Накопление усталостных повреждений в квазимонокристаллическом материале Д16 при двухступенчатом циклическом нагружении тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

РГСГЧГ

2 1 МЛР 133^

ий институт инженеров гражданской авиации

На правах рукописи

ВИССЯМ Р. НЯИМ

УДК 620.179.1

НАКОПЛЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ • ПОВРЕЖДЕНИЯ В, КВЯЗИМОНОКРИСТД/МИЧЕСКОМ МАТЕРИЯ/1Е ДI б ПРИ ДВУХСТУПЕНЧАТОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ НЯГРУЖЕНИИ

Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность машин,

приборов и аппаратуры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наун

Киев 1994

Работа выполнена На кбфедре конструкции и прочности летательных аппаратов Киевского института инженеров гражданской авиации.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

профессор .

Радченко Александр Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Третьяченко Георгии Нинолаевч

кандидат технических наук, ассистент

Шевчейко Олег Анатольевич

Ведущая организация: Институт Механики

Унраинсной ЯН.

Защита состоится 8 апреля 1994 года в 15.30 часов на заседании специализированного' совета К 072.04.01 при Киевском институте инженеров гражданской авиации ( ауд.1.123 >.

(252058, Киев-58, ГСП, пр.Космонавта Комарова,1, КИИГЯ).

С диссертацией можно ознакомиться в научно-техни-чесноп библиотеке института.

Автореферат разослан февраля 1994 года.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверении:'. печатью, просим направлять в адрес института.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наун

Лебедев К).Я.

ОБШЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЯБОТЫ

Преобладающее большинство изделий машиностроения, в том числе и изделия авиационной промышленности, работают в условиях действия на них повторных нагрузок. Циклическое нагр-, жения обычно сопровождается действием большого числа других факторов - повышенные или пониженные температуры, агрессивная, внешняя среда, перепады давлений и др. Все эти факторы следудет рассматривать как воздействие окружающей среды на изделие.

Длительное действие внейшей среды на изделие приводит к постепенной деградации его служебных свойств и возникновению различных отказов и разрушений,

ДЛЯ авиационных конструкций наиболее характерными являются отказы, которые возникают из-за протенания в их деталях и элементах процессов усталости.

При действии циклических напряжений в материале детали происходит постепенное накопление дефектов кристаллической решетки, которое приводит к появлению макродеформаций с последующим зарождением минротрещины, развитием макротрещины и разрушением.

Большинство деталей изготавливают из поликристаллических материалов, зерна которых имеют различную ориентировку по отношению к внешней нагрузке.. Это обуславливает различную скорость протекания процессов усталости в различных зернах, что обусловлено анизотропией их прочностных характеристик. Указанное различие усугубляется сложным характером полей напряжений в опасных сечениях деталей. Долговечность реальной детали, изготовленной из полинристаллического материала, является случайной величиной, так как зависит в основном от сочетания двух случайных факторов: фактической величины напряжений в критическом зерне и его кристаллографической ориентации.

Поэтому для описания закономерностей усталостного разрушения некоторой совокупности деталей могут бить ис-пользоеанн только вероятностно-статистические подходы. Ниже будет показано, что процессы усталости, протекающие в отдельном зерне, по своей природе являются детерминированными и эту особенность следудат учитывапть при .соа-

дании моделей усталости, учитывающих тонкие аффекты, наблюдаемые при усталости.

В первую очередь это относится н особенностям работы деталей при нерегулярных режимах работы, формированию распределений усталостной долговечности, кинетики развития усталостных трещин.

Задача объединения дискретного и вероятностного подходов к описанию процессов усталости в материалах и деталях конструкции ставилась при создании дискретно-вероятностной модели усталости, разрабатываемой с 1972 года в Киевском институте инженеров гражданской авиации.

Настоящая работа посвящена экспериментальной проверке ряда основных положений дискретно-вероятностной модели усталости на основании результатов двухступенчатых усталостннх испытаний квазимонокристалличесних об-равцов, выполненных в статистическом аспекте.

