Selecting the thermo-cyclic treatment’s optimum parameters based analysis of fractal surfaces indicators

Authors

  • V. Yu. Ivashchenko State higher educational establishment "Priazovskyi state technical university", Mariupol, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.29.2014.39222

Keywords:

thermo-cyclic treatment (TCT), steel, surface fracture, fractal indicators, mechanical properties

Abstract

Optimization of complex modes of heat treatments, in which control the properties of processed steel occurs by varying the large number of parameters, is quite time-consuming process. The influence of thermal processes on the formation of the metal structure manifested at the level of micro- and meso-sizes, which are realized qualitatively different mechanisms of destruction. Method of multi-factual description of the fracture’s surfaces, which was got after tests of mechanical properties, was used for the choice of the optimum thermo-cyclic mode with the variable temperatures Tmax and Tmin in cycles in this work. It vas founded the number of TCT-mode’s cycles and order changing Tmax affect the processes of dislocation motion and the formation of micro-voids in the metal. This work shows the relationship between these processes and fractal indices. Fractal indices of micro levels correlate to the dislocation density of the structure, and the meso-level indices - to the percentage reduction of area at fracture. It was proved that the analysis of the topography of the fracture’s surfaces using fractal indices to determine the optimal combination of processing parameters required to obtain the best mechanical properties. The new TCT-modes with variable temperature settings can be seen as reinforcing thermal technology that promotes self-organization phase-structural state of steels because it is able to generate an effective barrier to the movement of dislocations and cracks promotion

Author Biography

V. Yu. Ivashchenko, State higher educational establishment "Priazovskyi state technical university", Mariupol

Кандидат технічних наук, доцент

References

Синергетика и фракталы в материаловедении / В.С. Иванова и др. – М. : Наука, 1994. – 383 с.

Большаков В.И. Причины, приведшие к возникновению теории фракталов и осо-бенности ее применения в материаловедении / В.И. Большаков, Ю.И. Дубов, А.Е. Бардах // Стародубовские чтения. – 2002. – С. 43-52.

Бунин И.Ж. Мультифракталы в оценке диссипативных свойств металлических ма-териалов / И.Ж. Бунин, А.Г. Колмаков, Г.В. Встовский // Металлы. – 1998. – №1. – С. 103-106.

Vstovsky G.V. Multifractal parametrization of structures in material science / G.V. Vstovsky, I.J. Bunin // J. Advanc. Mater. – 1994. – V.1. – №3. – P. 230.

Бобро Ю.Г. Определение фрактальности поверхностей разрушения по данным РЭМ-стереоизмерений / Ю.Г. Бобро, В.Н. Мельник, А.В. Шостак, В.У. Волошин // Металлы. – 1999. – №3. – С. 109-113.

Трефилов В.И. Фрактальная размерность поверхности изломов / В.И. Трефилов, В.В. Картузов, Н.В. Минаков // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2001. – № 3. – С.10-13.

Іващенко В.Ю. Влияние термоциклической обработки на свойства валковой стали 50ХН / В.Ю. Іващенко // Захист металургійних машин від поломок : Міжвуз. темат. зб. наук. пр. / ПДТУ. – Маріуполь, 2000. – Вип. 5. – С. 257-261.

Иващенко В.Ю. Влияние ТЦО с переменными параметрами на состояние субструк-туры и свойства валковой стали 50ХН / В.Ю. Иващенко, Ф.К.Ткаченко // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2004. – №2. – С.16-18.

Федюкин В.К. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин / В.К. Федюкин, М.Е. Смагоринский. – Л. : Машиностроение, 1989. – 255 с.

How to Cite

Ivashchenko, V. Y. (2015). Selecting the thermo-cyclic treatment’s optimum parameters based analysis of fractal surfaces indicators. Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Sciences, (29), 85–90. https://doi.org/10.31498/2225-6733.29.2014.39222