ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева», Москва, Россия:
В. А. Цевкова, магистр 2-го года кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, эл. почта: vikunya_n1996@mail.ru
Ю. М. Аверина, канд. техн. наук, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, эл. почта: AverinaJM@mail.ru
Е. Н. Кузин, канд. техн. наук, доцент кафедры промышленной экологии, эл. почта: e.n.kuzin@mail.ru

МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия:
В. С. Болдырев, канд. техн. наук, доцент кафедры химии, эл. почта: boldyrev.v.s@bmstu.ru

Рассмотрены способы достижения размера зерна стали, необходимого для применения ультразвукового контроля. Разработан процесс термоциклической обработки болтов из аустенитно-мартенситной стали марки 07ХI6H6, прошедших стадию закалки при температуре 1000 °C для получения структуры металла с заданным размером зерна (балл 5). Для исследования было подготовлено девять образцов. Приведены данные по зависимости размера зерна аустенитно-мартенситной стали марки 07ХI6H6 от условий процесса термоциклической обработки, предшествующей закалке. Во всех образцах микрошлифов была исследована микроструктура стали. Величину зерна определяли под микроскопом при увеличении в 100 раз, сравнивая видимые зерна с эталонными, предусмотренными стандартной шкалой величины зерна. На основании этого был сделан вывод, что только один режим позволяет получить размер зерна, соответствующий 5 баллу. Показано, что в целях получения более мелкого зерна после рекомендованных режимов термоциклической обработки для болтов из аустенитно-мартенситной стали марки 07ХI6H6 целесообразно перейти на применение стали с небольшим количеством молибдена, который значительно увеличивает прокаливаемость, измельчает природное зерно металла, благоприятно влияет на эксплуатационные характеристики стали. В отдельных случаях, в зависимости от поставленной задачи, возможно применение еще двух дополнительных режимов термоциклической обработки, предшествующей закалке, дающих зерна 4 и 5 баллов. Предлагаемый процесс термоциклической обработки позволит применять метод ультразвукового контроля для оценки степени износа и разрушения болтов.

Работа выполнена в рамках финансирования РХТУ им. Д. И. Менделеева по ВИГ № Х-2020-011.

1. Рыжкова Т. Б. Ультразвуковой контроль качества болтовых и заклепочных соединений с натягом в авиаконструкциях : автореф. … дис. канд. техн. наук. — М., 1992. С. 12–15.
2. Mirchev Y., Chukachev P., Mihovski M. Methods for evaluation of mechanical stress condition of materials // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 145. 05008.
3. Ivanova Y., Telbizov G. The possibilities for stress evaluation by using the ultrasonic surface waves // Sci. Announces of Sci. Tech. Union Mech. Proc. XXIII Bulg. Conf. Int. Part. NDT-days. 2008. No. 2. P. 185–190.
4. Курашкин К. В. О способе ультразвукового контроля механических напряжений // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 7. С. 62–66. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-7-62-66
5. Todaro C. J., Easlon M. A., Qiu D. et al. Grain structure control during metal 3D printing by high-intensity ultrasound // Nature Communications. 2020. Vol. 11. No. 1. N 142.
6. Hoenig M., Plociennik U., Reifferscheid M., Kerp U., Nuellmann M. TMCP — Temperature and microstructure for cast products // Proc. AISTech 2014, 5–8 Mai. 2014. Indianapolis, USA.
7. Klueh R., Ehrlich K., Abe F. Ferritic/martensitic steels: promises and problems // Journal of Nuclear Materials. 1992. Vol. 191-194. P. 116–124.
8. Майрхофер А., Хартль Ф., Рорхофер А., Штоль К. Мониторинг состояния оборудования при производстве стали // Черные металлы. 2018. № 9. С. 28–33.
9. Averina Y. M., Naumkina V. A., Nedashkovsky K. I. et al. Metallographic research into the quality of 15n27t3mr-vd steel wire (ep700-vd) // Journal of Physics: Conference Series. 2019. No. 1348. 012014.
10. Аверина Ю. М., Калякина Г. Е., Наумкина В. А., Сафарова И. С. Способ контроля качества металлических сплавов определением их химического состава // Химическая промышленность сегодня. 2018. № 4. С. 47–55.
11. Chakraborty G., Murugesan S., Albert Sh. K, Chaurasia P. K. Effect of brazing temperature on the microstructure of martensitic–austenitic steel joints // Materials Science and Technol ogy. 2017. Vol. 33, Iss. 11. P. 1372–1378.
12. Qadr H. M., Hamad A. M. Mechanical properties of ferritic martenstic steels: a review // The scientific bulletin of Valahia universitymaterials and mechanics. 2019. Vol. 17. No. 16. P. 18–27.
13. Zhu Y., Liang Y., Wei S., Wang Y. Ultrasonic testing system design for defect visualization of inhomogeneous multi-layered pipes // SN Applied Sciences. 2019. Vol. 1, Iss. 12. Article number 1583.
14. Sharma A., Sinha A. K. Ultrasonic testing for mechanical engineering domain: present and future perspective // International Journal of Research in Industrial Engineering. 2018. Vol. 7, Iss. 2. P. 243–253.

15. ГОСТ 55724–2013. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. — Введ. 01.07.2015.
16. Ваграмян Т. А., Василенко О. А., Григорян Н. С., Жуков А. П., Мазурова Д. В. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2009. — 24 c.
17. Копплер А., Хлобил Х., Файсте К. Л., Вульферт Х., Бем Т. Измерение в производственной линии электромагнитных параметров стальной полосы для оценки ее свойств // Черные металлы. 2019. № 1. С. 26–33.
18. Югай С. С., Закирова М. Г., Абляз Т. Р. Диспергирование низкоуглеродистой мартенситной стали методом интенсивной термоциклической обработки // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 4-5. С. 1347–1350.
19. Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. Коррозия и защита от коррозии / под ред. И. В. Семеновой. — М. : Физматлит, 2002. С. 131.
20. Никольс Р. В. Конструирование и технология изготовления сосудов давления. — М. : Машиностроение, 1975. — 223 с.