Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов

Проанализированы полученные экспериментальные данные по кратковременной статической и многоцикловой прочности тонколистового проката низколегированных молибденовых сплавов ЦМ- 6 и ЦМ-10 систем Mo-Zr-B и Mo-Al-B с учетом структурного состояния материала и определяющих его технологических факторов, в...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2000
Автор:	Бухановский, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2000
Назва видання:	Проблемы прочности
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46306
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:	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов / В.В. Бухановский // Проблемы прочности. — 2000. — № 4. — С. 75-85. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-46306
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-463062013-06-29T15:06:45Z Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов Бухановский, В.В. Научно-технический раздел Проанализированы полученные экспериментальные данные по кратковременной статической и многоцикловой прочности тонколистового проката низколегированных молибденовых сплавов ЦМ- 6 и ЦМ-10 систем Mo-Zr-B и Mo-Al-B с учетом структурного состояния материала и определяющих его технологических факторов, в частности режима термической обработки и сварки. Для указанных сплавов установлены эмпирические корреляционные зависимости между характеристиками сопротивления усталостному разрушению, условным пределом текучести материала и размером его зерна. Проаналізовано отримані експериментальні дані з короткочасної статичної та багатоциклової міцності тонколистового прокату низьколегованих молібденових сплавів ЦМ-6 та ЦМ-10 систем Mo-Zr-B і Mo-Al-B з урахуванням структурного стану матеріалу і технологічних факторів, що його визначають, зокрема режиму термічної обробки й зварювання. Для вказаних сплавів встановлено емпіричні кореляційні залежності між характеристиками опору утомному руйнуванню, умовною границею текучості матеріалу та розміром його зерна. We obtained and analyzed experimental data on short-term static and high-cycle strength of thin-sheet rolled products of low-alloyed molybdenum alloys TsM6 and TsM10 of Mo-Zr-B and Mo-Al-B systems with allowance for the structural state of material and technological factors that control this state, in particular, mode of thermal treatment and welding. For the above alloys we determined empirical correlation relationships between characteristics of fatigue fracture resistance, conventional yield stress and grain size. 2000 Article Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов / В.В. Бухановский // Проблемы прочности. — 2000. — № 4. — С. 75-85. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46306 669.285.781.296.71:620.178.3 ru Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Бухановский, В.В. Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов Проблемы прочности
description	Проанализированы полученные экспериментальные данные по кратковременной статической и многоцикловой прочности тонколистового проката низколегированных молибденовых сплавов ЦМ- 6 и ЦМ-10 систем Mo-Zr-B и Mo-Al-B с учетом структурного состояния материала и определяющих его технологических факторов, в частности режима термической обработки и сварки. Для указанных сплавов установлены эмпирические корреляционные зависимости между характеристиками сопротивления усталостному разрушению, условным пределом текучести материала и размером его зерна.
format	Article
author	Бухановский, В.В.
author_facet	Бухановский, В.В.
author_sort	Бухановский, В.В.
