автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Прогнозирование усталостных свойств титановых сплавов на основе анализа закономерностей их разрушения при динамических испытаниях

На правах рукописи

АСПИРАНТ Воздвиженский Илья Николаевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСТАЛОСТНЫХ СВОЙСТВ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИХ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ

Специальность 05 16 01 - «Металловедение и термическая обработка металлов»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

03 159420

[I ' " '

003159420

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и технология обработки материалов» «МАТИ» - Российского государственного технологического университета им К Э Циолковского

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Мамонов Андрей Михайлович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Егорова Юлия Борисовна - кандидат технических наук Банных Игорь Олегович

Ведущее предприятие - ОАО НИАТ, г Москва

Защита диссертации состоится 19 июля 2007 года в 14— часов на заседании диссертационного Совета Д212 110 04 в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им К Э Циолковского по адресу г Москва, ул Оршанская, 3, «МАТИ»-РГТУ им К Э Циолковского, ауд 220А Отзыв на автореферат в одном экземпляре (заверенный печатью) просим направлять по адресу 121552, Москва, ул Оршанская, 3, «МАТИ»-РГТУ им К Э Циолковского

Тел (495) 417-8878, факс (495)417-8978

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета

Автореферат разослан 18 июня 2007 года

Ученый секретарь диссертационного Совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Титановые сплавы в литом состоянии имеют сравнительно низкий уровень прочностных и усталостных свойств, что обусловлено в основном их крупнопластинчатой структурой Разработка и внедрение новых технологий обработки титановых сплавов, в частности термоводородной обработки (ТВО), обеспечили широкие возможности преобразования литой структуры без применения пластической деформации ТВО позволяет получать широкий спектр структур в литых изделиях из титановых сплавов всех классов, причем достигаемый комплекс механических свойств может быть не хуже, чем у изделий из деформированных полуфабрикатов

Одной из важнейших характеристик литых изделий из титановых сплавов является их сопротивление усталости В настоящее время для его определения применяют экспериментальные методы, однако они весьма трудоемки и дорогостоящи

В ходе исследований различных полуфабрикатов из титановых сплавов были установлены качественные и количественные закономерности влияния их микроструктуры на механические свойства Однако было показано, что усталостные свойства деформированных полуфабрикатов титановых сплавов статистически прогнозируются по структуре лишь в частных случаях, например, для одного сплава Для литых титановых сплавов ситуация аналогична Опубликованные исследования взаимосвязи микроструктуры и механических свойств с морфологией изломов титановых сплавов в большинстве случаев дают только качественные

оценки В то же время, морфология поверхности разрушения при механических

1

испытания^, как статических, так и динамических, зависит от механизма разрушения, который определяется структурным состоянием сплава и, следовательно, имеет прямую связь с механическими свойствами Поэтому актуальной научной и практической задачей является исследование закономерностей разрушения и установление их количественной взаимосвязи со структурой и механическими свойствами титановых сплавов Это позволит разработать достоверные методы прогнозирования усталостных свойств по результатам менее трудоемких и дорогих испытаний " ,

V Vi

Целью настоящей работы является установление влияния структуры на закономерности разрушения литейных титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л при динамических испытаниях, и разработка на этой основе методики прогноза их усталостных свойств

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

1) исследовать на макро- и микроуровне закономерности разрушения титановых сплавов с разным типом и параметрами структуры, сформировавшейся в результате различных видов обработки, включая термоводородную обработку,

2) установить взаимосвязь морфологии изломов и механизма разрушения литейных титановых сплавов с их структурой и свойствами,

3) разработать методику количественной оценки морфологии изломов литейных титановых сплавов после различных динамических испытаний,

4) установить статистические закономерности, позволяющие прогнозировать предел выносливости титановых сплавов с различной микроструктурой по количественным характеристикам морфологии изломов

Научная новизна работы состоит в следующем

1) Установлено, что преобразование путем ТВО исходной крупнопластинчатой структуры литых титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л в мелкопластинчатую с сохранением а-оторочки по границам р-зерна приводит к увеличению доли квазифасеточного излома от 5-10% до 40% в изломе образцов после испытаний на ударную вязкость и в зоне долома образцов после испытаний на предел выносливости за счет движения трещины вдоль а-оторочки

2) Установлено, что устранение а-оторочки в результате преобразования путем ТВО исходной литой структуры сплава ВТ20Л в ультрадисперсную приводит к тому, что продвижение фронта трещины становится нечувствительным к микроструктуре Это увеличивает долю квазифасеточного рельефа в изломе до 90%

