Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95
Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості (ЦТ) сплавів В95пчТ1 у вихідному стані та після модельної деградації, а також В95Т1 після експлуатації 40 років у верхній обшивці крила літака АН-12 за кімнатної і низької (–60°С) температур. Зафіксовано зниження характеристик ЦТ обох деградованих...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139629 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 / І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, Л.Б. Ковальчук, О.І. Семенець, О.П. Осташ // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2012. — Т. 48, № 3. — С. 5-11. — Бібліогр.: 12 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-139629 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1396292025-02-09T15:04:30Z Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Ковальчук, Л.Б. Семенець, О.І. Осташ, О.П. Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості (ЦТ) сплавів В95пчТ1 у вихідному стані та після модельної деградації, а також В95Т1 після експлуатації 40 років у верхній обшивці крила літака АН-12 за кімнатної і низької (–60°С) температур. Зафіксовано зниження характеристик ЦТ обох деградованих сплавів порівняно з вихідним станом та виявлено низькотемпературне окрихчення сплаву В95Т1. Проаналізовано роль інтерметалідних включень у падінні характеристик ЦТ сплавів типу В95 після експлуатаційної деградації. Исследованы характеристики циклической трещиностойкости (ЦТ) сплавов В95пчТ1 в исходном состоянии (поставки) и после модельной деградации, а также В95Т1 после эксплуатации 40 лет в верхней обшивке крыла самолета АН-12 при комнатной и низкой (–60°С) температурах. Зафиксировано снижение характеристик ЦТ деградированных сплавов в сравнении с исходным состоянием. Обнаружено низкотемпературное охрупчивание сплава В95Т1 после эксплуатационной деградации. Проанализировано влияние интерметаллидных включений на снижение характеристик ЦТ деградированных сплавов типа В95. Исследованы характеристики циклической трещиностойкости (ЦТ) сплавов В95пчТ1 в исходном состоянии (поставки) и после модельной деградации, а также В95Т1 после эксплуатации 40 лет в верхней обшивке крыла самолета АН-12 при комнатной и низкой (–60°С) температурах. Зафиксировано снижение характеристик ЦТ деградированных сплавов в сравнении с исходным состоянием. Обнаружено низкотемпературное охрупчивание сплава В95Т1 после эксплуатационной деградации. Проанализировано влияние интерметаллидных включений на снижение характеристик ЦТ деградированных сплавов типа В95. 2012 Article Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 / І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, Л.Б. Ковальчук, О.І. Семенець, О.П. Осташ // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2012. — Т. 48, № 3. — С. 5-11. — Бібліогр.: 12 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139629 539.43: 620.178.37: 620.191.33 uk Фізико-хімічна механіка матеріалів application/pdf Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості (ЦТ) сплавів В95пчТ1 у вихідному стані та після модельної деградації, а також В95Т1 після експлуатації 40 років у верхній обшивці крила літака АН-12 за кімнатної і низької (–60°С) температур. Зафіксовано зниження характеристик ЦТ обох деградованих сплавів порівняно з вихідним станом та виявлено низькотемпературне окрихчення сплаву В95Т1. Проаналізовано роль інтерметалідних включень у падінні характеристик ЦТ сплавів типу В95 після експлуатаційної деградації. |
| format |
Article |
| author |
Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Ковальчук, Л.Б. Семенець, О.І. Осташ, О.П. |
| spellingShingle |
Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Ковальчук, Л.Б. Семенець, О.І. Осташ, О.П. Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| author_facet |
Андрейко, І.М. Головатюк, Ю.В. Ковальчук, Л.Б. Семенець, О.І. Осташ, О.П. |
