DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.261218.31.444

Мультифрактальний підхід до оцінювання перлітної структури

V. N. Volchuk

Анотація


Вступ. Сталі з перлітною структурою характеризуються хорошими пластичними властивостями в поєднанні з характеристиками міцності, тому мають широкий спектр застосування. Завдяки невисокому вмісту легуючих елементів вони являють собой перспективний матеріал для використання в різних галузях промисловості і з економічної точки зору. Для аналізу структури пластинчастого перліту різної дисперсності пропонується застосувати мультифрактальний аналіз, який використовують для опису неоднорідних об'єктів. Матеріали та методика. Досліджувалася бальна шкала від 1 до 10 для пластинчастого перліту згідно з ГОСТ 8233 шляхом обчислення спектра статистичних розмірностей. Результати експерименту. Чисельні значення розмірностей складових пластинчастого перліту - цементиту D100 та фериту D100 зменшувалися при зростанні міжпластинчатої відстані від 0,2 мкм (бал 1) до 2 мкм і більше (бал 10). Висновки. Оцінки розмірностей пластинчастого перліту різної дисперсності можна використовувати поряд з його баловою оцінкою для прогнозу якості металу на підставі аналізу його структури.


Ключові слова


структура; перліт; мультифрактал; розмірність; бальна шкала; сталь

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Mandelbrot B.B. The Fractal Geometry of Nature. New-York, San Francisco : Freeman, 1982, 480 p.

Bolshakov V.I., Volchuk V.M. and Dubrov Yu.I. Fraktal'nyy podkhod pri identifikatsii slozhnykh sistem [Fractal approach to the identification of complex systems]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy [Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine]. Kyiv, 2017, no. 6, pp. 46-50. Available at: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.06.00 (in Russian).

Bolshakov V. I., Volchuk V. M. and Dubrov Yu. I. Regularization of One Conditionally Ill-Posed Problem of Extractive Metallurgy. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 2018, vol. 40, no. 9, pр. 1165-1171.

Bolshakov V. I., Volchuk V. M. and Dubrov Yu. I. Topologicheskiye i fraktal'nyye invarianty struktury dlya otsenki kachestva metalla [Topological and fractal invariants of a structure to assess the quality of a metal]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy [Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2017, no. 4, pp. 42-48. (in Russian).

Bolshakov V. I., Volchuk V. M. and Dubrov Yu. I. Osnovy organizatsii fraktal'nogo modelirovaniya [Fundamentals of fractal modeling]. Kiev: Akademperiodika, 2017, 170 p. (in Russian).

Volchuk V.M. K primeneniyu fraktal'nogo formalizma pri ranzhirovanii kriteriyev kachestva mnogoparametricheskikh tekhnologiy [On the Application of Fractal Formalism for Ranging Criteria of Quality of Multiparametric Technologies ]. Metallofizika I noveyshiye tekhnologii [Metal Physics and Advanced Technologies]. 2017, vol. 39, no 3, рp. 949−957. (in Russian).

Bol’shakov V., Volchuk V. and Dubrov Yu. Fractals and properties of materials. Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2016, 140 p. Available at: https://www.lap-publishing.com/catalog/details/store/tr/book/978-3-330-01812-9/fractals-and-properties-of-materials?search=Fractals

Bol’shakov V., Volchuk V. and Dubrov Yu. Puti primeneniya teorii fraktalov [Ways of applying the theory of fractals]. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2016, 146 p. Available at: https://www.palmarium-publishing.ru/extern/listprojects. (in Russian).

Dubrov Yu., Bolshakov V. and Volchuk V. Puti identifikatsii periodicheskikh mnogokriterial'nykh tekhnologiy [Road periodic identification of multi-criteria Technology]. Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2015, 236 p. (in Russian).

Zhuravel' I. M. and Svirs'ka, L. M. Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions. Materials Science, 2015, vol. 46, no 3, рp. 418-420.

