Влияние длительной эксплуатации и хранения на механические свойства и механизмы разрушения конструкционных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Демина, Юлия Андреевна

• Демина, Юлия Андреевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Демина, Юлия Андреевна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Критерии деградации свойств материалов

1.2. Структурные изменения, происходящие в материале в процессе длительной эксплуатации (механизмы деградации)

1.3. Факторы, оказывающие влияние на свойства материала в процессе эксплуатации

1.4. Вероятностные подходы к оценке механических характеристик и описанию процессов разрушения

1.5. Фрактодиагностика как метод анализа причин разрушения

Выводы по главе

Глава 2, Материалы и методы исследования

2.1. Материалы исследования

2.2. Механические испытания

2.2.1. Испытания на растяжение

2.2.2. Ударные испытания

2.2.3.Усталостные испытания

2.3. Методика снятия реплик с поверхности образцов и их анализа

2.4. Регистрация и методы обработки сигналов акустической эмиссии

2.5. Фрактографические исследования

2.6. Методы статистической обработки данных исследования

Выводы по главе

Глава 3. Механические свойства и особенности кинетики усталостного разрушения сталей 20, 45 и Э76Ф после их длительного хранения и

эксплуатации

3.1. Исследование стали 20 после ее длительного хранения в течение 15 лет

3.1.1. Оценка механических свойств при статическом и циклическом нагружениях

3.1.2. Анализ микрорельефа разрушения

3.1.3. Кинетика множественного разрушения при циклическом нагружении

3.1.3.1. Исследование пластической зоны

3.1.3.2. Исследование поврежденности в пластической зоне

3.1.3.3. Кинетика роста усталостных трещин

3.2. Исследование стали 45 после ее длительного хранения в течение 50 лет

3.2.1. Оценка механических свойств при статическом и циклическом нагружениях

3.2.2 . Анализ микрорельефа разрушения

3.3. Исследование рельсовой стали Э76Ф после эксплуатации

3.3.1. Оценка механических свойств при статическом и циклическом нагружениях

3.3.2. Исследование кинетики множественного разрушения при циклическом нагружении

3.3.3 . Анализ микрорельефа разрушения

Выводы по главе

Глава 4. Влияние длительной эксплуатации на механические свойства и механизмы разрушения материала крупногабаритных емкостей из сплава АМгб

4.1. Статическое растяжение

4.2. Циклическое растяжение

4.3. Исследование изломов образцов, испытанных при статическом и

циклическом растяжении

Выводы по главе

Глава 5. Оценка состояния материала продуктоировода (сталь 09Г2С) после его длительной эксплуатации

5.1. Испытания на ударный изгиб

5.2. Испытания при статическом нагружении

5.3. Сравнение данных оценки механических свойств материала продуктопровода после эксплуатации с механическими свойствами стали

09Г2С в исходном состоянии

Выводы по главе

Глава 6. Оценка вероятности разрушения и взаимосвязь статистических характеристик с механическими свойствами и механизмами

разрушения

6.1. Результаты ударных испытаний стали

6.2 Статистический анализ результатов испытаний при ударном и циклическом нагружениях

6.2.1. Двухпараметрическое распределение Вейбулла

6.2.2. Простое экспоненциальное распределение

6.3. Оценка величины напряжения разрушения по параметрам усталостного излома компрессорных лопаток

6.3.1. Макро- и микрорельеф изломов лопаток

6.3.2. Влияние амплитуды напряжения на параметры изломов лопаток

Выводы по главе

Общие выводы по диссертационной работе

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние длительной эксплуатации и хранения на механические свойства и механизмы разрушения конструкционных материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Проблема обеспечения надежности материала различных конструкций сохраняет свою актуальность многие годы. В последние десятилетия она стала еще более острой в результате снижения ресурса конструкций из-за деградации материала в процессе эксплуатации, приводящей к необходимости уточнения норм прочности и рекомендаций по продлению ресурса при длительных сроках службы. Эта проблема вызвала интерес многих исследователей (Е.Е. Зорина, А.Я. Красовского, H.A. Махутова, A.B. Митрофанова, Г.И. Нестеренко, Г.Н. Никифорчина, П.Д. Одесского, Г.А. Филиппова, W.A. Curtin, S. Hong, Y. Murakami и др.), которые посвятили ей свои работы.

Для решения этой проблемы, помимо оценки механических свойств материала элементов конструкций, важно изучение закономерностей накопления повреждений и выявление преимущественных механизмов разрушения, поскольку необратимые изменения структуры и физико-механических свойств материала при его длительном использовании могут приводить к интенсификации процессов зарождения и накопления дефектов. Кроме того, изменение структуры и свойств материала в процессе службы увеличивают риск преждевременного разрушения, поэтому возникает необходимость оценки вероятности разрушения и установления взаимосвязи статистических характеристик материала с механизмами разрушения, а также развития методов фрактодиагностики, позволяющих по параметрам изломов определять причину и характеристики разрушения.

Это означает, что анализ влияния длительной эксплуатации и хранения на работоспособность конструкционных материалов требует междисциплинарных исследований, включающих определение механических свойств материала после его длительной службы, изучение механизмов разрушения и эволюции повреждений, а также оценку статистических характеристик. Исходя из этого, задача комплексного исследования влияния

длительной эксплуатации и хранения на механические характеристики и механизмы разрушения конструкционных материалов представляется актуальной.

В связи с вышеизложенным, цель работы состояла в комплексном исследовании влияния длительной эксплуатации и хранения на механические свойства, особенности разрушения и кинетику процесса накопления повреждений в конструкционных материалах при различных видах нагружения, а также в установлении взаимосвязи статистических характеристик с параметрами нагружения и механизмами разрушения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

> Оценить механические свойства и изучить закономерности разрушения сталей и сплавов после их длительной эксплуатации и хранения при статическом, ударном и усталостном нагружениях.

> Провести исследование кинетики накопления повреждений в исследуемых материалах с использованием методов механики разрушения, реплик и акустической эмиссии.

> Изучить влияние длительной эксплуатации и хранения на параметры поврежденности материала и механизмы разрушения.

> Развить вероятностный подход, позволяющий устанавливать взаимосвязь статистических характеристик с параметрами нагружения и механизмами разрушения.

> Выполнить оценку величины разрушающего напряжения по фрактографическим характеристикам усталостных изломов.

В качестве объекта исследования были выбраны конструкционные стали и сплавы различного уровня прочности (стали 20, 45, 09Г2С, Э76Ф и алюминиевый сплав АМгб) после их длительной эксплуатации и хранения в течение 15 и более лет. Статистический анализ выполнен с использованием данных ударных испытаний образцов из сталей 20 и 09Г2С, а также данных

усталостных испытаний стали 35СБ4 (российский аналог сталь 35ХМ), алюминиевого 2024-Т4 и титанового ВТЗ-1 сплавов, взятых из работ К. Окаёо, Т. 8ака1 и Л.В. Лимаря [120, 124, 125].

Научная новизна работы

1. Установлено, что длительное хранение в течение 15 и более лет сталей 20 и 45 вызывает значительное снижение циклической прочности (~ на 40 %) во всем интервале изменения долговечности, включая ее

о

уменьшение на базе 10 циклов нагружения. Преимущественный механизм такого снижения связан с образованием многочисленных пор и расслоений по межфазным границам.

