Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації
Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості зразків алюмінієвих сплавів Д16АТНВ і В95Т1, вирізаних уздовж (ДП-зразки) і поперек (ПД-зразки) напряму вальцювання листів обшивки з різних зон крила літака Ан-12 після експлуатації 40 років. Встановлено, що порівняно зі станом постачання після...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
|---|---|
| Дата: | 2016 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2016
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137166 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації / І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, О.П. Осташ, О.І. Семенець, Л.Б. Ковальчук // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2016. — Т. 52, № 1. — С. 77-82. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137166 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Осташ, О.П. Семенець, О.І. Ковальчук, Л.Б. 2018-06-17T08:02:38Z 2018-06-17T08:02:38Z 2016 Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації / І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, О.П. Осташ, О.І. Семенець, Л.Б. Ковальчук // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2016. — Т. 52, № 1. — С. 77-82. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137166 539.43: 620.178.37: 620.193 Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості зразків алюмінієвих сплавів Д16АТНВ і В95Т1, вирізаних уздовж (ДП-зразки) і поперек (ПД-зразки) напряму вальцювання листів обшивки з різних зон крила літака Ан-12 після експлуатації 40 років. Встановлено, що порівняно зі станом постачання після тривалої експлуатації для них характерний прояв “оберненої анізотропії”, коли швидкість росту втомної макротріщини в ДП-зразках вища, ніж у ПД-зразках. Вона по-різному може проявлятися залежно від системи легування Al–Cu–Mg (сплав типу Д16) або Al–Zn–Mg–Cu (сплав типу В95) за випробувань у повітрі за кімнатної і низької (–60°С) температур та в корозивному середовищі. Исследованы характеристики циклической трещиностойкости образцов алюминиевых сплавов Д16АТНВ и В95Т1, вырезанных вдоль (ДП-образцы) и поперек (ПД-образцы) направления прокатки листов обшивки с разных зон крыла самолета Ан-12 после эксплуатации 40 лет. Установлено, что в сравнении с состоянием поставки после длительной эксплуатации для них характерно проявление “обратной анизотропии”, когда скорость роста усталостной макротрещины в ДП-образцах выше, чем у ПД-образцах. Она по-разному может проявляться в зависимости от системы легирования Al–Cu–Mg (сплав типа Д16) или Al–Zn–Mg–Cu (сплав типа В95) при испытаниях в воздухе при комнатной и низкой (–60°С) температурах и в коррозионной среде. Fatigue crack growth resistance of degraded D16ATHB (type 2024-T3) and В95T1 (type 7075-T6) aluminum alloys is investigated. Specimens were cut out from different zones of wing skin of AN-12 airplane after 40 years of exploitation along (L-specimens) and across (T-specimens) the skin sheets rolling direction. In contrast to the alloys in the initial state (as-received) for aluminum alloys D16ATHB and В95T1 after long-term exploitation they are characterized by the “reverse anisotropy”, when the fatigue macrocrack growth rate of L-T– specimens is higher than of T-L– specimens. Depending on the alloying system of Al–Cu–Mg (alloy type D16) or Al–Zn–Mg–Cu (alloy type B95) it can be manifested differently during investigations in air at room and low (–60°C) temperatures and in corrosive environment. uk Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Фізико-хімічна механіка матеріалів Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації Анизотропия циклической трещиностойкости алюминиевых сплавов после длительной эксплуатации Anisotropy of cyclic crack growth resistance of aluminium alloys after long-term operation Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації |
| spellingShingle |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Осташ, О.П. Семенець, О.І. Ковальчук, Л.Б. |
| title_short |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації |
| title_full |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації |
| title_fullStr |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації |
| title_full_unstemmed |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації |
| title_sort |
анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації |
| author |
Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Осташ, О.П. Семенець, О.І. Ковальчук, Л.Б. |
| author_facet |
Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Осташ, О.П. Семенець, О.І. Ковальчук, Л.Б. |
| publishDate |
2016 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Анизотропия циклической трещиностойкости алюминиевых сплавов после длительной эксплуатации Anisotropy of cyclic crack growth resistance of aluminium alloys after long-term operation |
| description |
Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості зразків алюмінієвих сплавів
Д16АТНВ і В95Т1, вирізаних уздовж (ДП-зразки) і поперек (ПД-зразки) напряму
вальцювання листів обшивки з різних зон крила літака Ан-12 після експлуатації 40
років. Встановлено, що порівняно зі станом постачання після тривалої експлуатації
для них характерний прояв “оберненої анізотропії”, коли швидкість росту втомної
макротріщини в ДП-зразках вища, ніж у ПД-зразках. Вона по-різному може проявлятися залежно від системи легування Al–Cu–Mg (сплав типу Д16) або Al–Zn–Mg–Cu
(сплав типу В95) за випробувань у повітрі за кімнатної і низької (–60°С) температур
та в корозивному середовищі.