Bol’shakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Razrabotka i issledovaniye metoda opredeleniya mekhanicheskikh svoystv metalla na osnove analiza fraktal'noy razmernosti yego mikrostruktury [Development and study of the method for determining the mechanical properties of a metal based on an analysis of the fractal dimension of its microstructure]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2004, no. 1, pp. 43–54. (in Russian).

Bol'shakov Vad.I., Bolshakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Chastkova kompensatsiya nepovnoty formalʹnoyi aksiomatyky pry identyfikatsiyi struktury metalu [The partial compensation of incompleteness of formal axiomatics in the identification of the metal structure]. Visnyk akademiyi nauk Ukrayiny [Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2014, no. 12, pp. 45−48. (in Ukrainian).

Volchuk V., Klymenko I., Kroviakov S., Orešković M. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism. Tehnički glasnik - Technical Journal. 2018, vol. 12, no. 2, рр. 93-97. Available at: https://doi.org/10.31803/tg-20180302115027

Bolshakov V.I. and Volchuk V.N. Materialovedcheskiye aspekty primeneniya veyvletno-mul'tifraktal'nogo podkhoda dlya otsenki struktury i svoystv malouglerodistoy stali [Material science aspects of the use of wavelet and multifractal approach for assessing of the structure and properties of low-carbon steel]. Metallofizika i noveyshiye tekhnologii [Metal Physics and Advanced Technologies]. 2011, vol. 33, no. 3, рp. 347−360. (in Russian).

Bolshakov V. I., Volchuk V. N. and Dubrov Yu. I. Osobennosti primeneniya mul'tifraktal'nogo formalizma v materialovedenii [Features of the multifractal formalism in materials]. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy [Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2008, no. 11, pp. 99-107. (in Russian).

Volchuk V.N. K voprosu o primenenii teorii mul'tifraktalov dlya otsenki mekhanicheskikh svoystv metalla [On the application of the theory of multifractals for the evaluation of the mechanical properties of a metal]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2014, no. 3, pp. 12–19. (in Russian).

Bolshakov V.I. and Volchuk V.N. Issledovaniye mikrostrukturnoy odnorodnosti stali U8 s primeneniyem mul'tifraktal'nogo analiza [Investigation of the microstructural uniformity of U8 steel with the use of multifractal analysis]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov [Metall Science and Heat Treatment of Metals]. 2010, no. 4, pp. 31–38. (in Russian).

Bol’shakov V.I., Volchuk V.N. and Dubrov Yu.I. Fraktaly v materialovedenii [Fractals in materials]. Dnipropetrovsk : PSACEA, 2005, 253 p. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Mandelbrot B. B. The Fractal Geometry of Nature : monograph / B. B. Mandelbro. – New-York, San Francisco : W. H. Freeman, 1982. – 480 p. – Режим доступа : http://www.amazon.com/Fractal-Geometry-Nature-Benoit-Mandelbrot/dp/0716711869. - Проверено: 30.05.2019.
  2. Большаков В. И. Фрактальный подход при идентификации сложных систем / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Доповіді Національної академії наук України. - 2017. - № 6. - С. 46-50.
  3. Bolshakov V. I. Regularization of One Conditionally III-Posed Problem of Extractive Metallurgy / V. I. Bolshakov, V. M. Volchuk, Yu. I. Dubrov // Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. - 2018. - Vol. 40. - № 9. - Pр. 1165-1171. - Режим доступа: https://DOI: 10.15407/mfint.40.09.1165. - Проверено: 30.05.2019.
  4. Большаков В. И. Топологические и фрактальные инварианты структуры для оценки качества металла / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Доповіді Національної академії наук України. – 2017. – № 4. – С. 42–48. – Режим доступа: http://dopovidi-nanu.org.ua/ru/archive/2017/4. – Проверено: 30.05.2019.
  5. Большаков В. И. Основы организации фрактального моделирования : [монография] / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров ; ГВУЗ "Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры". - Киев : Академпериодика, 2017. – 170 с.
  6. Волчук В. Н. К применению фрактального формализма при ранжировании критериев качества многопараметрических технологий  / В. Н. Волчук // Металлофизика и новейшие технологии. - 2017. - Т. 39. - № 7. - С. 949-957. - Режим доступа: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i07/0949.html. - Проверено: 30.05.2019.
  7. Bol’shakov V. Fractals and properties of materials : monograph / V. Bol’shakov, V. Volchuk, Yu. Dubrov. - Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2016. - 140 p. – Режим доступа: https://www.lap-publishing.com/catalog/details/store/tr/book/978-3-330-01812-9/fractals-and-properties-of-materials?search=Fractals. - Проверено: 30.05.2019.
  8. Большаков В. Пути применения теории фракталов : монография / В. Большаков, В. Волчук, Ю. Дубров. – Saarbrücken : Palmarium Academic Publishing, 2016. – 156 с. – Режим доступа: https://www.morebooks.de/store/gb/book/%D0%9F%D1%83%D1%82%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B8-%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2/isbn/978-3-659-72264-6. – Проверено: 30.05.2019.
  9. Дубров Ю. Пути идентификации периодических многокритериальных технологий на примере технологии производства прокатных валков : монография / Юрий Дубров, Владимир Большаков, Владимир Волчук. – Saarbrücken : Palmarium Academic Publishing, 2015. - 236 с.

