Об использовании локального критерия хрупкого разрушения для связи трещиностойкости высокопрочных сталей с результатами испытаний образцов с концентратором и структурными характеристиками материала

Для высокопрочных среднелегированных мартенситных и бейнитно-мартенситных сталей, находящихся в различном структурном состоянии, были определены критические значения J-интеграла и получена устойчивая их корреляция с результатами испытаний на растяжение образцов с кольцевой глубокой выточкой. Для обоснования этой корреляции использована предложенная в предшествующих работах формулировка локального критерия хрупкого разрушения в статистической постановке как энергетического условия распространения микротрещины через большеугловые границы зерен. Анализируется связь параметров, используемых в предложенном локальном критерии разрушения, со структурными характеристиками материала и прогнозная способность предложенной модели для определения температурных зависимостей трещиностойкости.

1. Голо сиенко С. А., Ильин А. В., Лаврентьев А. А., Михайлов М. С., Мотовилина Г. Д., Петров С. Н., Садкин К. Е. Сопротивление хрупкому разрушению высокопрочной среднелегированной стали и его связь с параметрами структурного состояния // Вопросы материаловедения. – 2019. – № 3(99). – С. 128–147.

2. Ильин А. В., Лаврентьев А. А., Мизецкий А. В. О формулировке локального критерия хрупкого разрушения для прогнозирования трещиностойкости высокопрочной стали // Вопросы материаловедения. – 2020. – № 3(103). – С. 114–134.

3. Ильин А. В., Лаврентьев А. А., Мотовилина Г. Д., Забавичева Е. В., Петров С. Н. О корреляции статической трещиностойкости высокопрочной среднелегированной стали с параметрами структурного состояния и стандартными механическими свойствами // Вопросы материаловедения. – 2023. – № 1 (113). – С. 103 – 123.

4. Beremin F. M. A local criterion for cleavage fracture of nuclear pressure vessel steel // Metal Transaction. – 1983. – N 14. – P. 2277–2287.

5. Wallin K., Laukkanen A. Aspects of cleavage fracture initiation – relative influence of stress and strain // Fatigue Fract Eng Mater & Struct. – 2006. – V. 29(9). – P. 788–99.

6. Kroon M., Faleskog J. A probabilistic model for cleavage fracture with a length scale influence of material parameters and constraint // Int. J. Fract. – 2002. – N 118. – P. 99–118.

7. Марголин Б. З., Гуленко А. Г., Швецова В. А. Прогнозирование трещиностойкости реакторных сталей в вероятностной постановке на основе локального подхода // Проблемы прочности. – 1999, № 1. – Сообщ. 1. – C. 5–20; № 2. – Сообщ. 2. – С. 5–22.

8. Копельман Л. А. Сопротивляемость сварных швов хрупкому разрушению. – Л.: Машиностроение, 1978.

9. Мешков Ю. Я. Физические основы разрушения металлических конструкций. – Киев: Наукова думка, 1981.

10. Chen J. H., Cao R. Micromechanism of Cleavage Fracture of Metals. – Elsiever, 2015. – 467 p.

11. Метод дифракции отраженных электронов в материаловедении / Под ред. А. Шварца, М. Кумара, Б. Адамс а, Д. Филда. – М.: Техносфера, 2014. – С. 376–393.

12. Петров С. Н., Пташник А. В. Экспресс-метод определения границ бывшего аустенитного зерна в сталях бейнитно-мартенситного класса по локальным ориентировкам превращенной структуры // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2019. – № 5. – С. 5–12.

13. Pallaspuro A. S., Kaijalainen A., Mehtonen S. Effect of microstructure on the impact toughness transition temperature of directquenched steels // Materials Science & Engineering A. – 2018. – V. 712. – P. 671–680.

14. ГОСТ Р 59115.6–2021. Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Методы определения характеристик трещиностойкости конструкционных материалов. – М., 2021.

15. Pineau A. Development of the local approach to fracture over the past 25 years: theory and application // International Journal of Fracture, 2006, March, 138(1), pp. 139–166. DOI:10.1007/s10704-0060035-1

16. Горынин И. В., Рыбин В. В., Малышевский В. А., Семичева Т. Г., Шерохина Л. Г. Превращение дислокационного мартенсита при отпуске вторичнотвердеющей стали // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1999. – № 3. – С. 13–19.

17. Аксаков И. С., Анисимов А. В., Антипов В. С. и др. Материалы для судостроения и морской техники: Справ. Т. 1. / Под ред. И. В. Горынина. – СПб.: НПО «Профессионал», 2009. – 776 с.

18. Горынин И. В., Рыбин В. В., Малышевский В. А. Основные аспекты создания и применения высокопрочной конструкционной стали // Вопросы материаловедения. – 1999. – № 3 (20). – С. 7–21.

19. Карзов Г. П., Марголин Б. 3., Швецова В. А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. – СПб.: Политехника, 1993. – 391 с.

20. Марголин Б. З., Фоменко В. Н., Гуленко А. Г., Ко стылев В. И., Швецова В. А. Дальнейшее развитие модели Прометей и метода Unified Curve. Часть 1. Развитие модели Прометей // Вопросы материаловедения. – 2016. – № 4 (88). – С. 120–150.

21. Марголин Б. З., Фоменко В. Н., Швецова В. А., Юрченко Е. Ю. Радиационное и термическое охрупчивание корпусных реакторных сталей: связь механизмов охрупчивания и разрушения с характеристиками зарождения и распространения трещин. Часть 1. Стратегия, программа и методы экспериментальных и расчетных исследований // Вопросы материаловедения. – 2024. – № 14 (117). – С. 173– 194.

22. Марголин Б. З., Фоменко В. Н., Швецова В. А., Юрченко Е. Ю. Радиационное и термическое охрупчивание корпусных реакторных сталей: связь механизмов охрупчивания и разрушения с характеристиками зарождения и распространения трещин. Часть 2. Характеристики прочности и пластичности // Вопросы материаловедения. – 2024. – № 14 (117). – С. 195–209.

23. Марголин Б. З., Фоменко В. Н., Швецова В. А., Юрченко Е. Ю. Радиационное и термическое охрупчивание корпусных реакторных сталей: связь механизмов охрупчивания и разрушения с характеристиками зарождения и распространения трещин. Часть 3. Моделирование хрупкого разрушения и анализ связи характеристик зарождения и распространения микротрещин с механизмом охрупчивания // Вопросы материаловедения. – 2024. – № 2 (118). – С. 166–186.

24. Lin T., Evans A. G., Ritchie R. O. A statistical model of brittle fracture by transgranular cleavage // Journal of Mechanics and the Physics of Solids. – 1986. – V. 25. – P. 477–497.