствовать развитию вышеуказанных микротрещин.

При этом проявляется масштабный фактор: чем больше сечение образца, тем больше в нём микротрещин. С увеличением диаметра стеклянного волокна прочность уменьшается и приближается к прочности обычного стекла (Рис. 1.6) [15].

Рис. 1.6. Влияние толщины стеклянной нити на её прочность [15].

Рассматривая условия развития микротрещины, имеющей форму эллипсоида с большой осью 2а («Трещина Гриффитса») он пришёл к выводу, что

трещина начинает расти при достижении концентрации напряжений на её концах величины, определяемой коэффициентом интенсивности напряжений

К1С = о4яа (1-6)

где о - приложенное к телу напряжение; цифра 1 указывает первый тип разрушения - сколом.

Таким образом, причиной несоответствия теоретической и наблюдаемой на практике прочности материалов является наличие в них микроскопических дефектов. Вследствие концентрации напряжений около этих дефектов разрушение материала происходит при напряжениях на два порядка меньших, чем предсказывает теория. Критическая величина концентрации напряжений, при которых происходит развитие микротрещин согласно (1.6) зависит от величины приложенных напряжений и размера зародышевой микротрещины.

1.2.3. Виды разрушения материалов. Хрупкое разрушение (скол)

Как уже отмечено, в механике разрушения представления о процессе разрушения твердых тел базируются на идее существования двух типов разрушения:

1. Разрушение от растягивающих напряжений вследствие разрыва межатомных связей - хрупкое (скол).

2. Разрушение от касательных напряжений, вследствие среза - вязкое.

Теория Гриффитса, рассматривавшая разрушение тела без учёта пластических деформаций, успешно подтвердилась на практике при исследованиях прочности хрупких тел. На самом деле в природе не существует абсолютно хрупких тел, всё зависит от условий при нагружении (температура окружающей среды и скорость нагружения). Даже струя жидкости при ударе пальца копра со скоростью 23 м/с ломается хрупко, как твердое тело [8], а мрамор при длительном нагружении проявляет пластические свойства.

Поэтому для объяснения разрушения пластичных материалов, в первую очередь - металлов теория Гриффитса была модифицирована. Вместо

микротрещин Гриффитса процесс разрушения металлов рассматривали с учётом дефектов в их структуре (вакансии и дислокации, неметаллические включения, обособленные структурные фазы и т.п.).

Наличием этих дефектов объяснили низкую практическую прочность металлов по сравнению с теоретической. Орован [9] и Ирвин [10] предположили и экспериментально подтвердили, что энергия, высвобождаемая при развитии трещины в металле, в значительной степени затрачивается на пластическое течение около вершины трещины.

Пластическая деформация в металлах является следствием перемещения дислокаций под действием напряжений, температурных, концентрационных и других факторов. В основе механики разрушения металлов лежит дислокационная теория [11]. Предполагается, что разрушение проходит в два этапа: зарождение трещин и их развитие. Считается, что краевая дислокация на конце лишней атомной плоскости содержит зародышевую трещину. Под действием касательных напряжений дислокации перемещаются и скапливаются перед препятствием, тормозящим движение (инородные включения, границы зёрен, субструктуры и другие дефекты). Эти скопления могут служить зародышами микротрещин. В этом случае критерий начала разрушения представляется в виде

(17)

где т и т0 - действующее сжимающее касательное напряжение и напряжение трения (препятствует движению дислокаций); G - модуль сдвига;

Е - Ь ^ ,

у = - удельная поверхностная энергия, Е - модуль упругости; Ь - вектор

Бюргерса, d - размер зерна.

Из (4) следует, что чем меньше диаметр зерна в поликристаллическом теле, тем большее касательное напряжение т требуется для зарождения трещины, а увеличение размера зерна d и размера микротрещины а зародыша согласно (1.6 и

1.7) увеличивает концентрацию напряжений в его окрестностях и вероятность разрушения сколом.

1.2.4. Переход от вязкого разрушения к хрупкому

А.Ф. Иоффе, исходя из представления о двух типах разрушения - хрупкого и вязкого, предложил схему перехода от вязкого к хрупкому при понижении температуры (Рис. 1.7) [12]. Сила связи между атомами кристаллической решетки мало меняется с изменением температуры, так как расстояние между атомами можно считать постоянным (коэффициент линейного расширения металлов -порядка (8 - 15)-10"6 1/град-°С. Поэтому можно считать, что аотр & Const. А предел

текучести определяется подвижностью дислокаций, которая зависит от температуры os = f{T) . При высокой температуре подвижность дислокаций большая, поэтому os невысок. С понижением температуры подвижность дислокаций уменьшается, а предел текучести растёт.

