Особенности оценки изломов образцов при испытании падающим грузом стали термомеханической прокатки

Abstract

RU: Цель. Испытание на ударный изгиб падающим грузом (ИПГ) в настоящее время представляет собой наиболее эффективный метод оценки способности конструкционных металлургических материалов к остановке трещины, реализуемый в производственных условиях при сдаточном контроле как показатель качества листового проката и труб. Результаты таких испытаний, выраженные в виде количества вязкой составляющей в изломе и/или поглощенной энергии разрушения полнотолщинных образцов, являются показателем сопротивления разрушению основного металла труб магистральных газопроводов и других высоконагруженных конструкций ответственного назначения. Однако действующие стандарты, в соответствии с которым и осуществляется оценка этих показателей, неоднозначно трактуют вид изломов современных сталей. Необходимо провести анализ методических разночтений при оценке изломов образцов ИПГ стали термомеханической прокатки, а также определить особенности их строения. Методика. В работе с использованием растровой электронной микроскопии и металлографии исследовали вид изломов стали класса прочности Х70 после термомеханической обработки. Результаты. Оценка вязкой составляющей высокопрочных и высоковязких трубных сталей с наличием в структуре расщеплений и разрушения в виде «размерной стрелки» в соответствии с современными стандартами неоднозначна и субъективна, так как не учитывает в необходимой мере особенности и разнообразие структуры изломов и требует дальнейшего исследования с установлением количественных и качественных характеристик. Определены характерные особенности строения изломов образцов ИПГ стали термомеханической прокатки, а именно наличие двух видов расщеплений и разрушения в виде «размерной стрелки». Также показано их различие. Научная новизна. Дана оценка строения изломов для повышения надежности и объективности определения вязкой составляющей высокопрочной и высоковязкой трубной стали. Практическая значимость. Доказана необходимость усовершенствования методики оценки излома образца и количества вязкой составляющей современных высоковязких сталей термомеханической прокатки.

UK: Мета. Випробування на ударний злам падаючим вантажем (ВПВ) наразі – це найефективніший метод оцінки здатності конструкційних металургічних матеріалів до зупинки тріщини, який реалізується у виробничих умовах під час здаточного контролю як показник якості листового прокату та труб. Результати таких випробувань, виражені у вигляді кількості в’язкої складової у зламі та/або поглиненої енергії руйнування повнотовщинних зразків, є показником опору руйнуванню основного металу труб магістральних газопроводів та інших високонавантажених конструкцій відповідального призначення. Однак діючі стандарти, згідно з якими проводиться оцінка цих показників, неоднозначно трактують вид зламів сучасних сталей. Необхідно провести аналіз методичних різночитань під час оцінювання зламів зразків ВПВ сталі термомеханічної прокатки, а також визначити особливості їх будови. Методика. У роботі з використанням растрової мікроскопії та металографії досліджували вид зламів сталі класу міцності Х70 після термомеханічної обробки. Результати. Оцінка в’язкої складової високоміцних та високов’язких трубних сталей з наявністю у структурі розщеплень та руйнування у вигляді «розмірної стрілки», згідно із сучасними стандартами неоднозначна та суб’єктивна, тому що не враховує необхідною мірою особливості та різновид структури зламів и потребує подальшого дослідження з установленням кількісних та якісних характеристик. Визначення характерних особливостей будови зламів зразків ВПВ сталі термомеханічної прокатки, а саме наявність двох видів зламів та руйнування у вигляді «розмірної стрілки». Також показано їх відмінність. Наукова новизна. Оцінка будови зламів для збільшення надійності та об’єктивності визначення в’язкої складової високоміцних та високов’язких трубних сталей. Практична значимість. Доведено необхідність удосконалення методики оцінки зламів зразків і кількості в’язкої складової сучасних високов’язких сталей термомеханічної обробки.

EN: Purpose. The Drop Weight Tear Testing (DWTT) is the most effective method of evaluation of constructional metallurgical materials ability to stop the crack. The DWTT is realized in production conditions of delivery control as a quality of sheet and pipe products index. Results of such testing that are expressed as amount of ductile constituents and/or absorbed energy of destruction of the full-thickness specimens are the indicator of the breaking strength of the main metal of pipes and other high-loaded constructions of the responsible purpose. However, standards in force that define evaluation of these indicators, interpret the fracture type of modern steels ambiguously. It is necessary to analyze methodical variant reading of DWTT specimen fractures evaluation of thermomechanical rolling steels and determine features of their structure. Methodology. In this paper, the steel of the grade X70 after thermomechanical rolling is investigated by focus-beam microscopy and metallography. Results. Evaluation of ductile constituents of high-strength and high-ductile pipeline steels with laminations and «arrowhead» destructions by modern standards is subjective and ambiguous. It happens because these standards do not sufficiently take into account all features and variety of fracture structures and it needs further investigations for establishment of their quantity and quality characteristics. Features of DWTT fracture specimen’s structure of thermomechanical rolling steel are determined such as two types of laminations and «arrowhead» destruction. In addition, their difference is shown. Originality. Evaluation of fracture building for increasing of reliability and objectivity of ductile constituent determination of high-strength and high-ductile pipeline steels. Practical value. In this paper necessity of the methodical improvement of specimen fracture and ductile constituent amount evaluation of modern thermomechanical rolling high-ductile steels is proved.