2588-0101 Вестник Евразийской науки The Eurasian Scientific Journal ООО «Издательство «Мир науки» https://esj.today/32SAVN325.html Некоторые особенности получения структур с заданной степенью дисперсности в конструкционных сталях при термоциклической обработке Some features of obtaining structures with a given degree of dispersion in structural steels during thermocyclic treatment Гордиенко Валерий Евгеньевич Гордиенко Валерий Евгеньевич Gordienko Valerii Evgenievich val-gor@yandex.ru https://orcid.org/0000-0001-8212-117X Кузнецов Алексей Юрьевич Кузнецов Алексей Юрьевич Kuznetsov Aleksei Yuryevich ak@edelvest.ru Корольков Дмитрий Игоревич Корольков Дмитрий Игоревич Korolkov Dmitry Igorevich korol9520@yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-8063-1878 ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» (Санкт-Петербург, Россия) Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (Saint Petersburg, Russia) 21 07 2025 2025 17 3 32SAVN325 22 05 2025 07 07 2025 2025 Гордиенко Валерий Евгеньевич, Кузнецов Алексей Юрьевич, Корольков Дмитрий Игоревич Gordienko Valerii Evgenievich, Kuznetsov Aleksei Yuryevich, Korolkov Dmitry Igorevich CC BY 4.0 https://esj.today/32SAVN325.html

Контроль и оценка несущей способности сварных металлических конструкций (МК) зачастую затруднены из-за ряда факторов, меняющихся в процессе длительной эксплуатации: условия нагружения (статические, динамические, циклические нагрузки), температура эксплуатации, контакт с агрессивными коррозионными средами, структурные изменения металла (старение, деформационно-термическое воздействие) и др. Элементам сварных МК и сварным соединениям присущи дефекты сварки: подрезы, трещины, непровары и пр., способствующие возникновению опасных локальных зон концентрации напряжений (КН), а также структурная, механическая и химическая неоднородность металла в различных зонах, учет влияния которых представляет собой важную и актуальную задачу. В данной статье для решения указанной задачи авторами предложен учет исходной структуры металла: литая (в сварном шве), крупнозернистая, мелкозернистая, деформированная (в основном металле и зоне термического влияния), определяющей механические свойства металла и оказывающей весьма значительное влияние на работоспособность и надежность сварных металлоконструкций в целом. В рамках выполненной работы авторами предложена методика получения микроструктур с разной степенью дисперсности в конструкционных сталях на основе отработки оптимальных режимов деформационной и термической обработки с привлечением надежных методов контроля формирующихся микроструктур и происходящих в них структурных изменений. В статье приводятся результаты экспериментальных исследований, направленных на повышение степени достоверности результатов контроля, проведенных на образцах, изготовленных с учетом таких структурных состояний, которые соответствуют состояниям поставляемого заводского проката, структуре сварных соединений и элементов эксплуатируемых МК. Выявлены особенности формирования микроструктуры в малоуглеродистой стали 08пс и низколегированных сталях 09Г2С и 10ХСНД с различной исходной структурой (состояние заводской поставки, после высокотемпературного отжига и холодной пластической деформации) в процессе термоциклической обработки. Показано, что степень дисперсности мелкозернистой структуры зависит от химического состава сталей, исходной структуры и числа циклов термоциклической обработки. При увеличении степени легированности сталей, наличия исходной мелкозернистой структуры и увеличения числа циклов термоциклической обработки формируется структура с более мелким зерном. Установлено, что проведение предварительной холодной пластической деформации способствует получению в конструкционных сталях наиболее мелкозернистой структуры.

Monitoring and assessment of the load-bearing capacity of welded metal structures (MS) is often difficult due to a number of factors that change during long-term operation: loading conditions (static, dynamic, cyclic loads), operating temperature, contact with aggressive corrosive environments, structural changes in the metal (aging, deformation and thermal effects), etc. Elements of welded MS and welded joints are subject to welding defects: undercuts, cracks, lack of fusion, etc., which contribute to the emergence of dangerous local stress concentration zones (SCZs), as well as structural, mechanical and chemical heterogeneity of the metal in various zones, taking into account the influence of which is an important and urgent task. In this article, to solve the specified problem, the authors propose taking into account the initial structure of the metal: cast (in the weld), coarse-grained, fine-grained, deformed (in the base metal and heat-affected zone), which determines the mechanical properties of the metal and has a very significant effect on the performance and reliability of welded metal structures as a whole. As part of the work performed, the authors propose a method for obtaining microstructures with different degrees of dispersion in structural steels based on the development of optimal modes of deformation and heat treatment with the involvement of reliable methods for monitoring the forming microstructures and the structural changes occurring in them. The article presents the results of experimental studies aimed at increasing the degree of reliability of the control results carried out on samples manufactured taking into account such structural states that correspond to the states of the supplied factory rolled products, the structure of welded joints and elements of the operated MC. The features of microstructure formation in low-carbon steel 08ps and low-alloy steel 09G2S and 10HSND with different initial structure (the state of factory delivery, after high-temperature annealing and cold plastic deformation) in the process of thermocyclic processing are revealed. It is shown that the degree of dispersion of fine-grained structure depends on the chemical composition of the steel, the initial structure and the number of cycles of thermocyclic processing. With an increase in the degree of alloying of steels, the presence of the initial fine-grained structure and an increase in the number of cycles of thermocyclic processing, a structure with a smaller grain is formed. It has been found that conducting preliminary cold plastic deformation contributes to obtaining the most fine-grained structure in structural steels.