Актуальность работы обусловлена необходимостью совершенствования расчетных и расчетно-экспериментальных методов оценки ресурсов деталей и изделий, работающих при нерегулярных режимах нагружения.

В последние годы ряд ответственных деталей различных изделий изготавливаются из монокристаллов. В первую очередь это относится к /юпаткам газовых турбин, поэтому результаты настоящей работы могут быть непосредственно' использованы при интерпретации результатов испытаний подобных деталей.

Цель работ ы. Определение закономерностей суммиргвания усталостных повреждений квазимонокристалличесних образцов при двухступенчатых режимах циклического нагружения.

Научнаяновиз;на.В диссертации получены следующие новые научные результаты:

_ установлены зависимости остаточной долговечности от величины предварительной наработки для зерен различной нристаллографичесной ориентации и выявлены их особенности вблизи точен бифуркации процесса усталости;

- прямым экспериментом выявлены пять стадий устаг-лости нвэзимонокристаллов материала Д16 и определены их

продолжительности для зерен различной кристаллографической ориентации;

- установлены причины отклонений от линейного правила сумкмрования усталостных повреждений.

Практическая ценност ь;Полученные в работе результаты позволяют утверждать, что любая гипотеза суммирования усталостных повреждении, основанная на монотонном изменении прочностных свойств материала в процессе усталости, не может служить основой достаточно точного прогноза эксплуатационной долговечности конструкций.

Полученные результаты могут быть непосредственно использованы при проведении научно-практических работ по оценке ресурсов деталей авиационных конструкций, изготовленных из мойокристаллов (например, лопаток газотурбинных двигателей >.

Публикации. По теме диссертационной работы подготовлено 2 статьи, которые приняты в печать.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит иа введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы.

Диссертационная работа изложена на 133 страницах машинописного текста, включая 39 рисунков и 18 таблиц. Библиография включает 102 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РЯВОТЫ

Во в ведении показана актуальность работы, ее связь с другими работами в дленной области, сформулированы основные цели исследования,

В первой главе рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей усталостного разрушения металлов, определившие этот процесс как синергетический.

Особое место занимает анализ структурно-энергетического подхода, предложенного В.С.Ивановой и дискретно-вероятностной теории Я.И.Радченко.

Анализ существующих гипотез накопления усталостного повреждения показывает, что ни одна из них не может обеспечить необходимой в практических целях точности прогнозирования циклической долговечности деталей,

эксплуатирующихся в условиях нерегулярного циклического нагружения. Экспериментальные данные, полученные при разработке дискретно-вероятностоа теор»1и усталости, показывают, что процесс накопления повреждения является нелинейным, и заключается в последовательных актах самоорганизации, приводящих к смене диссипативных структур. Предполагается, что процесс этот протекает несинхронно в зернах различной кристаллографической ориентации, однако до проведения настоящего исследований, экспериментального подтверждения указанного положэния дискретно-вероятной теории не было.

В связи с поставленной целью исследования изучены данные об ориентационно-кристаллографических аспектах микропластической деформации при различных видах нагружения ряда металлов, в основном с гранецентрированной кубической кристаллической решеткой.

До настоящего времени исследовались лишь монокристаллы чистых металлов ограниченного диапазона ориентировок и,как привило, при регулярных режимах нагружения. Проведенные ранее усталостные испытания монокристаллов не являлись достаточно представительными для статистической оценки результатов и поэтому не могут использоваться для разработки методов прогнозирование долговечности ответственных деталей и узлов машин.

Анализ литературных источников показывает, что необходимо р?аработать специальную методику, исследован 1Я роли кристаллографической ориентации зерен поликристг.л-лов и монокристаллов в процессе накопления усталостного повреждения, обеспечивающую выполнение следующих требовании: " ■ •

-статистический характер исследования;

- возможность применения достаточно точных методов определения кристаллографической ориентации,

- применение недорогих заменителей монокристаллов <неазимонокрпсталлов);

- учет синергетического характера процесса.

