Доктор технических наук, профессор кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика» (НМиМ) ТГУ.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14
Dr. Sci. (Eng.), Prof., Department of nanotechnologies, materials science and mechanics (NMSM) TSU.
445020, Togliatti, Belorusskaya str., 14
Доктор физико-математических наук, проф., директор Научно-исследовательского института физики перспективных материалов Уфимского государственного авиационного технического университета (НИИ ФПМ УГАТУ).
450008, Уфа, ул. К. Маркса, 12
Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Head of the Research Institute of Physics of Advanced Materials, USATU.
450008, Ufa, K. Marx str., 12
Доктор технических наук, руководитель отдела объемных наноструктурированных титановых сплавов НИИ ФПМ УГАТУ.
450008, Уфа, ул. К. Маркса, 12
Dr. Sci. (Eng.), Head of the Bulk nanostructured titanium alloys group, Research institute of physics of advanced materials, UGATU.
450008, Ufa, K. Marx str., 12
Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры НМиМ ТГУ.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14
Dr. Sci. (Eng.), Associate prof., Department of NMSM, TSU.
445020, Togliatti, Belorusskaya str., 14
Научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий ТГУ.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14
Research officer, Research institute of progressive technologies, TSU.
445020, Togliatti, Belorusskaya str., 14
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий ТГУ.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14
Cand. Sci. (Phys.-Math.), Research officer, Research institute of progressive technologies, TSU.
445020, Togliatti, Belorusskaya str., 14
Лаборант-исследователь НИИ прогрессивных технологий ТГУ.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14
Laboratory assistant, Research institute of progressive technologies, TSU.
445020, Togliatti, Belorusskaya str., 14
Исследованы кинетика и механизм усталостного разрушения титанового сплава ВТ6 (состава, мас.%: 5,95 V, 5,01 Al и 89,05 Ti) в исходном (горячекатаном) крупнозернистом (КЗ) состоянии и после равноканального углового прессования (РКУП) в ультрамелкозернистом (УМЗ) состоянии. Для проведения РКУП использовались заготовки из указанного сплава диаметром 20 мм и длиной 100 мм, предварительно подверженные гомогенизационному отжигу. Затем проводились закалка в воде от температуры 960 °С с выдержкой 1 ч, отпуск при 675 °С в течение 4 ч и РКУП при 650 °С (маршрут Вс, ф = 120°, число проходов n = 6). Исследована тонкая структура сплава после РКУП методом просвечивающей электронной микроскопии при ускоряющем напряжении 200 кВ. Для определения твердости сплава использовался твердомер Time Group ТН 300. Испытания на статическое растяжение проводились на круглых образцах диаметром 5 мм. Использовалась универсальная испытательная машина Tinius Olsen Н50КТ. Скорость растяжения составляла 5 мм/мин. Усталостные испытания осуществлялись на призматических образцах толщиной 10 мм при 20 °С по схеме трехточечного изгиба на установке Instron 8802. Показано, что при одних и тех же условиях нагружения долговечность образцов (количество циклов до разрушения) из сплава в исходном КЗ-состоянии выше, чем в УМЗ. Количество циклов до зарождения усталостной трещины, независимо от состояния сплава, было на уровне 19—23 % от общей долговечности образцов. Прямолинейный участок на кинетических диаграммах усталостного разрушения сплава аппроксимируется уравнением Пэриса. Выявлено, что скорость распространения усталостной трещины в сплаве с УМЗ-структурой несколько выше, чем в сплаве с КЗ-структурой. Микрорельеф усталостных изломов сплава ВТ6 как в КЗ, так и в УМЗ-состоянии можно характеризовать как чешуйчатый с усталостными бороздками на поверхности чешуек. В очаге разрушения образцов с УМЗ-структурой можно наблюдать малорельефную область длиной 4—6 мкм. Микрорельеф зоны долома, независимо от состояния сплава, ямочный.
The kinetics and mechanism of fatigue fracture of VT6 titanium alloy (composition, wt.%: 5,95 V, 5,01 Al, 89,05 Ti) in the initial (hot-rolled) coarse-grained state and after equal channel angular pressing (ECAP) in the ultrafine-grained state were studied. Blanks used for ECAP were made of the specified alloy 20 mm in diameter and 100 mm in length previously subjected to homogenization annealing. Then, quenching was carried out in water from 960 °C (1 hour), tempering at 675 °C for 4 hours, ECAP at 650 °C (Вс route, ф = 120°, n = 6 passes). The fine structure of the alloy after ECAP was studied using transmission electron microscopy at accelerating voltage 200 kV. The Time Group TH 300 hardness tester was used to determine alloy hardness. Static tension of round samples with a diameter of 5 mm was carried out on the Tinius Olsen H50KT universal test machine. Tension speed was 5 mm/min. Fatigue tests of 10 mm thick prismatic samples were carried out at 20 °C using the three-point bending test at the Instron 8802 unit. It was shown that under the same loading conditions, sample durability (the number of cycles before failure) from the alloy in the initial coarse-grained state is slightly higher than in the ultrafine-grained state. The number of cycles before fatigue crack formation, regardless of the alloy state, is at the level of 19—23 % of the total durability of samples. The straight section in kinetic diagrams of alloy fatigue fracture is approximated by the Paris equation. It was found that the rate of fatigue crack propagation in an alloy with an ultrafine-grained structure is somewhat higher than in an alloy with a coarse-grained structure. The microrelief of VT6 alloy fatigue fractures both in coarse-grained and ultrafine-grained state can be characterized as «scaly» with fatigue grooves on the surface of flakes. The region of fracture of the alloy with the ultrafine-grained structure contain a low-relief area 4—6 pm in length. The break, irrespective of the alloy state, has a pit microrelief.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.