Усталость титановых сплавов

УСТАЛОСТЬ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ [c.206]

Для каждой температуры испытания на усталость титанового сплава ВТ9, как и для жаропрочных сплавов, имеется оптимальная степень деформационного упрочнения, которая обеспечивает сплаву максимальную усталостную прочность. Степень повышения усталостной прочности при этом зависит также от базы испытаний, уровня циклических напряжений и продолжительности их воздействия на сплав в данных температурных условиях. С увеличением базы испытания эффект деформационного упрочнения возрастает. [c.208]

Случаи коррозионно-механического разрушения титановых сплавов в морской воде и нейтральных подкисленных растворах наблюдали и другие авторы 1138, 139], хотя в некоторых работах высказано мнение, что коррозионная среда не снижает сопротивления усталости титановых сплавов. [c.71]

Из рис. 64 ВИДНО, что имеется определенное рассеивание точек, соответствующих отдельным определениям. В отличие от более ранних сведений [100, 117] нет существенных различий между отечественными и зарубежными данными. Характерно, что так же, как и у сталей, предел усталости титановых сплавов a i составляет (0,4- 0,6) [c.137]

Рис. 66. Зависимость предела усталости титановых сплавов при испытании надрезанных образцов от их временного сопротивления

Масштабный фактор. Пределы усталости, полученные на лабораторных образцах малого диаметра, могут значительно отличаться от пределов усталости крупных натурных деталей из-за проявления так называемого масштабного фактора [97]. Влияние масштабного фактора на усталость титанового сплава ПТ-ЗВ в широком диапазоне диаметров от 12 до 180 мм изучалось И. В. Кудрявцевым и др. Материалом для исследования служили поковки диаметром 290 мм и длиной 1100—1700 мм. Из поковок длиной 1700 мм изготавливали образцы с диаметром рабочей части 180 мм. Из коротких поковок по всему сечению вырезали образцы с диаметром рабочей части 12, 20 и 40 мм, которые испытывались по 6—8 шТ. в серии на машинах ЦНИИТмаш У-12, У-20 и У-40, сим- [c.140]

Влияние состава, структуры и термической обработки на усталость титановых сплавов [c.143]

Многими исследованиями выявлены основные закономерности изменения предела усталости титановых сплавов в результате горячей пластической обработки, которая в общем случае значительно повышает усталостную прочность литого металла. Деформация в температурной обЛасти существования а + р-фаз по сравнению с деформацией в Р-области дает заметно большие значения усталостной прочности титановых сплавов. Так, для сплава типа ВТ6 ковка в р-области понизила предел усталости по сравнению с ковкой в а + Р-области на 12%, при этом высокотемпературные нагревы в Р-области снижают усталостные свойства даже в случае последующей нормальной деформации в а + Р-области [139]. Замечено существенное значение степени горячей пластической обработки чем более деформирован металл при прочих равных условиях, тем выше его усталостная прочность. При этом наибольшее возрастание предела усталости происходит при величинах деформации до 3—4-кратных. При большей деформации изменение усталостных свойств невелико. Наиболее высокие значения усталостной прочности титановых сплавов можно получить применением рациональной термомеханической обработки. [c.144]

Более детальное изучение усталости титановых сплавов при низких температурах [143] показало, что при понижении температуры ниже комнатной резко увеличивается чувствительность к концентрации напряжений, при температурах жидкого азота эффективный концентратор, как правило, близок к теоретическому. Наибольшее возрастание усталостной прочности при отрицатель- [c.158]

Влияние предела прочности и концентрации напряжений на малоцикловую усталость титановых сплавов ВТ8 и ВТ9 было исследовано [36] при повторно-статическом растяжении на установке с частотой 14 цикл/мин. Определение условного предела долговечности велось на базе 10 циклов на гладких и надрезанных (а = 4-ь6) цилиндрических образцах металл образцов [c.166]

С воздухом. Практически не повысились низкие значения усталостной прочности и после того, как шлифованные образцы были отожжены (650° С— 1,5 ч) в аргоне, в результате чего остаточные поверхностные напряжения должны практически полностью сняться. Таким образом, растягивающие поверхностные напряжения также в данном случае не являются главной причиной понижения усталостной прочности. Кстати, неоднократные специальные проверки действия поверхностных растягивающих напряжений на предел усталости титановых сплавов привели к выводу, что сами по себе растягивающие напряжения могут снизить предел усталости на гладких образцах не более чем на 10%, даже при высокой величине остаточных напряжений [21]. [c.171]

Рис. 7.28. Влияние сварки на кривую усталости титанового сплава 6A1-4V при комнатной температуре в условиях растяжения при =0,05. (а) Образцы исходного металла, отожженные в вакууме (Ь) образцы после сварки (с) образцы, соединенные диффузионной сваркой. (Данные из работы [25].)