2. Изучена кинетика накопления усталостных микротрещин в стали 20 после 15 лет хранения и оценены статистические критерии эволюции картин микротрещин. Показано, что длительное хранение стали 20 приводит к сдвигу кривой кумулятивного распределения микротрещин по длине в сторону более длинных трещин, снижению максимального числа трещин и показателей в экспоненциальных соотношениях, описывающих указанные распределения.

3. Длительная эксплуатация стали Э76Ф (после пропуска по рельсам 480 млн. тонн брутто груза) приводит к снижению циклической прочности (на 24 %), обусловленному развитием усталостных микротрещин от эксплуатационных дефектов и расслоений, а длительное использование сплава АМгб (более 15 лет) существенно не влияет на долговечность, но приводит к образованию расслоений.

4. Развит новый подход к статистическому анализу ударного и усталостного разрушений, позволяющий устанавливать взаимосвязь статистических характеристик с механизмами разрушения.

Практическая значимость работы

1. Оценено влияние длительной эксплуатации и хранения в течение 15 и более лет на механические свойства и механизмы разрушения конструкционных материалов различного уровня прочности.

2. Установлена взаимосвязь статистических характеристик вероятностных распределений ударной вязкости и циклической долговечности с параметрами нагружения, определяющими изменение механизмов разрушения.

3. Показано, что показатель степенной зависимости, связывающей длину фронта усталостной трещины на изломах компрессорных лопаток из сплава ВТЗ-1 с ее глубиной, чувствителен к амплитуде напряжения, глубине надреза и размеру лопаток, что дает возможность оценки по параметрам изломов величины разрушающего напряжения.

4. Результаты проведенного исследования могут быть использованы для прогнозирования надежности металлических конструкций и для диагностики причин аварийных разрушений.

Основные положения, выносимые на защиту

• Результаты оценки механических свойств и анализа особенностей кинетики усталостного разрушения сталей 20, 45 и Э76Ф после их длительного хранения и эксплуатации.

• Анализ влияния длительной эксплуатации на механические свойства и механизмы разрушения материала крупногабаритных емкостей из сплава АМгб.

• Результаты оценки механических свойств основного металла (сталь 09Г2С) продуктопровода после его длительной эксплуатации.

• Новый подход к статистическому анализу ударного и усталостного разрушений, устанавливающий взаимосвязь характеристик статистических распределений с механизмами разрушения.

• Метод оценки величины разрушающих напряжений по параметрам усталостных изломов рабочих лопаток компрессора авиационного газотурбинного двигателя из сплава ВТЗ-1.

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты работы послужили основой для оценки остаточного ресурса

материала емкостей, прогнозирования эксплуатационной надежности изделий из сплава АМгб и принятия решения о возможности их дальнейшего использования на предприятии НИЦ РКС 4 ЦНИИ Минобороны России.

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Объем диссертации составляет 147 страниц, включая 60 рисунков, 18 таблиц и списка цитируемой литературы из 154 наименований.

По теме диссертации опубликовано 19 работ в научных журналах и сборниках конференций, в том числе 7 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Исследования, проведенные в рамках данной диссертационной работы, выполнены при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты №№ 06 - 01 - 00753 - а, 12 — 08 — 13182 -офи_м_РЖД), гранта Президента Российской Федерации по государственной поддержке ведущей научной школы академика O.A. Банных (НШ-3050.2012.3) и при участии сотрудников ИМАШ РАН им. A.A. Благонравова (к.т.н. И.М. Петровой, к.т.н. И.В. Гадолиной, Глава 3), ВНИИЖТ (д.т.н. Е.А. Шура, к.т.н. А.И. Борца, Глава 3), 4 ЦНИИ МО (A.A. Остапенко, к.т.н. В.Г Будуевой, Глава 4).

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В данной главе представлен критический анализ литературных данных, посвященных исследованию влияния длительной эксплуатации и хранения на деградацию свойств материала, рассмотрены механизмы, управляющие факторы и критерии деградации; выполнен обзор вероятностных подходов к оценке механических характеристик и методов фрактодиагностики, используемых для анализа разрушения по параметрам изломов.

1.1. Критерии деградации свойств материалов

Обеспечение безопасности конструкций предполагает сохранение механических свойств материала в течение всего периода эксплуатации. Однако, как известно, в ряде случаев это не так, действующее напряжение, коррозионная среда, циклические нагрузки, остаточные напряжения, дефекты, возникшие в процессе изготовления и эксплуатации, приводят к изменению, как стандартных механических свойства, так и нестандартных, оцениваемых по специальным методикам. Имеющиеся в литературе данные, в основном, касаются деградации конструкционных материалов в результате эксплуатации, влияние длительного хранения практически не анализируется.

Так, в 1976 году на примере малоуглеродистой листовой стали, предварительно деформированной холодной прокаткой до деформации 1%, было показано [1, 2], что при ее старении при комнатной температуре в течение всего одного месяца повышается предел текучести и на кривой деформирования появляется площадка текучести, отсутствующая до старения. Причем ширина площадки и предел текучести растут с увеличением времени старения (см. рис. 1.1). Повышение температуры до 100°С снижает продолжительность старения и появление этого эффекта уже до нескольких часов, а ее увеличение до 200°С - до одной минуты.

Вследствие длительной эксплуатации на изменение механических свойств материалов различных конструкций, могут оказывать влияние не только процессы естественного старения, но и процессы, связанные с

воздействием различного вида нагрузок, водорода, коррозионно-активных сред и других факторов.

а, МПа 412

206

О

Рис. 1.1. Диаграмма деформирования малоуглеродистой стали, прокатанной до деформации 1 %, после старения в течение указанного времени при комнатной температуре [1]

При этом для анализа изменений прочности и разработки критериев надежности различных конструкций, часто требуется не только определение стандартных механических характеристик (из-за их незначительного изменения), но и поиск параметров, наиболее чувствительных к изменению состояния материала в процессе его службы.

Рассмотрим, как изменяются механические характеристики (характеристики прочности, пластичности, ударной вязкости и др.) в процессе длительной эксплуатации.

Различные исследователи высказывают разное мнение относительно влияния эксплуатации на механические свойства конструкционных материалов. Некоторые из них (А.Я. Красовский, H.A. Махутов, А.Ф. Ильюшенко, Н.П. Лякишев, JI.A. Сосновский и др.) считают, что длительная эксплуатация сталей и сплавов приводит к заметному повышению их прочностных характеристик и понижению параметров пластичности, в то же время, результаты других исследователей (Г.А. Филиппова, Г.Н. Никифорчина, Н.П. Мочернюка, И.Б. Опариной, JI.P. Ботвиной и др.) не подтверждают этого факта.

Так, О.И. Стекловым [3] показано, что в условиях эксплуатации механические свойства материалов, в частности трубных сталей, при климатических температурах изменяются незначительно: от, ав,- в пределах 10 %, 6, \|/ - в пределах 15.. .20 %.

И.В. Горынин [4] также отмечает, что практически для всех конструкционных материалов, применяемых в атомной энергетике, деградации стандартных механических характеристик в течение проектного срока службы (30 - 40 лет) не происходит, что позволяет использовать эти материалы при продлении ресурса на 10 - 15 лет при гарантированной безопасности и надежности конструкций.