Ü&1«» 4 s

ftii;/ yiue ШЯ s у P*>P I«ШШ

\ >

N 4

Ss fii tlli-я Мф Л JT. M CtHl t't-i'i'f а.чг

in Ш 1

Vi *.iac 7Tb

.l'flflimи ItitL'JiyTtCl'NHH

Темяература ранлщоинй Т

Рис. 1.7. Схема перехода от вязкого разрушения к хрупкому [12].

Точка пересечения линий о0тр и о8, соответствующая критической температуре хрупкости Ткр, делит схему на две температурные области: левее точки Ткр располагается область хрупкого разрушения, и перед разрушением материал претерпевает лишь упругие деформации; правее точки Ткр - область

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гущин, Дмитрий Александрович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Любовиц Г. Предисловие к тому 1 «Микроскопические и макроскопические основы механики разрушения» / Г. Любовиц. Разрушение : в 6 томах. М., 1973. Т.1. С. 7-14.

2. Джамбулатов Р.Г. Анализ причин обрушения покрытий общественных зданий // Молодой учёный, 2015. №10. С. 197-200.

3. Реестр аварий зданий и сооружений 2001 - 2010 годов / К.И. Еремин [и др.] М.: 2011. 320 с.

4. Гарькин И. Н., Гарькина И. А. Системные исследования при технической экспертизе строительных конструкций зданий и сооружений // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3; URL: littps://www.science-education.ru/ru/article/view?id=13139 (дата обращения: 09.01.2017).

5. Патон Б.Е. Современные направления исследований и разработок в области сварки и прочности конструкций // Автоматическая сварка. 2003. №10/11. С. 7-13.

6. Патон Б.Е. Современные направления повышения прочности и ресурса сварных конструкций // Автоматическая сварка. 2000. №9/10. С. 3-9.

7. Griffith A. A. The phenomenon of rupture and flow in solids // Philosophical Transactions of the Royal Society. 1920. Vol. A221. P. 163-198.

8. Есин О.А., Гельд П.В. Физическая химия пиро- металлургических процессов. М.: Металлургия, 1966. 4.2. 703 с.

9. OrowanE., Trans. Inst. Engrs. Shipbuilders Scotland, 89, 165 (1945).

10. Irwin, G.R. Relation of stress near a crack to the crack extension force // Proc. IX Internat. Congr. Appl. Mech. Brussels. 1957. P. 245-251.

11. Petch, N.J. The cleavage strength of polycrystals. The Iron and Steel Institute. 1953. V. 174. P. 25-28.

12. Иоффе А.Ф., Кирпичева М.В., Левитская М.А. Деформация и прочность кристаллов // Журнал русского физико-химического общества. Часть физическая. 1924. Вып. 56. С. 489-503.

13. Гончаров Е.Г., Афиногенов Ю.П., Ховив А.М. Строение вещества и химическая связь в курсе неорганической химии: учебник // Воронеж: ИПЦ ВГУ. 2008. 280 с.

14. Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения // Пер. с англ. под ред. В.Г. Кудряшова. М.: Металлургия, 1978. 256 с.

15. Griffith A.A. The phenomenon of rupture and flow in solids // Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A. 1920. V. 221. P. 163-198.

16. Heslop J. The ductile-brittle transition in the fracture of a-iron: II / J. Heslop, N.J. Petch // Philosophical Magazine. 1956. 3(34) P. 1128-1136.

17. Петч Н. Металлографические аспекты разрушения. В кн.: Разрушение. В 7-и томах. Том 1. М.: Мир, 1973. С. 404-406.

18. Заккей В.Ф., Гербенг У.У., Паркер Э.Р. Структурные типы разрушения // В кн.: Разрушение. В 7-и томах. М.: Мир, 1973. C. 421-470.

19. Orowan E. Nye J.F., Cairns W.J. Notch brittleness and ductile fracture in metals. // Report №16/45, Theoretical Research Department, Ministry of Supply. London. 1945.

20. Tipper C.F. The fracture of Metals // Metallurgia, 1949. Vol. 39. P. 133.

21. Puttick K.E. Ductile Fracture in Metals // Philosophical Magazine. 1959. Vol. 4. P. 964.

22. Горицкий В.М. Диагностика металлов М.: Металлургизат, 2004. 408 с.

