Проведение серий экспериментов на титановых и алюминиевом сплавах при различных видах нагружения, металлографические исследования образцов

Во время проведения научных исследований в рамках Проекта в первый год были выполнены следующие задачи: 1) Были проведены испытания на распространение макротрещин С(Т)-образцов на титановых сплавах ВТ6 и ПТ-3В в исходном состоянии поставки и с термообработкой с целью изучения влияния микроструктуры сплава на продвижение усталостной трещины. Испытания также проводились также с использованием квазислучайного нагружения, характерного для реального эксплуатационного типа нагружения. 2) Проведено изучение влияния взаимодействия перегрузочных и недогрузочных циклов нагружения. Испытания исследуемых титановых сплавов показали, что на кинетику роста трещины взаимодействие циклов недогрузка-перегрузка может вызывать задержку в развитии усталостной трещины, на порядок отличающейся от продолжительности роста усталостной трещины при регулярном нагружении, так как перегрузочный цикл в конце блока нагружения значительно «тормозит» рост трещины. 3) Влияние характера возмущающего воздействия на кинетику роста усталостной трещины проявляется для титанового сплава ВТ6 по-разному в различном структурном состоянии. Была исследована кинетика роста трещины в глобулярном (состоянии поставки), бимодальном и пластинчатом структурном состоянии. Переход структурного состояния от глобулярной до пластинчатой структуры для сплава ВТ6 способствует замедлению роста трещины и наибольшее влияние проявляется для пластинчатой структуры. 4) Были проведены металлографические, фрактографические исследования. Оценка роста трещины путем замеров между бороздками на фрактографиях титанового сплава ВТ6 позволила определить темп роста трещины вдоль излома образца в зависимости от структуры титанового сплава. 5) Определены механические характеристики и фазовый состав (соотношение α и β фазы) после различной термической обработки титанового сплава ВТ6 (α и β фаза) c получением микроструктур. Анализ взаимосвязи механических характеристик сплавов с его фазовым составом показал, что характеристики прочности (предел прочности σв и предел текучести σ0.2) изменяются по нелинейной зависимости от весового наличия β-фазы с минимумом в районе 4-5%. Характеристика пластичности δ% изменяется по нелинейной зависимости от β-фазы с максимумом в том же диапазоне 4-5%. 6) Испытания на трещиностойкость титанового сплава ВТ6 при частотном нагружении 25 и 250 Гц показали ускорение роста трещины от 3,4 до 8,7 раз при увеличении частоты в 10 раз. Такие отличия связаны с наличием или отсутствием перегрузочного цикла в конце блока циклического нагружения. 7) Начались испытания на изучение усталостной долговечности алюминиевого сплава Д16. На текущий момент проведены испытания при регулярном нагружении с разной асимметрией R от 0 до 0,5.