Во второй главе -, изложена методика проведения исследования.

Использовались методы: ,

в

- механических испытаний < усталостные испытания при регулярных и нерегулярных режимах нагружения);

- металлографического контроля состояния поверхности специально подготовленных образцов, позволявшие контролировать распространение трещины усталости в квазимонокристаллах различной"ориентации;

- термомеханической обработки исследуемого материала с целью получения специальной крупнозернистой структуры;

- рентгенографический метод определения кристаллографической ориентации квазимононристаллов;

- экспериментально-аналитический метод определения ориентационных с вероятностных) групп, к которым принадлежат исследуемые квазимонокристаллы.

Образцы для усталостных испытаний и-готапливались ив рекристаллизованнйго сплава Д16 и имели следующие размеры: длина - 90 мм,ширина 10 мм, толщина 0,74^0,75 мм.

Величина зегэн достигала 10 мм, что позволило применять рентгенографический метод Лауэ для определения их кристаллографической ориентации.

Для получения необходимой крупнозернистой структуры применялся метод критической деформации и отжига. Серия пр здваритёльных исследований позволила существенно доработать метод управления размерами зерен рекристаллизации путем оптимизации параметров режима термомехани-, ческой обработки.

При этом точность про-ноза размеров зерен может быть обеспечена Путем использования множественной регрессионной модели:

Д=21,9431и2,5821/1д£ - О, 19. Т1+0, 2203 . Т2 + 0.0008

где - деформация

Т1 - температура 1 отжига.

Т2 - температура П отжига.

^ - продолжительность температуры 1 отжига.

Квадрат множественного коэффициента корреляции равен 0,894,

Режим, обеспечивающий стабильное получение достаточно крупного зерна,, удовлетворяющего требованиям настоящего ■исследования, характеризуется следующими пара-

/

метрами: температура первого отжига 550® С/ температура второго отжига 570° С, продолжительноть второго отжига 5 часов, деформация 2'/..

С целью локализации разрушения в выбранном зерне сверлилось отверстие Диаметром 1 км. При испытаниях образцов на усталость в зоне отверстия во всех случаях воэника'ли равные циклические Напряжения.

Усталостные испытания проводились на разработанной ранее установке. • Конструкция испытательной машины позволяет проводить нагрукение компактных образцов консольным изгибом в широком диапазоне деформации и с различной ассиметрией цикла. Кинематическая схема нагру-женчя образца показана на рис.1а. Основные геометрические размеры образцов для усталостных испытании показаны на рис. 1,6.

Рис.1. Кинематическая схема нагружения образца {а) .основные геометрические размеры образцов для Усталостных испытаний (б)

Определение кристаллографической ориентации исследуемых зерен производилось методом обратной съемки по Лауэ. Съемка произвс-цилась на аппарате УРС-55 с применением трубки с медным анодом при напряжении 20 «В и анодном токе 20 мй. Время экспозиции при данном режиме и использовании пленки РМ-1 составляло 90 мин.

В проводимом в последние годы цикле исследований при изучении накопления усталостных повреждений в металлах используется метод двухступенчатых испытаний. Программа испытании может включать переход■ с первой ступени на вторую по схеме "низкое напряжение - высокое

напряжение" или "высокое напряжение-низкое напряжение".

Испытания на втором уровне напряжений ведутся до полного разрушения или до появления усталостной трещины заданной длины. Число -циклов второй ступени до разрушения или до появления трещины являются характеристикой состоянья материала, соответствующего моменту перехода с первой ступени нагружения на вторую.

В настоящем исследовании испытания проводились по схеме "высокое напряжение-низкое напряжение". Максимальные циклические напряжения первой ступени 121 МПа, максимальные напряжения второй ступени 97,3 МПа.

Вид нагружения - симметричный консольный изгиб. Переход с одного уровня на другой осуществлялся соответствующей настройкоу! испытательной машины - путем изменения длины нагружаемой консольной части образца.