Таким образом, существенной разницы в сопротивлении малоцикловой усталости титановых сплавов со структурой равноосной и корзиночного плетения не получено, несмотря на заметное отличие в характеристиках пластичности при кратковременном разрыве. [c.318]

Влияние подачи на сопротивление усталости титанового сплава [c.146]

Влияние износа задней поверхности резца на сопротивление усталости титанового сплава [c.147]

Рис. 1.15. Кривые усталости титановых сплавов

При понижении температуры сопротивление усталости титановых сплавов повышается и лишь при температуре жидкого водорода (—253° С) усталостная прочность некоторых сплавов (например, ВТ6) несколько снижается. [c.155]

Качественные исследования по влиянию солевой коррозии па статическую усталость титановых сплавов были проведены на листовом материале с применением методов, широко используемых для изучения коррозии под напряжением других материалов. [c.196]

Исследованию усталости титановых сплавов в настоящее время уделяется большое внимание. Значительное число работ посвящено изучению усталостных свойств сплава Т — 6А1 —4У. [c.230]

Неблагоприятное влияние шлифования на предел усталости титановых сплавов может быть устранено либо дополнительной упрочняющей механической обработкой (обработка поверхности дробью, накатыванием и др.), либо удалением поверхностного слоя электрохимической [c.238]

Таблица 3.58. Скорость роста трещины усталости в титановых сплавах и сталях [21.26,27,28)

Следует отметить, что длительные выдержки напряженных образцов из титановых сплавов под слоем солей в интервале 250—500°С могут не привести непосредственно к коррозионным разрушениям, но резко снизить их работоспособность, в частности усталостную прочность. Интересные данные по этому вопросу получены Б.А. Колачевым с сотрудниками [46]. Для изучения влияния солевой коррозии на усталостные характеристики был взят сплав ОТ4 в виде листового материала толщиной 1 мм. Образцы, отожженные в вакууме при 670°С ч), выдерживали на воздухе без соли и с солевой коркой при 350 и 400°С в течение 96 ч под нагрузкой й без нее, а затем испытывали на усталость при 20°С. В табл. 7 представлены данные о влиянии солевой коррозии на число циклов до разрушения при растяжении-сжатии с коэффициентом асимметрии цикла 0,1. Максимальное напряжение цикла составляло 450 МПа. Выдержка образцов с солевой коркой при 350°С без приложения нагрузки не снижает числа циклов до разрушения. Число циклов до разрушения образцов с солевой коркой после выдержки при 400°С в 2,8 раза меньше, чем образцов, выдержанных на воздухе при 400 0 без солевой корки. При действии напряжений/ (температура 350°С) число циклов до разрушения образцов с солевой коркой в 6 раз меньше, чем образцов без солевого покрытия. Очагами усталостных разрушений служат коррозионные повреждения поверхности. [c.46]

При температурах 20—400°С титановые сплавы обладают очень высокой термической усталостью — практически не удавалось разрушить стандартные образцы при быстром охлаждении с числом циклов до десятка тысяч. При более высоких температурах нагрева напряженных образцов и резком их охлаждении может происходить разрушение. Общая стойкость к термической усталости титановых сплавов ОТ4 и 8Т14 оказалась высокой и превысила стойкость сплава ХН78Т. [c.165]

Применение обкатки эффективно для повышения сопротивления усталости и коррозионной усталости титановых сплавов. Так, например, обкатка шариком (диаметр 32 мм) с усилием 3000 Н в один проход образцов диаметром 20 мм из а-титанового сплава средней прочности повышает их предел выносливости в воздухе со 125 до 200 МПа, а в 3 %-ном растворе Na I — с 90 до 170 МПа при базе 5 10 цикл. Аналогичные результаты получены при обкатке образцов диаметром 45 мм из того же сплава. [c.164]

Изучение термической усталости показало, что в диапазоне изменения температур до 400° С титановые сплавы обладают очень высокой термической усталостью — практически не удавалось разрушить стандартные образцы при самых быстрых охлаждениях при циклах охлаждения до десятка тысяч. При более высоких температурах нагрева жесткозакрепленных образцов резкое охлаждение приводило к разрушению. Стойкость к термической усталости титановых сплавов 0Т4 и ВТ14 оказалась высокой и превысила стойкость стали ЭИ 435. [c.158]