23. Beachem C. D. An electron fractographic study of the influence of plastic strain conditions upon ductile rupture processes in metals // Transactions of the American Society of Metals. 1963. Т. 56. P. 318-326.

24. Crussard C., Plateau J., Lean J.B. // Transactions of the American Society of Metals. 1959. Vol. 51. P. 581.

25. Lee Eun U. Thermal stress and strain in a metal matrix composite with a spherical reinforcement particle // Met. Nrans. A. 1992. 23 №8. P. 2205-2210.

26. Головко В.В., Походня И.К. Влияние неметаллических включений на формирование структуры металла сварных швов высокопрочных низколегированных сталей // Автоматическая сварка. 2013. № 6. С. 3-11.

27. Особенности распределения и роль неметаллических включений в металле шва при введении в сварочную ванну нано оксидов / Д.А. Гущин [и др.] // Сварка и Диагностика. М.: 2015. № 6. C. 25-28.

28. Болдырев А.М., Дорофеев Э.Б., Антонов Е.Г. Управление кристаллизацией металла при сварке плавлением // Сварочное производство. М.: 1971. №6. С. 35-37.

29. Любавский К.В., Пашуканис Ф.И. Некоторые особенности сварки литых аустенитных сталей // Сварочное производство. 1955. №9. С. 10-12.

30. Математическая модель нуклеации в жидких металлах на ультрадисперсных керамических частицах / А.П. Калинина [и др.] // Журнал физической химии. 2001. т. 75. №2. С. 283-289.

31. Коротаева З.А. Получение ультрадисперсных порошков механохимическим способом и их применение для модифицирования материалов : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 02.00.04. Кемерово, 2008. 22 с.

32. Получение литых металлических изделий методом полиградиентной кристаллизации / А.В. Кушнарев [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. № 7. С. 10-14.

33. Прохоров Н.Н. Физические процессы в металлах при сварке. М.: Металлургия, 1968. 698 с.

34. Алов А.А., Г.В. Бобров Модифицирование металла при сварке алюминия // Сварочное производство. 1959. №6. С. 1-4.

35. Рыжков Ф.Н., Постников В.С. Сварка колеблющимся вдоль шва электронным лучом // Автоматическая сварка. 1969. №11. С. 1-4.

36. Антонец Д.П., Псарес Г.Г., Козацкий Н.В. Автоматическая сварка алюминия с поперечным колебанием дуги // Сварочное производство. 1967. №11. С. 15-18.

37. Сутырин Г.В. Исследование механизма воздействия низкочастотной вибрации на кристаллизацию сварочной ванны // Автоматическая сварка. 1975. №5. С. 7-10.

38. Болдырев А.М., Дорофеев Э.Б., Антонов Е.Г. Влияние внешнего магнитного поля на кристаллизацию и технологическую прочность при аргоно-дуговой сварке // Сварочное производство. 1974. №9. С. 14-16.

39. Влияние электромагнитного перемешивания сварочной ванны на структуру и свойства соединений сплава ВТ6с / В.П. Черныш [и др.] // Сварочное производство. 1972. № 5. С. 8-9.

40. Дзыкович И.Я. Исследование структуры и условия кристаллизации металла сварных швов на хромоникелевых аустенитных сталях // Автоматическая сварка. 1962. №11. С. 20-25.

41. Использование порошкового присадочного металла - эффективный метод интенсификации сварки плавлением / И.И. Ивочкин [и др.] // Автоматическая сварка. 1975. №10. С. 35-38.

42. Ивочкин И.И. О перспективах применения порошкового присадочного металла при сварке плавлением // Сварочное производство. 1969. №6. С. 8-10.

43. Технологическая прочность соединения, полученного при сварке под флюсом с ППМ стали 16Г2АФ больших толщин / Б.Ф. Якушин [и др.] // Сварочное производство. 1977. №10. С. 4-7.

44. Особенности структуры и механических свойств соединений, выполненных электрошлаковой сваркой с применением порошкообразного присадочного металла / И.И. Ивочкин [и др.] // Автоматическая сварка. 1973. №9. С. 46-50.

45. Современные представления о модифицировании наплавленного металла и металла шва наноразмерными частицами (обзор) / В.Н. Коберник [и др.] // Сварка и Диагностика. 2015. №5. С. 13-18.

