Разработка способа оценки степени наводороживания титанового сплава ВТ1-0 акустическим методом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы возможности применения неразрушающего акустического метода для определения степени наводороживания титанового сплава ВТ1-0. Проанализированы особенности использования различных акустических параметров для построения расчетно-экспериментальных способов определения пористости титанового сплава на различных этапах его наводороживания. Проанализированы источники погрешностей предлагаемых способов, границы их применимости, а также требования к аппаратно-программным средствам их реализации. Результаты акустических измерений, проведенных на образцах из сплава ВТ1-0, сопоставлены с представлениями о закономерностях его структурных изменений в процессе наводороживания. Показана возможность создания на базе полученных экспериментальных данных инженерных алгоритмов оценки состояния материала изделий, подвергаемых наводороживанию, с целью недопущения опасной деградации его эксплуатационных свойств.

Об авторах

А. А. Хлыбов

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Автор, ответственный за переписку.
Email: hlybov_52@mail.ru
Россия, Нижний Новгород

А. Л. Углов

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: hlybov_52@mail.ru
Россия, Нижний Новгород

Д. А. Рябов

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: riabov.da@nntu.ru
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Khlybov A.A., Ryabov D.A., Shishulin D.N., Pichkov S.N. Physical Acoustics Methods for Assessing Hydrogen Embrittlement in PT-7M Grade Titanium Alloy // Inorganic Materials: Applied Research. 2023. V. 14. No. 1. P. 164—171. doi: 10.1134/S2075113323010173
  2. Щур Д.В., Загинайченко С.Ю., Везироглу А., Везироглу Т.Н., Золотаренко А.Д., Габдуллин М.Т., Рамазанов Т.С., Золотаренко А.Д., Золотаренко А.Д. Oсобенности изучения систем атомарный водород—металл // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019. № 13—15. С. 62—87.
  3. Laadel Nour-Eddine, Mansori Mohamed El, Kang Nan, Marlin Samuel, Boussant-Roux Yves. Permeation barriers for hydrogen embrittlement prevention in metals — A review on mechanisms, materials suitability and efficiency // International Journal of Hydrogen Energy. 2022. V. 47. Is. 76. P. 32707—32731.
  4. Верховский А.Е., Гаджиев К.Г., Уртенов Д.С., Гаджиев Д.К. Влияние наводороживания и температуры на служебные характеристики титанового сплава // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 1 (103). С. 57—60.
  5. Кантюков Р.Р., Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К. Исследование влияния водорода на стали в сероводородсодержащих и других средах на газовых объектах // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2024. № 67 (1). С. 53—64. doi: 10.17073/0368-0797-2024-1-53-64
  6. Чернов И.П., Черданцев Ю.П., Мамонтов А.П., Панин А.В., Никитенков Н.Н., Лидер А.М., Гаранин Г.В. Неразрушающие методы контроля водородного охрупчивания конструкционных материалов // Альтернативная энергетика и экология. 2009. № 2. С. 15—22.
  7. Лидер А.М., Ларионов В.В., Гаранин Г.В., Кренинг М.Х. Метод ультразвукового определения водорода в материалах и изделиях на основе титана // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. Вып. 9. С. 157—158.
  8. Полянский В.А., Беляев А.К., Полянский А.М., Третьяков Д.А., Яковлев Ю.А. Водородная хрупкость как результат поверхностных явлений при деформации металлов // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25 (3). С. 27—37.
  9. Gomes P.M., Domizzi G., Lopez Pumagera M.I., Ruzzante J.E. Characterization of hydrogen concentration in Zircaloy-4 using ultrasonic techniques // Journal of Nuclear Materials. 2006. V. 353. P. 167—176.
