Середа А. В. Удосконалення методик визначення характеристик твердості та міцності конструкційних сталей за результатами індентування

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0426U000115

Облікова картка дисертації

0426U000115.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 05.02.09 - Динаміка та міцність машин

21-05-2026

Спеціалізована вчена рада

Д 26.241.01

Інститут проблем міцності імені Г. С. Писаренка Національної академії наук України

Анотація

Середа А. В. Удосконалення методик визначення характеристик твердості та міцності конструкційних сталей за результатами індентування. Дана робота присвячена дослідженням, спрямованим на вдосконалення методик визначення механічних характеристик конструкційних сталей за допомогою інструментованого індентування, що мають вагоме значення для підвищення надійності та безпечної експлуатації елементів відповідальних конструкцій. Модернізовано переносну установку PIIT-02М для визначення характеристик міцності елементів конструкцій в умовах експлуатації методом інструментованого індентування. Вдосконалено методику знаходження параметра A, що дало змогу підвищити точність визначення характеристик міцності. У вдосконаленій методиці реалізовано визначення максимального значення параметра Rm max, який має кращу фізичну відповідність локальному опору матеріалу пластичній деформації і забезпечує вищу точність методу. Вдосконалено методику визначення твердості за Брінеллем інструментованим індентуванням, що дало змогу уникнути прив’язки до певних матеріалів завдяки використанню повірених еталонних мір твердості, розширити діапазон вимірювань (110…630 HBW) і врахувати сучасні вимоги українських нормативних документів. На основі аналізу основних тенденцій підходів до визначення механічних характеристик високоміцних сталей методом інструментованого індентування, проведених експериментальних досліджень і аналізу нормативних документів створено Стандарти Інституту СОУ 56-37-2021 і СОУ 56-38-2021, що відповідно регламентують застосування методу інструментованого індентування для експрес-контролю і вхідної атестації матеріалів спеціального призначення. Покращено методику визначення твердості за методом Брінелля, що адаптована до сучасних вимог національного і міжнародного нормування. Розроблено стандарт СОУ 56-36-2021, який забезпечує високу точність результатів, зокрема для високоміцних сталей типу Hardox 450 та Armox 500T. Отримано патент України № 151934 від 05.10.2022 р. на спосіб визначення рівня анізотропії товстолистових високоміцних сталей із застосуванням методу визначення твердості за Брінеллем. Методика індентування успішно реалізована для дослідження зварних з'єднань сталей, зокрема марки 09Г2С. Встановлено, що індентування забезпечує виявлення локальних змін механічних властивостей у зоні термічного впливу. Отримані результати досліджень механічних характеристик трубного прокату Ду 426 мм сталі 20 у двох станах вказують на необхідність системного та всестороннього підходу до визначення механічних характеристик за результатами вимірювання твердості за Брінеллем чи індентування та їх похибки у порівнянні з даними одновісного розтягу, а також при розробці відповідних кореляційних залежностей, які складають основу нормативних документів. При таких дослідження варто слідкувати, щоб характеристики визначалися в одному і тому ж об’ємі матеріалу чи місці конструкції, інакше це може призвести до спотворення їх значень, невірно визначеного ресурсу та відповідно небажаних наслідків при експлуатації відповідального обладнання.

Читати повністю

Публікації

1. Katok O.A., Muzyka M.R., Shvets’ V.P., Sereda A.V., Kharchenko V.V., Bisyk S.P. Determination of hardness of high-strength steels by the Brinell method. Part 1. Improvement of measurement accuracy. Strength of Materials. 2021. Vol. 53 № 6. P. 902-908. https://doi.org/10.1007/s11223-022-00358-7

2. Katok O.A., Muzyka M.R., Shvets V.P., Sereda A.V., Kharchenko V.V., Bisyk S.P. Determination of hardness of high-strength steels by Brinell method. Part 2. Improvement of the method and measurement results. Strength of Materials. 2022. Vol. 54 № 5. P. 802-808. https://doi.org/10.1007/s11223-022-00456-6

3. Sereda A.V., Kravchuk R.V., Katok O.A., Rudnytskyi M.P, Kharchenko V.V. Equipment and methodology for studying the behavior of high-strength steels under static pressing of plate specimens. Strength of Material. 2023.Vol. 55 № 4. P. 743-750. https://doi.org/10.1007/s11223-023-00564-x

4. Katok O.A., Kravchuk R.V., Sereda A.V., Kharchenko V.V., Rudnytskyi M.P. Updating of a portable installation for determining the strength characteristics of structural elements by instrumented indentation. Strength of Materials. 2023. Vol. 55 № 5. P. 954-959. https://doi.org/10.1007/s11223-023-00586-5

5. Katok O.A., Kravchuk R.V., Sereda A.V., Rudnytskyi M.P., Kharchenko V.V. Improvement of a procedure for determining the Brinell hardness of structural steels based on the results of instrumented indentation. Strength of Materials. 2024. Vol. 56 № 2. P. 298-304. https://doi.org/10.1007/s11223-024-00649-1

