О возможности локального измерения трещиностойкости конструкционных сталей с привязкой к структуре

Масштаб неоднородности структур сталей и сплавов может быть достаточно велик в пределах как одного образца, так и изделия. Принятая на практике процедура определения интегральных значений характеристик трещиностойкости не всегда может отразить это обстоятельство. В этой связи необходимо развитие методов оценки трещиностойкости среды с неоднородной структурой. В работе трещиностойкость крупных поковок из улучшаемой стали 38ХН3МФА-Ш (0,38%C–Cr–3%Ni–Mo–V) определяли на основе критического раскрытия трещины δ_с и J-интеграла. Наличие критических этапов в развитии вязкой трещины при испытании оценивали по измерениям акустической эмиссии. В сочетании с полученными методами цифровой фрактографии 3D-изображениями изломов это позволило привязать форму и положение переднего фронта каждого скачка трещины к диаграмме «нагрузка – смещение». Измерение геометрии раскрытия трещины в процессе испытания показало возможность прямого определения коэффициента вращения берегов трещины при оценке δ_с. В целом это позволило построить карту распределения значений параметра δ_с по толщине образца и оценить масштаб разброса трещиностойкости в пределах одного образца – до 30 %. Такая локализация измерений, в первую очередь параметра δ_с, сопоставима с масштабом неоднородности строения морфологии различных типов структур, который был оценен на основе измерения цифровых изображений дендритной структуры, серного отпечатка по Бауману, неметаллических включений на нетравленом шлифе, феррито-перлитной полосчатости в микроструктуре. Это дает возможность для привязки локальных значений трещиностойкости к различным механизмам разрушения и сопутствующим им структурным составляющим.