Деградація включення − матриці меж в активних середовищах

Abstract

UK: Мета . Метою роботи було проаналізувати особливості руйнування межфазних меж включення – матриці при агресивних впливах та в процесі зношування в результаті деградації їх структури. Методи . Зразки сталей 08, Р7, ШХ15 випробувані на малоциклову втому на повітрі та в корозійних середовищах (1…5 % водний розчин NaCl та 2…1 % водний розчин H 2 SO 4). Методом випробування було перевірено схильність сталей до корозійного розтріскування під напругою на установці ІМ-12. Випробування на втомну міцність проводили на верстаті NU. Зразки сталей 08кп, 08Ю, 08ГСЮТФ, ШХ15, Р7, М74 витримували в атмосфері водню протягом 2 год при 650 і 1100 °С, тиску 5 і 10 МПа. Досліджено особливості зношування поверхні кочення залізничних коліс (сталь R7), які пропрацювали 5 років під пасажирським поїздом. Методи дослідження: металографічний («Неофот-21»), електронно-мікроскопічний («JSM-35»), петрографічний. Результати.Досліджено особливості руйнування кордонів міжфазного включення − матриці при різних термодеформаційних та агресивних діях. Розглянуто роль меж включення − матриці в утворенні тріщин втомного, втомно-корозійного та водневого походження. Наукова новизна. Показано, що під впливом агресивних середовищ та циклічних напружень відбувається деградація структури межфазних меж включення – матриці, що пов’язано не тільки з накопиченням міжфазних напружень, а й із полегшенням проникнення атомів ПАР з середовище вздовж цих кордонів. В результаті відбувається втомно-корозійне руйнування меж включення − матриці і проявляється ефект адсорбційного зниження їх міцності.Практичне значення. Результати дослідження можуть бути корисними при розробці методів цілеспрямованого впливу на неметалічні включення та межі включення − матриці при різних видах обробки сталі та експлуатації сталевих виробів.

EN: Purpose. The aim of the work was to analyze the features of the destruction of the inclusion − matrix interphase boundaries under aggressive influences and in the process of wear as a result of the degradation of their structure. Methods. The samples of steels 08, R7, ShKh15 were tested for low-cycle fatigue in air and in corrosive environments (1…5 % aqueous solution of NaCl and 2…1 % aqueous solution of H2SO4). A test method was used to test the tendency of steels to stress corrosion cracking on an IM-12 installation. Fatigue strength tests were carried out on an NU machine. Samples of steels 08kp, 08Yu, 08GSYuTF, ShKh15, R7, M74 were exposed to holding in an atmosphere of hydrogen for 2 h at of 650 and 1 100 °C, the pressure 5 and 10 MPa. The features of the wear of the rolling surface of railway wheels (steel R7), which have worked for 5 years under a passenger train, have been investigated. Research methods: metallographic ("Neophot-21"), electron microscopic ("JSM-35"), petrographic. Results. The features of the fracture of the interphase inclusion − matrix boundaries under various thermal- deformation and aggressive actions are investigated. The role of inclusion − matrix boundaries in the formation of cracks of fatigue, fatigue-corrosion and hydrogen origin is considered. Scientific novelty. It is shown that under the influence of aggressive media and cyclic stresses, the structure of the inclusion − matrix interphase boundaries degrades, which is associated not only with the accumulation of interfacial stresses, but also with the facilitation of the penetration of surfactant atoms from the environment along these boundaries. As a result, fatigue-corrosion destruction of the inclusion − matrix boundaries occurs, and the effect of an adsorptive decrease in their strength is manifested. Practical significance. The research results can be useful in the development of methods of targeted influence on non-metallic inclusions and inclusion − matrix boundaries in various types of steel processing and the operation of steel products.