| author_sort |
Андрейко, І.М. |
| title |
Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 |
| title_short |
Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 |
| title_full |
Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 |
| title_fullStr |
Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 |
| title_full_unstemmed |
Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 |
| title_sort |
низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу в95 |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/139629 |
| citation_txt |
Низькотемпературна циклічна тріщиностійкість деградованих алюмінієвих сплавів типу В95 / І.М. Андрейко, Ю.В. Головатюк, Л.Б. Ковальчук, О.І. Семенець, О.П. Осташ // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2012. — Т. 48, № 3. — С. 5-11. — Бібліогр.: 12 назв. — укp. |
| series |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| work_keys_str_mv |
AT andrejkoím nizʹkotemperaturnaciklíčnatríŝinostíjkístʹdegradovanihalûmíníêvihsplavívtipuv95 AT golovatûkûv nizʹkotemperaturnaciklíčnatríŝinostíjkístʹdegradovanihalûmíníêvihsplavívtipuv95 AT kovalʹčuklb nizʹkotemperaturnaciklíčnatríŝinostíjkístʹdegradovanihalûmíníêvihsplavívtipuv95 AT semenecʹoí nizʹkotemperaturnaciklíčnatríŝinostíjkístʹdegradovanihalûmíníêvihsplavívtipuv95 AT ostašop nizʹkotemperaturnaciklíčnatríŝinostíjkístʹdegradovanihalûmíníêvihsplavívtipuv95 |
| first_indexed |
2025-11-27T03:14:14Z |
| last_indexed |
2025-11-27T03:14:14Z |
| _version_ |
1849911682679177216 |
| fulltext |
5
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2012. – ¹ 3. – Physicochemical Mechanics of Materials
УДК 539.43: 620.178.37: 620.191.33
НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНА ЦИКЛІЧНА ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ
ДЕГРАДОВАНИХ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ ТИПУ В95
І. М. АНДРЕЙКО 1, Ю. В. ГОЛОВАТЮК 1, Л. Б. КОВАЛЬЧУК 2,
О. І. СЕМЕНЕЦЬ 2, О. П. ОСТАШ 1
1 Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів;
2 ДП “Антонов”, Київ
Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості (ЦТ) сплавів В95пчТ1 у ви-
хідному стані та після модельної деградації, а також В95Т1 після експлуатації 40 ро-
ків у верхній обшивці крила літака АН-12 за кімнатної і низької (–60°С) температур.
Зафіксовано зниження характеристик ЦТ обох деградованих сплавів порівняно з ви-
хідним станом та виявлено низькотемпературне окрихчення сплаву В95Т1. Проана-
лізовано роль інтерметалідних включень у падінні характеристик ЦТ сплавів типу
В95 після експлуатаційної деградації.
Ключові слова: втома, циклічна тріщиностійкість, експлуатаційна деградація,
низька температура.
Для застосування високоміцних алюмінієвих сплавів у циклічно навантажу-
ваних елементах конструкцій літаків необхідно знати закономірності зміни ха-
рактеристик їх циклічної тріщиностійкості (ЦТ) залежно від умов експлуатації.
Відомо, що корозивне середовище (3,5% р-н NaCl) знижує поріг втоми (∆Kth) і
циклічну в’язкість руйнування (∆Kfc) сплаву В95пчТ1 у вихідному стані (поста-
чання) на 40% порівняно з випробами у повітрі [1]. За низької температури ЦТ
високоміцних алюмінієвих сплавів у вихідному стані, навпаки, підвищується, і
швидкість росту втомної тріщини (РВТ) на всіх ділянках діаграми (da/dN–∆K)
нижча, ніж у повітрі за кімнатної температури [2].
Під час тривалої експлуатації змінюються структура і фізико-механічні влас-
тивості високоміцних алюмінієвих сплавів [3], у першу чергу, знижуються харак-
теристики ЦТ проти вихідних (у стані постачання). Зокрема, після модельної де-
градації у лабораторних умовах циклічна в’язкість руйнування сплаву В95пчТ1
зменшується у повітрі на 34% [3], а у корозивному середовищі – на 54% проти
вихідного стану [4]. Дані про вплив низьких температур на зміну характеристик
ЦТ тривало експлуатованих алюмінієвих сплавів у літературі відсутні.