Малоцикловая усталость. Кривые малоцикловой усталости при мягком нагружении (амплитуда напряжений постоянная) для титановых сплавов, как и для других металлов, можно условно разбить на три типичных участка первый — неразрушения, второй и третий — соответственно квазистатического и усталостного разрушения. На первом участке, лежащем в интервале до —40—50 циклов, разрушения при амплитуде напряжений ниже временного сопротивления не происходит. На втором участке материал разрушается в результате циклической ползучести после исчерпания его пластичности и носит явно выраженный квазистатический характер (наличие шейки, большая остаточная деформация). Усталостное разрушение, наблюдающееся на третьем участке, характеризуется низким остаточным удлинением и специфическим усталостным видом излома. Протяженность участка квазистатического разрушения для титановых сплавов меняется в достаточно широких прёделах (от 40 до 20 ООО циклов) и при прочих равных условиях зависит от температуры испытания. Типичные Кривые малоцикловой усталости титановых сплавов [84] при пульсирующей нагрузке растяжением представлены на рис. 77. При жестком циклическом нагружении (амплитуда [c.164]

Рис. 77. Кривые малоцнкловой усталости титановых сплавов (мягкое нагружение) при температуре — 196° С (-) и при 20° С (---)

Сильное влияние на усталостную прочность титановых сплазов оказывает и химико-термическая обработка поверхности, проводимая для улучшения антифрикционных свойств. Наиболее простыми и распространенными методами химико-термической обработки являются термическое оксидирование на воздухе и азотирование. Далее приводятся данные по влиянию этих видов обработки на усталость титановых сплавов, полученные Н. И. Ло-шаковой, С. Ю. Юрьевым и Г. Н. Всеролодовым. На рис. 84 приведены характерные диаграммы выносливости после оксидиро- [c.175]

В табл. 4.18 приведены данные исследования, еопротивления усталости титанового сплава типа ВТ6 с накладками из различных материалов. Испытания проводили по схеме /, а рис. 4.10. Исходные характеристики материала Ов=1110 МПа,, твердость ЯУ350 . предел выносливости полированного образца составлял r-i = = 616 МПа. Из результатов испытания следует что титанового-сплава зависит от твердости материала накладки чем ниже твердость накладки, тем меньше влияние фреттинга на усталость основного материала. Вместе с тем следует обратить внимание на варианты 8, 9, 11, 21, которые указывают на более сложную зависимость сопротивления усталости от свойств материалов контактирующих пар. Наибольшее снижение предела выносливости наблюдается для случая контакта титанового сплава со сталью SAE4340, когда [c.151]

Весьма эффективное влияние на новыщение предела усталости титановых сплавов оказывает поверхностное упрочнение, которое создается обкаткой гладким шариком [252]. Предел усталости сплава Т1—4А1 удалось повысить с 27 (после шлифования) до 46 кгс/мм (после обкатки), т.е. на 70%. Применение обкатки вибрирующим шариком позволяет увеличить предел усталости с [c.238]

В книге изложены основные закономерности изменения циклической и коррозионной прочности титановых сплавов в зависимости от химического состава, структуры и окружающей среды. Детально рассмотрен процесс коррозионного растрескивания сплавов на основе титана и физическая природа этого явления в различных агрессивных средах. Анализ малоцикловой долговечности проведен на основе исследования процесса микронеоднородности протекания пластической деформации в упруго-пластической области нагружения. Многоцикловая усталость рассмотрена с использованием статистических методов анализа. Особое внимание уделено влиянию различных охрупчивающих факторов, состояния поверхности и коррозионных сред на циклическую долговечность, а также методам повышения циклической прочности. [c.2]

На рис. 54 приведено поле разброса данных по долговечности сплавов ВТ6С в зависимости от амплитуды общей деформации Ае/2. Анализ результатов испытаний других титановых сплавов с однотипной структурой показал, что значения долговечностей достаточно хорошо ложатся в полосу разброса данных, приведенных на рис. 54. Это свидетельствует о том, что для изученных титановых сплавов с однотипной структурой существует единая кривая усталости при жестком нагружении. [c.94]

Ниже приведены результаты исследований малоцикловой усталости в области криогенных температур некоторых наиболее перспективных титановых сплавов по данным В. А. Стрижало. В широком диапазоне температур кривые малоцикловой прочности и кривые предельных пластических деформаций подобны кривым при 20°С и имеют участки с одинаковым характером разрушения. На рис. 64, 65 приведены кривые [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...