Исследованы характеристики циклической трещиностойкости образцов
алюминиевых сплавов Д16АТНВ и В95Т1, вырезанных вдоль (ДП-образцы) и поперек
(ПД-образцы) направления прокатки листов обшивки с разных зон крыла самолета Ан-12
после эксплуатации 40 лет. Установлено, что в сравнении с состоянием поставки после
длительной эксплуатации для них характерно проявление “обратной анизотропии”, когда
скорость роста усталостной макротрещины в ДП-образцах выше, чем у ПД-образцах. Она
по-разному может проявляться в зависимости от системы легирования Al–Cu–Mg (сплав
типа Д16) или Al–Zn–Mg–Cu (сплав типа В95) при испытаниях в воздухе при комнатной
и низкой (–60°С) температурах и в коррозионной среде.
Fatigue crack growth resistance of degraded D16ATHB (type 2024-T3) and
В95T1 (type 7075-T6) aluminum alloys is investigated. Specimens were cut out from different
zones of wing skin of AN-12 airplane after 40 years of exploitation along (L-specimens) and
across (T-specimens) the skin sheets rolling direction. In contrast to the alloys in the initial state
(as-received) for aluminum alloys D16ATHB and В95T1 after long-term exploitation they are
characterized by the “reverse anisotropy”, when the fatigue macrocrack growth rate of L-T–
specimens is higher than of T-L– specimens. Depending on the alloying system of Al–Cu–Mg
(alloy type D16) or Al–Zn–Mg–Cu (alloy type B95) it can be manifested differently during
investigations in air at room and low (–60°C) temperatures and in corrosive environment.
|
| issn |
0430-6252 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137166 |
| citation_txt |
Анізотропія циклічної тріщиностійкості алюмінієвих сплавів після тривалої експлуатації / І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, О.П. Осташ, О.І. Семенець, Л.Б. Ковальчук // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2016. — Т. 52, № 1. — С. 77-82. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT andreikoím anízotropíâciklíčnoítríŝinostíikostíalûmíníêvihsplavívpíslâtrivaloíekspluatacíí AT golovatûkûv anízotropíâciklíčnoítríŝinostíikostíalûmíníêvihsplavívpíslâtrivaloíekspluatacíí AT ostašop anízotropíâciklíčnoítríŝinostíikostíalûmíníêvihsplavívpíslâtrivaloíekspluatacíí AT semenecʹoí anízotropíâciklíčnoítríŝinostíikostíalûmíníêvihsplavívpíslâtrivaloíekspluatacíí AT kovalʹčuklb anízotropíâciklíčnoítríŝinostíikostíalûmíníêvihsplavívpíslâtrivaloíekspluatacíí AT andreikoím anizotropiâcikličeskoitreŝinostoikostialûminievyhsplavovposledlitelʹnoiékspluatacii AT golovatûkûv anizotropiâcikličeskoitreŝinostoikostialûminievyhsplavovposledlitelʹnoiékspluatacii AT ostašop anizotropiâcikličeskoitreŝinostoikostialûminievyhsplavovposledlitelʹnoiékspluatacii