Электронный научный журнал
 
Diagnostics, Resource and Mechanics 
         of materials and structures
ВыпускиО журналеАвторуРецензентуКонтактыНовостиРегистрация

2015 Выпуск 1

Все выпуски
 
2023 Выпуск 6
 
2023 Выпуск 5
 
2023 Выпуск 4
 
2023 Выпуск 3
 
2023 Выпуск 2
 
2023 Выпуск 1
 
2022 Выпуск 6
 
2022 Выпуск 5
 
2022 Выпуск 4
 
2022 Выпуск 3
 
2022 Выпуск 2
 
2022 Выпуск 1
 
2021 Выпуск 6
 
2021 Выпуск 5
 
2021 Выпуск 4
 
2021 Выпуск 3
 
2021 Выпуск 2
 
2021 Выпуск 1
 
2020 Выпуск 6
 
2020 Выпуск 5
 
2020 Выпуск 4
 
2020 Выпуск 3
 
2020 Выпуск 2
 
2020 Выпуск 1
 
2019 Выпуск 6
 
2019 Выпуск 5
 
2019 Выпуск 4
 
2019 Выпуск 3
 
2019 Выпуск 2
 
2019 Выпуск 1
 
2018 Выпуск 6
 
2018 Выпуск 5
 
2018 Выпуск 4
 
2018 Выпуск 3
 
2018 Выпуск 2
 
2018 Выпуск 1
 
2017 Выпуск 6
 
2017 Выпуск 5
 
2017 Выпуск 4
 
2017 Выпуск 3
 
2017 Выпуск 2
 
2017 Выпуск 1
 
2016 Выпуск 6
 
2016 Выпуск 5
 
2016 Выпуск 4
 
2016 Выпуск 3
 
2016 Выпуск 2
 
2016 Выпуск 1
 
2015 Выпуск 6
 
2015 Выпуск 5
 
2015 Выпуск 4
 
2015 Выпуск 3
 
2015 Выпуск 2
 
2015 Выпуск 1

 

 

 

 

 

D. I. Vichuzhanin, V. A. Khotinov, S. V. Smirnov

THE EFFECT OF THE STRESS STATE ON THE ULTIMATE PLASTICITY OF STEEL X80

DOI: 10.17804/2410-9908.2015.1.073-089

The dependence of ultimate plasticity on the triaxiality parameter and the Lode-Nadai coefficient is obtained for steel X80. The fracture locus allows the plasticity of the investigated materials to be evaluated for the whole range of the Lode-Nadai coefficient. Cylindrical specimen tension, bell-type specimen tension and compression and membrane extrusion are used for fracture locus calibration. The results can be used for plasticity resource estimation for steels under a complex stress-strain state in main pipelines subject to extreme loads.

Keywords: high-strength steel, fracture locus, plasticity resource, main pipeline.

Bibliography:

1. Morozov Yu.D., Nastich S.Yu., Matrosov M.Yu., Chevskaya O.N. Obtaining high-quality properties of rolled material for large-diameter pipes based on formation of ferrite-bainite microstructure. Metallurgist, 2008, vol. 52, no. 1–2, pp. 21–28.
2. Arabey A.B. Requirements on the metal in gas pipelines. Steel in translation, 2010, vol. 40, no. 7, pp. 601–608.
3. Arabey A.B., Pyshmintsev I.Yu., Farber V.M., Khotinov V.A., Struin A.O. Failure of pipe steel of Х80 (К65) strength class. Steel in translation, 2012, vol. 42, no. 3, pp. 212–218.
4. Arabey A.B., Farber V.M., Pyshmintsev I.Yu., Glebov A.G., Selivanova O.V., Lezhnin N.V. Microstructure and dispersed phases in high-strength steels of gas large-diameter pipes. Nauka i technica v gazovoy promishlennosty, 2011, no. 4, pp. 86–91.(In Russian).
5. Rusakova V.V., Lobanova T.P., Arabey A.B., Pyshmintsev I.Yu. Organizing of complex research of domestic pipes for modern gas pipelines of new generation. Nauka i technica v gazovoy promishlennosty, 2009, no.1, pp. 17–21. (In Russian).
6. Pyshmintsev I.Y., Maltseva A.N., Gervasev A.M., Smirnov M.A., Korznikov A.V. Structure and properties of low-carbon pipe steelafter pneumatic testing. Steel in translation, 2011, vol. 41, no. 2, pp. 157–164.
7. Bridgman P.W. Studies in large plastic flow and fracture. McGraw-Hill, 1952, 362 p.
8. Atkins A.G. Fracture in forming. Journal of Materials Processing Technology, 1996, vol. 56, pp. 609–618.
9. Gubkin S.I. Deformiruemost metallov [Deformability of metals]. Moscow, Metallurgizdat Publ., 1953, 199 p.(In Russian).
10. Smirnov – Alyaev G.A., Rozenberg V.M. Teoriya plastichnykh deformatsyi metallov [Theory of metals plastic deformations]. Moscow, Mashgiz Publ., 1956, 367 p. (In Russian).
11. Bao Y., Wierzbicki T. On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space. International Journal of Mechanical Sciences, 2004, vol. 46, iss. 1, pp. 81–98.
12. Achouri M., Germain G., Dal Santo P., Saidane D. Experimental characterization and numerical modeling of micromechanical damage under different stress states. Materials and Design, 2013, vol. 50, pp. 207–222.
13. Wierzbicki T., Xue L. On the effect of the third invariant of the stress deviator on ductile fracture. Impact & Crashworthiness Laboratory, Cambridge, MA, MIT Press, 2005, Report 136.
14. Smirnov S.V. Accumulation and healing of damage during plastic metal forming: simulation and experiment. Key Engineering Materials, 2013, vol. 528, pp. 61–69.
15. Gorkunov E.S., Mitropolskaya S.Yu., Vichuzhanin D.I., Tueva E.A. Magnetic methods for estimation of load and damage levels in X70 steel. Physical Mesomechanics, 2011, vol. 14, iss.1–2, pp. 85–93.
16. Cachanov L.M. Time to fracture in creep conditions. Doclady AN SSSR, seriya OTN, 1958, no. 8, pp. 67–75.(In Russian).
17. Rabotnov Yu.N. Voprosy prochnosti materialov i konstruktsyi [Problems of the strength of metals and structures]. Moscow, АN SSSR Publ., 1959, 120 p.(In Russian).
18. Kolmogorov V.L. Napryazhenie, deformatsiya, razrushenie [Stresses, deformation, fracture]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1970, 229 p.(In Russian).
19. Bogatov A.A., Mizhiritsky O.I., Smirnov S.V. Resurs plastichnosti metallov pri odrabotke davlenieniem [Metal plasticity resource under metal forming]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1984, 144 p.( In Russian).
20. Smirnov S.V., Shveikin V.P. Plastichnost i deformiruemost uglerodistykh stalei pri odrabotke davlenieniem [Plasticity and deformability of carbon steels under metal forming].Ekaterinburg, YrO RAN Publ., 2009, 256 p.( In Russian).
21. Cockcroft M.G., Latham D.J. Ductility and the workability of metals. Journal of the Institute of Metals, 1968, vol. 96, pp. 33–39.
22. Gurson A.L. Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth: Part I. Yield critetria and flow rules for porous ductile media. Journal of Engi-neering Materials and Technology, 1977, vol. 99, pp. 2–15.
23. Johnson G.R., Cook W.H. Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures and pressures. Engineering Fracture Mechanics, 1985, vol. 21 (1), pp. 31–48.
24. Lemaitre J. A Course on Damage Mechanics. Berlin, Springer-Verlag, 1992. 44 p.
25. Bai Y., Wierzbicki T. A new model of metal plasticity and fracture with pressure and Lode dependence. International. Journal of Plasticity, 2008, vol. 24, iss. 6, pp. 1071–1096.
26. Bammann D.J., Solanki K.N. On kinematic, thermodynamic, and kinetic coupling of a damage theory for polycrystalline material. International Journal of Plasticity, 2010, vol. 26, iss. 6, pp. 775–793.
27. Davidenkov N.N., Spiridonova N.I. Mechanical methods of testing analysis of the state of stress in the neck of a tension test specimen. Proc. ASTM, 1946, vol. 46, p. 1147.
28. Levanov A.N., Kolmogorov V.L., Burkin S.P. Kontaktnoe trenie v protsessakh obrabotki metallov davleniem [Contact friction in metal forming processes]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 416 p.(In Russian).
29. Smirnov S.V., Domilovskaya T.V., Bogatov A.A. In: Advanced Methods in Materials Processing Defects, by M. Predeleanu and P. Gilormini. Elsivier Science B.V, 1997, pp. 71–80.
30. Hooke R., Jeeves T. A Direct Search Solution of Numerical and Statistical Problems. Journal of the ACM, 1961, vol. 8, pp. 212–229.
31. Islamgaleeva L.F., Zaripov R.M. Influence of extent of ground flooding of adjacent un-derground sections on stress – strain state of underwater gas pipeline. Electronnyi nauchny zhurnal «Neftegazovoe delo», 2011, no. 6.  Available at: http://www.ogbus.ru/authors/Islamgaleeva/Islamgaleeva_1.pdf (accessed 21.07.2014). 
32. Suzuki N., Kondo J., Shimamura J. Strain Capacity of High – Strength Line Pipes. JFE Technical Report, 2008, no. 12, pp. 20–26. (In Russian).