title	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов
title_short	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов
title_full	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов
title_fullStr	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов
title_full_unstemmed	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов
title_sort	взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов
publisher	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate	2000
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46306
citation_txt	Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов / В.В. Бухановский // Проблемы прочности. — 2000. — № 4. — С. 75-85. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
series	Проблемы прочности
work_keys_str_mv	AT buhanovskijvv vzaimosvâzʹharakteristiksoprotivleniâustalostikratkovremennojpročnostiistrukturynizkolegirovannyhmolibdenovyhsplavov
first_indexed	2025-07-04T05:32:02Z
last_indexed	2025-07-04T05:32:02Z
_version_	1836693191062978560
fulltext	УДК 669.285.781.296.71:620.178.3 В заим освязь характеристик сопротивления усталости , кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов В. В. Б ухан овски й Институт проблем прочности НАН Украины, Киев, Украина Проанализированы полученные экспериментальные данные по кратковременной стати ческой и многоцикловой прочности тонколистового проката низколегированных молиб деновых сплавов ЦМ- 6 и ЦМ-10 систем Мо—2г-В и Мо-А1-В с учетом структурного состояния материала и определяющих его технологических факторов, в частности режима термической обработки и сварки. Для указанных сплавов установлены эмпирические кор реляционные зависимости между характеристиками сопротивления усталостному раз рушению, условным пределом текучести материала и размером его зерна. К л ю ч е в ы е сл о ва : молибденовые сплавы, кратковременная статическая прочность, усталость, структура материала, корреляционная связь. Современные низколегированные сплавы молибдена, обладающие ря дом уникальных физико-механических и технологических характеристик, применяются в качестве конструкционных материалов при изготовлении сварных конструктивных элементов и узлов энергетических установок объектов авиационной и ракетно-космической техники, работающих в усло виях высоких температур и эрозионного износа [1, 2]. В ряде случаев, в частности, при транспортировке эти конструкции подвергаются воздейст вию вибрационных нагрузок, что может вызвать в них зарождение уста лостных повреждений и преждевременный выход из строя. М еханические характеристики молибденовых сплавов, в особенности при циклическом нагружении, существенно зависят от метода получения, содержания леги рующих элементов и структурного состояния материала [3]. В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по прочности и разрушению низколегированных сплавов молибдена в усло виях кратковременного статического нагружения [3-7]. Экспериментальные сведения по усталости материалов данного класса крайне ограничены и частично противоречивы [8-10]. Это связано со значительными времен ными и материальными затратами на проведение усталостных испытаний, особенно на больших базах, и необходимостью использования специали зированного дорогостоящего оборудования. В то же время помимо натурных испытаний известны и применяются на практике ускоренные методы определения характеристик сопротивления материалов усталостному разрушению, основанные на эмпирических со отношениях между пределом выносливости и другими механическими свой ствами [8]. Область применения этих соотношений распространяется как на отдельные металлы и сплавы, так и на целые классы конструкционных материалов. © В. В. БУХАНОВСКИЙ, 2000 ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, N 4 75 В. В. Бухановский В настоящей работе представлены результаты исследования сопротив ления усталости тонколистового проката низколегированных молибденовых сплавов ЦМ -10 и Ц М -6 с учетом структурного состояния материала и определяющих его технологических факторов, в частности сварки и терми ческой обработки. Анализ полученных экспериментальных данных позволил установить