AT semenecʹoí anizotropiâcikličeskoitreŝinostoikostialûminievyhsplavovposledlitelʹnoiékspluatacii AT kovalʹčuklb anizotropiâcikličeskoitreŝinostoikostialûminievyhsplavovposledlitelʹnoiékspluatacii AT andreikoím anisotropyofcycliccrackgrowthresistanceofaluminiumalloysafterlongtermoperation AT golovatûkûv anisotropyofcycliccrackgrowthresistanceofaluminiumalloysafterlongtermoperation AT ostašop anisotropyofcycliccrackgrowthresistanceofaluminiumalloysafterlongtermoperation AT semenecʹoí anisotropyofcycliccrackgrowthresistanceofaluminiumalloysafterlongtermoperation AT kovalʹčuklb anisotropyofcycliccrackgrowthresistanceofaluminiumalloysafterlongtermoperation |
| first_indexed |
2025-11-27T09:28:35Z |
| last_indexed |
2025-11-27T09:28:35Z |
| _version_ |
1850809273410387968 |
| fulltext |
77
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2016. – ¹ 1. – Physicochemical Mechanics of Materials
УДК 539.43: 620.178.37: 620.193
АНІЗОТРОПІЯ ЦИКЛІЧНОЇ ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ АЛЮМІНІЄВИХ
СПЛАВІВ ПІСЛЯ ТРИВАЛОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
І. М. АНДРЕЙКО 1, Ю. В. ГОЛОВАТЮК 1, О. П. ОСТАШ 1,
О. І. СЕМЕНЕЦЬ 2, Л. Б. КОВАЛЬЧУК 2
1 Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів;
2 ДП “АНТОНОВ”, Київ
Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості зразків алюмінієвих сплавів
Д16АТНВ і В95Т1, вирізаних уздовж (ДП-зразки) і поперек (ПД-зразки) напряму
вальцювання листів обшивки з різних зон крила літака Ан-12 після експлуатації 40
років. Встановлено, що порівняно зі станом постачання після тривалої експлуатації
для них характерний прояв “оберненої анізотропії”, коли швидкість росту втомної
макротріщини в ДП-зразках вища, ніж у ПД-зразках. Вона по-різному може прояв-
лятися залежно від системи легування Al–Cu–Mg (сплав типу Д16) або Al–Zn–Mg–Cu
(сплав типу В95) за випробувань у повітрі за кімнатної і низької (–60°С) температур
та в корозивному середовищі.
Ключові слова: алюмінієві сплави, експлуатаційна деградація, циклічна тріщино-
стійкість, анізотропія.
Під час тривалої експлуатації змінюються структура і фізико-механічні влас-
тивості матеріалів обшивки крил літаків (алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95) [1–3].
Їх деградація обумовлена експлуатаційними механічними напруженнями [2, 3]:
вона зростає в зоні біля кореня крила, де еквівалентні напруження значно більші,
ніж на кінці крила. При цьому крило літака сприймає двовісні навантаження, то-
му для оцінювання залишкового ресурсу таких елементів авіаконструкцій необ-
хідні характеристики циклічної тріщиностійкості (ЦТ) матеріалу поперек (ДП-
зразки) і вздовж (ПД-зразки) напряму вальцювання листів обшивки.