10. Zhuravel' I. M. Measurement of the mean grain size in a metal by using fractal dimensions / I. M. Zhuravel', L. M. Svirs'ka // Materials Science. - 2010. – Vol. 46. - Iss. 3. - Pр. 418–420.

11. Большаков В. И. Разработка и исследование метода определения механических свойств металла на основе анализа фрактальной размерности его микроструктуры / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Металознавство та термічна обробка металів. – 2004. – № 1. – С. 43–54.

12. Часткова компенсація неповноти формальної аксіоматики при ідентифікації структури металу / Вад. І. Большаков, В. І. Большаков, В. М. Волчук, Ю. І. Дубров // Вісник Національної академії наук України. − 2014. − № 12. − С. 45−48. – Режим доступу: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/73434. – Перевірено: 30.05.2019.

13. Method of material quality estimation with usage of multifractal formalism / Volodymyr Volchuk, Ievgenii Klymenko, Sergii Kroviakov, Matija Orešković // Tehnički glasnik / Technical Journal. - 2018. - Vol. 12. - № 2. - P. 93-97. – Режим доступа: https://hrcak.srce.hr/202359. - Проверено: 30.05.2019.

14. Большаков В. И. Материаловедческие аспекты применения вейвлетно-мультифрактального подхода для оценки структуры и свойств малоуглеродистой низколегированной стали / В. И. Большаков, В. Н. Волчук // Металлофизика и новейшие технологии. - 2011. - Т. 33. - Вып. 3. - С. 347–360.

15. Большаков В. И. Особенности применения мультифрактального формализма в материаловедении / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров // Доповіді Національної академії наук України. - 2008. - № 11. - С. 99-107. – Режим доступа: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6255. - Проверено: 30.05.2019.

16. Волчук В. Н. К вопросу о применении теории мультифракталов для оценки механических свойств металла / В. Н. Волчук // Металознавство та термічна обробка металів. – 2014. - № 3. – С. 12–19. - Режим доступа: http://mtom.pgasa.dp.ua/article/view/12-19. – Проверено: 30.05.2019.

17. Большаков В. И. Исследование микроструктурной однородности стали У8 с применением мультифрактального анализа / В. И. Большаков, В. Н. Волчук // Металознавство та термічна обробка металів. – 2010. - № 4. - С. 31–38.

18. Большаков В. И. Фракталы в материаловедении : учебник / В. И. Большаков, В. Н. Волчук, Ю. И. Дубров. -Днепропетровск : ПГАСА, 2006. – 253 с.