Применение результатов вейвлетно-мультифрактального анализа структуры металла для прогноза его качества

Abstract

RU: Постановка проблемы. На сегодняшний день реализовать детерминированный метод оценки механических свойств, основанный на анализе причинно-следственных связей, не представляется возможным, поскольку на них оказывает значительное влияние большое число переменных, сильно взаимосвязанных между собой, часть из которых изменяется в широком диапазоне непредсказуемым образом. Особенно остро эта задача стоит при оценке механических характеристик металлических конструкций и изделий ответственного назначения в процессе их эксплуатации: труб нефтепроводов, каркасов жилых зданий и т. д. В этих случаях проведение механических испытаний представляется задачей не всегда технически осуществимой, а из множества экспресс-методов неразрушающего контроля на практике чаще всего применяют вербальный или полуколичественный (балловая оценка). Сложность заключается в том, что под воздействием различных факторов: температуры, агрессивных сред и т. д., структурные превращения протекают вдали от термодинамического равновесия, вследствие чего часто получают смешанные типы структуры, в том числе и видманштеттовые. Использование классических методов металлографии не всегда позволяет проводить количественную оценку подобных структур с той точностью, которая может понадобиться в практических целях. В этой связи значительный интерес представляет поиск новых подходов для оценки структуры металла с целью прогноза его механических свойств. Цель работы. Получить информацию о возможности применения методов вейвлетно-мультифрактального анализа для оценки механических свойств металла. Вывод. Установлена чувствительность между прочностными свойствами и однородностью, регулярностью элементов структуры перлитно-бейнитной группы, а также между вязкими свойствами и однородностью, регулярностью элементов ферритной группы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что реализация разработанного метода позволяет при минимально возможных затратах на натурные испытания обеспечивать необходимую в практических целях точность

UK: Постановка проблеми. На сьогоднішній день реалізувати детермінований метод оцінки механічних властивостей, заснований на аналізі причинно-наслідкових зв'язків, не уявляється можливим, оскільки на них значно впливає велике число змінних, сильно взаємозалежних між собою, частина з яких змінюється в широкому діапазоні непередбаченим чином. Особливо гостро це завдання стоїть у випадку оцінювання механічних характеристик металевих конструкцій і виробів відповідального призначення в процесі їх експлуатації: труб нафтопроводів, каркасів житлових будинків тощо. У цих випадках проведення механічних випробувань стає завданням не завжди технічно здійсненним, а з безлічі експрес-методів неруйнівного контролю на практиці найчастіше застосовують вербальний або напівкількісний (балова оцінка). Складність полягає в тому, що за впливу різних факторів: температури, агресивних середовищ і т. д., структурні перетворення відбуваються віддаліу від термодинамічної рівноваги, внаслідок чого часто отримують змішані типи структури, у тому числі і відманштеттові. Застосування класичних методів металографії не завжди дозволяє проводити кількісну оцінку подібних структур із тією точністю, що може знадобитися на практиці. У цьому зв'язку значний інтерес становить пошук нових підходів до оцінювання структури металу з метою прогнозу його механічних властивостей. Мета роботи. Отримати інформацію про можливості застосування методів вейвлетно-мультифрактального аналізу для оцінки механічних властивостей металу. Висновок. Установлено чутливість між показниками міцності та однорідністю, регулярністю елементів структури перлітно-бейнітної групи, а також між в’язкими властивостями й однорідністю, регулярністю елементів феритної групи. Отримані результати свідчать про те, що реалізація розробленого методу дозволяє при мінімально можливих витратах на натурні випробування забезпечувати необхідну на практиці цілях точність

EN: Problem statement. At present , to implement a deterministic method of assessment of the mechanical features is not possible based on the analysis of causalit links, because they are influenced with a large number of variables that are highly correlated with each other, and some part of them are changing in a wide range of unpredictable ways.

Especially, this problem is in assessing the mechanical properties of metal constructions and products of special purpose in the process of their expluatation: oil pipes, carcasses of residential buildings, etc. In these cases, mechanical testing is the problem is not always technically feasible, and out of variety of express methods of non-destructive control are used often in practice in verbal or semiquantitative. The difficulty is that under the impact of various factors: temperature, corrosive environments, etc., structural changes occur far from thermodynamic equilibrium, and as result the mixed structures are got, including widmanshtatten structure. Use of classical methods of metallography is not always possible to quantify such structures with the precision that may be necessary for practical purposes. In this regard, considerable interest is the search for new approaches to assess the metal structure with a purpose of prognosis of its mechanical properties.

Purpose. To obtain information about the possible application of wavelet-multifractal analysis to assess the mechanical properties of metal.

Conclusion. Sensitiveness between strength properties and uniformity is set with regularity of structure elements of bainite-perlite group, and also between the viscous properties and uniformity, a regularity of element of the ferrite group. The results suggest that the realization of this method allows in the minimal and possible cost for the real tests to provide the necessary accuracy for practical purposes