Анізотропію властивостей напівфабрикатів оцінюють за відносною зміною
границь текучості (σ0,2) і міцності (σВ), ударної в’язкості (KCU, KCV), статичної
в’язкості руйнування (KIC) тощо, отриманих за результатами випробування зраз-
ків, вирізаних з цих напівфабрикатів під різним кутом до напряму їх вальцюван-
ня, пресування або кування [4]. Для сплаву В95Т1 (смуга пресована) коефіцієнт
анізотропії характеристик σВ і σ0,2 становить 1,28, в’язкості руйнування KIC дорів-
нює 1,55. Для сплавів Д16Т і Д16Тпч (смуга пресована, плита вальцьована) кое-
фіцієнт анізотропії в’язкості руйнування становить відповідно 1,28 і 1,46. За
штучного старіння цих напівфабрикатів підвищується до 1,54 та 2,16 [4].
Відомо [5], що швидкість росту втомної тріщини в ДП-зразках пресованих
панелей товщиною 4…8 mm зі сплаву Д16чТ у вихідному стані у 1,5–3 рази ниж-
ча, ніж у ПД-зразках; у вальцьованих листах завтовшки 4…5 mm і плитах товщи-
ною 7…8 mm з цього сплаву анізотропія структури практично не впливає на ЦТ.
Для вальцьованих листів та пресованих панелей товщиною 4…5 mm зі сплаву
В95пчТ1 анізотропія ЦТ також відсутня [5]. Виявлено, що в листах титанового
сплаву ВТ20 ситуація аналогічна, як у пресованих панелях зі сплаву Д16чТ, але
тільки за низьких і середніх амплітуд навантаження. За високих спостерігається
Контактна особа: О. П. ОСТАШ, e-mail: ostash@ipm.lviv.ua
78
т. зв. “обернена анізотропія”, коли ЦТ ПД-зразків вища, ніж ДП-зразків [6]. Цей
факт підтверджено за випробувань різних титанових і магнієвих сплавів [7–10].
Дані про анізотропію ЦТ деградованих під час експлуатації алюмінієвих
сплавів авіаційного призначення в літературі відсутні. Тому нижче досліджено
анізотропію характеристик ЦТ, структуру і мікрофрактографічні особливості
втомного руйнування ДП- і ПД-зразків, вирізаних з різних зон обшивки крила лі-
така після тривалої експлуатації.
Матеріали та методика. Випробовували зразки алюмінієвих сплавів ниж-
ньої (сплав Д16АТНВ) і верхньої (сплав В95Т1) обшивок крила літака Ан-12 піс-
ля 40 років експлуатації, вирізані вздовж і поперек (відповідно ДП- і ПД-зразки)
напряму вальцювання листів обшивки (рис. 1) в околі нервюр № 2 (2RW) і 14
(14RW) між стрінгерами № 4 (S4) і 6 (S6). Характеристики ЦТ сплавів визначали
за діаграмами швидкостей росту втомної тріщини – залежностями da/dN–∆K, от-
риманими на компактних (CT) зразках базового розміру W = 40 mm і товщиною
2,9…3,9 mm за частоти 10…15 Hz і коефіцієнта асиметрії циклу навантаження
R = 0,1 у повітрі при 20 і –60°С та в 3,5%-му розчині NaCl. Довжину втомної
тріщини виміряли катетометром КМ-6 за 25-кратного збільшення з похибкою
±0,02 mm. Характеристиками ЦТ матеріалів вибрали поріг втоми ∆Kth = ∆K10
–10
та циклічну в’язкість руйнування ∆Kfc = ∆K10
–5 – розмахи коефіцієнта інтенсив-
ності напружень (КІН) ∆K за швидкості da/dN = 10–10 і 10–5 m/cycle відповідно.
Тонку структуру вивчали на фольгах у трансмісійному електронному мікро-
скопі JEOL-200CX. Для мікрофрактографічного аналізу зразків використали ска-
нувальний електронний мікроскоп Zeis-EVO 40XVP.
Рис. 1. Схема навантаженості
обшивки крила літака і зона
вирізання випробувальних
зразків: RW – нервюра крила,
CZ –зона вирізання зразків;
RD – напрямок вальцювання
листів обшивки.
