DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.80.0.80

Нова методика оцінки та дослідження структур, моделюванням їх локальної неоднорідності

O. Klochko

Анотація


Забезпечення надійної роботи і підвищення експлуатаційної стійкості виробів та деталей із залізовуглецевих сплавів, що працюють в умовах зносу, великих ударних і термоциклічних навантажень, визначається ступенем деградації металу з розвитком неоднорідності фаз, їх пошкоджуваності. Дослідження структурної неоднорідності, що виникає в результаті цих явищ, розробка нових та підвищення точності використовуваних методик аналізу є одним із важливих завдань при пошуку шляхів підвищення експлуатаційної стійкості таких виробів і прогнозування їх надійності. Розробка і вдосконалення нових методів дослідження структур, що дозволили проводити моделювання зміни локальної неоднорідності структурних складових під впливом різних зовнішніх навантажень, а також значно зменшити кількість факторів в кореляційних залежностях для спрощення розрахунків, без втрати якості проведеної оцінки. Для оцінки локальної неоднорідності різних фаз вивчали ступінь зміни дислокаційної структури високовуглецевих сплавів, оцінювали щільність її розподілу, в умовах впливу напружень, що формуються в результаті термічної обробки. Фотографії мікроструктур було досліджено з використанням
раніше розробленої методики оптико-матема­тичного комп’ютер­ного аналізу.  Проведені дослідження з моделювання локальної неоднорідності структурних складових у результаті дій різних зовнішніх впливів дозволили запропонувати нову комплексну методику оцінки металографічних зображень за допомогою методу оптико-мате­матичного аналізу, що включає в себе використання нових оціночних параметрів: М-трійок, а також їх інваріантів. Введення їх дозволило, змінюючи і задаючи певні енергетичні параметри (перестановкою пікселів на досліджуваному зображенні), проводити моделювання зміни локальної неоднорідності структурної складової в результаті різних зовнішніх впливів. Це дозволило в 2 рази зменшити число варіантів факторів, що значно скоротило машинний час обробки. Запропонована методика робить можливим подальший розвиток досліджень, які включать в себе проведення моделювання на всьому спектрі поворотів. Це дозволить встановити найтісніший їх взаємозв’язок з усіма параметрами, що входять до складу М-трійок, через які можна оцінити як неоднорідність, так і виявити різні структурні складові таких гетерогенних сплавів. Встановлено, що між трьома кутами поворотів, відповідних кожній трійці, існує функціональний зв'язок. Запропонований методичний підхід дозволить оцінювати різні властивості матеріалів, у першу чергу – їх твердість.

Ключові слова


металографічне зображення; оптико-математичний аналіз; залізовуглецевий гетерогенний сплав; структурна однорідність; інваріант

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Skoblo, T.S., Klochko, O.Yu., Belkin, E.L., Sidashenko, A.I. (2017). Issledovanie struktury vysokohromistyh chugunov [Investigation of the structure of high-chromium cast irons]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov - Factory laboratory. Diagnostics of materials, 5 (83), 27-38 [in Russian].

Klochko, O.Yu. (2017). Ocenka optiko-matematicheskim metodom lokalnoj neodnorodnosti vysokouglerodistyh splavov, obrazovannoj v rezultate RTO [Estimation of the local heterogeneity of high-carbon alloys formed as a result of RTT via optical-mathematical method]. Visnyk HNTUSG im. P. Vasylenka - Newsletter HNTUSG, 183, 20-30 [in Russian].

Skoblo, T.S., Klochko, O.Yu., Belkin, E.L. (2017). Issledovanie lokalnoj strukturnoj neodnorodnosti v serom chugune optiko-matematicheskim metodom [The research of the local structural inhomogeneity within the grey cast-iron via optical-mathe¬matical method]. Tehnichnyj servis agropromyslovogo, lisovogo ta transportnogo kompleksiv - Technical service of agroindust-rial, forest and transport complexes, 8, 193-200 [in Russian].

Skoblo, T., Klochko, O., Belkin, E., Sidashenko, A. (2017). Effective Technological Process of Crystallization of Turning Rollers' Massive Castings: Development and Analysis. International Journal of Mineral Processing and Extractive Metallurgy, NY, U.S.A., 2, 3, 34-39.

