Саркеева А.А.1, Круглов А.А.1, Гладковский С.В.2, Лутфуллин Р.Я.1

СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРУШЕНИЮ СЛОИСТОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6

Слобода А.А., Астанин В. В.

ПОЛУЧЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ В УСЛОВИЯХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ

ИПСМ РАН, Уфа, Россия, УГАТУ, Уфа, Россия,

[email protected]

Одной из основных проблем в авиационном машиностроении является обра- ботка титановых сплавов т.к. они обладают высокой прочностью и вязкостью. В связи с этим для обработки давлением таких сплавов необходимо применять высо- кие температуры, что приводит к повышенному окислению и газонасыщению по- верхностей, а следовательно неприемлемо для тонкостенных изделий сложной формы. Но используя эффект низкотемпературной сверхпластичности можно сни- зить температуру изотермической штамповки, значительно уменьшить взаимодей- ствие с атмосферой и существенно повысить прочностные свойства изделий [1].

В качестве примера рассмотрено изготовление защитной накладки из титано- вого спала ВТ6 для углепластиковой лопатки вентилятора газотурбинного двигате- ля. Методом ковки и изотермической прокатки была получена ультрамелкозерни- стая структура в заготовках сплава ВТ6, изучены их реологические характеристи- ки, необходимые для компьютерного моделирования, выполнено моделирование (рис.1) и изготовление имитатора реальной детали при температуре 650°С, посто- янной скорости деформации 10-1 и коэффициентом трения 0,2. Определена степень деформации, влияющая на формирование структуры, необходимые характеристики технологической смазки и особенности конструкции штампа на получение изделия заданной геометрической формы.

Рис. 1. Математическая модель процесса комбинированного выдавливания накладки

1. Салищев Г.А., Галеев Р.М., Жеребцов С.В. Смыслов А.М., Сафин Э.В., Мышляев М.М. Механические свойства титанового сплава ВТ6 с субмикрокристаллической структу- рой, Металлы, №6, 1999г., с. 84-87.

1 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия

2 Институт машиноведения УрО РАН, Екатеринбург, Россия

[email protected]

Одним из перспективных новых классов металлических материалов являются слоистые материалы, в частности из титановых сплавов. Значительный интерес к данным материалам обусловлен тем, что в них можно существенно повысить со- противление разрушению, управляя поведением трещины путем ее отклонения от направления магистрального роста. Особенностью строения слоистых материалов, полученных сваркой давлением, является наличие поверхностей соединения, а также характерных дефектов в виде пор. Поэтому характеристики разрушения та- ких материалов могут зависеть как от ориентированного расположения поверхно- стей соединения, так и от присутствия пор в зоне соединений.

В данной работе изучено влияние расположения поверхностей твердофазного соединения (ТФС) относительно распространяющейся трещины и протяженности пор в зоне ТФС на сопротивление разрушению слоистого материала из титанового сплава ВТ6.

Слоистый материал в виде плиты получали сваркой давлением тринадцати листовых заготовок толщиной 0,8 мм из титанового сплава ВТ6 промышленного проката по трем режимам. Методика изготовления слоистого материала описана в работе [1]. Для проведения механических испытаний на ударный изгиб вырезали стандартные образцы с размерами 10´10´55 мм3, отличающиеся расположением U -образного надреза относительно поверхностей соединения (рис. 1). Испытания проводили на маятниковом копре Tinius Olsen IT542M c записью диаграмм нагру- жения.

Рис. 1. Образец для испытаний на ударный изгиб c «разветвляющим» (а) и «тормозящим» (б) трещину расположением поверхностей соединения.

В работе исследованы слоистые материалы с относительной протяженностью пор в зоне ТФС равной 0,01, 0,15 и 0,32. Результаты испытаний показали, что уве- личение протяженности пор заметно снижает ударную вязкость образцов с «раз- ветвляющим» трещину расположением поверхностей соединения и значительно, в 4–6 раз, повышает ее при «тормозящем» трещину расположении поверхностей со- единения. Повышение сопротивления разрушению в образцах с «тормозящим» трещину расположением поверхностей соединения при увеличении протяженности пор, вероятно, связано с усилением эффекта диссипации энергии разрушения вследствие появления расслоений.

1. Ганеева А.А., Круглов А.А., Лутфуллин Р.Я. Разрушение слоистого материала с раз- личным расположением поверхностей соединения // Перспективные материалы, 2011,

№ 12, с. 92-96.

Дата добавления: 2017-01-14