корреляционные зависимости между характеристиками сопротивления уста лостному разрушению, условным пределом текучести и структурой мате риала. М атер и алы , их обработка и и сп ы тан и я . Сплав ЦМ -10 системы М о-А1-В представляет собой технически чистый молибден, раскисленный алюминием и бором. Сплав Ц М -6 системы М о ^ г -В , легированный до 0,2% (мас.) циркония, относится к жаропрочным сплавам молибдена с твердо растворным упрочнением, в которых после определенных режимов термо механической обработки возможно образование дисперсных выделений вто рой фазы. Содержание углерода, кислорода и азота в материалах не пре вышает нескольких тысячных долей процента. Полуфабрикаты сплавов получали методом вакуумно-дуговой плавки с последующей высокотемпературной ступенчатой ковкой и прокаткой на лист толщиной 1 мм со степенью деформации 90%. На заключительной стадии технологического процесса листы сплавов ЦМ -6 и ЦМ -10 отжигали при температурах соответственно 1420 и 1220 К в течение 1 ч для снятия внутренних напряжений и подвергали химическому травлению для удаления окалины и загрязненного поверхностного слоя. Характеристики кратковременной статической прочности (предел проч ности о в, условный предел текучести о 0 2 , относительное удлинение д и относительную равномерную деформацию др) определяли по результатам испытаний на растяжение плоских пятикратных пропорциональных образ цов с длиной рабочего участка 12 мм и шириной 3 мм на установках 1246-Р и ВТУ-2В [11]. Скорость деформирования составляла 2 мм/мин, что соот-_3 _1 ветствовало относительной скорости деформации п р и м ер н о - 2 ,2-10 с . Испытания на усталость проводили в условиях жесткого знакопере менного изгиба на базе N р = 2 -106 циклов при комнатной температуре на плоских образцах с поперечным сечением 3 X 1 мм и длиной рабочего участка 47,5 мм [12]. Частота нагружения соответствовала резонансной частоте изгибных колебаний образцов и находилась в пределах 400...450 Гц. Разрушение фиксировали визуально либо по моменту зарождения уста лостной трещины, которому соответствовало падение на 5% резонансной частоты собственных колебаний образца. Образцы вырезали из листового проката в поперечном относительно технологической деформации направлении и из сварных соединений, полу ченных методом дуговой сварки неплавящимся электродом в контроли руемой атмосфере гелия, вдоль продольной оси сварного шва. Режим сварки: сила тока 110 А, напряжение на дуге 18,5 В, скорость сварки 2,8 мм/с. Сварку проводили в Институте электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 76 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 4 Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, Термическую обработку образцов проводили в печи типа_3 СНВЛ-1.3.1/16-М 2 в вакууме не хуже 2,6-10 Па при температурах 1220...1820 К в течение 1 ч. В состоянии поставки микроструктура исследуемых сплавов молибдена представляет собой вытянутые вдоль направления деформации листа во локна. Дислокационная структура - ячеистая с размером ячеек около 2 мкм и невысокой плотностью дислокаций. Характерной особенностью струк туры сварных швов молибденовых сплавов являются достаточно крупные размеры кристаллитов (200...500 мкм), наличие параллельных оси шва ров ных плоских границ большой протяженности и образование сегрегаций при месей внедрения на границах вследствие обогащения твердого раствора при неравновесной кристаллизации металла сварочной ванны и быстрого охлаж дения сварного соединения [2 ]. Отжиг листов сплава ЦМ -10 при температуре 1220 К в течение 2 ч сопровождается заметным укрупнением ячеек за счет исчезновения неко торых их границ. При этом несколько возрастают как прочностные, так и пластические характеристики материала (табл. 1). Дальнейшее повыш ение температуры отжига интенсифицирует рост ячеек, а при 1420 К практически завершается процесс первичной рекристаллизации. В интервале температур 1420...1620 К в листах сплава ЦМ -10 протекает собирательная рекристал лизация, которая при более высоких температурах сменяется вторичной рекристаллизацией. Повышение температуры отжига в исследованном диа пазоне сопровождается