3) Для всех исследованных типов и параметров структур титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л показана идентичность морфологии излома образцов для

испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на

}

предел выносливости как на макро-, так и на микроуровне

4) Показано, что на микроуровне разрушение литейных титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л происходит по механизму образования и слияния микропор независимо от структуры При этом ямка микропластической деформации может быть принята в качестве базового элемента количественного анализа микроморфологии излома титановых сплавов

5) Установлена статистически достоверная взаимосвязь количественных характеристик морфологии излома литейных титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с их пределом выносливости

Практическая значимость работы:

1) Разработана методика количественной оценки морфологии излома образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости титановых сплавов, основанная на измерении размеров ямок микропластической деформации трех типов

2) Разработана методика статистического прогноза предела выносливости литейных титановых сплавов с различной структурой по количественным характеристикам излома образцов для испытаний на ударную вязкость с точностью, сопоставимой с точностью стандартных испытаний на предел выносливости

3) Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по специальности 150601 «Материаловедение и технология новых материалов» в Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева

Апробация работы. Материалы работы доложены на 9 научно-технических конференциях и семинарах, в том числе I Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Идеи молодых - новой России» (Тула, ТГУ, 2004), Международной молодежной научно-технической конференции «Гагаринские чтения» (Москва, «МАТИ»-РГТУ им К Э Циолковского, 2004, 2005, 2006, 2007 г г), Всероссийской научно-технической конференции «Моделирование и обработка информации в технических системах» (Рыбинск, РГАТА им П А Соловьева, 2004), XII международном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» (Москва, МАИ, 2006), Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и

технологии» (Москва, «МАТИ»-РГТУ им К Э Циолковского, «НМТ-2006»), Международной конференции «Т1-2007 в СНГ» (Украина, Ялта, апрель 2007 г)

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 работах Список публикаций приведен в конце автореферата

Объем диссертации, ее структура. Диссертация содержит 124 страницы машинописного текста, 54 рисунка, 16 таблиц Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка литературы из 117 наименований

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В главе на основе анализа литературных данных показано, что титановые сплавы отличаются большим разнообразием микроструктур, что сильно затрудняет оценку влияния микроструктуры на механические свойства Наиболее полно данный вопрос изучен для деформированных полуфабрикатов из титановых сплавов, однако существующие методики прогноза имеют ряд ограничений Так, свойства деформированных титановых сплавов, особенно предел выносливости, прогнозируются в отдельных частных случаях, те в рамках одного типа микроструктуры или одной схемы обработки сплава Это вызвано тем, что различные типы и элементы микроструктуры проявляют принципиально различные взаимосвязи с механизмом разрушения сплавов Например, крупнопластинчатая структура облегчает зарождение трещины, но снижает ее скорость роста, глобулярная структура, наоборот, затрудняет зарождение, но облегчает распространение трещины

Вопрос о прогнозе механических свойств фасонных отливок из а-, псевдо-а и малолегированных (а+(3)-титановых сплавов практически не освещен в литературе, так как традиционными способами изменить их грубую пластинчатую структуру невозможно Фасонные отливки из-за коробления не позволяют применять к ним методы термической обработки с жесткими условиями нагрева и охлаждения В связи с этим литейные титановые сплавы существенно уступают деформированным сплавам по уровню усталостных свойств

Приведены данные по эффективному применению водорода в качестве временного легирующего элемента в титановых сплавах различных классов Показаны широкие возможности управления микроструктурой литых полуфабрикатов и фасонных отливок с помощью термоводородной обработки

Рассмотрены современные методы исследования поверхностей разрушения материалов, показана важность метода фрактографии для изучения комплекса свойств различных сплавов Проиллюстрирована перспективность совместного применения световой и растровой электронной микроскопии для анализа изломов Поставлена цель работы и сформулированы конкретные задачи исследований

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исходными материалами для настоящей работы являлись образцы литейных титановых сплавов псевдо-а сплава ВТ20Л и (а+(3)-сплава ВТ23Л - после испытаний на ударную вязкость и испытаний на предел выносливости Химический состав сплавов приведен в таблице 1