Нижче досліджено дію низької (–60°С) температури на характеристики ЦТ
та мікрофрактографічні особливості руйнування деградованих (у лабораторних
умовах та після довготривалої експлуатації) високоміцних алюмінієвих сплавів
типу В95.
Матеріал та методика. Випробовували зразки алюмінієвих сплавів
В95пчТ1 (0,1% Si; 0,25% Fe) у вихідному стані (гартування і штучне старіння) та
після модельної деградації в лабораторних умовах за розробленою раніше мето-
дикою [3], а також В95Т1 (0,5% Si; 0,5% Fe) після 40 років експлуатації у верхній
обшивці крила літака АН-12.
Характеристики ЦТ сплавів визначали за діаграмами швидкостей РВТ – за-
лежностями da/dN–∆K [5], отриманими на компактних (СТ) зразках базового роз-
Контактна особа: О. П. ОСТАШ, e-mail: ostash@ipm.lviv.ua
6
міру W = 40 mm і товщиною 2,9…3,9 mm за частоти 10…15 Hz і коефіцієнта аси-
метрії R = 0,1 циклу навантаження у повітрі при 20°С та у парах рідкого азоту
при –60°С. Довжину втомної тріщини виміряли катетометром КМ-6 за 25-крат-
ного збільшення з похибкою ±0,02 mm. Характеристиками ЦТ матеріалів вибра-
но поріг втоми ∆Kth = 10
10K −∆ та циклічну в’язкість руйнування ∆Kfc = 5
10K−∆ –
розмахи коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН) за швидкості РВТ da/dN =
= 10–10 і 10–5 m/cycle відповідно.
Для мікрофрактографічного і локального хімічного аналізів зразків викори-
стали сканувальний електронний мікроскоп Zeis-EVO 40XVP зі системою мікро-
аналізу INCA Energy 350.
Результати та їх обговорення. Крило літака повинно володіти високою не-
сучою здатністю, достатніми міцністю та жорсткістю за мінімальної маси конст-
рукції. Верхні обшивки крила літака АН-12 виготовлено з високоміцного алюмі-
нієвого сплаву В95Т1. На крило в польоті та під час злетів і посадок діють аеро-
динамічні сили, інерційні навантаження від маси крила, включаючи і його силу
тяжіння, зосереджені навантаження від агрегатів та вантажів, що спричиняють у
ньому еквівалентні напруження [6] (рис. 1).
Рис. 1. Розподіл
еквівалентних напружень
в обшивці крила літака
під час типового польоту:
RW – нервюра крила;
RD – напрям вальцювання
листів обшивки.
Fig. 1. Distribution of equivalent stresses in the aircraft wing skin during typical flight:
RW – rib of the wing; RD – rolling direction.
Результати тензометрування обшивки крила свідчать про превалюючий на-
прям навантаження вздовж крила (паралельно напряму вальцювання листів об-
шивки) і еквівалентні напруження в обшивці біля кореня крила в околі нервюри
№ 2 (2RW), які втричі більші, ніж на його краю в околі нервюри № 14 (14RW)
(рис. 2). Під час модельної деградації у лабораторних умовах [3] зразки наванта-
жували також у напрямі, який збігається з напрямом вальцювання листів. Номі-
нальні напруження становили 80 МРа, тобто у 2,25 рази нижчі за експлуатаційні
навантаження, що діяли в околі нервюри № 2, і незначно переважали напруження
в околі нервюри № 14 (рис. 2).
Рис. 2. Рівень прикладених
еквівалентних напружень у верхній
обшивці крила літака залежно від номера
нервюри (див. рис. 1), встановлений
за результатами відповідних
тензометричних вимірювань.
Fig. 2. The level of applied equivalent
stresses in the upper aircraft wing skin
depending on the number of ribs
(see Fig. 1) established according
to relevant tenzometric measurements.
