Сопротивление усталости (α+β)-титанового сплава класса Ті-6АI-4V, полученного методом электронно-лучевого осаждения в вакууме из паровой фазы

Abstract

Представлены результаты испытаний на усталость (α+β)-титанового сплава Ti-6Al-4V в виде двухслойных гладких образцов (первый слой - конденсат, полученный методом электронно- лучевого осаждения в вакууме из паровой фазы, второй слой - подложка из стандартного листового материала того же типа) и образцов конденсата. Установлено, что наличие в конденсате дефектов осаждения типа капель снижает предел выносливости материала примерно в 1,5 раза по сравнению с таковым в бездефектном. Показано, что при отсутствии капель предел выносливости конденсата не ниже, чем материала подложки. Проанализированы микроструктура, текстура и поверхности разрушения исследуемых материалов, на основании чего с помощью подходов линейной механики разрушения рассчитаны пределы выносливости бездефектного конденсата и материала подложки. Получено хорошее совпадение расчетных данных с экспериментальными.

Наведено результати випробувань на втому (α+β)-титaнoвoгo сплаву Ti-6Al-4V у вигляді двошарових гладких зразків (перший шар - конденсат, отриманий методом електронно-променевого осадження у вакуумі з парової фази, другий шар - підкладка зі стандартного листового матеріалу такого ж типу) і зразків конденсату. Установлено, що наявність у конденсаті дефектів осадження типу крапель призводить до зменшення границі витривалості матеріалу приблизно в 1,5 раза в порівнянні з такою у бездефектному. Показано, що границя витривалості конденсату без крапель не нижче, ніж матеріалу підкладки. Проаналізовано мікроструктуру, текстуру та поверхні руйнування досліджених матеріалів, на основі чого з використанням методів лінійної механіки руйнування розраховано границі витривалості бездефектного конденсату і матеріалу підкладки. Отримано хорошу збіжність розрахункових даних з експериментальними.

We present fatigue test results for Ti-6Al-4V (α+β)-titanium alloy using bilayered smooth specimens (the first layer being a condensate obtained by the electron-beam deposition method in vacuum from the vapor phase, the second layer - a substrate from a standard sheet material of the same type) and using specimens made from the condensate. It is found that presence of the deposition process flaws (such as drops) in a condensate reduces the material fatigue limit approximately by 1.5 times, as compared to the flawless one. It is shown that in absence of drops the fatigue limit of a condensate is no lower than that of the substrate material. The microstructure, texture and fractography of materials under study are analyzed and, based on the results obtained, we apply the linear fracture mechanics approach we calculate the fatigue limits of the flawless condensate and the substrate material. Good correlation of calculated results with experimental data is obtained.