Авторы [5] установили, что с увеличением числа полетов самолета с обшивкой из алюминиевого сплава Д16Т в результате воздействия циклической нагрузки прочность, предел текучести, отношение предела текучести к пределу прочности увеличиваются незначительно, но пластичность заметно снижается, причем эти изменения сопровождаются резким увеличением коэффициента корреляции, характеризующим разброс всех механических свойств.

Авторы другого исследования [6] отмечают увеличение предела текучести на 30 % и предела прочности на 11 % стали 19Г после 30 лет эксплуатации и уменьшение ударной вязкости более чем на 40 %.

А.Ф. Ильющенко [7] исследовал влияние отрицательных температур эксплуатации на свойства регенератора жидкого азота из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и установил увеличение временного сопротивления, уменьшение предела текучести, относительного удлинения и ударной вязкости стали по сравнению с исходным состоянием.

Согласно результатам исследования [8] углеродистой стали 20 и легированной стали 15Х5М в трех различных состояниях (в исходном, после 10 лет эксплуатации и в состоянии после аварийного разрушения), предел текучести углеродистой стали несколько повышается, а пластичность резко

снижается, в то время как пластичность легированной стали возрастает, а прочностные характеристики падают.

В работе А.Я. Красовского [9], проведенной на трубной стали Х70 после 24 и 26 лет эксплуатации установлено существенное снижение ударной вязкости, трещиностойкости, сопротивления росту трещины коррозионной усталости, повышение предела прочности и предела текучести по сравнению с исходным ("архивным") состоянием.

Значительное снижение ударной вязкости трубных сталей после длительной эксплуатации обнаружено и в других работах [10 - 15].

Так, авторы работы [12] смогли выявить деградацию малоуглеродистой трубной стали 17Г1С, используемой в качестве материала трубопровода, эксплуатировавшегося более 25 лет, только путем испытания ударных образцов с острым надрезом. Стандартные механические свойства стали оставались практически неизменными. Выявленную деградацию свойств стали они связывали с изменением структурного состояния вследствие повышения сопротивления микропластической деформации и увеличения локальных микронапряжений под нагрузкой.

Исследования трубной стали ВСтЗсп после эксплуатации на Крайнем Севере более 30 лет, позволило авторам [13] установить, что стандартные механические свойства стали, а также ударная вязкость при комнатной температуре после длительной эксплуатации не претерпевают заметных изменений, однако ударная вязкость при отрицательных температурах испытания значительно понижается, а температура вязко-хрупкого перехода повышается.

Сдвиг критической температуры хрупкости в сторону повышенных температур наблюдали и авторы работ [14-15], которые выполнили детальные исследования процесса деградации углеродистой трубной стали 17Г1С в течение ее 30-летней эксплуатации. Авторы этого исследования также показали, что длительная эксплуатация стали вызывает увеличение пределов прочности, текучести и снижение трещиностойкости, однако не

оказывает влияния на скорость роста усталостной трещины и другие параметры уравнения Пэриса. Поэтому авторы пришли к заключению о том, что старение стали снижает сопротивление материала хрупкому разрушению, но не влияет на характеристики усталостного разрушения.

Представляют интерес данные, полученные Н.А. Махутовым [16] при оценке ударной вязкости трубных сталей 17ГС, 14ХГС, 19Г и 16Г2У в ходе эксплуатации. Результаты исследования показывают, что при эксплуатации изменение ударной вязкости независимо от марки стали происходит в два периода, характеризующихся примерно линейным характером изменения ударной вязкости: первый 10-15 лет, в течение которого изменение ударной вязкости незначительно и второй - 15 - 30 лет, в течение которого изменение ударной вязкости происходит более интенсивно.

Таким образом, многие исследователи отмечают чувствительность ударной вязкости к изменению состояния сталей в процессе службы.

В работе Г.Н. Никофрчина [17], в которой выполнена оценка механических свойств сталей магистральных газопроводов после длительной эксплуатации (сталь Х52 эксплуатировалась 30 лет, сталь 17Г1С - в течение 28 - 40 лет), отмечается необходимость правильного выбора показателей, характеризующих изменение свойств материала в процессе эксплуатации.

Анализ результатов исследования механических свойств сталей после эксплуатации позволил автору [17] установить, что наиболее чувствительными к деградации свойств являются характеристики хрупкого разрушения - ударная вязкость и трещиностойкость. Г.Н Никифорчиным выделены две стадии эксплуатационной деградации сталей магистральных газопроводов (см. рис. 1.2), связанные с деформационным старением (стадия I) и накоплением рассеянных повреждений (стадия II). На 1-ой стадии повышается прочность, но снижается пластичность и ударная вязкость, на II -ой стадии (примерно к 20 - 30 годам эксплуатации) наблюдается одновременное снижение прочности и сопротивления хрупкому разрушению. Еще одна особенность стадии II заключается в различном характере

изменения характеристик пластичности деградированных сталей: снижением относительного сужения и повышением относительного удлинения из-за раскрытия большого количества микротрещин, появившихся в процессе эксплуатации. [18 - 19]. Изменения такого рода могли быть вызваны и присутствием водорода.

Рис. 1.2. Схема изменения механических свойств трубных сталей в процессе длительной эксплуатации [17]

Необходимость оценки параметров сопротивления хрупкому разрушению материала магистральных нефтепроводов отмечается и в работе Л.Р. Гумеровой [20], в которой установлено, что при длительной эксплуатации (30 лет и более) прочностные свойства (ав, ох) сталей 17ГС, 14ГН, 19Г увеличиваются на 6...8 %, пластические свойства (5, ¥) уменьшаются в среднем на 18...20 %, а ударная вязкость (КСУ) уменьшается в 2 раза. Кроме этого, после 30 лет эксплуатации значительно (в 1,2... 1,3 раза) снижается трещиностойкость сталей и сопротивление коррозии (на 6.. .8 %).

Для контроля состояния сталей в процессе эксплуатации В.Н. Чувильдеев [21 - 22] предлагает использовать величину предела макроупругости сталей (<то) в качестве более чувствительного параметра по сравнению со стандартными механическими характеристиками. С физической точки зрения предел макроупругости представляет собой

напряжение, необходимое для преодоления дислокациями дефектов (препятствий), расположенных внутри зерна, и оцениваемое по сумме вкладов от различных внутризеренных препятствий: адисл - дислокаций, отр -атомов легирующих элементов («твердорастворное упрочнение»), а (Я, -частиц второй фазы (дисперсное упрочнение) и <тпн - вклада решетки (вклад Пайерлса) [21]:

С0=СУПН+СТТР+СТ(К^) + алисл'ГДе (1Л)

Я, IV - средний радиус и объемная доля упрочняющих частиц.

При этом незначительное изменение стандартных механических свойств металла труб в процессе длительной эксплуатации В. Н. Чувильдеев связывает с «естественным разбросом» свойств сталей вследствие различных технологий их изготовления для различных участков магистральных газопроводов [21-22].

Сравнение величины предела макроупругости в сталях Х70 и 17Г1С в исходном состоянии (трубы аварийного запаса) и после эксплуатации (рис. 1.3) показывает, что величина предела макроупругости материала труб после эксплуатации существенно меньше, чем труб аварийного запаса [22]. Причем, с увеличением времени эксплуатации разница в значениях предела макроупругости металла труб аварийного запаса и металла эксплуатировавшихся труб возрастает (см. рис. 1.3), и соответствует 40 -50% - ному масштабу изменению свойств. В то же время автор отмечает, что значения предела текучести (о0.2), предела прочности (ов), пластичности (5) при комнатной температуре, а также ударной вязкости (КС11, КСУ) при комнатной и пониженной температурах не изменяются с течением времени и лежат «внутри» интервала естественного 10% - го разброса свойств.