7
Низькотемпературні випроби виявили, що поведінка алюмінієвих сплавів
узгоджується з існуючими уявленнями про схильність конструкційних матеріалів
та їх зварних з’єднань до низькотемпературного окрихчення, яку оцінюють за
трьома основними типами зміщення діаграм швидкостей РВТ за низької темпера-
тури [7]. Високоміцному алюмінієвому сплаву В95пчТ1 у стані постачання влас-
тивий тип І зміщення діаграми, коли в усьому діапазоні зміни КІН ∆K (від ∆Kth до
∆Kfc) швидкість РВТ за температури –60°С нижча, ніж за кімнатної (рис. 3a). Ана-
логічну тенденцію зафіксували після його модельної деградації у лабораторних
умовах (рис. 3b). Для сплаву В95Т1 після тривалої експлуатації властивий тип ІІ
зміщення діаграми, коли за низьких розмахів параметра ∆K низькотемпературна
ЦТ вища, ніж за кімнатної температури, але за високих, навпаки, нижча (рис. 3c, d).
Така тенденція характерна для цього сплаву після тривалої експлуатації незалеж-
но від того, в околі якої нервюри (2RW чи 14RW) знаходився цей матеріал.
Рис. 3. Порівняння діаграм швидкостей росту втомних макротріщин сплавів В95пчТ1
у вихідному стані (а) і після модельної деградації (b) та В95Т1 після експлуатаційної
деградації в зоні нервюр № 2 (c) і № 14 (d): − кімнатна температура; − (–60°С).
Fig. 3. Comparison of fatigue crack growth rates for В95пчТ1 alloys in as-received state (а),
after model degradation (b) and В95Т1 alloys after in-service degradation
in the area of 2RW (c) and 14RW (d): − room temperature; − (–60°С).
Порівнянням кривих da/dN–∆K, отриманих за кімнатної та низьких темпера-
тур, виявлено доволі добре їх ранжування (рис. 4) за впливом механічного факто-
ра на ступінь деградації сплавів і втратою пластичності [8]: найнижча ЦТ власти-
ва сплаву після експлуатаційної деградації в околі нервюри № 2, найвища – у ста-
8
ні постачання; сплави після модельної деградації і експлуатації в зоні нервюри
№ 14 займають проміжне положення.
Рис. 4. Порівняння діаграм швидкостей росту втомних макротріщин при 20°С (а)
і –60°С (b) для сплавів типу В95 у вихідному стані ( ), після модельної ( )
та експлуатаційної деградації в зоні нервюр № 2 ( ) і 14 ( ).
Fig. 4. Comparison of fatigue macrocrack growth rates at 20°С (а) and –60°С (b)
for В95 aluminium alloys in as-received state ( ), after model degradation ( )
and after in-service degradation in the area of 2RW ( ) and 14RW ( ).
Позитивний вплив низької температури найвідчутніший за низьких амплітуд
навантаження у припороговій ділянці кривої da/dN–∆K. Поріг втоми ∆Kth сплаву
В95пчТ1 у стані постачання і після модельної деградації зростає майже на 40%;
сплаву В95Т1 після тривалої експлуатації – майже на 40 і 30% відповідно в зонах
нервюр № 2 (2RW) і 14 (14RW) (див. таблицю).
Зміна характеристик циклічної тріщиностійкості сплавів типу В95
Характеристики
ЦТ, МРа m №
за/п Сплав Стан матеріалу
∆Kth ∆Kfc
60 C
20 C
fc
f
fc
K
K
− °
+ °
∆
β =
∆
1 Постачання 4,0
5,5
35
35 1,0
2
В95пчТ1
Модельна деградація 3,1
4,3
23
23 1,0
3 14НК 3,8
4,9
30
24 0,80
4
В95Т1 Експлуатаційна
деградація
2НК 2,3
4,0
24
21 0,88
Примітка: 14НК (14RW) і 2НК (2RW) – чотирнадцята і друга нервюри крила; у чисель-
нику дані, отримані на повітрі (20°С); у знаменнику – при –60°С.
За високих амплітуд навантаження вплив низької температури нівелюється
(рис. 3) і циклічна в’язкість руйнування ∆Kfc для сплаву В95пчТ1 у стані постачан-
ня та після модельної деградації не змінюється, коефіцієнт βf = 1 (див. таблицю).