46. Структура и свойства низко углеродистого металла, наплавленного под керамическим флюсом, содержащим композиционные микрогранулы N1 -нанодисперсный WC / А.С. Трошков [и др.] // Известия Волгоградского государственного технического университета: межвуз. сб. науч. ст. 2012. №9(96). С.187-190.

47. Влияние нанодисперсных карбидов WC и никеля на структуру и свойства наплавленного металла / Г.Н. Соколов [и др.] // Сварка и Диагностика. 2011. №3. С. 31-35.

48. Кузнецов В.Д., Смирнов И.В., Шаповалов К.П. Влияние нанодобавок на структуру и свойства металла швов при сварке высокопрочных низколегированных сталей // Прогрессивные технологии и системи машинобудувания. 2013. Вип. 1,2 (46). С. 143-150.

49. Влияние нано дисперсных частиц А1203 на структурно-фазовое состояние покрытий системы М-Сг-В-ЗьБе^С, полученных плазменно-порошковой наплавкой / А.Н. Смирнов [и др.] // Сварка и диагностика. 2012. №5. С.32-37.

50. Черепанов А.Н., Оришич А.М., Шапеев В.П. Лазерная сварка металлов и сплавов с применением нанопорошковых модифицирующих добавок. Теория, эксперимент // Физическая мезомеханика. 2013. т. 16. №1. С. 91-104.

51. Строение, морфология и дисперсность металла, наплавленного дуговой сваркой плавящимся электродом в аргоне в присутствии наноструктурированных модификаторов / М.А. Кузнецов [и др.] // Сварка и диагностика. 2012. №6. С. 8-10.

52. Кривоносова Е.А. Модифицирование и формирование структуры металла сварных швов низкоуглеродистых сталей : дис. ... докт. техн. наук : 05.03.06. Пермь. 2005. 266 с.

53. Решетникова С. Н. Применение нанопорошков химических соединений для повышения физико-механических характеристик изделий машиностроения : дис. ... канд. техн. наук : 05.02.08. Красноярск. 2008. 125 с.

54. Князьков К. В. Разработка технологии модифицирования износостойких покрытий системы Ni-Cr-B-Si-Fe/WC в процессе плазменно-порошковой наплавки : дис. ... канд. техн. наук : 05.02.10. Барнаул, 2015. 125 с.

55. Коротаева З.А. Получение ультрадисперсных порошков механохимическим способом и их применение для модифицирования материалов : дис. ... канд. техн. наук : 02.00.04. Кемерово, 2008. 140 с.

56. Жеребцов С.Н. Применение наноматериалов и высокотемпературной обработки никель хромовых сплавов при электрошлаковом литье : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.16.04, 05.03.06. Новокузнецк, 2006. 22 с.

57. Решетникова С. Н. Применение нанопорошков химических соединений для повышения физико-механических характеристик изделий машиностроения : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.02.08. Красноярск, 2008. 22 с.

58. Способ электродуговой сварки [Текст] : Авт. свид. СССР №584996 Кл В 23 К 9/00, 17.04.76 / А.М. Болдырев, Э.Б. Дорофеев, А.С. Петров, заявитель Воронежский политехнический институт. Заявл. 17.04.76 ; опубл. 25.12.77, Бюл. №47.

59. Болдырев А.М., Петров А.С., Дорофеев Э.Б. Исследование путей повышения эффективности модификаторов в сварочной ванне // Тезисы докладов межотраслевой республиканской научно-технической конференции (5-7 апреля 1977). Часть I. Вильнюс, 1977. С. 40-42.

60. Болдырев А.М., Григораш В.В. Проблемы микро- и наномодифицирования швов при сварке строительных металлоконструкций // Нанотехнологии в строительстве. 2011. Том 3, № 3. С. 42 - 52. URL: http://nanobuild.ru/ru_RU/journal/Nanobuild_3_2011_RUS.pdf (дата обращения: 09.01.2017).

61. Медовар Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов М., Машиностроение, 1966. 430 с.

62. Патон Б. Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. М.: Машиностроение, 1974. 768 с.

63. Способ дуговой сварки закаливающихся сталей [Текст] : Авт. свид. СССР №525511 : Кл. В 23 К 9/00, 30.09.1974 / Б.Ф. Якушин, О.П. Алешин, Р.И. Фирсова; Заявл. 30.09.74; опубл. 25.08.76. Бюл. № 31.