Таблица 1

Химический состав сплавов *

Сплав Элементы, масс %

Ti Al V Mo Cr Zr Fe С Si О N H

ВТ20Л OCH 6,206,40 1,371,50 1,181,23 1,701,80 0,070,08 0,040,06 0,040,08 0,080,15 <0,05 < 0,008

ВТ23Л OCH 5,926,30 4,004,10 1,761,80 1,151,20 0,05 -0,06 0,680,73 <0,04 <0,05 <0,08 <0,03 < 0,009

* интервал по трем плавкам каждого сплава

Образцы для исследований были предоставлены кафедрой «Материаловедение и технология обработки материалов» «МАТИ»-РГТУ им К Э Циолковского после механических испытаний Полуфабрикаты в виде стержней были получены по промышленной технологии и перед обработкой находились в исходном литом состоянии К образцам применяли следующие виды обработки гомогенизирующий отжиг (ГО), высокотемпературную газостатическую обработку (ВГО), термоводородную обработку (ТВО), включающую наводороживающий отжиг (НО) и вакуумный отжиг (ВО), циклическую ТВО, состоящую из нескольких циклов НО и ВО, что дало возможность получить различные типы и параметры структур

Гомогенизирующий отжиг проводился в электропечах типа СНОЛ-1 6 2 5 1/П-МЗ Высокотемпературная газостатическая обработка проводилась в среде аргона под давлением 150-155 МПа, при температурах от 850 до 950°С

7

Термоводородная обработка проводилась в установке Сивертса и в вакуумных печах марки СНВЭ-1 3 1/16ИЗ Контроль содержания водорода в образцах после ТВО выполнялся спектральным методом

Механические испытания на ударную вязкость проводились по ГОСТ 9454-88 Сопротивление многоцикловой усталости определяли по ГОСТ 25 502-79, вид испытаний - изгиб с вращением, коэффициент асимметрии Я = -1, частота нагружения 100 Гц

Для фрактографических исследований применяли бинокулярный микроскоп при увеличениях до 50 крат и растровый электронный микроскоп Те81а ВБ-ЗОО (далее РЭМ) при увеличениях до 10000 крат Для формирования картины в РЭМ использовали вторичные электроны, т к они дают наибольшую разрешающую способность При фотографировании и измерении структурных параметров для минимизации искажений перед съемкой проводилась юстировка по контрольным замерам на тест-объекте, также при съемке выдерживались постоянная высота исследуемой поверхности над предметным столиком микроскопа и постоянный угол наклона относительно электронного зонда

Образцы для металлографического анализа готовили по стандартным методикам Микроструктуру сплавов изучали с помощью оптического микроскопа «Неофот-30» при увеличениях до 1000 крат и с помощью растрового электронного микроскопа Теэк ВБ-ЗОО при увеличениях до 6000 крат

Количественные параметры микроструктуры и морфологии изломов измеряли при помощи специально разработанного программного обеспечения (ПО) ПО позволяет в полуавтоматическом режиме вести измерения и запись серии данных линейных размеров и площадей элементов изображения с учетом масштаба Полученные данные обрабатывались методами математической статистики, в том числе при помощи специально разработанного программного обеспечения

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МАКРОФРАКТОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава посвящена анализу результатов макрофрактографических исследований образцов для испытаний на ударную вязкость и образцов для испытаний на предел выносливости

На основе металлографических исследований на световом микроскопе и РЭМ проведена классификация микроструктур исследуемых образцов Для сплава ВТ20Л 8

выделено 4 структурных группы (№1-№4), для сплава ВТ23Л - 3 группы (№1-№3) В рамках групп №1-№3 оба сплава характеризуются близким типом структуры

В группу №1 вошли образцы в исходном литом состоянии и после обработки, практически не преобразующей исходную пластинчатую структуру (ГО, ВГО) с исходным ß-зерном (D = 200-500 мкм), крупнопластинчатой а-фазой (1а = 30-100 мкм, Ьа = 6-8 мкм) и а-оторочкой по границе ß-зерна

Образцы группы №2 были подвергнуты наводороживанию до концентраций, обеспечивающих проведение последующей ВГО в условиях проявления эффекта водородного пластифицирования, и затем вакуумному отжигу Такая обработка привела к частичному преобразованию структуры кроме пластин первичной а-фазы тех же размеров, что и в группе №1, в ней присутствуют мелкие пластины вторичной а-фазы (/„ = 4-12 мкм, Ъа= 1-2 мкм), образующиеся, в основном, в результате (ß—>а)-превращения при удалении водорода

Группа №3 объединяет образцы после различных режимов ТВО, полностью преобразующих исходную структуру в мелкопластинчатую (1а~ 3-9 мкм, Ьа = 1-2 мкм), но с сохранением а-оторочки по границам ß-зерна