Але після тривалої експлуатації сплаву В95Т1 швидкість РВТ у високоамплітуд-
9
ній області діаграми (da/dN > 10–6 m/cycle) за низької температури стає вищою,
ніж за кімнатної; значення ∆Kfc при –60°С знижується на 20 і 13%, βf = 0,8 і 0,88
відповідно для матеріалу в зонах нервюр № 14 і 2. Пришвидшення РВТ у високо-
амплітудній ділянці навантаження експлуатованого сплаву за низької температу-
ри порівняно з кімнатною виявлено вперше. Для алюмінієвих сплавів у вихідному
стані такого ефекту не спостерігали навіть за випробувань у рідкому азоті (–196°С)
[2]. Менший негативний вплив низької температури (коефіцієнт βf) на циклічну
в’язкість руйнування ∆Kfc матеріалу обшивки в околі нервюри № 2, ніж в околі
нервюри № 14, можна пов’язати з вищим ступенем його деградування (окрих-
чення), який проявляється уже за кімнатної температури: значення ∆Kfc сплаву
В95Т1 після тривалої експлуатації в околі нервюр № 2 і 14 відповідно нижче на
30 і 14% проти значення для сплаву В95пчТ1 у вихідному стані (див. таблицю).
І за кімнатної (рис. 4а), і за низької (рис. 4b) температур випробування нега-
тивний вплив експлуатаційної деградації сплаву типу В95 зафіксовано в діапазо-
ні швидкостей РВТ da/dN ≈ 5·10–9…1·10–8 m/cycle, коли порівняно з вихідним
станом значення da/dN за заданого розмаху ∆K зростає більш як на порядок. Цей
діапазон РВТ відповідає нижній частині перісівської (середньоамплітудної) ді-
лянки діаграми, яка для сплавів типу В95, як правило, складається з двох частин
[2]. У верхній частині (da/dN ≈ 10–7…10–6 m/cycle) негативний вплив експлуата-
ційної деградації слабшає. З переходом у високоамплітудну ділянку (da/dN >
> 10–6 m/cycle) він і далі заникає за кімнатної температури випробування (рис. 4а),
проте знову зростає за низької (рис. 4b). Такі закономірності можна пов’язати з
особливостями мікромеханізму РВТ.
Рис. 5. Мікрофрактограми зразків сплаву В95пчТ1 у вихідному стані (а, b) і після
модельної деградації (c, d), а також сплаву В95Т1 після експлуатаційної деградації
в зоні нервюр № 2 (e) і 14 (f), за швидкості РВТ da/dN = 10–6…10–5 m/cycle при –60°С.
Fig. 5. Microfractographies of В95пчТ1 alloy in as-received state (а, b), after model
degradation (c, d) and В95Т1 alloy after in-service degradation in the area 2RW (e)
and 14RW (f) for fatigue crack growth rate da/dN = 10–6…10–5 m/cycle at –60°С.
Мікрофрактографічний аналіз підтверджує тенденції зміни ЦТ досліджува-
них сплавів. Високій тріщиностійкості сплаву В95пчТ1 у стані постачання відпо-
відають витягнуті вздовж напряму вальцювання площини розшарування, домі-
нантними у формуванні яких є втомні борозенки (рис. 5а). Поруч з ними зафіксо-
вано ділянки, що зумовлені високоенергоємним ямковим механізмом руйнування
(рис. 5b). У кратерах більшості ямок знаходяться включення вторинної фази, а
деформаційні гребені, що оточують кожну з ямок, свідчать про мікропластичне
руйнування. У зламах зразків сплаву В95пчТ1 після модельної деградації ділянок
10
з втомними борозенками стає значно менше (рис. 5с) і зростає площа ділянок з
фасетками циклічного квазівідколу (рис. 5d), що узгоджується зі зниженням цик-
лічної в’язкості руйнування цього сплаву (див. таблицю).