64. Бобров Г.В. Модифицирование металла шва при сварке плавлением: дис. ... канд. техн. наук. М.: 1959. 280 с.

65. Ивочкин И.И. Подавление роста столбчатых кристаллов методом "замораживания" сварочной ванны // Сварочное производство. 1965. №12. С. 1-3.

66. Гребенчук В.Г. Однопроходная сварка при монтаже ортотропной плиты проезжей части // Прогрессивные конструкщш и технологические процессы в строительстве стальных мостов. М.; Транспорт. 1985. С. 41-47.

67. Гребенчук В.Г., Кручинкин A.B., Подберезный Н.И. Автоматическая сварка при заводском изготовлении и монтаже стальных конструкций мостов // Передовые технологии на пороге 21 века. : Сборник статей. М.: НИЦ «Инженер», 1988. С. 162-164.

68. СТО-ГК «Трансстрой»-012-2007 «Стальные конструкции мостов. Заводское изготовление» / под ред. к.т.н. В. Г. Гребенчука [и др.]. - ООО «Группа компаний «Трансстрой». М.: 2007. 174 с.

69. СТО-ГК «Трансстрой»-005-2007 «Стальные конструкции мостов. Технология монтажной сварки» / под ред. к.т.н. В.Г. Гребенчука [и др.]. - Группа компаний «Трансстрой». М.: 2007. 158 с.

70. Выбор состава газовой смеси для увеличения проплавляющей способности дуги / Б.Н. Бадьянов [и др.] // Сварочное производство. 1977. №4. С. 26-28.

71. Бадьянов Б.Н., Давыдов В.А., Колупаев Ю.Ф. Изменение размеров зоны электропроводности дуги при введении газообразных галогенидов в аргон // Автоматическая сварка. 1977. № 4. С. 67-68.

72. Способ односторонней дуговой сварки [Текст] : Авт. свид. СССР №791482 : Кл. 23 К 9/02, 22.05.1978 / К.П. Большаков, Б.М. Передереев, В .Г. Гребенчук; заявитель Всесоюзный науч.-исслед. ин-т трансп. стр-ва. Заявл. 22.05.78 ; опубл. 30.12.80, Бюл. №48.

73. Гребенчук В.Г., Передереев Б.М., Большаков К.П. Применение автоматической сварки с металлохимической присадкой - источник экономии затрат при изготовлении и монтаже стальных конструкций мостов // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции «Пути снижения материалоёмкости и трудоёмкости сварочных работ в строительстве», М.: Стройиздат, 1983. С. 36-37.

74. Гущин Д.А., Гребенчук И.В., Гребенчук В.Г. Анализ и поиск перспективных направлений комплексного модифицирования металла сварных швов при автоматической сварке под слоем флюса мостовых металлоконструкций // Современные решения обеспечения безопасности мостов. Научные труды ОАО ЦНИИС. Вып. 261. М.: ОАО ЦНИИС, 2011. С. 18-25.

75. Оценка прочности сцепления химической добавки с проволочной крошкой в металлохимической сварочной присадке / Д.А. Гущин [и др.] // Вестник центрального регионального отделения Российской Академии Архитектуры и Строительных наук. Тамбов - Воронеж: Выпуск 11 (к 20-летию РААСН). Материалы Академических научных чтений «Проблемы архитектуры, градостроительства и строительства в социально-экономическом развитии регионов», Тамбов. 2012. С. 176-181.

76. Исследование прочности сцепления частиц в модифицирующей присадке для сварки мостовых конструкций под флюсом / Д.А. Гущин [и др.] // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство». 2012. Том 4, № 2. С. 56-69. Гос. регистр. №0421000108. URL: http://nanobuild.ru/ru RU/journal/Nanobuild 2 2012 RUS.pdf (дата обращения: 09.01.2017).

77. Ханапетов М.В. Сварка конструкций с дополнительной порошкообразной присадкой. М.: Стройиздат, 1992. 192 с.

78. Ивочкин И.И., Малышев Б.Д. Сварка под флюсом с дополнительной присадкой. М.: Стройиздат, 1981. 175 с.

79. Способ дуговой сварки [Текст] : Авт. свид. СССР № 283453 : Кл. В 23 К 9/18, 20.10.1969. / А.Е. Аснис, В.А. Богдановский, И.А. Рогатюк [и др.] ; заявитель Институт электросварки им. Е.О. Патона. Заявл. 20.10.1969 ; опубл. 06.10.1970, Бюл. №31.