Кроме ударной вязкости, трещиностойкости, предела макроупругости к числу параметров, чувствительных к деградации, можно отнести и характеристики усталостного разрушения.

Так, в работе [23] отмечается, что к наиболее чувствительному параметру эксплуатационной деградации лопаток паровых турбин ТЭС из

стали 20X13, можно отнести предел выносливости о.ь который после эксплуатации в течение ~3-103 часов снизился на 36 % по сравнению с исходным состоянием.

300 -

>00 -

100 -

(I

сти, МПа

С1.17Г1С

Ш.Ш ниныч АП11,1 \

\

т

V. 4- ,„ !

V"

<урл"23С .411а <3>ПУ), f-.it, <4 4111:11

\ \

11Г1 П П |.)|"| щи я

I", лет

о

К)

I

?.() а

I

>0

г

40

I

50

400

300 -

200 -

100

а0, МПа

ст. Х70

ярав«318 МПа

(0ы:о>|6.$им 7.4 \Ш.:|

лшршчат

г„ Ял.

IК( II 1\ 111)11 шин

е, лет

20

30

Рис. 1.3. Сравнение значений предела макроупругости для труб аварийного запаса и «рабочих» труб с трассы из сталей 17Г1С (а) и Х70 (б) [22]

Л.А. Сосновский и соавторы [24] установили, что в результате длительной эксплуатации предел выносливости элементов труб участков нефтепровода "Дружба" в зоне основного металла снизился с 265,5 до 226 МПа (14,9 %), а в зоне сварного соединения - с 200 до 181 МПа (9,5 %) (рис. 1.4), причем снижение предела усталости сопровождалось увеличением разброса этой характеристики.

1§0. МПа

2,3

2,4

2,3

2,2 5

Рис. 1.4. Кривые усталости элементов труб в четырех различных состояниях: исходном I труба из аварийного запаса, хранилась более 30 лет на открытом воздухе; после эксплуатации II труба эксплуатировалась более 30 лет и новом состоянии III новая труба, укладываемая в реконструируемые участки нефтепровода; после упрочнения IV труба была в эксплуатации более 30 лет, затем была подвергнута гидростатическим испытаниям давлением в 1,25 раза выше рабочего [24].

Для торсионов, несущих винтов вертолетов из трип-стали ВНС 9 - Ш, В.Ф. Терентьевым и др. [25] также установлено снижение после

эксплуатации предела прочности и предела выносливости материала и повышение предела текучести и пластичности.

Снижение циклической вязкости разрушения К/с, уменьшение критической длины трещины по сравнению с исходным состоянием (состоянием поставки) обнаружила Т.П. Северинова [26] для низколегированных сталей 20Л и 20 ГФЛ, применяемых для производства надрессорных балок и боковых рам тележек грузовых вагонов, после их эксплуатации в течение 25 и 13 лет. При этом скорость роста усталостной макротрещины (на линейном участке диаграммы Пэриса) по сравнению с исходным состоянием практически не изменилась (рис. 1.5). Также автором было обнаружено увеличение предела текучести, снижение предела прочности и разности между пределом прочности и пределом текучести.

Рис. 1.5. Диаграмма усталостного разрушения стали 20Л в состоянии поставки (сплошная линия) и после эксплуатации (штриховая линия) [26]

В работе В.Н. Басова, Г.И. Нестеренко и др. [27] при исследовании алюминиевых сплавов, используемых для обшивки крыла и фюзеляжа самолетов различных фирм (Ильюшина, Туполева, Боинг и др), имеющих наработку в эксплуатации от 8 до 38 лет, напротив, было обнаружено

увеличение скорости роста усталостных трещин в 1.5-4 раза (см. рис. 1.6) и уменьшение трещиностойкости по сравнение с трещиностойкостью образцов взятых со склада, при уровне значений ов, ^0.2 и 5, находящихся в пределах требований ТУ. Например, в листах обшивки крыла из сплава Д16АТНВ (рис. 1.6) происходит увеличение скорости роста трещин в 3,75 раза (№ 14, 15) и, соответственно, уменьшение длительности роста трещин. При этом автор отмечает, что путем проведения отжига можно устранить указанные деградационные эффекты в алюминиевых сплавах.

2а, мм 280240' 2001601208040' 0 -

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

N. циклы

Рис. 1.6. Длительность роста трещин в образцах из сплава Д16АТНВ, изготовленных из обшивки крыла Ан-12 в состоянии поставки (Д) и после длительной эксплуатации (А) [27].

Другие авторы [28] отмечают, что при непрерывном циклическом испытании стали 3 петля пластического гистерезиса стабилизируется после 5-6 циклов нагружения, а затем остается неизменной. Если же образцы между циклами подвергаются естественному или искусственному старению, то наблюдается непрерывное сужение петли с ростом числа циклов. Это означает, что если циклическое нагружение чередуется с выдержками различной продолжительности, механическое поведение материала кардинально меняется.

Кроме проведения механических испытаний для оценки локальных изменений в материале используют и метод внутреннего трения [17, 29, 30].

Так, для стали Х52 после эксплуатации Г.Н. Никифорчин наблюдал увеличение пика внутреннего трения ()'] [17] в диапазоне температур 600 -1050 К (см. рис. 1.7) и связывал его с зернограничной повреждаемостью стали в процессе длительной службы и переходом к стадии рассеянной поврежденности.

0,20 0,16 0,12

О;

0.08 0.04 0,00

Рис. 1.7. Температурная зависимость внутреннего трения для стали Х52 в состоянии до (1) и после эксплуатации (2) [17]

Подобные доказательства получены и при циклическом испытании стали 45, подвергнутой деформационному старению. Так, автор исследования [29] изучил влияние предварительного циклического нагружения при напряжениях, близких к пределу усталости, на амплитудно-зависимое внутреннее трение стали 45 при свободных затухающих колебаниях образца. Перед испытанием на внутреннее трение образцы отжигали при температуре 150°С в течение 2 часов в ванне с трансформаторным маслом. В результате были показано, что значения внутреннего трения после предварительного нагружения и деформационного

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Демина, Юлия Андреевна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Поль Б. Макроскопические критерии пластического течения и хрупкого разрушения. // В кн. Разрушение под ред. Г. Либовица. М.: Мир, 1976, Т. 2, С. 336-520.

2. Kenyon R.L., Burns R.S. Age Hardening of Metals // ASM, Cleveland, 1959.

3. Стеклов О.И. Мониторинг и прогноз ресурса сварных конструкций с учетом их старения и коррозии // Сварочное производство. 1997, № 11,С. 16-21.

4. Горынин И.В., Тимофеев Б.Т. Деградация свойств конструкционных материалов при длительном воздействии эксплуатационных температур // Вопросы материаловедения, 2011, № 1(65), С.41-59.

5. Байков В.М., Бутушин C.B., Городецкий В.Н., Махутов H.A. и др. Исследование деградации механических характеристик конструкционного сплава Д16АТ в результате воздействия эксплуатационной наработки // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2003, Т. 69, № 11, С. 50 -54.