Fig. 1. Distribution of equivalent stresses in the aircraft wing skin during typical flight:
RW – rib of the wing; CZ – cutting zone; RD – rolling direction.
Результати та їх обговорення. Багатьом алюмінієвим сплавам у стані по-
стачання притаманна класична анізотропія властивостей, коли механічні харак-
теристики ДП-зразків, вищі ніж ПД-зразків. Зокрема, ДП-зразки зі сплаву
В95пчТ1 демонструють вищу проти ПД-зразків ЦТ у всьому діапазоні змін ∆K
діаграми швидкостей росту втомної тріщини (рис. 2a).
Випробування сплавів Д16АТНВ і В95Т1 після тривалої експлуатації вияви-
ли іншу закономірність: тривала їх експлуатація призводить до “оберненої анізо-
тропії” (рис. 2b–e). За випробувань у повітрі при 20°С вплив анізотропії для них
проявляється сильніше в припороговій області діаграм, коли коефіцієнт 1th
aβ <
(див. таблицю), а у високоамплітудній вона відсутня ( 1,0fc
aβ = ). Крім цього,
можна зауважити, що її прояв залежить від експлуатаційних напружень: він від-
чутніший у зоні нервюри 2RW біля кореня крила (рис. 2b, d) проти зони нервюри
14RW на його кінці (рис. 2c, e).
79
80
За випробувань при низькій температурі і в корозивному середовищі так са-
мо, як у повітрі при 20°С, “обернена анізотропія” ЦТ для обох сплавів проявля-
ється у низькоамплітудній області ( 1th
aβ < , див. таблицю). У високоамплітудній
за цих умов вона для сплаву Д16АТНВ також практично відсутня ( 1,0fc
aβ = ).
Проте для деградованого сплаву В95Т1, подібно до стану постачання (рис. 2а),
для ПД-зразків нижча, ніж для ДП-зразків ( 1fc
aβ > , див. таблицю).
Рис. 2. Діаграми швидкос-
тей росту втомних макро-
тріщин, отримані у повітрі
при 20°С для сплаву
В95пчТ1 у стані поста-
чання (a), а також сплавів
Д16АТНВ (b, с) і В95Т1
(d, e) після експлуатацій-
ної деградації в околі
нервюр 2RW (b, d) і 14RW
(с, e): � − ДП-зразки;
� − ПД-зразки.
Fig. 2. Fatigue crack growth rates obtained in air at 20°С for В95пчТ1 alloy in as-received
state (а), for Д16АТНВ (b, c) and В95Т1 (d, e) alloys after in-service degradation in 2RW (b, d)
and 14RW (c, e) areas of wing skin: � – L-T-specimens; � – T-L-specimens.
Прояв “оберненої анізотропі”, коли швидкість росту втомної макротріщини
у ДП-зразках вища, ніж у ПД-зразках у низько- і середньоамплітудному діапазоні
КІН, є нетривіальним фактом, зумовленим експлуатаційною деградацією мате-
ріалів верхньої і нижньої обшивок залежно від напружень, що діють на крило лі-
така (див. рис. 1): напруження вздовж крила у декілька разів більші, ніж поперек
по хорді крила. Сумісна дія напружень та підвищених температур сприяє вичер-
панню пластичності у деградованих сплавах, що проявляється у скупченні смуг
ковзання, перпендикулярних до меж зерен, які витягнуті вздовж напряму валь-
цювання обшивки крила (рис. 3). Ймовірно, це полегшує руйнування ДП-зразків
та зумовлює “обернену анізотропію” у деградованих алюмінієвих сплавах.
Рис. 3. Тонка структура деградова-
них сплавів Д16чТ (a) і В95Т1 (b):
a – ×20000; b – ×30000.
Fig. 3. Fine microstructure
of degraded Д16чТ (a) and В95Т1
(b) alloys: a – ×20000; b – ×30000.