Втретьей главе рассмотрены результаты усталостных испытаний квазимонокристаллических образцов при регулярных режимах нагружения.

Целью проведения усталостных испытаний при регулярных режимах нагружения являлось:

- получение базовых данных о долговечности квазимонокристаллических образцов при регулярных режимах нагружения;

- получение параметров дискретно-вероятностной модели усталости, что необходимо для расчетного определения вероятности разрушения каждого образца с целью отнесения его к определенной вероятностной группе.

Испытания проводились при двух уровнях напряжении, соответствующих последующим двухступенчатым испытаниям:

первый режим - максимальное напряжение цикла в расчетном сечении образца ©'■121 МПа; й »-1;

второй режим б" "97,3 МПа; Я—'1.'

Было проведено две серии испытаний.

Первая серия предусматривала испытания на усталость квазимонокристаллов. ноторые не подвергались рентге-ноструктурному исследованию и у которых ориентация критических зерен была неизвестна.

Образцы второй серии подвергались рентгеноструктур-ному анализу и для каждого образца была известна кристаллографическая ориентация.

Результаты первой серии повысили статистич.лсную надежность определения вероятности: раэрушечия образцов второй серии;

При регулярных режимах нагружения всего было испы- . тано 44 образца.

При регулярном нагру.жении (3 ■=121 МПа было испытано' 18 образцов, поверхность которых'не подвергалась полировке после удаления химическим путем плакирующего слоя. Из них у 10 образцов была определена кристаллографическая ориентация. Кроме того были испытаны .9 об раэцов, поверхность которых подвергалась механической полировке с целью изучения развития усталостных трещин. . '.

При напряжении^=97,3 МПа было испытано 18 образцов, не подвергавшихся дополнительной полировке. Из них у 10 образцов еыла определена кристаллографическая ориентация. ■

Испытания на усталость' проводились до полного разрушения обраэц'в. , '.•■.'•

В таблице 1 содержатся сведения о количестве образцов, принадлежащих различным вероятностным группам 01, испытанных при регулярном и: двухступенчатом режимах нагружения..

• В третьей строке таблицы указано общее количество квазимонокристаллическпх образцов,у которых была-, определена ориентация критических зерен. .

Кристаллическая' текстура исходного материала 1116 и последующая термомеханическая обработка обусловили неравномерность распределения образцов по ориентационным группам. ■."■'.

Выполнена статистическая обработка результатов испытаний. Показано, чтс эмпирические функции - распрвдгзле-ния логарифмов чисел циклов до разрушения квазимонок-ристаллоз могут только приближенно описываться линейным уравнением ' • ■

Таблица 1

Распределение образцов по различным ориентационным группам

Группа. 02 03 04 (В • Бб 07 08

Вероятн.* 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80

Общее к-во образцов 14 22 . 13 5 13 11 7

- Регулярные режимы нагружения

К-во обр. 5-' : 3 3 2 О 1 2

Относ, кол 0.25 0.15 0.15 0.1 0.15 0.05 о: ю

Двухступенчатый режим нагружения

К-во обр. 9 19 10 3 10 ю 5

Ошос. кол 0,13 0.29 0,15 0,04 . 0.15 0,15 0,07

Четвертая глава; посвящена исследованию суммирования усталостных повреждений в нваьимо-.«иристаллэх'сплава Д1б при двухступенчатом нагружении.

Испытания квазимонокристаллических образцов при двухступенчатом режиме нагружения состояли из двух серии:

- 1 серия заключалась в испытании достаточно боль-т шого числа образцов без определения нристаллографичес-коп ориентации и:с "критнчгсних" зерен;

- П серия предусматривала испытания образцов, у которых рентгенографическим методом была определена кристаллографическая ориентация "критических" зерен с см-,таел.1),

Исходя из лискрётно-вёроятностой модели считалось, что усталостн&Я.долговечность монокристалла, а также вероятность разрушения при- определенной величине циклически:'. напряжении практически полностью зависит от его кристаллографической ориентировки по отношению к направлению действия внешней нагрузки. Поэтому, используя специальную методику расчета, образцы, испытанные на- П серии испытании, были разделены на 7 ориенташюнкых

групп i 02. . . йЭ )., соответствующие различным вероятностям разрушения. Это*"поэеолило выяснить роль кристаллографической ориентации на протекание процессов усталости и суммирование усталостных повреждений. Всёго на этом этапе исследовании Было испытано 133 образца из них 83 образца испытано при проведении первой серии и 70 - на второй.'