6. Мочернюк Н.П., Красневский С.М., Лазаревич Г.И. и др. Влияние времени эксплуатации магистрального газопровода и рабочего давления газа на физико-механические характеристики трубной стали 19Г // Газовая промышленность, 1991, № 3, С.34-36.

7. Ильюшенко А.Ф., Фомихина И.В., Лисовская Ю.О. Исследование влияния отрицательных температур на деградацию структуры и свойств регенератора жидкого азота // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2010, № 3,.Т. 76, С. 52 - 55.

8. Брюшко В.И. Методы оценки состояния металла магистральных и технологических трубопроводов // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. тех. наук, г. Тольятти, 2004.

9. Красовский А.Я.,. Лохман И.В, Орыняк И.В. Оценка остаточного ресурса магистрального трубопровода, поврежденного стресс-коррозией // Тезисы Международной научно-технической конференции «Остаточный ресурс и проблемы модернизации систем магистральных и промысловых трубопроводов», Киев, 2011, С. 1- 12.

10. Чирков Ю.А. Совершенствование методов повышения безопасности трубопроводов сероводородсодержащих месторождений // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. док. тех. наук., г. Оренбург, 2010.

11. Иванцов О.М. Надежность и экологическая безопасность магистральных трубопроводов России// Межд. Конференция «Сварка и родственные технологии в XXI веке», Киев, 1998.

12. Филиппов Г. А., Ливанова О.В. Взаимодействие дефектов структуры и деградация свойств конструкционных материалов // Материаловедение, 2002, № 10, С. 17-22.

13. Сыромятникова А.С., Трифонов Н.В., Гуляева Е.М. Деградация свойств металла труб при длительной эксплуатации в условиях низких климатических температур в составе магистральных газопроводов // Сб. тезисов VI Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», Черноголовка, 2010, 260 С.

14. Kotrechko S.O., Krasowsky A.Ya., Meshkov Yu.Ya. and Torop V.M. Long-term service effect on the toughness of pipeline steel 17GS //Proceedings of International congress on fracture, IPM, RAS, Interquadrennial conference "Fracture at multiple dimensions", Moscow, 2003.

15. Krasowsky A.Y., Dolgiy A.A., and Torop V.M. Charpy testing to estimate pipeline steel degradation after 30 years of operation. // From Charpy to Present Impact Testing: Proceedings of the Charpy Centenary Conference, Poitieres, France, 2001.

16. Махутов H.A. Прочность и безопасность: фундаментальные и прикладные исследования. Новосибирск, 2008, 528 С.

17. Никифорчин Г.Н., Цирульник О.Т., Звирко О.И., Гредиль М.И., Волошин В.А. Оценка деградации физико-механических свойств сталей длительно эксплуатируемых магистральных газопроводов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2013, № 9, Т. 79, С. 48-55.

18. Panasyuk V.V., Nykyforchyn Н. М. Properties degradation of pipeline steels caused by long-term service in hydrogen enriched environments // Proceedings of ECF19 Kazan, 2012 (on CD-disk).

19. Nykyforchyn H.M., Tsyrulnyk O.T., Petryna D.Yu., Hredil M.I. Degradation of steels used in gas main pipelines during their 40-year operation // Strength of materials, 2009, Vol. 41, № 5, P. 501 - 505.

20. Гумерова JI.P. Совершенствование методов снижения аварийности длительно эксплуатируемых нефтепроводов // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, г. Уфа, 2012.

21. Чувильдеев В.Н., Вирясова Н.Н. Деформация и разрушение конструкционных материалов: Проблемы старения и Ресурса // Учебное пособие. Под общей ред. В.Н. Чувильдеева. - Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2010, 67 С.

22. Нохрин А.В., Чувильдеев В.Н. Старение сталей труб магистральных газороводов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 5 (2), С. 171-180.

23. Nykyforchyn Н.М., Tkachuk Yu.M., Student O.Z. In-service degradation of 20Khl3 steel for blades of steam turbines of thermal power plants // Mater. Sci., 2011, Vol. 47, № 4, P. 447 - 456.

24. Сосновский Л.А., Махутов H.A., Бордовский A.M., Воробьев B.B. Методы оценки деградации материалов и конструкций // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2003, № 11, Т. 69, С. 40-49.

25. Терентьев В.Ф., Слизов А.К., Просвирнин Д.В. и др. Исследование усталостных свойств материала торсионов несущих винтов вертолетов до и после эксплуатации// Деформация и разрушение материалов, 2013, №5, С. 18-24.

26. Северинова Т.П. Исследование трещиностойкости сталей литых деталей тележек грузовых вагонов после длительного периода эксплуатации // Вестник ВНИИЖТ, 1999, № 3, С. 35-40.

27. Басов В.Н., Нестеренко Г.И., Нестеренко Б.Г., Петрусенко В.Г. Влияние длительной эксплуатации самолётов на свойства материалов их конструкций // Проблемы машиностроения и надёжности машин. РАН РФ, 2006, №4, С. 41-50.

28. Арутюнян P.A., Бовда C.B., Чебанов В.М. О влиянии деформационного старения под нагрузкой на циклическое поведение стареющих сплавов // Проблемы прочности, 1981, № 8, С. 7-9.

29. Шульгинов Б.С. Влияние предварительного циклического деформирования и деформационного старения на рассеяние энергии в стали 45 // Проблемы Прочности, 1973, № 5, С. 28-35.

30. Filippov G.A., Livanova O.V., Chevskaya O.N., Shabalov I.P. Pipe steel degradation during operation and brittle failure resistance // Metallurgist, Vol. 57, Nos. 7-8, 2013, P. 612 -622.

31. Матюнин В.М. Оперативная диагностика механических свойств конструкционных материалов: пособие для научных и инженерно-технических работников. М.: Издательскйй дом МЭИ, 2006, 216 С.

32. Сайфутдинов С.М. Капиллярный контроль: история и современное состояние // Технология машиностроения, 2008, № 10, С 39-43.

33. РД 13-03-2006. «Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах».

34. Гриб В.В. Диагностика технического состояния оборудования нефтегазохимических производств. Обзор нормативно-технической документации. М.-: ЦНИИТЭнефтехим, 1998, 180 С.

35. Ломанцов В. А. Разработка метода диагностирования нефтегазового оборудования, эксплуатируемого в сероводородсодержащих

средах, с применением анализа охрупчивания материала // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. тех. наук, г. Москва, 2013, 140 С.

36. Лебедев A.A., Недосека С.А., Музыка Н.Р., Волчек Н.Л. Оценка состояния металла труб после длительной эксплуатации в системе магистральных газопроводов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2003, № 2, С. 3 -9.

37. Зорин Е.Е., Зорин Н.Е. Оперативная диагностика на базе процесса микровдавливания механических характеристик сварных конструкций в процессе длительной эксплуатации // Сварка и Диагностика, 2009, №5, С.25-29.

38. Зорин Н.Е. Экспериментальная оценка работоспособности труб магистральных газопроводов при циклическом нагружении // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. тех. наук, г. Москва, 2010.

39. Зорин Е.Е., Маляревская Е.К. Прогнозирование работоспособности конструкций на базе процесса микровдавливания // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1996, № 1, С. 21 -24.