                       

Д. И. Вичужанин, В. А. Хотинов, С. В. Смирнов

ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ НА ПРЕДЕЛЬНУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ ТРУБНОЙ СТАЛИ ГРУППЫ ПРОЧНОСТИ Х80

Получена зависимость предельной пластичности стали группы прочности Х80 от показателя напряженного состояния и показателя Лоде – Надаи. Диаграмма позволяет оценивать пластичность исследуемых материалов во всем интервале изменения показателя Лоде – Надаи. Для построения диаграммы пластичности использовались испытания на растяжение гладких цилиндрических образцов и образцов с выточкой, растяжение и сжатие образцов типа «колокольчик», выдавливание мембран. Результаты исследований могут быть использованы для оценки ресурса пластичности сталей в условиях сложного напряженно-деформированного состояния при экстремальных нагрузках магистральных трубопроводов.

Ключевые слова: высокопрочные стали, диаграмма пластичности, ресурс пластичности, магистральный трубопровод

Библиография:

1.    Obtaining high-quality properties of rolled material for large-diameter pipes based on forma-tion of ferrite-bainite microstructure / Yu. D. Morozov, S. Yu. Nastich, M. Yu. Matrosov, O. N. Chevskaya // Metallurgist. – 2008. – Vol. 52, no 1-2. – P. 21–28.
2.    Arabey A. B. Requirements on the metal in gas pipelines // Steel in translation. – 2010. – Vol. 40, no 7. – P. 601–608.
3.    Failure of pipe steel of Х80 (К65) strength class / A. B. Arabey, I. Yu. Pyshmintsev, V. M. Farber, V. A. Khotinov, A. O. Struin // Steel in translation. – 2012. – Vol. 42, no 3. – P. 212–218.
4.    Микроструктура и дисперсные фазы в высокопрочных сталях газопроводных труб большого диаметра / А. Б. Арабей, В. М. Фарбер, И. Ю. Пышминцев, А. Г. Глебов, О. В. Селиванова, Н. В. Лежнин // Наука и техника в газовой промышленности. – 2011. – № 4. – С. 86–91.
5.    Организация комплексных исследований отечественных труб для новых магистраль-ных газопроводов нового поколения / В. В. Русакова, Т. П. Лобанова, А. Б. Арабей, И. Ю. Пышминцев и др. // Наука и техника в газовой промышленности. – 2009. – № 1. – С. 17–21.
6.    Structure and properties of low – carbon pipe steelafter pneumatic testing / I. Y. Pyshmintsev, A. N. Maltseva, A. M. Gervasev, M. A. Smirnov, A. V. Korznikov // Steel in translation. – 2011. – Vol. 41, no 2. – P. 157–164.
7.    Bridgman P. W. Studies in large plastic flow and fracture. – McGraw-Hill, 1952. – 362 p.
8.    Atkins A. G. Fracture in forming // Journal of Materials Processing Technology. – 1996. – Vol. 56. – P. 609–618.
9.    Губкин С. И. Деформируемость металлов. – М.: Металлургиздат, 1953. – 199 c.
10.    Смирнов - Аляев Г. А., Розенберг В. М. Теория пластических деформаций металлов. – М.: Машгиз, 1956. – 367 с.
11.    Bao Y., Wierzbicki T. On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space // International Journal of Mechanical Sciences. – 2004. – Vol. 46, iss. 1. – P. 81–98.
12.    Experimental characterization and numerical modeling of micromechanical damage under different stress states / M. Achouri, G. Germain, P. Dal Santo, D. Saidane // Materials and Design. – 2013. – Vol. 50. – P. 207–222.
13.    Wierzbicki T., Xue L. On the effect of the third invariant of the stress deviator on ductile fracture // Impact & Crashworthiness Laboratory. – 2005. – Report 136.
14.    Smirnov S. V. Accumulation and healing of damage during plastic metal forming: simulation and experiment // Key Engineering Materials. – 2013. – Vol. 528. – P. 61–69.
15.    Magnetic methods for estimation of load and damage levels in X70 steel / E. S. Gorkunov, S. Yu. Mitropolskaya, D. I. Vichuzhanin, E. A. Tueva // Physical Mesomechanics. – 2011. – Vol. 14, iss.1–2. – P. 85–93.
16.    Качанов Л. М. О времени разрушения в условиях ползучести // Доклады Академии наук СССР, серия ОТН. 1958. – № 8. – С. 67–75.
