Page 5 - Krechkovska_avtoref

3
Предмет дослідження – закономірності зміни металографічних, механічних та
фрактографічних показників, зумовлені деградацією конструкційних сталей в часі
тривалої експлуатації, та залежності між ними.
Методи дослідження – металографічний та мікрорентгенівський спектраль-
ний аналізи; мікрофрактографічні дослідження механізмів руйнування лаборатор-
них зразків та зламів реальних елементів конструкцій; механічні випроби з визна-
ченням комплексу характеристик (твердість, характеристики міцності і пластичнос-
ті, ударна в’язкість, статична і циклічна тріщиностійкість); програми, розроблені
спеціалістами ФМІ НАН України для виділення та кількісного оцінювання елемен-
тів структури і фрактографічного рельєфу, пов’язаних з деградацією сталей.

Наукова новизна одержаних результатів
1. Вперше встановлено порушення лінійної залежності між розміром зерна і
твердістю (типу Холла-Петча) НВ–d –1/2 низьколегованої теплотривкої сталі 15Х1М1Ф
о
після тривалої високотемпературної (540 С) експлуатації на головних парогонах

ТЕС. За відхиленням залежності від лінійності обґрунтували структурний критерій,
необхідний для встановлення поточного стану експлуатованої сталі. Показано, що
найінтенсивніші зміни і структурного (розмір зерна), і механічного (твердість НВ)
показників стану деградованої сталі через зупинки технологічного процесу відбува-
лися в околі поверхонь труб. На цій основі запропоновано оцінювати поточний стан
сталей парогонів, заміряючи твердість на зовнішній поверхні труб під час їх планових
обстежень (критичне значення твердості становить 133 НВ).
2. Вперше доведено, що розміри елементів мікроструктури (карбідів та зерен),
заміряні поперек стінки труб парогонів, корелюють з коловими напруженнями роз-
тягу, що стабільно (під час усталеного режиму експлуатації) або короткочасно (під
час планових чи вимушених зупинок) виникають в їх перерізі. Розраховано, що в
околі зовнішньої поверхні труб розтягувальні напруження діють на всіх етапах їх
експлуатації і це стимулює ріст зерен, інтенсифікує коагуляцію карбідів вздовж їх
меж, і пришвидшує руйнування труб внаслідок повзучості.
3. Вперше побудовано залежність між структурним С /С (площа відшарова-
шл
п
них від матриці неметалевих включень на одиницю площі металографічного зобра-
ження) та фрактографічним S /S (площа фрагментів окрихчення на зламах зразків,
кр
після випроб на удар, на одиницю площі фрактографічного зображення) показника-
ми стану тривало експлуатованих сталей кінця ХІХ – початку ХХ сторіч, яка вияви-
ла вищу (у понад 2 рази) чутливість фрактографічного показника до деградації цих
сталей. Обґрунтовано можливість його використання для оцінювання міри деграда-
ції та визначення критичного стану інших експлуатованих сталей.
4. Вперше виділено і класифіковано фрактографічні ознаки, пов’язані із змі-
ною механізму руйнування деградованих конструкційних сталей, які спричинені їх
тривалою експлуатацією за кліматичних і високотемпературних умов:
 розшарування на макро- і мікрорівні та крізьзеренні відколи на зламах ла-
бораторних зразків, випробуваних на розтяг, удар та корозійне розтріскування, із
тривало експлуатованих за кліматичних умов вуглецевих і низьколегованих сталей
металопрокату кінця ХІХ – початку ХХ сторіч (елементи мостів, споруд, водонапір-
ної вежі і маяка) та другої половини ХХ сторіччя (газо- та нафтогони), зумовлені