40. Безлюдько Г.Я. Эксплуатационный контроль усталостного состояния и ресурса металлоконструкции неразрушающим магнитным (коэрцитиметрическим) методом // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2003, № 2, С. 20 - 26.

41. Петрова М.К. Неразрушающие методы контроля для оценки поврежденности металла мало- и среднеуглеродистых сталей // Сборник докладов IV-ой магистерской научно-технической конференции Тульского государственного университета, г. Тула, 2009,С. 335.

42. Кошевой В.В., Романишин И.М., Романишин Р.И., Шарамага Р.В. Оценка деградации материала на основе ультразвукой томографии при регистрации рассеянного сигнала// Дефектоскопия, 2010, № 9. С. 33-50.

43. Романишин И.М. Применение статистических подходов к оцениванию степени деградации материала // Дефектоскопия, 2010, № 8, С. 36-45.

44. Lenkey B.G., Balogh Zs., Toth L., Harmati I. Reliability assessment of pipelines having corrosion defects using finite element analysis // in Proc.: XXV Int.Oil Industry Conf., Balatonfured, 2002 (published on CD).

45. Tot JI., Ленки Б.Г. Оценка безопасности магистральных нефте- и газопроводов с коррозионными язвами (на англ.яз. ) // Проблемы прочности, №6 (402), 2009, С. 71-79.

46. Baldwin J.M., Bauer D.R., Ellwood K.R. Rubber aging in tires. Part 1: Fieldresults // Polymer Degradation and Stability, 2007, № 92, P. 104-109.

47. Mott P.H., Roland C.M. Aging of natural rubber in air and seawater // Rubber Chemistry and Technology, 2007, Vol. 74, P. 79-88.

48. Zaletelj H., HaesenV., Dedeneet L. High cycle fatigue of welded joints with aging influence // Materials and Design, 2013, № 45, P. 190-197.

49. Singh S., Goel B. Influence of thermomechanical aging on fatigue behaviour of 2014 Al-alloy // Bulletin of Materials Science, 2005, Vol. 28, Issue 2, P. 91-96.

50. Ritchie R.O., Kinney J.H, Kruzic J.J., Nalla R.K. A fracture mechanics and mechanistic approach to the failure of cortical bone // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2005, V. 28, № 4, P. 347-371.

51. Calmunger M., Chai G., Johansson S., Moverare J. Influence of dynamic ageing on damage in stainless steels // Proceedings of ECF19 Kazan, 2012 (on CD-disk).

52. Бабич В.К., Гуль Ю.П., Долженков И.Е. Деформационное старение стали , М.:Металлургия, 1972, с.320.

53. Саррак В.И. , Суворова С.О. Первая стадия деформационного старения железа // Физика металлов и металловедение, 1972, Т. 33, Вып. 6, С. 1302-1313.

54. Саррак В.И., Суворова С.О., Энтин Р.И. Исследование явления деформационного старения железа // Проблемы металлов и физики металлов, 1964, №8, С. 125-142.

55. Chung H.M. Evaluation of aging of cast stainless steel components // Paper to be presented at ASME Pressure Vessel and Piping Conference, 1991, SanDiego, California.

56. Souza J., Abrey H., Nascimento A., de Paiva J., de Lima-Neto P.,Tavares S. Effects of low-temperature aging on AISI 444 steel // Journal of Materials Engineering and Performance 2005, V. 14, Issue 3, P 367-372.

57. Zuzek B.,.Vodopivec F, Celin R., Godec M. Effect of ageing on hardness, CV toughness and fracture of FeNiCrMo alloys // The 13-th International Conference New Trends in Fatigue and Fracture (NT2F13), Moscow, Russia, 2013, P. 237-245.

58. Curtin W.A., Olmsted D.J, Hector Jr. L. A predictive mechanism for dynamic strain ageing in aluminum-magnesium alloys // Nature Materials, 2006, V. 5,№ 11, P. 875-880.

59. Коттрелл A.X.. Теоретические аспекты процесса разрушения // В сб.: Атомный механизм разрушения, М.: Металлургиздат, 1963, С. 30-68.

60. Зайнуллин Р.С, Александров А.А., Галлямов A.M. и др. Учет деформационного старения в расчетах ресурса элементов оборудования // Нефтегазовое дело, №1, 2005, 5 С.

61. Табатчикова Т.И., Чирков Ю.А., Яковлева И.Л., Терещенко Н.А. и др. Дефектность стальных конструкций, контактирующих с сероводородсодержащими средами // Екатеринбург: УрО РАН, 2011, 124 С.

62. Одесский П.Д. О деградации свойств сталей для металлических конструкций // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2003, Т. 69, №10, С. 41-49.

63. Ливанова О.В., Филиппов Г.А. Процессы старения и деградации свойств в низколегированных сталях при длительной эксплуатации // Сб. науч. Трудов. Строительство, материаловедение, машиностроение. Стародубовские чтения г. Днепропетровск, Украина, 2003, Вып. 22, С. 73-78.

64. Филиппов Г.А., Ливанова О.В., Дмитриев В.Ф. Деградация свойств металлов при длительной эксплуатации магистральных трубопроводов // Сталь, 2003, № 2, С. 84-87.

65. Филиппов Г.А., Ливанова О.В. Деградационные процессы и их влияние на трещиностойкость трубных сталей после длительной эксплуатации// В сборнике трудов научно-практического семинара «Проблемы старения сталей магистральных трубопроводов»/ Под ред. Будзуляка Б.В., Седых А.Д. - Н.Новгород: Университетская книга, 2006. С. 178-195.

66. Ливанова О.В. Деградация механических свойств и параметров сопротивления разрушению феррито-перлитных и перлитных сталей при длительной эксплуатации // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, г. Москва, 2006, 162 С.

67. Гевлич С.О., Пегишева С.А., Козлов B.C. Возможный механизм деградации свойств низколегированных сталей // Известия ВолгГТУ, 2011, №5(78), С. 156-160.

68. Горицкий В.М. Тепловая хрупкость стали // В. М. Горицкий. -М.: Металлургиздат, 2007, 384 С.

69. Горицкий В.М., Шнейдеров Г.Р. Особенности диагностирования и определения остаточного ресурса сосудов, работающих под давлением, и футерованных металлоконструкций, эксплуатируемых при повышенных температурах // Безопасность труда и промышленности, 2012, № 1, С. 58-61.

70. Трякина Н.Ю., Пояркова Е.В., Грызунов В.И. Анализ деградации структуры и механических свойств стали 12Х18Н10Т в процессе длительной эксплуатации // МиТОМ, 2009, № 9, С. 11-15.

71. Panasyuk V.V., Nykyforchyn Н.М, A role of hydrogen in the degradation op pipeline steels // In Proc. The 13-th International Conference New Trends in Fatigue and Fracture (NT2F13) Moscow, Russia, 2013, P. 156-167.

72. Nykyforchyn H.M., Student O.Z., Krechkovs'ka H.V, Markov A.D. Evaluation of the influence of shutdowns of a technological process on changes

in the in-service state of the metal of main steam pipelines of thermal power plants // Materials Science, 2010,V. 46, Issue 2, P. 177-189.

73. Табатчикова Т.И., Терещенко H.A., Яковлева И.Л., Чирков Ю.А., Кушнаренко В.М. Влияние неметаллических включений на образование трещин и структуру трубной стали при длительной эксплуатации // Деформация и разрушение материалов, 2011, № 8, С. 35-39.