6. Kharchenko V., Katok O., Kravchuk R., Kravchuk А. Sereda A. An experimental technique for studying the behavior of high-strength steel under static punching. Scientific Journal of TNTU. 2021. Vol. 103 № 3. P. 117–122. http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/37711

7. Каток О. А., Кравчук Р. В., Середа А. В. Неруйнівний контроль поточного стану конструкційних матеріалів технічних виробів за результатами індентування / В кн.: Неруйнівний контроль та моніторинг технічного стану (Одеса, готель «Аркадія» 6-10 вересня 2021 р). Тези допов. ІІ наук. практ. конф. під ред. Ю.М. Посипайка / Київ: Міжнар. Асоціація “Зварювання”. 2021. C. 56. https://patonpublishinghouse.com/proceedings/NK_Tezisy_2021.pdf

8. Каток О.А., Харченко В.В., Кравчук Р.В., Середа А.В., Рудницький М.П., Швець В.П., Бісик С.П. Вимірювання твердості високоміцних легованих сталей із застосуванням стандарту СОУ 56-36-2021. / В кн.: “Міцність і довговічність сучасних матеріалів та конструкцій” Праці Міжнар. наук.-техн. конф. (Тернопіль, 10-11 листопада 2022 р.) – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А. 2022. –С. 81 – 83. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39105

9. Харченко В.В., Середа А. В., Кравчук Р.В., Рудницький М.П. Особливості визначення твердості за Брінеллем методом інструментованого індентування. / Матеріали доповідей Міжнар. наук. конф. “Актуальні проблеми механіки” до 145-річчя від дня нар. С.П. Тимошенка (Київ, 14-16 листопада 2023 р.) Київ, Дніпро, Львів, Харків. 2023. C. 350–351.

10. Середа А.В., Кравчук Р.В., Каток О.А., Рудницький М.П., Швець В.П., Харченко В.В. Визначення зневуглецьованого шару легованих високоміцних сталей за результатами вимірів твердості. / Матеріали І Міжнар. наук.-техн. конф. «Прикладна механіка» присв. 80-річчю з дня народж. проф. Ч. В. Пульки (Тернопіль, 6-7 червня, 2024 р.) – Тернопіль : Тернопіл. нац. техн. ун-т ім. Івана Пулюя. 2024. – С 353–356. https://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/45542/2/AM_2024_Sereda_A-Determination_of_the_decarbonized_353-356.pdf

11. Kharchenko V.V., Katok O.A., Sereda A.V., Rudnitskyi M.P., Kravchuk R.V., Bisyk S.P. Determination of strength characteristics of high-strength sheet steels by hardness and instrumented indentation. Procedia Structural Integrity. 2022. Vol. 36. P. 277–283. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2022.01.035

12. Харченко В.В., Каток О.А., Музика М.Р., Швець В.П., Середа А.В. СОУ 56-36-2021. Матеріали металеві. Високоміцні та броньовані листові сталі. Визначення твердості за методом Брінелля. Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України. С.22. Чинний від 17.12. 2021.

13. Харченко В.В., Каток О.А., Рудницький М.П., Кравчук Р.В., Середа А.В. СОУ 56-37-2021. Матеріали металеві. Випробування на інструментоване індентування. Метод випробування за кімнатної температури. Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України. С.24. Чинний від 17.12. 2021.

14. Харченко В.В., Каток О.А., Рудницький М.П., Кравчук Р.В., Середа А.В. СОУ 56-38-2021. Матеріали металеві. Визначення механічних характеристик за результатами вимірювання твердості та індентування. Методи розрахунку. Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України. С.19. Чинний від 17.12. 2021.

15. Музика М. Р., Ламашевський В. П., Середа А. В. СОУ 56-39-2021. Визначення рівня поверхневих залишкових напружень методом LM-твердості. Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України. С.24. Чинний від 17.12.2021.

16. Харченко В.В., Каток О.А., Рудницький М.П., Кравчук Р.В., Середа А.В. СОУ 56-01-2025. Матеріали металеві вимірювання твердості методом Брінелля за результатами випробувань на індентування. Методи розрахунку. Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України. С.9. Чинний від 01.07.2025.

Читати повністю

Файли

autoreferat-АНОТАЦІЯ.pdf

Дис_Середа.pdf

Схожі дисертації

0526U000057

Трунін Костянтин Станіславович

Розроблення математичних моделей і методів розрахунку динамічних процесів у буксирувальних морських системах

0525U000505

Мартиненко Володимир Геннадійович

Міцність складених та композиційних елементів роторів з урахуванням взаємопов’язаності динамічних процесів

0525U000069

Ковтун Ігор Іванович

Розроблення науково-прикладних засад динаміки та міцності несівних систем електронної апаратури

0525U000039

Яцун Володимир Володимирович

Динаміка двочастотних резонансних вібромашин з інерційними віброзбудниками, що працюють на ефекті Зомерфельда

0523U100047

Драч Ілона Володимирівна

Наукові основи автоматичного зрівноваження роторів рідинним балансиром