Развитие научных и методологических основ оценки деградации конструкционных материалов

Развитие различных областей техники сопряжено с необходимостью решения, по крайней мере, трех одинаково актуальных проблем – выбора или разработки конструкционного материала с заданным уровнем свойств, проблемы контроля этих свойств в период службы, обеспечивающего надежность и безопасность эксплуатации конструкции, и проблемы анализа отказа, если он происходит. Настоящий проект предполагает исследования по двум последним из этих актуальных проблем и посвящен развитию научных и методологических основ выявления и оценки деградации материала в процессе его службы средствами разрушающей и неразрушающей диагностики и анализа методами фрактодиагностики разрушений, вызванных деградацией материала. Последняя будет внесена путем статического и циклического нагружения (механическая деградация) и путем воздействия коррозионной средой (структурная деградация). Для решения задач проекта будут использованы методы механики, физики разрушения и прямого наблюдения картин микротрещин на разных стадиях нагружения, будет проведен анализ механизмов процесса разрушения методами оптической и электронной растровой микроскопии и установлена взаимосвязь с локальными значениями предельного состояния материала, оцененными с использованием метода оптической корреляции изображений и численными методом. В качестве методов неразрушающей диагностики будут использованы акустические методы (акустическая эмиссия, скорость и затухание ультразвука), магнитные методы (метод коэрцитивной силы и магнитной памяти), метод электросопротивления и микротвердости. Методической основой настоящего проекта, отличающей его от других исследований, станет учет стадийности процесса разрушения и реальной поврежденности материала на каждой стадии развития повреждений, обеспечивающей возможность разработки физически обоснованных механических критериев деградации свойств и соответствующих им характеристик неразрушающего контроля. Будут использованы новые критерии деградации конструкционных сталей, установленные авторами. Научной основой проекта будут служить подходы к оценке поврежденности Качанова - Работнова и Леметра, а также развиваемые авторами проекта подходы, основанные на теории перколяции и фазовых переходов. Новизну проекта составят новые механические, физические, структурные и фрактографические критерии деградации, как новых перспективных материалов, так и широко распространенных конструкционных материалов, характеризующие стадийность накопления повреждений и разрушения и уровень деградации материала; полученные соотношения, устанавливающие взаимосвязь критериев деградации с физическими свойствами, реальной поврежденностью материала, структурой и механизмом разрушения; развитие научных подходов к оценке деградации эксплуатационных свойств исследуемых материалов с учетом предложенных критериев деградации и установленной взаимосвязи с характеристиками разрушения; разработанные методики оценки критериев деградации, составляющие основу для продления ресурса.