80. Инструкция по технологии механизированной и ручной сварки при заводском изготовлении стальных конструкций мостов. ВСН 169-80 / Минтрансстрой. - М., 1981. 87 с.

81. Власов К.П., Власов П. К., Киселева А. А. Методы исследования и организация экспериментов [Текст] : научное издание. Харьков. : Гуманитарный центр, 2002. 256 с.

82. Химическое сродство элементов [electronic resource] URL: http://lielpiks.org/4-88468.litml (дата обращения 12.01.2017)

83. Реброва И.А. Планирование эксперимента: учебное пособие. Омск: СибАДИ, 2010. 105 с.

84. Измельчение и дезинтеграторно-активаторная обработка [electronic resource] URL: http://www.crism-prometey.ru/production/services/disintegrator-activator-treatment-materials.aspx (дата обращения 12.01.2017).

85. Болдырев A.M., Гущин Д.А. Повышение стабильности состава металлохимической присадки для монтажной сварки мостовых конструкций // Вестник центрального регионального отделения Российской Академии Архитектуры и Строительных Наук (Выпуск 12). Материалы Академических научных чтений «Проблемы развития регионов в свете концепции биосферной безопасности и живучести урбанизированных территорий», Курск, 2013. С. 11286. Получение металлохимической сварочной присадки с

нанодисперсными частицами диоксида титана / Гущин Д.А. [и др.] // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство», 2013. Том 5, № 6. С. 53-66. URL:

http ://nanobuild.ru/ru_RU/journal/Nanobuild_6_2013_RUS.pdf (дата обращения: 09.01.2017).

87. Патент на изобретение «Способ получения гранулированного присадочного материала для дуговой сварки» А.М. Болдырев, Д. А. Гущин, И.В. Гребенчук, регистрационный номер №2574930, В23К 9/00, приоритет от 12.05.2014, зарегистрировано 15.01.2016.

88. Планетарные лабораторные мельницы [electronic resource] URL: http://pel.spb.ru/catalog/planetarnie-lab-melnici/pulverisette-5-classic-line, (дата обращения 12.01.2017).

89. Болдырев А.М., Гущин Д.А. Влияние технологии изготовления металлохимической присадки (МХП) на механические свойства сварных соединений мостовых металлоконструкций // Технологии упрочнения нанесения покрытий и ремонта: теория и практика, ч.1, Изд-во Политехнического университета. СПб 2013. С. 36-42.

90. Хайнике Г. Трибохимия: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 584 с.

91. Болдырев А.М., Орлов А.С., Гущин Д.А. Новая технология получения гранулированного присадочного материала с наномодифицирующими добавками для дуговой сварки сталей // Нанотехнологии в строительстве. 2016. Том 8, № 6. С. 124-143. URL: http://nanobuild.ru/ru_RU/journal/Nanobuild_6_2016_RUS.pdf (дата обращения: 09.01.2017).

92. Болдырев А.М., Гребенчук В.Г., Гущин Д.А. Влияние диоксида титана в составе металлохимической присадки на механические свойства металла шва стали 10ХСНД // Сварка и Диагностика. М.: 2014. №3. С. 39-42.

93. Болдырев А.М., Гребенчук В.Г., Гущин Д.А. Взаимодействие диоксида титана со сварочной ванной при автоматической сварке под флюсом стали 10ХСНД с металлохимической присадкой // Тяжелое машиностроение. М.: 2015. № 1. C. 36-40.

94. Болдырев А.М., Гущин Д.А. Повышение ударной вязкости металла шва сварных конструкций стальных мостов // Вестник центрального регионального отделения Российской Академии Архитектуры и Строительных

Наук: Выпуск 13: Материалы Академических научных чтений «Научные и инженерные проблемы строительно-технологической утилизации техногенных отходов». Белгород: РААСН, БГТУ им. В.Г. Шухова, 2014. С. 34-41.

95. Болдырев А.М., Гущин Д. А. Повышение хладостойкости и стабильности механических свойств сварных соединений конструкций стальных мостов // Механика разрушения строительных материалов и конструкций: Материалы VIII Академических чтений РААСН - Международной научно-технической конференции. Казань: КГАСУ, 2014. C. 32-39.

