Фрактальна розмірність меж зерен і механічні властивості металу кисневих балонів

Abstract

Виконано кількісний фрактальний аналіз меж зерен мікроструктури сталі Дс п’яти кисневих балонів з терміном експлуатації від 18 до 55 років. Фрактальну їх розмірність визначено методом накладання на зображення вибраної межі квадратних осередків різного розміру з підрахунком кількості точок їх перетину з цією межею (box-method). Встановлено кореляційні зв’язки фрактальної розмірності меж зерен з ударною в’язкістю, руйнівним тиском і границею текучості. Знайдено відповідні рівняння регресії. Проаналізовано механізми руйнування, пов’язані з фрактальною розмірністю меж зерен.

Выполнен количественный фрактальный анализ границ зерен микроструктуры стали Дс пяти кислородных баллонов со сроком эксплуатации от 18 до 55 лет. Фрактальная размерность границ зерен определена методом наложения на изображение выбранной границы квадратных ячеек различного размера и подсчетом количества точек, которые с ней пересекаются. Установлена тесная корреляционная связь фрактальной размерности границ зерен с ударной вязкостью, разрушающим давлением и пределом текучести. Найдены соответствующие уравнения регрессии. Проанализированы механизмы разрушения, вызванные фрактальной размерностью границ зерен.

The quantitative fractal analysis of the grain boundaries of Дс steel microstructure of the five oxygen cylinders with a service life from 18 to 55 years was performed. The fractal dimensions were found by means of superimposition of square cells of different size on selected grain boundary and count of the number of points of intersection with the chosen boundary (box-method). A strong correlation between the fractal dimension of the grain boundaries and impact toughness, fracture pressure in hydraulic tests and conditional yield strength were found. The corresponding regression equations were obtained. The mechanisms of fracture due to the fractal dimension of the grain boundaries were discussed.