 Ключевые слова сварные металлические конструкции конструкционные стали состояние поставки стали холодная пластическая деформация термоциклическая обработка степень дисперсности микроструктуры мелкозернистая структура металлографический анализ Keywords welded metal structures structural steels steel processing condition cold plastic deformation thermocyclic processing degree of microstructure dispersion fine-grained structure metallographic analysis Гордиенко, В.Е. Пассивный феррозондовый контроль технического состояния металлических конструкций и оборудования / В.Е. Гордиенко, Е.Г. Гордиенко, О.В. Кузьмин, В.С. Курочкин // Вестник гражданских инженеров. — 2009. — № 4(21). — С. 88–90. Гордиенко, В.Е. Пассивный феррозондовый контроль структуры металла и внутренних напряжений в элементах сварных МК: моногр. / В.Е. Гордиенко; СПбГАСУ. — СПб., 2010. — 110 с. Гордиенко, В.Е. Пассивный феррозондовый контроль технического состояния металлических конструкций грузоподъемных кранов / В.Е. Гордиенко, Е.Г. Гордиенко, Н.В. Овчинников, Е.С. Ибрагимова, В.Ю. Кашина, Е.А. Дюкова // Промышленное и гражданское строительство. — 2012. — № 5. — С. 48–49. Гордиенко, В.Е. Пассивный феррозондовый контроль длительно эксплуатируемых сварных металлоконструкций с коррозионными повреждениями (статья) / В.Е. Гордиенко, Е.В. Трунова, А.А. Абросимова, Н.В. Шананина // Вестник гражданских инженеров. — 2016. — № 3(56). — С. 193–197. Гордиенко, В.Е. Пассивный феррозондовый контроль и расчет сварных металлоконструкций строительных машин с учетом кинетики коррозионных превращений: моногр. / В.Е. Гордиенко, А.А. Абросимова, Н.П. Щербаков, Е.В. Трунова; СПБГАСУ. — СПб., 2018. — 168 с. Jindal, P.C. Trans. Met. Soc. AIME / P.C. Jindal, R.W. Armstrong. 1969 — С. 245. Биргер, И.А. Техническая диагностика / И.А. Биргер — М.: [Машиностроение], 1978, — 240 с. Федюкин, В.К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов / В.К. Федюкин; ЛГУ — Л.: 1977. — 143 с. Иванцов, И.Г. Влияние α→γ-превращения на дислокационную структуру чистого железа. / И.Г. Иванцов, А.М. Блинкин // Материалы совещания по вопросам получения и исследования свойств чистых металлов. — Харьков, 1977. — С. 84–85. Юшкевич, П.М. Влияние многократной закалки на текстуру и механические свойства низкоуглеродистой стали / П.М. Юшкевич, М.А. Криштал, С.Н. Верховский [и др.] // Специальные стали и сплавы. — М., 1975. — № 4. — С. 41–44. Маслакова, Т.М. Влияние термоциклирования (γ↔α) на свойства мартенситностареющей стали / Т.М. Маслакова // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1978. — № 12. — С. 23–27. Гордиенко, В.Е. К выбору конструкционных сталей для изготовления сварных металлических конструкций строительных машин (статья) / В.Е. Гордиенко, А.А. Абросимова, Е.В. Трунова, А.П. Щербаков // Вестник гражданских инженеров. — 2017. — № 6(65). — С. 233–238. Гордиенко, В.Е. Сварные конструкции промышленных зданий, сооружений и строительных машин: моногр. / В.Е. Гордиенко; СПбГАСУ. — СПб., 2012. — 315 с. Гордиенко, В.Е. Влияние структурных параметров конструкционных сталей на результаты оценки напряженно-деформированного состояния сварных металлоконструкций / В.Е. Гордиенко, А.А. Абросимова, Е.В. Трунова, Е.А. Корнеева, А.П. Щербаков, В.Н. Горшков // Вестник гражданских инже-неров. — 2016. — № 6(59). — С. 194–199. Morrison, W.B. Trans. ASM. / W.B. Morrison. –1968. — 423 с. Федюкин, В.К. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин / В.К. Федюкин, М.Е. Смагоринский. — Л.: [Машиностроение], 1989. — 255 с. Портер, Л.Ф. Регулирование размера зерна термоциклированием. В кн. Сверхмелкое зерно в металлах / Л.Ф. Портер, Д.С. Добковски. Пер. с англ. В.В. Романеева и А.А. Григорьяна. Под ред. Л.К. Гордиенко. — М.: [Металлургия]. 1973. — С. 135–163. Speich, G.R. / G.R. Speich, A. Szirmae // Trans. Met. Soc. AIME. — 1983. — 1063 с. Дьяченко, С.С. Особенности влияния холодной деформации и ТЦО на структуру и свойства низкоуглеродистых сталей. Термоцикл. обраб. метал. изделий / С.С. Дьяченко, Е.А. Кузьменко, А.И. Поляничка. — Л., 1982. — С. 18–19.