17.    Работнов Ю. Н. Вопросы прочности материалов и конструкций. – М.: АН СССР, 1959. – 120 с.
18.    Колмогоров В. Л. Напряжения, деформации, разрушение. – М.: Металлургия, 1970. – 229 с.
19.    Богатов А. А., Мижирицкий О. И., Смирнов С. В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. – М.: Металлургия, 1984. – 144 с.
20.    Смирнов С. В., Швейкин В. П. Пластичность и деформируемость углеродистых ста-лей при обработке давлением. – Екатеринбург: УрО РАН, 2009. – 256 с.
21.    Cockcroft M. G., Latham D. J. Ductility and the workability of metals // Journal of the Insti-tute of Metals. – 1968. – Vol. 96. – P. 33–39.
22.    Gurson A. L. Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth: Part I. Yield critetria and flow rules for porous ductile media // Journal of Engineering Materials and Technology. – 1977. – Vol. 99. – P. 2–15.
23.    Johnson G. R., Cook W. H. Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures and pressures // Engineering Fracture Mechanics. – 1985. – Vol. 21 (1). – P. 31–48.
24.    Lemaitre J. A Course on Damage Mechanics. – Berlin: Springer-Verlag, 1992. – 44 p.
25.    Bai Y., Wierzbicki T. A new model of metal plasticity and fracture with pressure and Lode dependence // International Journal of Plasticity. – 2008. – Vol. 24, iss. 6. – P. 1071–1096.
26.    Bammann D. J., Solanki K. N. On kinematic, thermodynamic, and kinetic coupling of a damage theory for polycrystalline material //International Journal of Plasticity. – 2010. – Vol. 26, iss. 6. – P. 775–793.
27.    Davidenkov N. N., Spiridonova N. I. Mechanical methods of testing analysis of the state of stress in the neck of a tension test specimen // Proc. ASTM. – 1946. – Vol. 46. – P. 1147.
28.    Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / А. Н. Леванов, В. Л. Колмогоров, С. П. Буркин и др. – М.: Металлургия, 1976. – 416 с.
29.    Smirnov S. V., Domilovskaya T. V., Bogatov A. A. In: Advanced Methods in Materials Processing Defects, by M. Predeleanu and P. Gilormini // Elsivier Science B.V. – 1997. – P. 71–80.
30.    Hooke R., Jeeves T. A Direct Search Solution of Numerical and Statistical Problems // Jour-nal of the ACM. – 1961. – Vol. 8. – P. 212–229.
31.    Исламгалеева Л. Ф., Зарипов Р. М. Влияние степени обводнения грунта прилегающих подземных участков на напряженно - деформированное состояние подводного газопровода [Электронный ресурс] // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2011. – № 6. – С. 116–129. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Islamgaleeva/Islamgaleeva_1.pdf (дата обращения: 21.07.2014).
32.    Suzuki N., Kondo J., Shimamura J. Strain Capacity of High – Strength Line Pipes // JFE Technical Report. – 2008. – no. 12. – P. 20–26.

                       
PDF      

Библиографическая ссылка на статью

Vichuzhanin D. I., Khotinov V. A., Smirnov S. V. The Effect of the Stress State on the Ultimate Plasticity of Steel X80 // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2015. - Iss. 1. - P. 73-89. -
DOI: 10.17804/2410-9908.2015.1.073-089. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2015-1/2015-1_21.html
(accessed: 24.02.2024).

 

импакт-фактор
РИНЦ 0.42

 

МРДМК 2024
ЦКП Пластометрия
НЭБ РИНЦ
Google Scholar


РНБ
Лань

 

Учредитель:  Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения Российской академии наук
Главный редактор:  С.В.Смирнов
При цитировании ссылка на Электронный научно-технический журнал "Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures" обязательна. Воспроизведение материалов в электронных или иных изданиях без письменного разрешения редакции запрещено. Опубликованные в журнале материалы могут использоваться только в некоммерческих целях.
Контакты  
 
Главная E-mail 0+
 

ISSN 2410-9908 Регистрация СМИ в Роскомнадзоре Эл № ФС77-57355 от 24 марта 2014 г. © ИМАШ УрО РАН 2014-2024, www.imach.uran.ru