  10. Chunjie Ye., Wenbin Kan, Yongfeng Li, Hongliang Pan. Experimental study of hydrogen embrittlement on AISI 304 stainless steels and Rayleigh wave characterization // Engineering Failure Analysis. 2013. V. 34. P. 228—234.
  11. Yebo Lu, Wenbin Kan, Hongliang Pan. Effect of hydrogen concentration on the ultrasonic propagation properties in 304 stainless steel / International Conference on Fracture. ICF12. Ottawa. 2009.
  12. Khlybov A.A., Uglov A.L., Bakiev T.A., Ryabov D.A. Assessment of the degree of damage in structural materials using the parameters of structural acoustic noise // Nondestructive Testing and Evaluation. 2022. V. 38 (2). P. 331—350. doi: 10.1080/10589759.2022.2126470
  13. Хлыбов А.А., Углов А.Л. Об использовании параметров структурного шума при контроле поверхностными акустическими волнами Рэлея стали 20ГЛ в процессе упругопластического деформирования // Дефектоскопия. 2021. № 7. С. 3—10.
  14. Качанов В.К., Соколов И.В., Первушин В.В., Тимофеев Д.В. Структуроскопия изделий из полимерных материалов с помощью анализа мгновенного спектра ультразвуковых сигналов // Дефектоскопия. 2019. № 6. С. 3—10.
  15. Романишин Р.И., Романишин И.М. Оценка рассеянной поврежденности конструкционных материалов // Дефектоскопия. 2019. № 2. С. 25—35.
  16. Карташев В.Г., Качанов В.К., Соколов И.В., Воронкова Л.В., Концов Р.В. Структурный шум при ультразвуковом контроле изделий из материалов со сложной структурой // Дефектоскопия. 2018. № 1. С. 19—32.
  17. Романишин Р.И., Романишин И.М. Обработка обратно рассеянного сигнала в ультразвуковом контроле // Дефектоскопия. 2018. № 6. С. 11—16.
  18. Hirsekorn S., Van Аndel P.W., Netzelmann U. Ultrasonic Methods to Detect and Evaluate Damage in Steel // NDT & E. 1998. 15:6. P. 373—393.
  19. Han Y.K., Thompson R.B. Ultrasonic backscattering in duplex microstructures: Theory and application to titanium alloys // Metall. Mater. Trans. 1997. A28. P. 91—104.
  20. Хлыбов А.А., Углов А.Л., Демченко А.А. О спектрально-акустическом способе оценки пористости металлов, полученных методом горячего изостатического прессования // Дефектоскопия. 2022. № 12. С. 3—16.
  21. Сараев Л.А. К теории упругости микронеоднородных сред, учитывающей стохастические изменения связности составляющих компонентов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2021. № 2. С. 132—143. doi: 10.15593/perm.mech/2021.2.12
  22. Mishakin V.V., Gonchar A.V., Kurashkin K.V., Klyushnikov V.A., Kachanov M.. On low-cycle fatigue of austenitic steel. Part I: Changes of Poisson’s ratio and elastic anisotropy // International Journal of Engineering Science. 2021. V. 168. P. 103567.
  23. Kachanov M., Mishakin V.V., Pronina Yu. On low cycle fatigue of austenitic steel. Part II: Extraction of information on microcrack density from a combination of the acoustic and eddy current data // International Journal of Engineering Science. 2021. V. 169. P. 103569.
  24. Муравьев В.В., Байтеряков А.В. Влияние эксплуатационной грузонапряженности рельсов на акустические структурные шумы // Дефектоскопия. 2016. № 11. С. 50—58.
  25. Муравьев В.В., Котоломов А.Ю., Байтеряков А.В., Дедов А.И. Определение размера зерна металла по акустическим структурным шумам // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2014. V. 57 (11). С. 65—69. doi: 10.17073/0368-0797-2014-11-65-69.
  26. Сергиенко Б.А. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2006. 751 с.
  27. Хэмминг Р.В. Цифровые фильтры. М.: Недра, 1987. 221 с.
  28. Hayes M. H. Statistical digital signal processing and modeling. John Wiley & Sons, 2009. 624 p.
  29. Welch P. The use of the fast Fourier transform for the estimation of power spectra: A method based on time averaging over short, modified periodograms // IEEE Trans. Audio Electroacoust. 1967. V. 15. P. 70—73.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024