96. Болдырев А.М., Орлов А.С. Повышение сопротивляемости металла шва хрупким разрушениям в сварных стальных мостовых конструкциях // Долговечность, прочность и механика разрушения бетона, железобетона и других строительных материалов. Материалы IX Международной научной конференции, Санкт-Петербург, 2016. С. 12-17.

97. Болдырев А.М. Повышение вязкости металла шва в сварных стальных мостовых конструкциях // Сборник «Фундаментальные поисковые и прикладные исследования по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации. Научные труды РААСН. М.: 2016. С. 445 - 449.

98. Boldyrev A.M., Guschin D.A., Grebenchuk V.G. Interaction of titanium dioxide with the weld pool in automatic submerged-arc welding of 10KHSND steel with a metallochemical addition // Welding International. 2015. Т. 29. № 9. С. 718-722.

99. Болдырев А.М., Гребенчук В.Г., Гущин Д.А Взаимодействие диоксида титана со сварочной ванной при автоматической сварке под флюсом стали 10ХСНД с металлохимической присадкой // Сварочное производство. М.: 2014. № 9. C. 14-19.

100. СТО АВТОДОР 2.19-2015 Проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог. Стальные конструкции мостовых сооружений. Технология сварки пролетных строений из атмосферостойкой стали марки 14ХГНДЦ. - М.: ГК «Российские автомобильные дороги», 2015. 99 с.

101. Болдырев А.М., Гущин Д.А Анализ тепловой обстановки в сварочной ванне при сварке стали 10ХСНД под флюсом // Вестник Центрального территориального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. Выпуск 15.- Воронеж: Изд-во Ворон. гос. арх-строит. ун-та, 2016. С.165-170.

102. Оценка термодинамических факторов взаимодействия металлохимической присадки со сварочной ванной / Д.А. Гущин [и др.] // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. Воронеж: 2014. Вып. №2 (34). С. 24-33.

103. Newhouse D.L. Relationships Between Charpy Impact Energy, Fracture Appearance and Test Temperature in Alloy Steels // Welding Research Supplement. 1963. №3. P. 105-114.

104. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия [Текст] : ГОСТ 4543-71. - Взамен ГОСТ 1050-60 в части марок 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г 40Г, 45Г, 50Г); ГОСТ 1051-59 (в части легированной стали, кроме качества поверхности и упаковки); ГОСТ 4543-61 ; введ. 01.01.73

105. Горицкий В.М., Хромов Д.П. Оценка сопротивления распространению трещины по результатам испытания на ударную вязкость // Заводская лаборатория. Диагностика металлов. М.: 1984. № 7. С. 70-72.

106. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976. 270 с.

107. ГОСТ 10243 - 75. Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры. М.: Издательство стандартов, 1975. 41 с.

108. Багрянский К.В., Фаенко В.Е. Распределение серы и марганца между металлом и контактирующим с ним шлаком при сварке под флюсом // Сварочное производство. М: 1970. № 8. C. 7-9.

109. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов / А.В. Коновалов [и др.] Под ред. В.М. Неровного. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 752 с.: ил.

110. Дятлов В.И. Особенности металлургических процессов при сварке под флюсом. // Сборник, посвященный восьмидесятилетию со дня рождения Е.О. Патона. Киев: Изд-во АН УССР, 1951. С. 261-268.

111. Авдеев М.В. Анализ гидродинамических явлений в сварочной ванне // Сварочное производство. М.: 1973. №10. С. 1-3.

112. Авдеев М.В. О распределении температуры в сварочной ванне // Сварочное производство. М.: 1974. №11. С. 29-32.

113. Температурный режим сварочной ванны / Н.И. Коперсак [и др.] // Автоматическая сварка. 1973. №7. С. 1-3.

114. Походня И.К. Газы в сварных швах. М. : Машиностроение, 1972. 256 с.

115. Рыкалин Н.Н. Тепловые основы сварки Ч.1: Процессы распространения тепла при дуговой сварке. М. Л. : Изд-во АН СССР, 1947. 271 с.

116. Потапов Н.Н. Основы выбора флюсов при сварке сталей [Текст]. М. : Машиностроение, 1979. 169 с.

117. Жуховицкий А.А., Шварцман Л. А. Физическая химия [Текст] : учебное пособие. М. : Металлургия, 1964. 676 с.

118. Franz U. Vorgänge in der Kaverne beim YP - Schweissen Metallurgie der Schmelzschweiaavertahren, 4 Internationales Koloqwium, DDR, Magdeburg, 1964. №4. P. 145-150.

148