Мікроособливості поверхні зламів сплаву В95Т1 після експлуатаційної де-
градації (рис. 5е, f) суттєво відрізняються від спостережених для сплаву В95пчТ1
у вихідному стані. Характерними тут є низькоенергоємний ямковий рельєф, фа-
сетки через- і міжзеренного відколу, зростання кількості вторинних мікротріщин.
Ділянки з втомними борозенками на мікрофрактограмах експлуатованого сплаву
В95Т1 відсутні, але зустрічаються розтріснуті включення вторинної фази. Крім
того, зростає декогезія на межі включення–матриця (рис. 6). Це обумовлює зміну
високоенергоємного ямкового мікромеханізму руйнування на низькоенергоєм-
ний. Зафіксовані мікроособливості зламів пояснюють зниження ЦТ сплаву після
експлуатаційної деградації порівняно з вихідним станом (див. таблицю).
Рис. 6. Мікрофрактограма і локальний аналіз вмісту хімічних елементів
у включеннях вторинної фази сплаву В95Т1 після експлуатаційної деградації.
Fig. 6. Microfractographies and local analysis of chemical elements content for inclusions
of the second phase of В95Т1 aluminium alloy after in-service degradation.
Локальний хімічний аналіз вторинних включень, виявлених на дні ямок, за-
свідчив високий вміст заліза (до 18 mass.%) і кремнію (до 6 mass.%) (рис. 6). Отже,
включення можуть бути інтерметалідами типу (Cu, Fe, Mn)Al6, (Cu, Fe, Mn)3Si2Al15,
Al7Cu2Fe, FeAl6, Mg2Si [9, 10], розмір яких для досліджених сплавів сягає 10…
20 µm. Таким чином, через інтерметалідні включення проявляється відомий [11,
12] негативний вплив домішок заліза і кремнію на службові характеристики алю-
мінієвих сплавів типу В95.
ВИСНОВКИ
Зафіксовано зниження в 1,4–1,7 рази порога втоми ∆Kth і циклічної в’язкості
руйнування ∆Kfc за кімнатної і низької (–60°С) температур для деградованих
сплавів В95пчТ1 і В95Т1 порівняно з вихідним станом (постачання). Виявлено
низькотемпературне окрихчення (зниження ∆Kfc) тривало експлуатованого спла-
ву В95Т1 за циклічного навантаження при –60°С, який у вихідному стані не ок-
рихчується навіть при –196°С. Зниження характеристик ЦТ деградованих сплавів
типу В95 пов’язано зі зміною мікромеханізмів руйнування, обумовленою перева-
жальним впливом інтерметалідних включень на основі алюмінію та домішок за-
ліза і кремнію.
РЕЗЮМЕ. Исследованы характеристики циклической трещиностойкости (ЦТ) спла-
вов В95пчТ1 в исходном состоянии (поставки) и после модельной деградации, а также
В95Т1 после эксплуатации 40 лет в верхней обшивке крыла самолета АН-12 при комнат-
ной и низкой (–60°С) температурах. Зафиксировано снижение характеристик ЦТ дегради-
рованных сплавов в сравнении с исходным состоянием. Обнаружено низкотемпературное
охрупчивание сплава В95Т1 после эксплуатационной деградации. Проанализировано
влияние интерметаллидных включений на снижение характеристик ЦТ деградированных
сплавов типа В95.
11
SUMMARY. Fatigue crack growth resistance characteristics for as-received state and after
model degradation of В95пчТ1 and В95Т1 alloys from the AН-12 aircraft upper wing skin after
in-service degradation during 40 years at room and low (–60°C) temperatures are investigated.
The decrease of fatigue crack growth resistance characteristics of В95пчТ1 and В95Т1 degraded
alloys in comparison with the as-received state is found. The low temperature embrittlement of
В95Т1 alloy after in-service degradation is revealed. The influence of intermetallic inclusions on
the decrease of fatigue crack growth resistance characteristics of degraded (type В95) alloys is
analyzed.
