Известно, что на сопротивление усталостному разрушению сварных соединений существенное влияние оказывает концентрация напряжений, связываемая с изменением форм (геометрии) шва и внутренних дефектов (пор, включений и т.д.), остаточные напряжения, а также образование в процессе сварки крупнозернистой околошовной зоны. При этом качественное проведение сварки с использованием защитной газовой атмосферы, правильное оформление шва (наличие галтельных переходов) сводят к минимуму отрицательную роль концентраторов напряжений, вносимых сваркой, в снижении характеристик усталости сварных соединений. Влияние же остаточных напряжений на механические свойства металлических материалов со сварным швом в этом случае во многом будет определяться механической неоднородностью (неравномерностью распределения механических свойств по длине сварного соединения) и также структурным состоянием участка зоны термического влияния, по которому, как правило, идет локализация пластической деформации и разрушение.
В работе на основании исследования микроструктуры и распределения микротвердости по длине сварных соединений изучено поведение модельных образцов из технически чистого титана, имитирующие узлы ИКС, при статическом и циклическом нагружении в физиологическом растворе Рингера-Локка.
Испытания проводились на Т-образных сварных образцах из титана ВТ 1-ОС. Цилиндрический стержень Т-образного образца диаметром d0 = 2 мм приваривался к квадратной пластинке методом вакуумной электронно-лучевой сварки. Стержень изготавливался из проволоки, которую подвергали холодному волочению до степени деформации 55%. Радиус галтельного перехода от пластинки к стержню после механической обработки 1,5 мм.
Получены прочностные (σв, σ0,2), пластические (δ, ψ) характеристики, предел усталости (σ-1) на базе испытаний N = 107 циклов и кривые усталости исходного металла и сварных образцов. Показано, что сруктура сварных соединений состоит из четырех характерных участков: собственно шва, околошовной крупнозернистой зоны (средний условный диаметр зерна 
), участка рекристаллизации 
) и основного металла. При этом микротвердость участка рекристаллизации (разупрочнения) составляет ~1500 МПа, что меньше микротвердости околошовной зоны и основного металла соответственно в 1,8 и 1,9 раза. Указанная структурно-механическая неоднородность по длине сварного соединения обусловливает локализацию пластической деформации и разрушения при статическом нагружении по участку разупрочнения.
На основании исследования микроструктуры и микротвердости установлены закономерности, связывающие механические характеристики при статическом и циклическом нагружении с механической неоднородностью и величиной зерна разупрочненного металла сварных образцов из титана. Даны рекомендации оценки усталостных характеристик сварных соединений по виду механической неоднородности и структурному состоянию. Результаты исследования использованы при изготовлении каркасов сварных ИКС, выполненных из титана ВТ 1-ОС.
Библиографическая ссылка
Гущин А.Н., Пачурин Г.В. ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ОТ МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ И ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ТИТАНА // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 9. – С. 53-54;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23558 (дата обращения: 03.12.2024).