Skoblo, T.S., Belkin, E.L., Klochko, O.Yu. (2011) Obosnovanie primenenij ponyatij uravnenij gidrodinamiki Navje-Stocksa dlya analiza mettalographicheskih izob¬razhenij [Application justification of the concepts of fluid dynamics Navier-Stokes equations for the analysis of metallographic images]. Materiały VII Mięzdyna¬rodowej naukowi-praktycznej konferencji. Przemyśl - Materials VII of the International Scientific and Practical Conference, 21, 94-96 [in Russian].

Patrick, J. Roache. (1998). Fundamentals of Computational Fluid Dynamics. Publisher: Hermosa Pub, 648.

Skoblo, T.S., Klochko, O.Yu., Sidashen-

ko, A.I., Sokolov, R.G. (2013). Heat treatment of two-layer alloyed-iron rollers. Steel in Translation, 43, 9, 603-606.

Skoblo, T.S., Klochko, O.Yu., Belkin, E.L. (2012). Primenenie kompjuternogo analiza metallograficheskih izobrazhenij pri issledovanii structury vysokohromistogo chuguna [The use of computer analysis of metallographic images in the study of high-chromium cast iron structure]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov - Factory laboratory. Diagnostics of mate-rials, 6 (78), 35-42 [in Russian].

Bachman, George; Narici, Lawrence (2012-09-26). Functional Analysis. Courier Corporation.

Banerjee, Sudipto; Roy, Anindya (2014-06-06). Linear Algebra and Matrix Analysis for Statistics. CRC Press. 181.

Mitchell, Douglas W. (2001). An Alternative Characterisation of All Primitive Pythagorean Triples. The Mathematical Gazette. July. 503 (85). 273.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Исследование структуры высокохромистых чугунов / Т.С. Скобло, О.Ю. Клочко, Е.Л. Белкин, А.И. Сидашенко // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2017. – №5 (Том 83). – С. 27–38.

2. Клочко О.Ю. Оценка оптико-математическим методом локальной неоднородности высокоуглеродистых сплавов, образованной в результате РТО / О.Ю. Клочко // Вісник ХНТУСГ. – 2017. – Вип. 183. – С. 20–30.

3. Исследование локальной структурной неоднородности в сером чугуне оптико-математическим методом / Т.С. Скобло, О.Ю. Клочко, Е.Л. Белкин // Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів. – 2017. – №8. – С. 193–200.

4. Effective Technological Process of Crystallization of Turning Rollers’ Massive Castings: Development and Analysis / Tamara Skoblo, Oksana Klochko, Efim Belkin, Aleksandr Sidashenko // International Journal of Mineral Processing and Extractive Metallurgy. – NY , U.S.A. –May 2017. – Vol. 2, Issue 3. – P. 34–39.

5. Скобло Т.С. Обоснование применения понятий уравнений гидродинамики Навье-Стокса для анализа металлографических изображений / Т.С. Скобло, Е.Л. Белкин, О.Ю. Клочко // Materiały Międz. naukowi-praktycznej konferencji Vol. 21. Przemyśl, 2011. – С. 94–96.

6. Patrick J. Roache. Fundamentals of Computational Fluid Dynamics. Publisher: Hermosa Pub, 1998. – 648 p.

7. Heat treatment of two-layer alloyed-iron rollers / T.S. Skoblo, O.Yu. Klochko, A.I. Si¬dashenko, R.G. Sokolov // Steel in Translation. – 2013. – Vol. 43, № 9. – P. 603–606.

8. Скобло Т.С. Применение компьютерного анализа металлографических изображений при исследовании структуры высокохромистого чугуна / Т.С. Скобло, О.Ю. Клочко, Е.Л. Белкин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. –2012. – № 6 (78). – С. 35–42.

9. Bachman, George; Narici, Lawrence (2012-09-26). Functional Analysis. Courier Corporation. – 141 p.

10. Banerjee, Sudipto; Roy, Anindya (2014-06-06). Linear Algebra and Matrix Analysis for Statistics. CRC Press. p. 181 11. Douglas W. Mitchell. An Alternative Characterisation of All Primitive Pythagorean Triples // The Mathematical Gazette. – July 2001. – Т. 85, Vol. 503. –P. 273.