ОТЧЕТ ЗА 2020 ГОД ПО ТЕМЕ "СОЗДАНИЕ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗОН ПРЕДРАЗРУШЕНИЯ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ И ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ, ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХСЯ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ, РАЗРАБОТКА НЕРАЗРУШАЮЩИХ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ТЕКУЩЕГО СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА В ЭТИХ ЗОНАХ И ПОСТРОЕНИЕ ОСНОВАННЫХ НА ПОДХОДАХ МЕХАНИКИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ РИСКОВ РАЗРУШЕНИЯ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ"(промежуточный)

Объектом исследований являются композиционные, преимущественно слоистые металлические материалы. Цель работы – создание научных основ обнаружения зон предразрушения в элементах конструкций и неразрушающих методов диагностики состояния материала в этих зонах, а также создание моделей оценки рисков разрушения энергонасыщенных технических объектов. Методы исследования – механические испытания при различных схемах нагружения с одновременным измерением физических характеристик испытуемых материалов, оптическая и электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ. В 2020 г. были выполнены следующие работы: Исследованы структура и свойства двухслойного композита «корпусная сталь 11ХН4МДФ – коррозионностойкая сталь 08Х18Н10», полученного с помощью горячей пакетной прокатки с разными степенями обжатия. Показано, что горячая пакетная прокатка с обжатием до 50 % не приводит к изменению фазового состава метастабильной стали 08Х18Н10, а минимально необходимое обжатие для обеспечения прочного соединения исследуемых материалов – около 30 %. При этом происходит диффузия хрома, никеля и марганца из стали 08Х18Н10 в менее легированную сталь 11ХН4МДФ. Показано, что для неразрущающего контроля текущего состояния композитов из ферромагнитных материалов в целом и их отдельных компонент дифференциальная магнитная проницаемость является наиболее эффективным информативным параметром; Разработана спекл-интерферометрическая методика определения всех трех компонент вектора перемещений поверхности образцов в процессе усталостных испытаний. С помощью этой методики на образцах из стали 09Г2С обнаружены области локализации пластических деформаций размерами порядка 100 мкм, в центре которых при дальнейшем возрастании количества циклов нагружения образовались усталостные трещины. Полученные данные подтверждены оптической профилометрией. В областях локализации пластической деформации магнитные поля рассеяния, измеренные с помощью феррозондового преобразователя с диаметром пермаллоевого сердечника 0,1 мм, в несколько раз больше полей рассеяния вне этих областей; Исследовано усталостное разрушение слоистого композиционного образца из оптически прозрачных полимеров. Эти эксперименты показали, что кинетика роста усталостной трещины в таком материале аналогична кинетике роста трещины в металлическом слоистом композите. Полученные результаты демонстрируют возможность использовать данный материал как оптически прозрачную модель композиционных материалов со слоистой структурой для изучения процесса роста трещин не только на поверхности, но и в объеме; Исследованы упрочнение, насыщение азотом и фазовый состав поверхности аустенитной хромоникелевой стали 04Х17Н8Т после закалки и после комбинированной обработки, включающей наноструктурирующую фрикционную обработку и азотирование в плазме электронного пучка при температурах 250-500 °C; Исследованы вихретоковые характеристики аустенитной хромоникелевой стали 04Х17Н8Т после закалки и различных поверхностных обработок.