Page 11 - Krechkovska_avtoref

9
Механічні властивості сталей. Чим триваліша експлуатація сталей тим ниж-
чою була їх твердість (83 і 118 HB для сталі 1 і 2 відповідно, і 132 НВ для не екс-
плуатованої сталі 8). Причому розкид значень НВ у ряду сталей 8, 2 і 1 зростав від
±2% до ±5% і ±12 %. Це пов’язали перш за все з різною їх структурною пошкодже-
ністю за дії кліматичних чинників (коливання температури, кислотні дощі тощо).
Характеристики міцності, пластичності та ударну в’язкість сталей з поличок
кутників, розташованих вертикально (позн. 3.1 та 3.2) та горизонтально (3.3 та 3.4) в
ободі Аджигольського маяка, оцінювали на поздовжніх (3.1, 3.3) та поперечних (3.2,
3.4) зразках (табл. 2). Ударну в’язкість сталі елементів Центрально-Поморського мо-
сту визначали на поздовжніх (6.1) і поперечних (6.2) зразках. Для порівняння вико-
ристали також характеристики металу елементів портального крану (7.1 і 7.2), при
аналізі яких взяли до уваги експлуатаційні напруження (50 і 120 MПа), визначені
О. О. Немчуком. Характеристики експлуатованих сталей порівняли з характеристи-
ками сталей-прототипів з відповідним вмістом вуглецю, використавши коефіцієнт λ,
що характеризує їх відносну зміну. Внаслідок експлуатації характеристики міцності
сталей (1–3) практично не змінилися, а експлуатаційне знеміцнення сталей (4 і 6)
було значно сильнішим. Чутливість характеристик пластичності та ударної в’язкості
до зміни структурно-механічного стану аналізованих сталей зростала у такій послі-
довності: δ, ψ та KCV (рис. 2а). Наднизький опір крихкому руйнуванню сталей, ви-
готовлених понад 100 років тому, не можна пояснити лише недосконалою техноло-
гією виготовлення тогочасного прокату. Атипове поєднання наднизьких значень
KCV і твердості аналізованих сталей вважали ознакою їх експлуатаційної деграда-
ції. Адже в неексплуатованих сталях нижчій твердості однозначно відповідає вища
ударна в’язкість.

Таблиця 2. Механічні властивості вуглецевих сталей елементів конструкцій
Механічні Позначення сталей
властивості 1 2 3.1 3.2 3.3 3.4 4 5 6.1 6.2 7.1* 7.2* 8 9
Тривалість експлуатації, рік 110 65 105 150 149 125 33 0 0
σ в, МПa 482 637 453 460 452 452 335 483 414 - 440 427 497 653
σ 0,2, MПa 310 424 264 288 260 266 205 275 241 - 330 271 310 430
δ, % 26,3 22,4 27,1 26,0 26,9 24,1 11,3 21,0 27,9 - 29,0 24,0 28,3 23,4
ψ, % 41,0 41,7 61,0 52,5 60,6 51,4 23,0 33,0 31,8 - 60,0 53,0 61,5 54,5
2
KCV, MДж/м 0,15 0.3 0,61 0,38 0,51 0,26 0,06 0,45 0,25 0,09 0,95 0,45 0,98 0,46
* дані, позначені 7.1 і 7.2, отримані О. О. Немчуком
Корозійне розтріскування зразків тривало експлуатованих сталей за повільно-
го розтягу в середовищі кислотного дощу ще чіткіше виявило зниження всіх їх влас-
тивостей, що спричинено деградацією на мікроструктурному рівні (рис. 2б). Під ді-
єю кислотного дощу зразки руйнувалися від поверхні, в основному, вздовж меж не-
металевих включень з матрицею, що сприяло локалізації корозійних процесів на
ослаблених тривалою експлуатацією міжфазних межах.
Критерій досягнення вуглецевими сталями критичного структурно-
механічного стану. Попри найвищу чутливість ударної в’язкості до деградації мік-
роструктури вуглецевих сталей (рис. 2а) значний розкид її зміни KCV / KCV
вих
екс
внаслідок експлуатації на різних об’єктах не дав змоги описати ці дані однією зале-
жністю (рис. 3а). Адже на деградацію сталей впливала низка випадково змінних в ча-
сі експлуатації кліматичних чинників (температура, середовище, напруження тощо).