монотонным увеличением размера зерна до 100 мкм и приводит к непрерывному разупрочнению сплава ЦМ-10. Последнее сви детельствует о том, что в процессе охлаждения упрочняющие фазы либо не выделяются вовсе, либо выделяются в незначительных количествах. Процессы совершенствования структуры при отжиге сплава ЦМ -6 про текают аналогичным образом, но смещены в область более высоких тем ператур. Так, после отжига при 1570 К, 1 ч макроструктура сплава прак тически не изменяется. Однако в результате полигонизации размеры дисло кационных ячеек увеличиваются до 4...6 мкм. Отжиг сплава при 1770 К, 1 ч сопровождается рекристаллизацией материала с увеличением размера зерна на 40...50 мкм. Результаты испытаний молибденовых сплавов в условиях многоцикло вого нагружения представлены в виде кривых усталости, построенных для каждого структурного состояния материала в отдельности (рис. 1 и 2). Экспериментальные данные обрабатывались по методикам, изложенным в работах [13, 14], с использованием стандартных методов и процедур мате матической статистики. При этом в качестве аппроксимирующего уравне ния для описания кривых усталости использовали степенную зависимость типа К р = б о _£к , (1) где N р - циклическая долговечность образца; о тах - амплитудное зна чение напряжения цикла, МПа; В и в - константы, зависящие от хими ческого состава и структурного состояния материала. ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 4 77 ISSN 0556-17IX. Проблемы прочност и, 2000, N 2 4 Зэ Т а б л и ц а 1 Размер зерна, характеристики кратковременной прочности, пластичности и сопротивления усталости молибденовых сплавов в зависимости от режима термической обработки и сварки Объект исследования Режим отжига й?3, мкм Структурное состояние материала МПа °0,2> МПа б, % <5Р> % п г /3 В ст-1. МПа Сплав ЦМ-6 Основной 1420 К, 1 ч* 2 Деформированное 830 755 24,5 9,5 15 -0,932 11,04 2,92-1037 620 металл 1570 К, 1 ч 4...6 Полигонизованное 750 685 27,5 12,5 17 -0,784 11,08 1,71-1037 585 1770 К, 1 ч 40...50 Рекристаллизованное 570 460 43,0 16,5 16 -0,972 12,30 5,11-Ю39 510 Металл шва - 200...500 Литое 490 420 18,2 9,2 17 -0,790 7,75 9,08-1025 305 Сплав ЦМ-10 Основной 1220 К, 1 ч* 2 Деформированное 800 730 19,0 6,8 26 -0,867 6,47 6,95-1023 485 металл 1220 К, 2 ч 2 » » 825 775 19,5 6,9 15 -0,945 8,63 1,09-Ю30 540 1320 К, 1 ч 4 Полигонизованное 720 675 21,2 9,7 15 -0,836 8,46 1,85-1029 480 1420 К, 1 ч 10 Рекристаллизованное 615 575 29,5 12,5 10 -0,931 7,27 5,54 -1025 415 1520 К, 1 ч 18 » » 565 555 29,8 12,0 10 -0,955 7,63 4,66-1026 395 1620 К, 1 ч 35 » » 545 415 24,6 12,5 13 -0,697 9,63 1,15-1031 335 1720 К, 1 ч 70 » » 522 410 22,3 13,0 14 -0,766 9,44 2,23-Ю30 315 1820 К, 1 ч 100 » » 516 400 16,9 11,7 13 -0,936 9,72 4,34 • Ю30 295 Металл шва - 200...500 Литое 550 550 10,5 5,6 14 -0,929 10,70 3,39-1034 415 * Состояние поставки. Обозначения: <13 - размер зерна; п - объем выборки; г - коэффициент корреляции между и ^сттах; /3 и В - коэффициенты в уравнении (1); о _ 1 - предел выносливости на базе Ыр = 2 -106 цикл. В. В. Бухановский Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, Рис. 1. Кривые усталости листового проката (1-3) и металла сварного шва (4) молибденового сплава ЦМ-6 после отжига в течение 1 ч при различных температурах: 1 - Т =1420 К (состояние поставки); 2 - Т =1570 К; 3 - Т =1770 К. Рис. 2. Кривые усталости листового проката (1-8) и металла сварного шва (9) молибденового сплава ЦМ-10 после отжига в течение 1 ч при различных температурах: 1 - Т =1220 К (состояние поставки); 2 - Т = 1220 К, 2 ч; 3 - Т = 1320 К; 4 - Т =1420 К; 5 - Т = 1520 К; 6 - Т =1620 К; 7 - Т =1720 К; 8 - Т =1820 К. В результате статистической обработки экспериментальных данных определяли эмпирические значения коэффициентов В и в в уравнении (1) для каждой из полученных кривых усталости, а также коэффициенты кор реляции г между ^ Ыр и ^ о тах , характеризующие рассеивание пока зателей усталости. Предел выносливости о - 1 на принятой базе испытаний оценивали по нижней границе 95%-ного доверительного интервала разру шающих напряжений, соответствующих в уравнении регрессии N р = 2 * 106 цикл. Результаты статистической обработки приведены в табл. 1. 