Автомодельные закономерности разрушения металлов при гигацикловом нагружении

М.В. Банников, В.А. Оборин, О.Б. Наймарк показать трудоустройства и электронную почту
Получена 03 июня 2015; Принята 10 ноября 2015;
Цитирование: М.В. Банников, В.А. Оборин, О.Б. Наймарк. Автомодельные закономерности разрушения металлов при гигацикловом нагружении. Письма о материалах. 2015. Т.5. №4. С.448-453
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2015-4-448-453
Закономерности разрушения перспективных материалов авиационного моторостроения (сплав алюминия АМг6, технический титан марки Grade-4 и титановый сплав ВТ-6) исследуются в условиях много- и гигацикловой усталости, в том числе, с учетом влияния предварительного динамического нагружения на усталостную долговечность. Приведены теоретические представления о кинетике роста усталостной трещины в гигацикловом режиме нагружения на основе неполной автомодельности. Образцы из титана марки Grade-4 исследовались в трех состояниях: в исходном (средний размер зерна 25мкм) и двух субмикрокристаллических (средний размер зерна 150-200 нм) (УМЗ-1) и (УМЗ-2), полученных методом равноканального углового прессования в различных условиях. Образцы подвергались усталостным испытаниям на резонансной усталостной машине Shimadzu USF-2000 в режиме гигацикловой усталости и сервогидравлической испытательной машине Biss bi-00-100 в режиме многоцикловой усталости. Предварительное деформирование сплава АМг6 осуществлялось на разрезном стержне Гопкинсона - Кольского. Установлено увеличение усталостной прочности титановых сплавов с уменьшением размеров зерен и значительное уменьшение усталостной прочности при гигацикловой усталости для предварительно деформированных образцов сплава алюминия. Стадии зарождения и распространения усталостной трещины в режимах много- и гигацикловой усталости анализировались по данным количественной профилометрии поверхностей разрушения. Описание характерных стадий перехода от дисперсного к макроскопическому разрушению, включая зарождение и развитие трещин, является основой для оценки временного ресурса изделий в условиях усталости. Установлена масштабная инвариантность рельефа поверхности разрушения, которая позволила предложить объяснение автомодельного характера роста трещины в условиях много- и гигацикловой усталости.