Группа №4 состоит из образцов сплава ВТ20Л после ТВО по режимам, устраняющим а-оторочку, и формирующим ультрадисперсную структуру с размером частиц а-фазы менее 1 мкм и формой, близкой к глобулярной

Параметры обработок и полученные механические свойства образцов для каждого сплава и режима обработки приведены в диссертации

Показано, что структуры образцов для испытаний на ударную вязкость и для испытаний на предел выносливости в рамках каждой структурной группы идентичны, что делает обоснованным сравнительные исследования изломов этих образцов

В группе №1 с исходной крупнопластинчатой структурой излом образцов для испытаний на ударную вязкость имеет типичное ямочное строение, характерное для вязкого разрушения Небольшая доля площади излома, до 10 %, представлена квазифасетками, соответственно 90 % - межфасеточными ямочными участками В связи с этим группа №1 характеризуется наибольшими значениями ударной вязкости 0,62-0,91 МДж/м2 Небольшое число квазифасеток формируется при распространении трещины вдоль а-пластины при благоприятной

9

кристаллографической ориентации последней Рельеф зоны роста усталостной трещины в изломе образцов для испытаний на предел выносливости сильно развит, что связано с пластинчатым строением сплава Зона долома образцов для испытаний на предел выносливости идентична по строению излому образцов для испытаний на ударную вязкость в целом она сформирована участками с ямочным строением и небольшим числом изолированных квазифасеток

В группе №2 укрупняется рельеф межфасеточных участков изломов образцов для испытаний на ударную вязкость Это связано с увеличением расстояния между пластинами первичной а-фазы за счет заполнения межпластинчатых пространств дисперсными выделениями вторичной а-фазы в (3-матрице Подобная мелкопластинчатая структура мало влияет на направление распространения трещины, поэтому резкие изменения направления происходят реже, и рельеф излома укрупняется Число фасеток незначительно увеличивается Повышение прочности объемов с мелкодисперсной вторичной а-фазой приводит к сглаживанию рельефа поверхности излома и формированию квазифасеток В результате доля межфасеточных участков с ямочным строением снижается до 80 % и уменьшаются значения КСII, для группы №2 они составляют 0,50-0,58 МДж/м2 Зона роста трещины образцов для испытаний на предел выносливости также имеет более развитый рельеф, чем в группе №1 Зона долома образцов для испытаний на предел выносливости аналогична излому образцов для испытаний на ударную вязкость основу составляют межфасеточные участки, в которых располагаются отдельные квазифасетки

В группе №3 количество межфасеточных участков в изломе образцов для испытаний на ударную вязкость уменьшается до 60 % в связи с ростом количества квазифасеток Объемы бывших (3-зерен, заполненные мелкими пластинами а-фазы в матрице р-фазы, при разрушении ведут себя как бесструктурные монолиты, слабо влияющие на направление распространения трещины В то же время, наличие а-оторочки, существенно облегчает продвижение трещины, которая распространяется вдоль нее на значительное расстояние, образуя межзеренные квазифасетки Сочетание этих механизмов приводит к уменьшению КСи до 0,47-0,53 МДж/м2 Зона роста трещины образцов для испытаний на предел выносливости сильно сглажена, так как сформирована сечениями объемов бывших

[3-зерен, т е состоит из внутризеренных фасеток, стоящих под небольшим углом друг к другу, сс-оторочка не изменяет рельефа поверхности зоны роста трещины Зона долома образцов для испытаний на предел выносливости идентична по строению изломам образцов для испытаний на ударную вязкость она состоит из приблизительно равного количества ямочных и квазифасеточных участков

Дальнейшее измельчение структуры в группе №4 и устранение а-оторочки приводит к тому, что при формировании излома образцов для испытаний на ударную вязкость трещина распространяется вне связи с микроструктурой и формирует большое число внутризеренных квазифасеток с нечеткими границами На квазифасетках изломов образцов группы №4, в отличие от групп №2 и №3, проявляются ручьистый узор и границы кручения Доля ямочных участков уменьшается до 10 %, КС1] снижается до 0,10-0,16 МДж/м2 Зона роста трещины образцов для испытаний на предел выносливости занимает незначительную часть сечения излома, при этом в ней присутствуют элементы ручьистого узора Бблыыую часть излома образцов для испытаний на предел выносливости занимает долом, практически полностью состоящий из квазифасеток, как и излом образцов для испытаний на ударную вязкость

Пример строения типичных изломов образцов сплава ВТ20Л групп №3 и №4 приведен на рис 1