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 4 79 В. В. Бухановский Р езультаты и их обсуждение. Исследования показали, что характе ристики сопротивления усталости молибденовых сплавов в значительной степени зависят от химического состава, структурного состояния материала и определяющих его технологических факторов. В состоянии поставки предел выносливости деформированного листового проката составляет 620 и 485 М Па для сплавов Ц М -6 и ЦМ -10 соответственно. Увеличение про должительности стабилизирующего отжига на заключительной стадии изго товления листов из сплава ЦМ -10 при температуре 1220 К с 1 до 2 ч, которое не вызывает заметных изменений в макроструктуре материала, приводит к увеличению как показателей кратковременной прочности и пластичности, так и характеристик сопротивления усталости. При этом предел прочности и условный предел текучести увеличиваются на 3...6%, а предел выносли вости - на 11%. С повышением температуры отжига и связанным с ним ростом зерна наблюдается монотонное снижение предела выносливости с 620 до 510 М Па для сплава ЦМ-6 (после отжига при 1770 К, 1 ч) и с 485 до 295 М Па для сплава ЦМ -10 (после отжига при 1820 К, 1 ч). Причем интенсивность разупрочнения, связанного с совершенствованием структуры материала, для технически чистого молибдена ЦМ -10 заметно выше, чем для легирован ного цирконием жаропрочного сплава ЦМ -6 . А зависимость о — листо вого проката молибденовых сплавов от размера зерна удовлетворительно описывается степенной функцией, аналогичной уравнению Холла-П етча, полученному для характеристик кратковременной прочности [4]. Предел выносливости литого металла шва составляет 415 М Па для сплава ЦМ -10 и 305 М Па для сплава ЦМ -6 . Значения показателей наклона кривых усталости, коэффициента в в уравнении (1) для листов сплава ЦМ -6 составляют 11,04...12,3, что в 1,3...1,7 раза выше по сравнению с технически чистым молибденом ЦМ-10 ( в = 6,47...9,72). Кроме того, с ростом зерна для обоих сплавов имеет место тенденция увеличения значений показателя в. Так, для сплава ЦМ -10 после рекристаллизационного отжига при 1820 К, 1 ч значение в увеличивается в 1,5 раза по сравнению с деформированным состоянием, а для сплава ЦМ -6 после отжига при 1770 К, 1 ч - в 1,1 раза. Это свидетельствует о снижении интенсивности разупрочнения молибдена в условиях многоциклового на гружения при легировании его в небольших количествах цирконием и со вершенствовании структуры материала. Как видно из рис. 1 и 2, для описания характеристик сопротивления усталости молибденовых сплавов в различных структурных состояниях, каждому из которых соответствуют определенные значения характеристик кратковременной статической прочности и размер зерна, в работе получено четыре (для сплава ЦМ -6) и девять (для сплава ЦМ -10) кривых усталости, построенных в традиционных координатах ^ о тах — ^ N р . Объем необхо димых экспериментальных исследований существенно сокращается в слу чае представления данных по усталости сплавов с использованием сведений о структуре материала и его кратковременной прочности, получение кото рых требует существенно меньших затрат. 80 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 4 Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, O, а б N р , цикл Рис. 3. Обобщенные кривые усталости молибденового сплава ЦМ-6 в координатах 1%(отах / о02) - ІЯN р (а) и 1%(отах^ ) - 1§N р (б). (Обозначения те же, что на рис. 1.) а б N p , цикл Рис. 4. Обобщенные кривые усталости молибденового сплава ЦМ-10 в координатах lg(omax/O02) - lgNp (а) и lg(omax4 ) - lgNp (б). (Обозначения те же, что на рис. 2.) ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2000, № 4 81 В. В. Бухановский На рис. 3,а и 4,а приведены обобщенные кривые усталости сплавов ЦМ -6 и ЦМ -10, построенные в логарифмических координатах в виде гра фиков, характеризующих зависимость циклической долговечности N р от величины отношения максимальных напряжений цикла к условному пре делу текучести материала для данного структурного состояния о max / о 0 2 . Анализ приведенных результатов свидетельствует о том, что все полу ченные экспериментальные данные по усталости молибденовых сплавов в деформированном, полигонизованном, рекристаллизованном и литом со стоянии, несмотря на существенные различия в структуре и кратковре менной прочности, описываются едиными уравнениями вида N p = B '(о max / о 0,2 )- в ’, (2) где B ' и в ' - константы материала, не зависящие от его структурного состояния. Результаты совместной статистической обработки и регрессионного анализа экспериментальных данных по кратковременной прочности и уста лости молибденовых сплавов, проведенных отдельно для сплавов ЦМ -6 и ЦМ-10, содержатся в табл. 2. Достаточно высокие значения коэффициентов корреляции r ' между lg N p и lg(о max / о 0 2 ), полученные для исследо ванных материалов, позволяют судить о том, что для малолегированных сплавов молибдена независимо от их структурного состояния существуют общие функциональные связи между характеристиками сопротивления усталости и условным пределом текучести при кратковременном растя жении. При этом угол наклона обобщенных кривых усталости, характе ризуемый коэффициентом в ', и рассеивание экспериментальных данных для сплава ЦМ -6 , легированного небольшими добавками циркония, несколько ниже по сравнению с технически чистым молибденом. Т а б л и ц а 2 Результаты совместной статистической обработки характеристик кратковременной прочности, параметров структуры и сопротивления усталости молибденовых сплавов Сплав Объем выборки г’ в' B’ г” в ’’ B ЦМ-6 65 -0,850 9,05 1036988,5 -0,815 11,30 1,336-1039 ЦМ-10 133 -0,743 6,93 426033,6 -0,721 8,61 4,847-1030 Примечание. Структурное состояние исследуемых сплавов: деформированное, поли- гонизованное, рекристаллизованное, литое; г' - коэффициент корреляции между lgNp и !ё(отах / 00,2); г" - то же между ^ N р И ^ (°тах ^ > Полученные зависимости позволяют проводить ускоренную оценку и прогнозирование характеристик сопротивления усталости молибденовых сплавов на основании показателей кратковременной прочности, в частности условного предела текучести материала, в рассматриваемом структурном состоянии. 82 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2000, № 4 Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, Значения предела выносливости молибденовых сплавов, полученные как нижняя граница 95%-ного доверительного интервала обобщенной кри вой усталости, описываемой уравнением (2), при N p = 2-106 цикл со ставляют 0,86 (для сплава ЦМ -6) и 0,72 (для сплава ЦМ -10) от условного предела текучести материала в соответствующем структурном состоянии. Проверка предположения о принадлежности механических характе ристик исследованных сплавов молибдена, представленных на рис. 3,а и 4,а, к единой генеральной совокупности показала, что гипотеза не противо речит результатам эксперимента. Однако объединять эти данные в общую экспериментальную выборку с целью их последующей совместной статис тической обработки и регрессионного анализа представляется нецелесо образным ввиду снижения точности прогнозирования характеристик уста лости сплавов по результатам кратковременных испытаний. Известно, что характеристики кратковременной прочности металлов и сплавов тесно связаны с параметрами структуры материала степенной зависимостью, описываемой уравнением Х олла-П етча [4]. В частности, установлено следующее соотношение между условным пределом текучести и размером зерна: О 0,2 ~ d з k , (3) где k = 0,13 для сплава Ц М -6 и k = 0,176 для сплава ЦМ-10. Полученное соотношение позволяет установить непосредственную кор реляционную связь между характеристиками сопротивления усталости мо либденовых сплавов и структурой материала. На рис. 3 ,6 и 4 ,6 представлены кривые усталости сплавов Ц М -6 и ЦМ -10, построенные по результатам испытаний материалов в различных структурных состояниях в координатах lg ( о max d k ) — lg N p . Видно, что указанные кривые вполне удовлетвори тельно могут быть описаны уравнением следующего вида: N p = B" (О maxd k3 )—в " , (4) где B ” и в " - константы материала, не зависящие от его структурного состояния. Эмпирические значения параметров B ’’ и в ’’, а также коэффициентов корреляции r ’’ между lg N