74. Ямалеев K.M. Старение металла труб в процессе эксплуатации трубопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1990, 64 С.

75. Гумеров А.Г., Зайнуллин P.C., Ямалеев K.M., Росляков A.B. Старение труб нефтепроводов // М.: Недра, 1995, 223 С.

76. Макаров Н.К., Аргунова A.A., Голиков Н.И. и др. Изменение механических свойств и структуры сталей газопровода после длительной эксплуатации в условиях севера // Труды V-ro Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата EURASTRENCOLD-2010, г. Якутск, 2010, С. 201-205.

77. Макаров Н.К., Аргунова A.A., Голиков Н.И. Изменение структуры сталей газопроводов после длительной эксплуатации // Труды VI Российской научно-технической конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение», г. Екатеринбург, 2010, 3 С

78. Лякишев Н.П., Кантор М.М., Белкин A.A., Тимофеев В.Н. Об оценке влияние длительной эксплуатации на механические свойства и структуру металла магистральных нефтепроводов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2007, № 1, Т. 73., С. 76-82.

79. Нечаев Ю.С. Распределение углерода в сталях // Успехи физических наук, 2011, Т. 181, №5, С. 483-490.

80. Нечаев Ю.С. Физические комплексные проблемы старения, охрупчивания и разрушения металлических материалов водородной энергетики и магистральных газопроводов // Успехи физических наук, 2008, Т. 178, №7, С. 7 09-726.

81. Кузеев И.Р., Закирничный Г.Е., Закирова Л.Ф. Изменение механических свойств двухслойной стали 16ГС +08X13 в процессе длительной эксплуатации // МиТОМ, 2009, № 9, С. 39^42.

82. Голиков Н.И., Литвинцев Н.М Исследование механических свойств конструкционных сталей при малоцикловом нагружении http://book.uraic.ni/el library.

83. Гетманова М.Е., Комков П.А., Филиппов Г.А., Ливанова О.В. Влияние дефектов на сопротивление усталостному разрушению // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Усталость и термоусталость материалов и элементов конструкций», г. Киев, 2013, С. 7374.

84. Ботвина Л.Р., Нургалиев О.М., Павловский Б.Р. и др. Анализ причин эксплуатационного разрушения продуктопровода// Нефть, газ и бизнес, 2003, № 3. С. 58-62.

85. Ghonson W.H. On some remarkable changes produced in iron and steel by the action of hydrogen and acids // Proc.Roy. Soc. London, 1875, Vol. 23, P. 168-175.

86. Report of the Basis Research Needs for the Hydrogen Economy, May, 2003:Basic Energy Sciences Workshop on Hydrogen Production, Storage and Use, and Printing (Washington, DC: Office of Science U.S. Department of Energy, 2004)

87. Somerday B. Hydrogen Embrittlement of Structural Steels// Sandia National Laboratories , 17 May, 2012.

88. Hirth J.P. Effects of hydrogen on properties of iron and steel // Metal. Trans. A., 1991, Vol. 11A, № 6, P. 861-890.

89. Robertson I.M. The effects of hydrogen of dislocation dynamics // Eng. Fracture Mech., 2001, Vol. 68, № 6, P. 671-692 .

90. Kamoutsi H., Haidemenopoulos G.N., Bontozoglou V., Pantelakis S. Corrosion-induced hydrogen embrittlement in aluminum alloy 2024 // Proc. Of 11 th Intern. Conf. on Fracture. Turin (Italy), 2005.

91. Саррак В.И., Филиппов Г.А., Куш Г.Г. Взаимодействие водорода с ловушками и его растворимость в мартенситностареющей стали // ФММ, 1983, Т 55, Вып. 2, С. 310-315.

92. Hardie D., Charles Е.А., Lopez А.Н. Hydrogen embrittlement of high strength pipeline steels, Effects of the Temperature on the Hydrogen Permeation // Corrosion Science, 2006, № 48, P. 4378-4385.

93. Чучмарев C.K., Старчак В.Г., Барг Л.И. и др. Влияние неметаллических включений на окклюзию водорода сталью в напряженном состоянии // Известия АН СССР, Металлы, 1972, № 1, С. 42-44.

94. Глухова Ж.Л., Гольцов В.А., Щеголева Т.А., Любименко Е.Н. Водородные концентрационные напряжения: термодинамическое описание и компьютерное моделирование // Металлофизика и новейшие технологии, 2009, Т. 31, № 3, С. 333-342.

95. Somerday В.Р., Balch D.K., Novak P., Sofronis P. Mechanisms of hydrogen-assisted fracture in austenitic stainless steel welds // Proc. of 11th Intern. Conf. on Fracture. Turin (Italy), 2005.

96. Дубовой В.Я., Романов B.A. Влияние водорода на механические свойства стали // Сталь, 1974, Т. 7, № 8, С. 727-732.

97. Калинин Н.А., Гецов Л.Б., Рыбников А.И., Виноградов О.П. и др. Исследование структуры и свойств металла магистральных газопроводов // Газовая промышленность, 2011, № 3, С. 78-82.

98. Опарина И.Б. Особенности множественного разрушения конструкционных материалов // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, г.Москва, 2001, 130 С.

99. Biefer G.I. The stepwise cracking of pipe line steel in sour environments//Materials Performance, 1982, P. 19-34.

100. Кушнаренко B.M., Климов М.И., Холзаков H.B., Миргородский И.Ф. Оценка предельного состояния конструкций с водородными расслоениями // ФХММ, 1990, № 1, С. 76-80.

101. Степнов М.Н., Шаврин А.В. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. 2-е изд., испр. и доп. М.: Машиностроение, 2005, 400 С.

102. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2 ч. - Новосибирск: Наука, 2005, Ч. 1, 494 С.

103. Москвичев В.В., Махутов Н.А., Черняев А.П. и др. Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов технических систем. - Новосибирск: Наука, 2002, 334 С.

104. Weibull W.A. A statistical distribution function of wide applicability //J. of Applied Mechanics, 1951, № 9, P. 293 - 297.

105. Porter J., Levy J.C. The fatigue curves of copper // J. of the Inst. Of Metals, 1960, V. 89, P. 86-89.

106. Knott J.F. Effects of size scale on fracture processes in engineering materials // Nonlinear analysis of fracture/ ed. J.F. Willis. Kluwer Acad. Publ., 1997, P. 65-79.

107. Захарова Т.П. а. Об оценке минимальных пределов выносливости на основе представлений о двух механизмах усталостного повреждения металлов // Машиноведение, 1974, № 6, С. 53-59.

108. Захарова Т.П., б. К вопросу о статистической природе усталостной повреждаемости // Проблемы прочности, 1974, № 4, С. 17-23.

109. Одинцов В.А. Бимодальное распределение фрагментов цилиндров // Физика горения и взрыва, 1991, № 5, С. 118-122.

110. Одинцов В.А. Гиперэкспоненциальные спектры взрывного разрушения металлических цилиндров // МТТ, 1992, № 5, С. 48-55.

111. Ботвина JI.P. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. М.: Наука, 2008, 330 С.

112. Ботвина JI.P., Мохов В.Н. О параметрах, определяющих характер динамической фрагментации стальных оболочек // Деформация и разрушение материалов, 2006, № 12, С. 19-25.

