кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Показана эффективность метода коэрцитивной силы при решении актуальных задач оценки уровня деградации металла в результате усталостного нагружения. Описаны циклические испытания конструкционной стали 40Х с осуществлением промежуточного поверхностного пластического деформирования образцов с помощью бойкового инструмента. Изменение уровня накопленных усталостных повреждений определяли методом коэрцитивной силы. Цель исследований заключалась в определении закономерностей изменения коэрцитивной силы после циклического нагружения стальных образцов в исходном состоянии и после поверхностного пластического деформирования (наклепа). Для образцов после циклического нагружения получено увеличение коэрцитивной силы во всем диапазоне используемых нагрузок в 1,5 – 2 раза, что свидетельствует об увеличении степени накопления усталостных повреждений в структуре стали. Наиболее существенное возрастание коэрцитивной силы отмечено на начальных стадиях относительного удлинения образцов – до 1,0-1,5 %. Обнаружено, что для образцов, прошедших предварительное циклическое нагружение, осуществление поверхностного пластического деформирования приводит к снижению значений коэрцитивной силы от 9 до 17 % и позволяет повысить их долговечность в 2,8 – 3,4 раза. Эффект объясняется залечиванием накопленных дефектов материала, происходящим в результате поверхностной обработки. Полученные результаты свидетельствуют о высокой чувствительности коэрцитивной силы к изменениям структурного состояния металла как в результате накопления усталостных повреждений, так и при частичном восстановлении структуры металла за счет их залечивания.
Introduction. The problem of determining the current state of metal parts mechanical properties is always relevant. For its solution a simple, cheap and sufficiently informative NDT method is needed. Today the method of magnetic coercive force seems to be the most suitable. The purpose of this work was to determine patterns of change in a coercive force after cyclic loading of steel samples in the initial state and after surface plastic deformation (work hardening). Method. Two batches of 40X steel cylindrical samples in the delivery condition were put to cyclic tests. The both batches were tested in the same range of tension amplitudes but for the second batch the tests were carried out in two steps with intermediate surface plastic deformation. The change in the level of accumulated fatigue damage was determined by the coercive force method. Results. The most significant coercive force increase (up to 1.5%) was observed in the initial stages of the specimens’ elongation. For samples subjected to preliminary cyclic loading, surface plastic deformation leads to lower coercive force values (by 9%–17%) and to 2.8–3.4 times longer operating life. This effect can be explained by “healing” the accumulated defects by the surface treatment. Discussion. The results indicate high sensitivity of the coercive force to changes in structural state of the metal as a result of both fatigue damage accumulation and partial recovery of the metal structure due to defect “healing”.