На рис.2 представлены объединенные данные, полученные при проведении 1 и П серии испытаний.

\0(3ъедшешщв данные)

Линия, нанесенная на указанном рисунке, соот-Eeтcтвveт линейному правилу суммирования усталостных

повреждений

гк + Ш-1

N1 гк '

гдг:

средняя долговечность при регулярном наГружении",

предварительная циклическая.наработка; средняя величина остаточной долговечности.

А/, 11А/2-

п, -

Пг '

Даже качественный анализ приведенных результатов Показывает, что линейное правило суммирования усталостных повреждений не может испольвоваться для описания зависимости между величиной предварительной наработки П.! и остаточной долговечностью или любой другой статистической характеристикой распределения остаточной • долговечности..

Для определения статистических характеристик рассеяния остаточной долговечности производились испытания нескольких -образцов при фиксированной величине предварительной наработки.

При определенных величинах предварительной наработки наблюдается резкое увеличение величины остаточной долговечности у некоторых образцов, т.е. появляются "пики" остаточной долговечности, которые свидетельствуют об их упрочнении.

При указанных наработках существенно увеличивается рассеяние остаточной долговечности. При "прохождении пина" среднее нвадратичесное отклонение, логарифмов остаточной долговечности , 1808 , в то время как прп других наработках =0 ■ 0782 .

■ Дальнейшие исследования были направлены на экспериментальное подтверждение основнрй идеи дискретно-вероятностной модели:

процессы усталости в зернах различных ориентацион-ных групп протекают подобно, но их кинетика зависит от ориентации кристалла.

Следствием этого является возможность установления зависимости остаточной долговечности от величины предварительной наработки для образцов каждой ориентацион-Ной'группы.

С помощью испытаний квазимонокристаллов при регулярных режимах нагрукения, была установлена связь между кристаллографической ориентацией и вероятностью разрушения. Это позволило отнести до проведения двухступенчатых испытаний каждый квазимонокристаллический образец с известной ориентацией к той или иной орпентационной (вероятностной) группе 01.

Всего было 5; оделено семь групп образцов', шаг изме-некчя вероятное- и составлял 10%.

При проведении испытании использовался метод последовательного планирования эксперимента, который эаклю-, чался в использовании закономеоностёй расположения ."пиков" остаточной долговечности, установленных .при йспы-' таниях одни;: ориентационных групп при планировании испытании других групп.

На рис.3 показаны кривые изменения остаточной долго вечности квазимонокристаллов исследованных 3 и 7 ориен-тационных групп. • >

Как видно из графиков кривая остаточной долговечности каждой ориентационной группы имеет четыре' "пина" остаточной долговечности - Rl. R2, R3, R4. ' • •

На основании дискретно-вероятностной модели усталости можно связать появление пиков с достижением в критической точке управляющим параметром критической величины,- что приводит к началу ■процесса перестройки субструктуры и появлению первых .элементов новой зарождающейся субструктуры сплава. .

Указанные критические точки являются точками бифуркации усталостного процесса.

Каждый пик разделяет две смежные стадии, усталости, которые в дальнейшем условно.обозначены как D,C,R,MT,Т. Точка F соответствует разрушению о.брааца. Каждому пику остаточной долговечности Rlj соответствует определенная величина критической наработки в- точке'' бифуркации NBlS . Здесь I - номе группы,.J ■- номер стадии.

Полученные в настоящей работе кривые остаточной долговечности .относятся к одному значению гикличесних напряжений..При изменений уровня циклического нагруже-ния происходит игменение положения точек бнфуркзиии.

