Пластическая деформация титанового сплава ВТ6 в сложном напряженном состоянии при высокоскоростном растяжении

В.В. Скрипняк, К.В. Иохим, Е.Г. Скрипняк, В.А. Скрипняк показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 01 марта 2021; Исправлена: 26 апреля 2021; Принята: 15 мая 2021
Цитирование: В.В. Скрипняк, К.В. Иохим, Е.Г. Скрипняк, В.А. Скрипняк. Пластическая деформация титанового сплава ВТ6 в сложном напряженном состоянии при высокоскоростном растяжении. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.267-272
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-267-272

Аннотация

The results of experiments on tension of the Ti-6Al-4V alloy in the range of strain rates from 0.1 to 1000 1 / s under uniaxial and complex stress states are presented.
It was found that Ti-6Al-4V alloy exhibits a transition in fracture behavior from ductile to brittle at the stress state triaxiality parameter range from 0.44 to 0.497.В статье представлены результаты исследования механического поведения титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V или Ti Grade 5) в диапазоне скоростей деформации от 0.1 до 103 с−1. Испытания на растяжение проводились на плоских сглаженных образцах и образцах с надрезом на сервогидравлической испытательной машине Instron VHS 40/50-20. Скоростная видеорегистрация проводилась камерой Phantom 711 Camera. Поля деформаций на измерительной площади образца исследовались методом корреляции цифровых изображений (DIC). Анализ полей деформаций в рабочей части образцов ВТ6 в условиях одноосного высокоскоростного растяжения выявил наличие стационарных полос локализованного сдвига на начальных стадиях деформационного упрочнения. Эволюция полей деформации в исследуемом режиме нагружения указывает на то, что в полосах локализации происходит существенно большая пластическая деформация по сравнению с усредненными значениями в рабочей части образцов. Установлено, что величина деформации до разрушения в зоне локализации деформации сплава ВТ6 увеличивается с ростом скорости деформации в исследуемых условиях нагружения. Разрушение сплава происходит за счет образования трещин в полосах локализации, ориентированных вдоль поверхности действия максимальных сдвиговых напряжений. Полученные результаты подтверждают вязкий характер разрушения ВТ6 при скоростях деформации от 0.1 до 103 с−1, при значениях параметра трехосности напряженного состояния 0.33 < η < 0.44 и начальной температуре 295 К. При этом ВТ6 проявляет тенденцию к охрупчиванию с увеличением параметра трехосного напряжения до 0.497 при тех же условиях нагружения.

Ссылки (19)

1. M. Peters, C. Leyens. Titanium and Titanium Alloys. Weinheim, Wiley-VCH (2003) 513 p.
2. T. B. Britton, F. P. E. Dunne, A. J. Wilkinson. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Science. 471 (2178), 20140881 (2015). Crossref
3. Z. Xu, X. He, H. Hu, P. Tan, Y. Liu, F. Huang. Int. J. Impact Eng. 130, 281 (2019). Crossref
4. Y. Ren, S. Zhou, W. Luo, Z. Xue, Y. Zhang. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 322, 022022 (2018). Crossref
5. R. Ya. Lutfullin, A. A. Kruglov, R. V. Safiullin, M. K. Mukhametrahimov, O. A. Rudenko. Materials Science and Engineering A. 503, 52 (2009). Crossref
6. R. Y. Lutfullin, M. K. Mukhametrakhimov. Met. Sci. Heat. Treat. 48, 54 (2006). Crossref
7. Y. Long, W. Zhang, L. Peng, H. Peng, X. Li, X. Huang. Metall. Mater. Trans. A. 51, 4765 (2020). Crossref
8. S. Roy, S. Suwas. J. Alloys Compd. 548, 110 (2013). Crossref
9. V. V. Skripnyak, E. G. Skripnyak, V. A. Skripnyak. Metals. 10 (3), 305 (2020). Crossref
10. V. A. Skripnyak, V. V. Skripnyak, E. G. Skripnyak, N. V. Skripnyak. Int. J. Mech. Mater. Design. 16, 215 (2020). Crossref
11. Yu. P. Sharkeev, V. P. Vavilov, O. A. Belyavskaya, V. A. Skripnyak, D. A. Nesteruk, A. A. Kozulin, V. M. Kim. J. Nondestr. Eval. 35, 42 (2016). Crossref
12. Yu. P. Sharkeev, V. P. Vavilov, V. A. Skripnyak, V. A. Klimenov, O. A. Belyavskaya, D. A. Nesteruk, A. A. Kozulin, A. I. Tolmachev. Russ. J. Nondest. 47 (10), 701 (2011). Crossref
13. J. Huang, Y. Guo, D. Qin, Z. Zhou, D. Li, Y. Li. Theor. Appl. Fract. Mech. 97, 48 (2018). Crossref
14. C. M. Cepeda-Jiménez, F. Carreño, O. A. Ruano, A. A. Sarkeeva, A. A. Kruglov, R. Lutfullin. Mater. Sci. Eng. A. 563, 28 (2013). Crossref
15. S. Nemat-Nasser, W. G. Guo, V. F. Nesterenko, S. S. Indrakanti, Y. B. Gu. Mech Mater. 33, 425 (2001). Crossref
16. J. Blaber, B. Adair, A. Antoniou. Ncorr. Exp. Mech. 55, 1105 (2015). Crossref
17. Y. Bai, T. Wierzbicki. Int. J. Plast. 24, 1071 (2008). Crossref
18. Y. Bai, T. Wierzbicki. J. Eng. Mater. Technol. 131, 021002 (2009). Crossref
19. H. Hu, Z. Xu, W. Dou, F. Huang. Int. J. Impact Eng. 145, 103689 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Russian Science Foundation - 20-79-00102.