113. Harlow D.G. Data fusion and science based modeling: a technique for very high cycle fatigue predictions // Proc. of Fourth Intern. Conf. on Very High Cycle Fatigue (VHCF-4), 2007, P. 361-368.

114. Ботвина JI.P. Кинтетика разрушения конструкционных материалов. М.: Наука, 1989, 230 С.

115. Клевцов Г.В., Ботвина Л.Р., Клевцова Н.А., Лимарь Л.В. Фрактодиагностика разрушения металлических материалов и конструкций -учебное пособие для Вузов, М.: МИСиС, 2007, 264 С.

116. Видман Д.А. О строении изломов при аварийных разрушениях от усталости // Вестн. Машиностроения, 1948, № 9, С. 18-24.

117. Видман Д.А. Оценка прочности деталей по типу изломов усталостных разрушений // Вестн. Машиностроения, 1942, № 2, С. 39-44.

118. Одинг И.А. Структурные признаки усталости металлов как средство установления причин аварий машин. М.-Л. : Изд-во АН СССР, 1949, 80 С.

119. Forsyth P.J.E. Fatigue damage and crack growth in aluminium alloys //Acta met., 1963, V. 11, №7, P. 703-715.

120. Лимарь Л.В. Количественная оценка характеристик усталостного разрушения авиационных деталей из титановых сплавов по данным фрактографии и металлографии // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, г. Москва, 1984, 199 С.

121. Трощенко В.Т., Покровский В.В., Прокопенко А. В. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. Киев: Наукова Думка, 1987, 252 С.

122. Bahat D., Rabinovich A., Frid V., Brosch F.J. Cycles of sub-critical tensile and shear alternating fracturing in diminishing dimensions under tensile loading // Int. J. Fract, 2007, № 148, P. 281-290.

123. Bahat D. Tectonofractography. Berlin, Heidelberg, New York, London: Springer-Verlag, 1992, 354 P.

124. Okado К., Nishikawa I., Sakai T. et. al. Statistical analysis of fatigue properties of high strength steels based on material strength database for reliability design of machines and structures // In Proc. Of the Eighth Intern. Conf. on the Mechanic. Behaviour of Materials (ICM8), 1999, V. 1, P. 231 - 236.

125. Sakai Т., Okado K., Nishikawa I. et al. Statistical fatigue properties of aluminum alloys based on the statistical aspect of crack initiation and propagation behaviors // In Proc. ECF 13, Fracture Mechanics: Applications and Challenges, 2000, 8 P.

126. ГОСТ 1497 - 84 «Методы испытаний на растяжение».

127. ГОСТ 25.506 - 85 «Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении».

128. ГОСТ 9454-78 «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах»

129. Стандарт ISO EN DIN 14 556 (2000) Instrumented Impact Test, BeuthVerlag, Berlin, 2000.

130. Qiu H., Kawaguchi Y. and Shiga C. Charpy impact behavior of ultrafine grained steels // In Proc. Charpy centenary conference, France, Poiters, 2001, V. 1,P. 275-282.

131. MP 5 - 81. «Расчеты и испытания на прочность в машиностроении, фрактографический метод определения критической температуры хрупкости металлических материалов».

132. ГОСТ 25.502 - 79 «Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость»

133. Ботвина Л.Р., Лимарь Л.В., Логовиков Б.С. Оценка параметров скачкообразного роста усталостной трещины в компрессорных лопатках из титанового сплава ВТЗ-1 // Физ.-хим. механика материалов, 1981, № 1, С. 7174.

134. Журков С.Н., Куксенко B.C., Слуцкер А.И. Образование субмикроскопических трещин в полимерах под нагрузкой // ФТТ, 1969, Т. 11, Вып. 1,С. 296-302..

135. Степнов М.Н. Вероятностные методы оценки характеристик механических свойств материалов и несущей способности элементов конструкций. - Новосибирск: Наука, 2005, 342 С.

136. Ботвина Л.Р., Маслов Л.И. К вопросу о разрыве кривых усталости // Физика металлов и металловедение, 1972, Т. 34, № 4, С. 886-890.

137. Зубченко A.C., Колосков М.М., Каширский Ю.В. и др. Марочник сталей и сплавов // М.: Машиностроение, 2003, 784 С.

138. РД № 50-345-82. «Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении».

139. Гальперин М.Я. Исследование статистических закономерностей подобия усталостного разрушения.//Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук, г. Москва, 1972, 137 С.

140. Шибков А. А., Золотов А. Е., Желтов М. А. и др. Динамика деформационных полос и разрушение алюминий - магниевого сплава АМгб // ФТТ, 2011, Т. 53, Вып. 10, С. 1873-1878.

141. Böhme W. Results of a DVM round robin on instrumented Charpy testing // In Proc. Charpy centenary conference, France, Poiters, 2001, V. 1, P. 2936.

142. Chaouadi R. and Fabry A. On the utilization of the instrumented Charpy impact test for characterization the flow and fracture behavior of reactor vessel steels // In Proc. Charpy centenary conference, France, Poiters, 2001, V. 2, P. 577-592.

143. Опарина И. Б., Ботвина Л. Р. Влияние сероводородсодержащей среды на механические свойства и механизмы разрушения стали 09Г2С // Металлы, 2003, № 5, С. 54-60.

144. Сорокин В. Г., Волосникова А. В., Вяткин С. А. и др. Марочник сталей и сплавов // Под общ. ред. В.Г. Сорокина.- М.: Машиностроение, 1989,640 С.

145. Инглиш А.Т., Бакофен У.А. Влияние технологии обработки металлов на разрушение // кн. Разрушение. Т.6. Разрушение металлов. Пер. с англ. М., Металлургия, 1976 г., 496 С.

146. ГОСТ 28870-90: «Сталь. Методы испытания на растяжение толстолистового проката в направление толщины».

147. Егорова A.A., Одесский П.Д. О развитие методов оценки z-свойств проката больших толщин // Деформация и разрушение материалов, 2009, №10, С. 36-48.

148. В.И. Горынин. Анизотропия сопротивляемости хрупкому разрушению низкоуглеродистых сталей с полосчатой структурой // Вопросы материаловедения, 2008, № 3 (55), С. 89-95.

149. Глебов А.Г., Штремель М.А., Петрова В.И. Факторы вязкости толстолистовой стали в "третьем направлении" // Металловедение и термическая обработка металлов, 2005, № 1, С.26-31.

150. Bourell D.L.. Cleavage delamination in impact tested warmrolled steel // Metallurgical transactions A, 1983, V. 14 A, P. 2487-2496.

151. Wang, H.; Vu-Khanh T. Fracture Mechanics and Mechanisms of Impact-Induced Delamination in Laminated Composites // Journal of Composite Materials, 1995, V. 29, № 2, P. 156-178.

152. Коцаньда С. Усталостное растрескивание металлов Пер. с польск. // Под ред. С. Я. Яремы. М.: Металлургия, 1990, 623 С.

153. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов // Изд. Машиностроение, 1964, 274 С

154. Хан Дж.Т., Авербах Б.Л., Оуэн В.С, Коэн М. Возникновение микротрещин скола в поликристаллическом железе и стали // Материалы Международной конференции по атомному механизму разрушения, апрель 1959 г.,Свомпскотте (США), Перевод с англ. инж. A.M. Гришина.