Координаты точек еифуркацип, . соответствующие первым пикам остаточной долговечности каждой ориентационной группы R11.R1-2.R13, . .Р. 110 образуют ' дискретный ■ ряд В. С.Ивановой, который описывается уравнением

Ñlw

где /J - универсальная постоянная разрушения материалов, Для алюминия Л =0,23.

LW ~ номер члена ряда И-вачовой.

№) | .V • ' ; : > • • •

«2(3) Я«7\ Я3(3} аШП V.

7)

4/! А] \ . г

Л 11 • / /к \ - V: " /?4Г7)

1 У п \ '1 Ч > / \ Л ' \ I

|\ / \ Р\ Л X / V / / \ V

1 V / А г / 1 Лч \ V - .Л / \ \

Л N / \ \ ■ N У • ч

№(3)

о

га

20

50

60

70

п,-Ю'3 90

Ц) 50

Рлс.З. Кривые дзиянааия остаточной долговечности квазиыонокристаллических образцов 3 в 7 группы.

• - 3 группа; о - 7 группа ; х - расчетные дашше

предыдущее и последующее значения наработок, соответствующих точкам бифуркации. Установлено, что между номером ориентационнои группы и номером соответствующего члена ряда В.С.Ивановой существует следующая- зависимость

В результате описанной выше обработки экспериментальных данных была составлена расчетная матрица точек бифуркации для исследованного сплава Д16, подвергнутого специальной термомеханической обработке для получения крупнозернистой структуры ( таблица 2).

Таблица 2

Расчетная матрица точек бифуркации при а - 121 МПа

Группа Номер пика остаточной долговечности Долтовеч ность Ю7

Ки иг

& НВоп КВр 4.30 9.51 21.54 96.04^

Ог Шоп НВр 0.05 0.05 5.0 6.04 12.61 26.5 27.58 120.0 113.48

& НВоп НВр 1.0 1.01 9.5 8.50'' 14.0 16.74 33.5 35.33 123.5 125.13

6« НВоп НВр 4.5 4.5 11.96 18.5 22.20 43.5 45.25 129.0 135.05

03 НВоп НВр 9.5 9.49 16.82 31.0 29.46 56.5 57.95 135.0 143.65

& НВоп НВр 14.0 13.78 23.66 39.09 74.22 137.0 152.52

вг НВоп НВр 16.6 16.6 33.28 51.0 53.86 94.0 95.05 162.5 163.15

& ИВоп НВр 18.0 18.22 43.0 46.81 73.3 68.81 121.0 121.74 177.5 177.64

& НВоп НВр 19.09 '65.85 91.29 155.91 198.31

Шо НВОП НВр 20.00 92.63 121.12 199.68 228.98

В основе полученной матрицы лежит ряд, соответствуй код«'» чистому алюминию. В таблице приведены опытные данные о критических наработках МВоп. и результаты расчетов ЫВр., что позволяет 'оценить достоверность полученных результатов. На основании таблицы 2 может быть определена продолжительность стадии усталости кристаллов различной ориентации. Результаты расчета для различных ориентационных групп приведены, в таблице 3 Относительная продолжительность (в У.) стадии усталостного процесса представлена на рис.4.

.....Таблица 3 ,

Относительная продолжительность стадий усталостного процесса

в зернах различных ориентационных групп ( * )

б 1' 0 С И, МГ Т Итого

1 5.42 12.53 77.57 100

2 0.044 5.27 5.79 13.19 75.70 100

3 0.807 5.98 6.58 14.85 71.76 100

4 3.332 5.52 7. те 17.07 66.49 100

5 6.60 5.10 8.80 19.83 59.65 100

6 9.03 6.47 10.11 23.03 51.34 100

7 10.17 10.22 11.39 26.47 41.74 100

8 10.25 16.09 12.38 29.79 31.47 100

9 9.62 23.57 12.83 32.58 21.38 100

10 8.73 31.72 12.43 34.31 12,79 100

ш

с

1ая VI ........

