Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПРАКТИКУМ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО НИРС

Погодаев В.П. Лаптев С.В. Погодаев М.В.
На кафедре сварочного производства Дальневосточного государственного технического университета (ДВГТУ), в рамках учебно-методического модуля «Физические методы исследования сварных соединений» введен специальный практикум, обеспечивающий проведение лабораторных работ по НИРС для магистерской программы 551806 «Машины и технология сварочного производства» направления 551800 «Технологические машины и оборудование. Результаты работы будут способствовать формированию у студентов знаний, умений, навыков в области использования современных методов прочностных испытаний и исследования структуры материалов.

В настоящее время создание практически любых металлоконструкций связано с использованием сварки как основного технологического процесса. Сварные стыки различных элементов конструкций практически всегда обладают структурной, химической и механической неоднородностью. Взаимодействие отдельных зон протекает сложным образом, и прочность сварного соединения, как правило, не совпадает с прочностью какой-либо прослойки. Несмотря на огромное количество статей и работ, посвященных описанию дефектообразования и процессам их развития в разнородных сварных соединениях разной природы, теория этого процесса до конца не разработана. При этом особенно актуален вопрос дефектообразования на начальной стадии процесса разрушения - на микро- и наноуровнях. Согласно представлениям физической мезомеханики считается, что в кристаллической решетке деформационные дефекты (дислокации) зарождаются на микро-концентраторах напряжений. Наиболее интенсивно этот процесс развивается в поверхностных слоях нагруженного твердого тела. Новые подходы и возможности их решения связаны с разработкой расчетно-экспериментальных методов механики деформирования и разрушения и теории надежности механических систем.

Принципиально новый уровень в исследованиях и контроле структурного и деформированного состояния металлических материалов открывается при объединении методов сканирующей зондовой микроскопии и наноиндентирования в единую систему неразрушающего контроля с одновременной регистрацией комплекса механических характеристик материала в процессе вдавливания индентора и механических испытаний.

Исходя из анализа современного состояния исследований в данной области, была сформулирована следующая цель - разработка методики испытаний для изучения особенности зарождения и развития разрушения на нано- и микроуровне в сварных конструкциях из феррито-перлитных сталей. Для достижения этой цели предложен метод, совмещающий следующие испытания:

  1. Испытание сварных образцов при статическом нагружении на универсальной машине UH-1000kNI (Shimadzu, Япония).
  2. Измерение микротвердости и микропрочностных характеристик по зонам сварного соединения с использованием динамического супермикротведомера DUH-211S (Shimadzu, Япония).
  3. Исследование рельефа и морфологии поверхности на оптическом микроскопе и атомно - силовом микроскопе SPM-9600 (Shimadzu, Япония).

Основные этапы проведения исследования:

  1. Подготовка образцов. Образцы свариваются. Сварка проводится с двух сторон. Из образцов вырезаются плоские образцы согласно ГОСТ 1497-84. Поверхность образца в зоне сварного соединения шлифуется, полируется и протравливается для определения макрозон сварного соединения. В зоне термического влияния наносится надрез глубиной 0,5 мм.
  2. Затем по зонам разрушения проводятся замеры микротвердости.
  3. Образцы подвергаются статическому нагружению с шагом деформации 10%.
  4. Далее из деформированных образцов вырезаются микрообразцы размерами 15х15х7 мм. Образцы исследуется на атомно-силовом микроскопе, с получением информации о топологии и морфологии деформируемой поверхности образца.
  5. Обработка экспериментальных данных с помощью пакета MatLaв.

Данная методика была опробированна для образцов сварных соединений из сталей ферритоперлитного класса (ст.3 и 09Г2) при выполнении работ в рамках проекта РНП 2.09.10 «Исследование нано- и микромеханизмов разрушения сварных соединений при совместном действии двухчастотного нагружения и низкой температуры» аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)".

Для подготовки магистров со знанием современных методов прочностных испытаний и исследования структуры материалов авторами подготовлено учебное пособие « Новые физические методы исследования сварных соединений. Методы сканирующей зондовой микроскопии и наноиндентометрии». В пособии представлен лекционный материал, методические рекомендации по выполнению лабораторных работ, тесты контроля знаний основ теории и система оценки качества выполнения исследований.

К каждой теме прилагается презентация, выполненная в Microsoft Office Power Point 2007, что позволяет наглядно представить теоретические вопросы и обеспечить глубокое усвоение материала студентами.


Библиографическая ссылка

Погодаев В.П., Лаптев С.В., Погодаев М.В. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПРАКТИКУМ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО НИРС // Современные наукоемкие технологии. – 2010. – № 1. – С. 96-97;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24414 (дата обращения: 25.04.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252