p и lg (о maxd k ), полученные на основании статистической обработки экспериментальных данных по многоцикловой прочности и структуре сплавов ЦМ-6 и ЦМ-10, приведены в табл. 2. Уравнение (4) позволяет проводить ускоренную оценку и прогнози рование характеристик сопротивления усталости молибденовых сплавов, исходя из сведений о структуре материала, в частности, о размере его зерна. Таким образом, в результате совместного анализа и статистической обработки экспериментальных данных по усталости, кратковременной ста тической прочности и структуре малолегированных сплавов молибдена в деформированном, полигонизованном, рекристаллизованном и литом состо ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2000, № 4 83 В. В. Бухановский яниях получены эмпирические корреляционные зависимости между харак теристиками сопротивления усталости, условным пределом текучести и размером зерна указанных материалов. Р е з ю м е Проаналізовано отримані експериментальні дані з короткочасної статичної та багатоциклової міцності тонколистового прокату низьколегованих моліб денових сплавів Ц М -6 та ЦМ -10 систем М о ^ г - В і М о-А І-В з ура хуванням структурного стану матеріалу і технологічних факторів, що його визначають, зокрема режиму термічної обробки й зварювання. Для вка заних сплавів встановлено емпіричні кореляційні залежності між харак теристиками опору утомному руйнуванню, умовною границею текучості матеріалу та розміром його зерна. 1. М о р гун о ва Н. Н ., К лыпин Б. А., Б оярш и нов В. А. и др . Сплавы мо либдена. - М.: Металлургия, 1975. - 392 с. 2. Г уреви ч С. М ., Н ер о ден к о М . М ., Х арч ен к о Г. К. и др . М еталлургия и технология сварки тугоплавких металлов и сплавов на их основе. - Киев: Наук. думка, 1982. - 304 с. 3. С т рук т ура , текстура и механические свойства деформированных сплавов молибдена / Под ред. В. И. Трефилова. - Киев: Наук. думка, 1983. - 230 с. 4. Треф илов В. И., М илъм ан Ю . В., Ф ирст ов С. А . Физические основы прочности тугоплавких материалов. - Киев: Наук. думка, 1975. - 315 с. 5. М о р гун о ва Н. Н., Д ем и н а Л . Н ., К а за к о ва Н. И . Свойства сплава ЦМ-10 // М еталловедение и терм. обраб. металлов. - 1986. - № 12. - С. 31 - 34. 6 . Б ухан овски й В. В., К арт ы ш ов Н. Г ., П олищ ук Е. П. и др . Влияние термической обработки на механические свойства и характер разру шения листовых молибденовых сплавов // Пробл. прочности. - 1987. - № 8. - С. 53 - 57. 7. Б ухан овски й В. В., Х арч ен к о В. К ., К асъян К . Н. и др . М еханические свойства листового проката и сварных соединений молибденовых сплавов Ц М -6 и ЦМ -10 в диапазоне температур 293...2273 К // Автомат. сварка. - 1992. - № 4. - С. 1 3 - 1 6 . 8 . Т рощ енко В. Т., С основский Л . А . Сопротивление усталости металлов и сплавов. - Киев: Наук. думка, 1987. - Т. 1. - 505 с. 9. И ван ова В. С., К о га н И. С., Терент ъев В. Ф. и др . Поведение де формированного молибденового сплава ЦМ -10 при циклическом на гружении // Пробл. прочности. - 1978. - № 10. - С. 42 - 45. 10. Т ерент ъев В. Ф., К о га н И. С., О рлов Л . Г . О механизме усталостного разрушения молибденового сплава ЦМ -10 // Физика металлов и метал ловедение. - 1976. - 42, вып. 6 . - С. 1273 - 1280. 84 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 4 Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, 11. Х арч ен к о В. К . О высокотемпературной прочности тугоплавких мате риалов // Пробл. прочности. - 1980. - № 10. - С. 94 - 103. 12. Б ухан овски й В. В., Х арч ен к о В. К ., А сн и с Е. А. и др . Сопротивление усталости листового проката и сварных соединений ниобиевого сплава 10ВМЦ // Автомат. сварка. - 1989. - № 3. - С. 15 - 18. 13. С т епнов М . Н . Статистическая обработка результатов механических испытаний. - М.: М ашиностроение, 1972. - 232 с. 14. Ш кольник Л . М . М етодика усталостных испытаний. Справочник. - М.: Металлургия, 1978. - 302 с. Поступила 01. 07. 99 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 4 85

Взаимосвязь характеристик сопротивления усталости, кратковременной прочности и структуры низколегированных молибденовых сплавов

Репозитарії

Схожі ресурси