1. Полутранко И. Б., Ярема С. Я., Дурягин В. А. Влияние воды и ее ингибирования на ки-
нетику усталостных трещин в сплаве В95 и стали 65Г // Физ.-хим. механика материа-
лов. – 1981. – № 2. – С. 10–15.
(Polutranko I. B., Yarema S. Ya., and Duryagin V. A. The influence of water and its inhibi-
ting on the kinetics of fatigue cracks in V95 alloy and 65G steel // Materials Science. – 1981.
– 17, № 2. – P. 114–118.)
2. Низкотемпературная циклическая трещиностойкость высокопрочных алюминиевых
сплавов на стадиях зарождения и роста трещины / О. П. Осташ, Е. М. Костык,
В. Г. Кудряшов и др. // Там же. – 1990. – № 3. – С. 40–49.
(Low-temperature cyclic cracking resistance of high-strength aluminum alloys in crack
initiation and growth stages / O. P. Ostash, E. M. Kostyk, V. G. Kudryashov et al. // Soviet
Materials Science. – 1990. – 26, № 3. – P. 281–288.)
3. Осташ О. П., Андрейко І. М., Головатюк Ю. В. Деградація матеріалів і втомна міц-
ність тривало експлуатованих авіаконструкцій // Там же. – 2006. – № 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 // Ibid. – 2006. – 42, № 4.
– P. 427–439.)
4. Вплив корозивного середовища на втомну довговічність деградованих алюмінієвих
сплавів типу Д16 і В95 / О. П. Осташ, І. М. Андрейко, Ю. В. Головатюк, О. І. Семе-
нець // Там же. – 2008. – № 5. – С. 75–84.
(Ostash O. P., Andreiko I. M., Holovatyuk Yu. V., and Semenets’ O. I. Effect of corrosive
media on the fatigue life of degraded D16- and V95-type aluminum alloys // Ibid. – 2008.
– 44, № 5. – P. 672–682.)
5. Механика разрушения и прочность материалов: Справ. пос. в 4-х т. / Под общ. ред.
В. В. Панасюка. Т. 4: Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных
материалов / О. Н. Романив, С. Я. Ярема, Г. Н. Никифорчин и др. – К.: Наук. думка,
1990. – 680 с.
6. Механіка руйнування і міцність матеріалів: Довідн. пос. / Під заг. ред. В. В. Панасюка.
Т. 9: Міцність і довговічність авіаційних матеріалів та елементів конструкцій / Під
ред. О. П. Осташа, В. М. Федірка. – Львів: Сполом, 2007. – 1068 с.
7. Осташ О. П., Жмур-Клименко В. Т. Рост усталостных трещин в металлах при низких
температурах (Обзор) // Физ.-хим. механика материалов . – 1987. – № 2. – С. 17–29.
(Ostash O. P. and Zhmur-Klimenko V. T. Fatigue crack growth in metals at low temperatures
(a review) // Soviet Materials Science. – 1987. – 23, № 2. – P. 124–135.)
8. Структурно-фазовий стан і фізико-механічні властивості деградованих алюмінієвих
сплавів типу Д16 і В95 / О. П. Осташ, І. М. Андрейко, Ю. В. Головатюк, Л. Б. Коваль-
чук // Там же. – 2008. – № 6. – С. 5–11.
(Ostash O. P., Andreiko I. M., Holovatyuk Yu. V., and Koval’chuk L. B. Structural-phase
state and physicomechanical properties of degraded D16- and V95-type aluminum alloys
// Ibid. – 2008. – 44, № 6. – P. 739–746.)
9. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов. – М.: Металлур-
гия, 1981. – 280 с.
10. Куслицкий А. Б. Неметаллические включения и усталость стали. – К.: Техніка, 1976. – 128 с.
11. Добаткин В. И. Слитки алюминиевых сплавов. – М.: Металлургиздат, 1960. – 175 с.
12. Фриндляндер И. Н. Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы. – М.: Обо-
ронгиз, 1960. – 290 с.
Одержано 17.03.2012
|