Entropy Assessment of the Quality and Resource of the Steel Structure Functional Properties

Abstract

При проведении металлографического анализа возникают трудности в инвариантном воспроизведении его структуры, поскольку для одного и того же металла наблюдаются различные изображения, что создает неопределенность в идентификации структуры. В статье представлены информационные параметры энтропийной модели, полученные в результате мультифрактальной параметризации термообработанной стали 60С2А.Получены оценки качества структуры и ресурса функциональных свойств стали, установлен режим термообработки, обеспечивающий оптимальную структуру стали 60С2А. Управляющие параметры режима термообработки: различный состав и температура закалочной среды, температура отпуска.Выделяются три группы структурных состояний термообработанной стали по «норме хаотичности» поведения активных элементов структуры по отношению к равновесному состоянию стали:– значительный рост энтропии Ht = 17 при незначительной величине параметра порядка KS = 0,02…0,04; запас информационной памяти 30..32 %;– незначительное изменение энтропии Ht = 15,5…15,8; параметр порядка KS = 0,05…0,13; запас информационной памяти 16..21 %;– снижение энтропии Ht = 12,6…13,6 при неизменном параметре порядка KS = 0,04; запас информационной памяти 4…7 %.Наблюдается экстремальный характер изменения энтропии в зависимости от величины концентрации водного раствора ПЗЖ закалочной среды. Экстремальный характер изменения энтропии возникает в интервале 6…11 % ПЗЖ в результате смены типа самоорганизации – перехода от термодинамического при содержании 0…6 % ПЗЖ к динамическому при содержании 11…12 % ПЗЖ. В интервале 0…11 % ПЗЖ величина параметра порядка практически неизменна, в то же время происходят заметные изменения энтропии.Результаты исследования энтропийной модели структуры термообработанной стали 60С2А позволяют сделать вывод о возможности создания классификационной таблицы структурных состояний стали на основе информационной энтропии и параметра порядка, оценки запаса информационной памяти качества функциональных свойств структуры для прогнозирования надежности эксплуатации.