Вплив корозійно-активних неметалевих включень на пришвидшене руйнування внутрішньої поверхні ствола танка Оплот-М
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.29.2023.82-90Ключові слова:
корозійно-активні неметалеві включення, сталь, танк, ствол гармати, міцнісні характеристики, ударна в’язкість, локальні пошкодження, ерозія, хімічний аналіз включеньАнотація
Проаналізовано металографічні особливості експлуатаційної пошкодженості внутрішньої поверхні ствола танка Оплот-М. Встановлено, що з переміщенням від патронника до зрізу ствола кількість та розмір пошкоджень зменшується, що пов’язано з розподілом тисків робочих газів, температурою та агресивністю середовищ. Показано, що пошкодження розміщені по внутрішній поверхні хаотично, і характер їх руйнування має корозійне іх корозійно-механічне походження. Локальний аналіз їх хімічного складу виявив великий вміст кисню, що свідчить про утворення оксидно-гідроксидних сполук. Досліджено поверхневі шари ствола і встановлено, що на поверхні формується «білий» шар, товщиною ~50 мкм і мікротвердістю 930 кг/мм2, структура внутрішнього шару сталі ствола – троостит (НВ 225 кг/мм2).
Досліджено вплив корозійно-активних неметалевих включень (КАНВ) на руйнування поверхні ствола зі сталі 38ХН3МФА. Показано, що більш чутливими до зміни технічного стану сталі внаслідок деградації є дослідження корозійної тривкості, мікроелектрохімічної гетерогенності та на ударну в’язкість сталі. Встановлено, що присутність КАНВ у структурі сталі призводить до зростання струмів корозії у ~4 рази і мікроелектрохімічної гетерогенністі, зокрема, неперіодичні піки потенціалів становлять 50-70 і 200-230 мВ. Через вплив водопровідної води на поверхні сталі зафіксували корозійні виразки округлої форми і розміром 50-80 мкм, які сприяють локальній корозії сталі. Аналіз зламів сталі виявив, що включення круглої форми розміром 3-5 мкм містять домішки шкідливих елементів Al, Mg, F, які пришвидшують локальну корозію на поверхні сталі танкового ствола. Показано, що дослідження зламів, а не шліфів зразків, дає можливість оцінити не тільки розміри та густину включень, а й їх хімічний склад.
Посилання
Розоринов Г. Н., Хаскин В. Ю., Лазаренко С. В. Применение лазерных технологий для повышения срока службы изделия КБА-3. Збірник наук. Праць Севастопольського національного університету ядерної енергії та промисловості. 2013. Вип. 3. С. 144–152. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/znpsnu_2013_3_22.
Анипко О.Б., Борисюк М.Д., Бусяк Ю.М., Гончаренко П.Д. Экспериментальное исследование живучести ствола гладкоствольной пушки. Інтегровані технології та енергозбереження. 2011. № 1. С. 28–31. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Itte_2011_1_7.
Каховський М.Ю., Іщенко М.П., Лукомник А.Л. Технологія відновлення стволів танкових та артилерійських гармат. Озброєння та військова техніка. 2017. № 1. С. 78-80. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ovt_2017_1_15.
Закалов, О.В., Закалов І.О. Основи тертя і зношування в машинах: Навчальний посібник. Тернопіль: Видавництво ТНТУ ім. І. Пулюя, 2011. 322 с.
Yong Wang, Andrey Karasev, JooYhun park, Pär Jönsson. Non-metallic Inclusions in Different Ferroalloys and Their Effect on the Steel Quality: A Review. Metallurgical and materials transactions b-process metallurgy and materials processing science; OCT 2021, 2021. № 52 5, pp. 2892-2925, 34p.
https://link.springer.com/article/10.1007/s11663-021-02259-7
Lube I.I., Pecheritsa A.A., Neklyudov I.V., Rodionova I.G., Zaitsev A.I., Marchenko L.G., Emel’yanov A.V., Stolyarov V.I. Study of the effect of process parameters in steel production on the content of corrosion-active nonmetallic inclusions in corrosion-resistant pipes. Metallurgist. 2005. Vol. 49. рр. 269–275. URL: https://doi.org/10.1007/s11015-005-0090-2
Wang G.Z., Liu Y.G., Chen J.H. Investigation of cleavage fracture initiation in notched specimens of a C-Mn steel with carbides and inclusions. Materials Science and Engineering. 2004. A369 (1-2). pp. 181-191. DOI: 10.1016/j.msea.2003.11.003
Губенко С.И., Ошкадеров С.П. Неметаллические включения в стали. Киев: Наукова думка, 2016. 528 с.
Губенко С.И. Межфазные границы включение-матрица в сталях. Межфазные границы неметаллическое включение-матрица и свойства сталей. Германия, Germany-Mauritius: Beau Bassin. Palmarium academic publishing. 2017. 506 с.
Jin T.Y., Liu Z.Y., Cheng Y.F. Effect of non-metallic inclusions on hydrogen-induced cracking of API5L X100 steel. International Journal of Hydrogen Energy. 2010. Volume 35, Issue 15. pp. 8014-8021. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2010.05.089
Kim S.J., Yun D.W., Jung H.G., Kim K.Y. Numerical study on hydrogen permeation of ferritic steel evaluated under constant load. Materials Science Technology-London. 2017. Volume 33. pp. 149-161. DOI: 10.1080/02670836.2016.1162001
Shitong Zhou, Zhao-dong Li, Lu Jiang, Xin Wang, Pian Xu, Yu-xi Ma, Yu-ping Yan, Caifu Yang, Qi-long Yong. An investigation into the role of non-metallic inclusions in cleavage fracture of medium carbon pearlitic steels for high-speed railway wheel. Engineering Failure Analysis. 2022.Volume 131. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2021.105860
Хома М. С., Чучман М. Р., Олійник Г. М. Патент України на корисну модель №25819. Спосіб мікроелектрохімічних вимірювань в рухомій краплі електроліту. Опубл. 27.08.07; Бюл. № 13. 3 с.