№ .. МГ т.68 |

Шм Т 223.981

Рис.4. Продолжительность различных стадий усталости

17

выводы

1. Проведены усталостные испытания квазимонокрис-таллических образцов из материала Д16 при регулярных и нерегулярных режимах нагружения, подтвердившие положение дискретно-вероятностной модели усталости о роли кристаллографической ориентации зерен в процессе накопления усталостных повреждений. '

2. При двухступенчатом режиме . нагружения зависимость "остаточная долговечность-предварительная наработка" имеет немонотонный характер. Вблизи точек бифуркации усталостного процесса возникают "пики" остаточной долговечности, свидетельствующие об упрочнении нвазимо-нокристалла. Их положение зависит от ориентации критического зерна и уровня циклических напряжений. ■

3. Прямым экспериментом выявлены точки бифуркации процесса усталости квазимонокристаллов сплава Д16 различной ориентации при напряжении 121 МПа, которые соответствуют границам пяти стадий усталости.

4. Установлено,что базовые точки бифуркации, характеризующие завершение первой стадии усталост:-, связаны между собой соотношениями ряда В.С.Ивановой, основанного на использовании универсальной постоянной разрушения

для.данного металла,

5. Продолжительность каждой стадии усталости и долговечность до разруш-лия зависят от ориентации зерен квазимонокристалла и уровня циклических напряжений.

При напряжении 121 МПа продолжительность стадий усталости сплава Д16 при переходе от третьей ориентацион-ной группы к восьмой увеличивается: 1 стадия - в 18 раз, 2 стадия - в 4,5 раза, 3 стадия - в 5,2 раза, 4 стадия - в 3,1 раза.

6. Разработана методика прогнозирования точек бифуркации процесса усталости квазимонокристаллов на основании ограниченного эксперимента.

7. На каждой стадии усталости зависимость остаточной долговечности квазимонокристала сплава Д16 от величины предварительной наработки нелинейна и мож^т быть описана только с учетом дискретности процесса усталости.

0. При прогнозировании долговечности квазимонокрис-талличесних образцов необходимо учитывать не только закон Шмида, но и дискретный характер ориентационной анизотропии. ' '

9. Применение линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений приводит к существенным ошибкам при оценке усталостной долговечности нвазимонокристаллов. Сумма относительных Долговечностей для монокристаллов сплава Д16 может изменяться в пределах от 0,6 до 2,45.

Ю. Разработка методов прогнозирования усталостной долговечности материалов и конструкций при действии нерегулярных режимов нагружения требует учета дискретно— вероятностного характера процесса усталости.

11. Разработана методика устойчивого получения квазимонокристаллов сплава Я16 с диаметром зерна не менее 10 мм. Выбор параметров Термомеханической обработки, обеспечивающей получение указанных зерен, может производиться с помощью разработанной множественной мультипликативной модели.

12. Результаты исследования могут быть непосредственно использованы при проведении каучно-практичесних работ по прогнозированию ресурсов монокристаллических деталей различных изделий и, в гсзрвую очередь, лопаток газотурбинных двигателей. ' .

Основные публикации по теме диссертации: •

1. Управление размерами квазимонокристаллов алюминиевого сплава при их изготовлении //Радченко Я.И., Ка-русневич М.В., Найм В,Р.- Проблемы прочности (в печати). '

2. Радченко Д.И., Найм В.Р. Дискретные процессы и точки бифуркаций при усталости сплава Я16 системы Al-Cu-Mg/.FATIGUE and FRACTURE of ENGINEERINC- MATERIALS and 3TRUCUTURES (в печати). ' ■ ■ „

Подписано в печать 24.02.94. Формат 63X04/16. Бумага типограф. Офсетная печать. Усл.кр.-отт.б.Усл.печ.лЛ,16. Уч.-изд.лЛ,25. Тираж 100 окэ. Заказ № 48-1. фна . Изд. № 197/Ш.

Издательство КИИГА.

252058. Киев-58, проспект Космонавта Комарова,!.