81
“Обернена анізотропія” проявляється здебільш у припороговій (da/dN ≈
≈ 10–9 m/cycle) ділянці діаграми (da/dN−∆K). Домінуючим мікромеханізмом втом-
ної тріщини у деградованих сплавах Д16АТНВ і В95Т1 є циклічний квазівідкол
(розшарування площинами ковзання) незалежно від орієнтації вирізання зразків
(анізотропії структури сплавів після вальцювання). Більшу швидкість росту трі-
щини, коли заданий розмах ∆K, у ДП-зразках можна пояснити більшим розміром
квазівідкольних фасеток (рис. 4а, b) порівняно зі зламами ПД-зразків (рис. 4c, d),
де вони менші і розділені деформаційними гребенями з дрібною ямковою струк-
турою.
Рис. 4. Мікрофрактограми поверхонь зламів сплавів
Д16АТНВ (а, c) і В95Т1 (b, d), вирізаних у зоні нервюри
2RW за швидкості росту тріщини da/dN ≈ 10–9 m/cycle:
а, b – ДП-зразки; c, d – ПД-зразки.
Fig. 4. Microfractographies of specimens of a wing skin in the 2RW area
for Д16АТНВ (а, c) and В95Т1(b, d) alloys for the crack rate da/dN ≈ 10–9 m/cycles:
a, b – L-T-specimens; c, d – T-L-specimens.
Формування великих фасеток у ДП-зразках, коли тріщина легше просуваєть-
ся на більшу відстань без видимих зупинок, можна пояснити інтенсивнішим ви-
черпанням локальної пластичності матеріалу під тривалим впливом експлуата-
ційних чинників.
ВИСНОВКИ
Встановлено, що порівняно зі станом постачання після тривалої експлуатації
для алюмінієвих сплавів Д16АТНВ та В95Т1 характерний прояв “оберненої ані-
зотропії”, коли швидкість росту втомної макротріщини ДП-зразків вища, ніж
ПД-зразків (коли тріщина росте між волокнами анізотропної структури матеріалу
після вальцювання). Це властиве сплаву Д16АТНВ незалежно від рівня експлуа-
таційних напружень (2RW чи 14RW), а для сплаву В95Т1 – у зоні високих екс-
плуатаційних напружень (2RW). Такі залежності спостерігали за випробувань у
повітрі при 20 і –60°С та в корозивному середовищі. Отримані результати пов’я-
зані зі зміною тонкої структури деградованих під час експлуатації сплавів, зокре-
ма тривалою дією механічного чинника.
РЕЗЮМЕ. Исследованы характеристики циклической трещиностойкости образцов
алюминиевых сплавов Д16АТНВ и В95Т1, вырезанных вдоль (ДП-образцы) и поперек
(ПД-образцы) направления прокатки листов обшивки с разных зон крыла самолета Ан-12
после эксплуатации 40 лет. Установлено, что в сравнении с состоянием поставки после
длительной эксплуатации для них характерно проявление “обратной анизотропии”, когда
скорость роста усталостной макротрещины в ДП-образцах выше, чем у ПД-образцах. Она
по-разному может проявляться в зависимости от системы легирования Al–Cu–Mg (сплав
типа Д16) или Al–Zn–Mg–Cu (сплав типа В95) при испытаниях в воздухе при комнатной
и низкой (–60°С) температурах и в коррозионной среде.
82
SUMMARY. Fatigue crack growth resistance of degraded D16ATHB (type 2024-T3) and
В95T1 (type 7075-T6) aluminum alloys is investigated. Specimens were cut out from different
zones of wing skin of AN-12 airplane after 40 years of exploitation along (L-specimens) and
across (T-specimens) the skin sheets rolling direction. In contrast to the alloys in the initial state
(as-received) for aluminum alloys D16ATHB and В95T1 after long-term exploitation they are
characterized by the “reverse anisotropy”, when the fatigue macrocrack growth rate of L-T–
specimens is higher than of T-L– specimens. Depending on the alloying system of Al–Cu–Mg
(alloy type D16) or Al–Zn–Mg–Cu (alloy type B95) it can be manifested differently during
investigations in air at room and low (–60°C) temperatures and in corrosive environment.
