67. В.М. Матюнин. Кинетическое индентирование в диагностике конструкционных материалов и покрытий

27 июня 2024 года состоялось 67-е заседание междисциплинарного научного семинара
«МЕХАНИКА: эксперимент, моделирование, приложения».
Доклад "Развитие кинетического индентирования в диагностике физико-механических и служебных свойств конструкционных материалов и упрочняющих покрытий" сделали
В.М. Матюнин, д.т.н., профессор, организатор и научный руководитель НИЛ «Механико-технологические испытания и оперативная диагностика материалов» Института Энергомашиностроения и механики НИУ МЭИ,
А.Ю. Марченков, к.т.н, заведующий НИЛ
Аннотация
В докладе изложены некоторые результаты методических и приборных разработок в области кинетического (инструментального) индентирования, выполненные в лаборатории механико-технологических испытаний и оперативной диагностики конструкционных материалов НИУ «МЭИ» под руководством проф. В.М. Матюнина.
Предложены условия физического, механического, геометрического и масштабного подобия для обоснованного установления связи диаграмм растяжения материалов с кинетическими диаграммами вдавливания сферического индентора.
Разработаны новые методики:
- преобразования кинетической диаграммы вдавливания сферического индентора в диаграмму растяжения в равномерной области на базе установленной связи деформации при растяжении образца с относительной глубиной отпечатка и параметром деформационного упрочнения материала при индентировании;
- определения модуля нормальной упругости непосредственно по начальному упругому участку кинетической диаграммы вдавливания сферического индентора;
- определения характеристик твердости на уровнях пределов упругости, текучести, прочности и установлена их связь с пределом упругости, текучести и временным сопротивлением при растяжении образца;
- определения работы зарождения и распространения трещин, независимо от их вида, для хрупких материалов и упрочняющих покрытий по кинетическим диаграммам вдавливания индентора с использованием акустической эмиссии;
Приведены примеры практического использования и внедрения разработанных методик, стационарных и переносных приборов с демонстрацией регистрации диаграммы вдавливания и преобразованием ее в диаграмму растяжения и определением механических свойств материалов.
Перечислены основные трудности, проблемы и задачи, которые необходимо решать для дальнейшего развития и внедрения методик и приборов для кинетического индентирования в целях определения механических свойств конструкционных материалов в лабораторных и производственных условиях.
Список некоторых публикаций по теме доклада
Матюнин В.М. Индентирование в диагностике механических свойств материалов. М.: Издательский дом МЭИ. 2015. 288 с.
1. Матюнин В.М., Марченков А.Ю. и др. Определение работы зарождения и распространения трещин при инструментальном индентировании хрупких материалов и упрочняющих покрытий // Деформация и разрушение материалов. 2023. №9. - С. 33-40.
2. Матюнин В.М., Марченков А.Ю., Цветкова Н.О., Свиридов Г.Б., Панькина А.А., Жгут Д.А. Оперативный контроль остаточных напряжений в сварных соединениях // Сварочное производство. 2024. №1. - С. 23-28.
3. V. M. Matyunin, A. Yu. Marchenkov, P. V. Volkov, M. A. Karimbekov, D. A. Zhgut, M. P. Petrova, N. O. Veremeeva. Converting the Instrumented Indentation Diagrams of a Ball Indenter into the Stress-Strain Curves for Metallic Structural Materials // Inorganic Materials, 2023, Vol. 59, No. 15, pp. 1515-1523.
4. Матюнин В.М., Марченков А.Ю., Горячкина М.В., Поройков А.Ю., Жгут Д.А., Каримбеков М.А., Панькина А.А. Влияние масштабного фактора на модуль нормальной упругости стали, определяемый растяжением образцов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 8. - С. 55-61.
5. Матюнин В.М., Марченков А.Ю., Волков П.В., Каримбеков М.А., Панькина А.А. Влияние масштабного фактора на модуль упругости, определяемый инструментальным индентированием //Технология металлов. 2023. №6. - С. 37- 45.
6. Matyunin V.M., Varavka V.N,. Kudryakov O.V., Marchenkov A.Yu., Volkov P.V., Karimbekov M.A. Assessment of the Blue Brittleness Range of Steel // Russian Metallurgy (Metally). 2023. №13. pp. 2101-2106. Doi:10.1134/S0036029523700155.
7. Матюнин В.М., Волков П.В., Марченков А.Ю, Барат В.А., Жгут Д.А., Цветкова Н.О. Скретч-тестирование поверхностных слоев материалов и покрытий с использованием акустической эмиссии // Технология металлов. 2023. №12. - С. 17-23.
8. Matyunin V.M., Marchenkov A.Yu., Abusaif N., Goryachkina M.V., Rodyakina R.V., Karimbekov M.A., Zhgut D.A. Evaluation of Young’s modulus of construction materials by instrumented indentation using a ball indenter // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. - Том 87. №. 8. - С. 64-68.
9. Матюнин В.М., Марченков А.Ю., Каримбеков М.А. и др. Развитие метода инструментального индентирования в диагностике физико-механических свойств упрочненных поверхностных слоев материалов и покрытий изделий машиностроения. Вестник МЭИ. 2024. №4.- С 167 - 175.