кухар 19.10.2017

1. ХІІІ МІЖНАРОДНА НАУКОВО-ТЕХНІЧНА
КОНФЕРЕНЦІЯ МОЛОДИХ УЧЕНИХ ТА ФАХІВЦІВ
“Проблеми сучасної ядерної енергетики”
ВПЛИВ РІДКОМЕТАЛЕВОГО СЕРЕДОВИЩА – СВИНЕЦЬ
НА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СТАЛІ Х18Н9Т
І.С. Кухар, Х.Р. Мельник
18-20 жовтня 2017 р.
м. Харків, Україна

2. Методика досліджень
Для досліджень використовували мікрозразки зі сталі аустенітного класу Х18Н9Т
(хімічний склад, %: до 0,8 Si; <2 Mn; 8…9,5 Ni; 17…19 Cr; Fe bal.), вирізані з
листового матеріалу товщиною 1 мм і шириною робочої частини 2 мм для
досліджень механічних властивостей на короткочасний розтяг та 3 мм для втомних
досліджень на малоцикловий чистий згин які виготовляли методом штампування
(Рис.1).
Для зняття напружень після виготовлення зразки відпалювали у вакуумі за 1050°
С
протягом 15 хв з наступним пічним охолодженням.
Рис. 1 – Зразок для механічних випробувань
Метою досліджень було оцінити вплив розплаву свинцю на прояв
явища рідкометалевого окрихчення при статичному та циклічному
навантаженні сталі аустенітного класу Х18Н9Т.

3. Методика досліджень
Рис. 2. Шестипозиційна установка для випробувань на тривалу
та короткочасну міцність:
а – принципова схема; б – зовнішній вид
а б

4. Методика досліджень
Рис. 3. Машина для випробувань матеріалів чистим згином УМДУ-01:
а – загальний вигляд; б,в – робоча зона
а
б в

5. Рис. 4. Температурна залежність межі міцності (а) та пластичності (б) сталі
Х18Н10Т: 1 – вакуум, 2 – свинець, 3 – евтектика (Pb-Bi)
Дослідження короткочасної міцності
Рис. 5. Зміна коефіцієнту впливу
середовища Кδ від температури:
1 – свинець, 2 – евтектика (Pb-Bi)

6. Дослідження короткочасної міцності
Рис. 6. Фрактографія зламу сталі Х18Н10Т
після руйнування: а – вакуум, б – свинець,
в – евтектика Pb-Bi

7. Дослідження малоциклової довговічності
Рис. 7. Кількість циклів до руйнування сталі
Х18Н10Т за амплітуди деформації
1% залежно від середовища
Рис. 9. Фрактограми поверхонь зламів сталі Х18Н10Т після втомних випробувань у
вакуумі (а) та свинці (б) за температури 350 о
С за амплітули деформацій 1%: ×250
Рис. 8. Коефіцієнт впливу
середовища

8. Рис. 10. Довговічність сталі Х18Н10Т при температурі 350 °С
при деформації ε=1% у різних середовищах
Вплив середовища на характер деформування
поверхневих шарів при МЦВ
Рис. 11. Характер деформування поверхневих шарів у середовищі вакууму (а) та
свинцю (б, в) при температурі 350 °С за деформації ε=1% на базі N=5000 циклів

9. Висновки
1. Для сталі аустенітного класу при дослідженні втомної довговічності за
чистого малоциклового згину порівняно з дослідженням на
короткочасний одноосьовий розтяг спостерігається ефект впливу
рідкометалевого середовища за температури 350°С та амплітудах
деформації 1% та 0,8%. За менших амплітуд деформації та вищих
температурах ефект не виявлено.
2. Встановлено відмінності у механізмах деформування поверхневих шарів
у адсорбційно-активному та інертному середовищах. Показано, що у
середовищі розплаву свинцю у порівнянні з вакуумом проходить
прискорене вичерпання пластичності у приповерхневих шарах, що
сприяє зародженню великої кількості мікротріщин і в подальшому під
дією розплаву реалізується ріст однієї з магістральних тріщин, яка
викликає пришвидшене руйнування.