Товсті листи мають широкий спектр застосування. Вони можуть
утворювати як перерізи несучих елементів конструкцій так і щільно-міцні
оболонки, що застосовуються для зберігання, перевантаження, транспортування
та переробки рідких, газоподібних і сипучих речовин. Стосовно будівництва,
товстолистовий металопрокат, в основному, застосовується при виробництві
зварних конструкцій каркасів будівель і споруд. При цьому слід зазначити, що
діюча на теперішній час нормативна документація передбачає при проектуванні
зварних металевих конструкціях застосування металопрокату однакової
товщини по перерізу елементів конструкцій. Однак, аналіз розподілу
зовнішнього навантаження по перерізу конструкцій показує, що у деяких
випадках слід застосувати при виробництві конструкцій листи різної товщини.
У якості матеріалу для дослідження було обрано низько вуглецеву
мікролеговану сталь 10Г2ФБ в товщинах: 16, 20, 30, 40, 50, 70, 100 мм.
Згідно поставленої мети, в роботі досліджувалися властивості, які б
характеризували кінетику руйнування в об’ємі матеріалу, тобто спроможність
матеріалу чинити опір зародженню та розповсюдженню тріщин. У якості
експериментальних методик було застосовано: статичні механічні випробування
(випробування на розтяг) і динамічні механічні випробування (випробування на
ударний вигін).
Дослідження морфології структурних складових та поверхонь зламів
здійснювали послідовно: 1-й етап: дослідження зразків при малих збільшеннях
(металографічний аналіз); 2-й етап: дослідження зразків при середніх та
порівняно високих збільшеннях (растрова електрона мікроскопія); 3-й етап:
дослідження поверхонь руйнування (растрова електрона мікроскопія).
Мікроструктурний аналіз показав, що мікроструктурними складовими усіх
досліджуваних систем є ферит та перліт. Сталь товщиною 16 мм має феритоперлітну структуру у співвідношенні 70% - 30% відповідно. Зі збільшенням
товщини збільшується відсотковий вміст феритної складової з одночасним
зменшенням відсотку перліту. Для сталі товщиною 100 мм мікроструктура
складається з 80 % фериту та 20 % перліту. Ферит формується у виді зерен
поліедричної форми, а перлітні колонії розташовано у лікваційних полосах.
Дослідження тонкої структури показали, що для всіх товщин
металопрокату зерна феритної фази мають правильну поліедричну форму.
Зародки нових фаз з'являються найчастіше на поверхні зерен аустеніту й
включень. Надалі відбувається поступовий ріст цементиту й фериту у вигляді
приблизно рівноосних утворень. У деякий момент на границях зерен виникають
зародки цементиту, які ростуть у вигляді пластин у середину зерна. Таким чином,
позмінна перекристалізація цементиту й фериту поширюється уздовж границь.
З'являються колонії перліту, ріст яких триває до їхнього взаємного зіткнення.