1. Осташ О. П., Андрейко І. М., Головатюк Ю. В. Деградація матеріалів і втомна
міцність тривало експлуатованих авіаконструкцій // Фіз.-хім. механіка матеріалів.
– 2006. – 42, № 4. – С. 5–16.
(Ostash O. P., Andreiko I. M., and Holovatyuk Yu. V. Degradation of materials and fatigue
durability of aircraft constructions after long-term operation // Material Science. – 2006. –
42, № 4. – P. 427–439.)
2. Вплив тривалої експлуатації на структуру і фізико-механічні властивості алюмінієвих
сплавів типу Д16 і В95 / О. П. Осташ, І. М. Андрейко, Л. І. Маркашова, Ю. В. Голова-
тюк, О. І. Семенець, Л. Б. Ковальчук // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2013. – 49, № 1.
– С. 18–27.
(The influence of durable exploitation on the structure and physico-mechanical properties of
Д16 and В95 aluminum alloys / O. P. Ostash, I. M. Andreiko, L. I. Markashova, Yu. V. Ho-
lovatyuk, O. I. Semenets’, and L. B. Kovalchuk // Material Science. – 2013. – 49, № 1.
– P. 13–24.)
3. Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів ти-
пу В95 / І. М. Андрейко, Ю. В. Головатюк, Л. Б. Ковальчук, О. І. Семенець, О. П. Ос-
таш // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2012. – 48, № 3. – С. 5–11.
(Low-temperature fatigue crack growth resistance of degraded В95 aluminum alloys / I. M. And-
reiko, Yu. V. Holovatyuk, L. B. Kovalchuk, O. I. Semenets’, and O. P. Ostash // Material
Science. – 2012. – 48, № 3. – P. 259–265.)
4. Кудряшов В. Г., Смоленцев В. И. Вязкость разрушения алюминиевых сплавов. – М.:
Металлургия, 1978. – 296 с.
5. Влияние анизотропии, толщины и наработки на рост трещин прессованных и катаных
полуфабрикатах из сплавов Д16чТ и В95пчТ1 / С. Я. Ярема, О. П. Осташ, А. Г. Вов-
нянко, Г. С. Марголин, Г. Ю. Бенгус // Физ.-хим. механика материалов. – 1983. – № 1.
– С. 20–24.
6. Ярема С. Я., Гречко В. В., Осташ О. П. Циклическая трещиностойкость листов тита-
нового сплава ВТ20 и ее анизотропия // Физ.-хим. механика материалов. – 1980. – № 2.
– С. 47–52.
7. Хорев А. И., Зилова Т. К., Новосильцева А. И. Анизотропия механических свойств тита-
новых сплавов // Вестник машиностроения. – 1970. – № 5. – С. 51–54.
8. Проходцева Л. В., Дроздовский Б. А., Юрошкина Н. В. Анизотропия характеристик раз-
рушения листов из сплавов ОТ4 и ОТ4-1 // Цветные металлы. – 1972. – № 3. – С. 72–73.
9. Романив О. Н., Ленец Н. А., Петрина Ю. П. Влияние условий испытаний на трещино-
стойкость титановых сплавов ВТ1-0 и ВТ8 // Физ.-хим. механика материалов. – 1976.
– № 3. – С. 90–93.
10. Кинетика макроразрушения листовых материалов из магниевых сплавов с учетом
анизотропии их механических свойств / П. Г. Микляев, Г. С. Нешпор, Я. Б. Фридман,
Н. М. Наумов // Заводская лаборатория. – 1968. – № 9. – С. 1108–1111.
Одержано 04.07.2015
|