АНАЛІЗ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ ЗАЛИШКОВИХ ПОВЕРХНЕВИХ МАКРОНАПРУЖЕНЬ НА МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВУ НІКЕЛЮ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДУ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990302025347058Ключові слова:
Акустична емісія, багатоциклова втома, залишкові напруження, статистичний аналіз, технологічна спадковість.Анотація
Стан поверхневого шару матеріалу, який визначається різними параметрами, в тому
числі і залишковими поверхневими макронапруженнями є найважливішим фактором, що
впливає на властивості міцності. Проте врахування дії просторових внутрішніх сил
пружності є досі дуже проблематичним. Робота присвячена дослідженню зв’язку між
різними параметрами залишкових поверхневих макронапружень та механічними
характеристиками зразків сплаву нікелю з різною технологічною спадковістю із
застосуванням неруйнівного методу акустичної емісії. Досліджували циліндричні зразки
сплаву нікелю ХН77ТЮР-ВД з різною технологічною спадковістю: після точіння, шліфування,
електрохімічного полірування, а також після поверхневого пластичного зміцнення сталевими
кульками, які коливалися з ультразвуковою частотою. Величину осьових залишкових
поверхневих макронапружень визначали за кривою деформації спеціальних зразків при
пошаровому травленні матеріалу. Особливості випромінювання акустичної емісії в зразках
досліджували при ступінчастому навантаженні зразків за схемою триточкового вигину до
рівня напружень σ0,2. Механічні характеристики статичної міцності визначалися в
результаті випробувань на одновісне розтягування зразків. Втомні випробування проводилися
в умовах дії циклічних згинальних напружень, що виникають в результаті введення зразка в
резонансні поперечні коливання на електродинамічному вібростенді. Визначалася обмежена
границя витривалості зразків на базі 107 циклів. Наведено результати аналізу впливу різних
параметрів залишкових поверхневих макронапружень на механічні характеристики сплаву
нікелю з використанням методу акустичної емісії. Встановлено визначальні параметри
залишкових поверхневих макронапружень, що контролюють процес багатоциклової втоми.
Запропоновано спосіб їх визначення неруйнівним експрес методом акустичної емісії.
Посилання
Breslavsky D.V. Consideration the influence of residual stresses and creep strains on rolling
the steel sheets / D.V. Breslavsky, V.О. Mietielov // Вісник НТУ "ХПІ": Серія "Динаміка та
міцність машин". – 2016. – № 46. – С. 77–80. http://dx.doi.org/10.20998/2078-9130.2016.46.88054
Сичов Ю. С. (мол.) Вплив залишкових напружень на втомну міцність бурильних
труб / Ю.С. Сичов (мол.) //Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного
університету нафти і газу. – 2014. – № 2. – С. 97–110. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvif_2014_2_13
Roberts Jeffrey Lynn Residual Stress Effects on Fatigue Life via the Stress Intensity
Parameter, K. PhD diss. / Roberts Jeffrey Lynn// University of Tennesseeє. – 2002.
Chiocca A. Residual stresses influence on the fatigue strength of structural components /
A. Chiocca, F. Frendo, L. Bertini. // Procedia Structural Integrity, Volume 38, 2022, P. 447–456.
https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.03.045.
Підвищення надійності деталей машин поверхневим пластичним деформуванням :
навч. посіб. / І.С. Афтаназієв, [та ін.] ; – Житомир: ЖІТІ. – 2001. – 516 с.
Дудніков А.А. Відновлення деталей поверхневим пластичним деформуванням / А.А.
Дудніков, В.В. Дудник, О.А. Бурлака та ін. // Вісник ПДАА. – 2020. – № 4. – С. 251–258. DOI:
31210/visnyk2020.04.32
Jong-Hwa Hong Effect of the residual stress induced by surface severe plastic deformation
on the tensile behavior of an aluminum alloy/ Jong-Hwa Hong, Hyeonil Park, Jinsu Kim, Moo-Young
Seok, Hyunsung Choi, Yong Nam Kwon, Dong Jun Lee. // Journal of Materials Research and
Technology,
Volume
,
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.018.
May–June
–
P.
–7090.
Samara Fayez. Influence of the Plastic Deformation Process on the Residual Stresses and
Hardness of an Al-5Mg Alloy / Fayez Samara, Viorel Goanta, Bogdan Istrate, Layth Alkisswani,
Corneliu
Munteanu and Roxana Cosau // Materials 2024. – 17(14). – 3593.
https://doi.org/10.3390/ma17143593
Скальський В.Р. Оцінка об’ємної пошкодженості матеріалів методом акустичної
емісії / В.Р. Скальський, О.Є. Андрійків; Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка. –
– 330 с.
Гудрамович В.С. Голографічне та акустико-емісійне діагностування неоднорідних конструкцій і матеріалів / В.С. Гудрамович, В.Р. Скальський, Ю.М. Селіванов. Львів: Простір
М. – 2017. – 492 с.
Evans A.G. Residual Stress Measurement Using Acoustic Emission / A.G. Evans // Journal
of the American Ceramic Society. – June 2006. – 58(5/6), pp. 239 – 243.
Chen Y. Effects of normal stress on shear properties and acoustic emission characteristics
of bonded rock-concrete interfaces / Y. Chen, J. Yang, J. Wang, Z. Hou // Sci Rep. – 2025. – 15,
https://doi.org/10.1038/s41598-025-14445-7
Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин /Ред. Сулима
А.М. и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 240 с.
Беженов С.О. Методика дослідження поверхневого шару конструкційних матеріалів
методом акустичної емісії / С.О. Беженов //Нові матеріали і технології в металургії та
машинобудуванні. – 1999. – № 1. – С. 16 – 19.
Иванова В.С. Природа усталости металлов / В.С. Иванова, В.Ф. Терентьев. – М.:
Металлургия, 1975. – 456 с.
Трощенко В.Т. Условия перехода от рассеянного к локализованному усталостному
повреждению металлов и сплавов. Сообщение 2. Продолжительность стадий зарождения и
развития усталостных трещин. / В.Т. Трощенко, Л.А. Хамаза // Проблемы прочности. – 2014. –
№ 4. – С. 5–20. http://nbuv.gov.ua/UJRN/PPT_2014_4_3
Kuhlman-Wilsdorf D. Dislocation behavior in fatigue / D. Kuhlman-Wilsdorf, G. Laird //
Mater. Sci. and Eng. – 1977. – Vol. 27. – P. 137 – 156. https://doi.org/10.1016/0025-5416(77)90166
Tsyban’ov G.V. A Study of Fatigue Crack Growth Rate in Steels in Relation to Crack-Tip
Plastic Deformation and Fracture. Part 2. Parametric Relation between Fatigue Crack Growth and
Plastic Strains / G.V. Tsyban’ov, A.I. Novikov, Yu.P. Kurash // Strength of Materials. – 2020. – Vol.
– no. 6. – pp. 908–918. https://doi.org/10.1007/s11223-021-00244-8