Таким образом, установлено, что макростроение изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости качественно идентично при идентичном структурном состоянии образцов

При помощи специально разработанной методики масок, для реализации которой было создано специализированное программное обеспечение, была оценена доля межфасеточной составляющей (5К) в изломе образцов для испытаний на ударную вязкость Результаты замеров были сопоставлены со средними механическими свойствами в каждой группе (рис 2) Установлено, что в сплаве ВТ20Л с уменьшением доли межфасеточных участков излома уменьшается КС11 и увеличивается о_! В сплаве ВТ23Л зависимости аналогичны

В) г)

Рис. 1. Типичные изломы образцов сплава ВТ20Л: образцы для испытаний па ударную вязкость, группа №3 (а) и группа №4 (в); образцы для испытаний на предел выносливости, группа №3 (б) и группа №4 (г)

100

Рис. 2. Сопоставление доли межфасеточной составляющей (5(0 в изломе образцов для испытаний на ударную вязкость с КС и и а^: а) сплав ВТ20Л; б) сплав ВТ23Л

В целом результаты макрофрактографических исследований сплавов ВТ20Л и ВТ23Л показывают универсальный характер выявленных зависимостей и могут служить основой для разработки методики прогноза механических свойств по элементам морфологии изломов образцов после динамических испытаний

После статистической обработки, результаты которой приведены в главе 5, показано, что выявленная зависимость предела выносливости от доли межфасеточной составляющей в изломе образцов для испытаний на ударную вязкость позволяет оценивать предел выносливости с ошибкой порядка 13-16%

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МИКРОФРАКТОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава посвящена исследованию микроморфологии изломов при увеличениях до х 10000 при помощи РЭМ и разработке методики количественной оценки микроморфологии изломов титановых сплавов для исследования возможности более точного прогноза предела выносливости по характеристикам микроморфологии изломов

Микрофрактографические исследования зоны роста усталостной трещины в изломе образцов для испытаний на предел выносливости не выявили характерных элементов микроморфологии, пригодных для количественной оценки свойств сплава

Далее по тексту термин «излом» будет обозначать изломы образцов для испытаний на ударную вязкость и зону долома образцов для испытаний на предел выносливости

В группе №1 на изломе образцов как в межфасеточных участках, так и на поверхности квазифасеток отчетливо выявляются ямки мнкропластической деформации, имеющие значительный диапазон размеров

Изломы образцов группы №2 подобны группе №1. В обоих сплавах в ряде случаев в межфасеточных участках наблюдается рельеф, схожий с пластинчатым строением а-колоний

В группе №3 средний размер элементов микроморфологии излома, формирующих межфасеточные участки и квазифасетки, заметно меньше, чем в группах №1 и №2 При соприкосновении двух квазифасеток между ними наблюдается цепочка вытянутых ямок увеличенного размера, которые представляют собой результат разрыва а-оторочки

Изломы образцов группы №4, несмотря преобладание на макроуровне квазихрупкой составляющей, также образуются по механизму микропластической деформации Ямки становятся очень небольшими по размеру, в 4-7 раз мельче, чем в группах №1 и №2

Таким образом, на фрактограммах изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и долома образцов для испытаний на предел выносливости являются характерными две составляющие рельефа

1) внутризеренные или межзеренные квазифасетки, расположенные в виде единичных образований или групп,

2) области вязкого излома, формировавшиеся путем зарождения и слияния микропор, в зависимости от количества квазифасеток эти области представляют собой либо матрицу, окружающую квазифасетки, либо межфасеточные перемычки

Фрактограммы перечисленных элементов при увеличениях х500-х 10000 показали, что не только межфасеточные участки, но и квазифасетки сформированы мелкими ямками отрыва - следами микропластической деформации (рис 3)

Таким образом, установлено, что основным элементом морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и долома образцов для испытаний на предел выносливости являются ямки различных размеров, единичные или сложные, поверхность которых сформирована из меньших ямок

По результатам микрофрактографических исследований разработана методика количественного описания элементов морфологии излома Она состоит в измерении трех типов элементов

1) Минимальных ямок микропластической деформации, четко различимых при увеличении х4500 и не имеющих ямочного строения внутри своего контура

2) Типичных ямок микропластической деформации, наиболее характерных для данного участка при увеличении х800 Для них допускается внутреннее ямочное строение из минимальных ямок, но при этом они должны обладать собственным замкнутым контуром

3) Максимальных ямок микр опласгической деформации, превосходящих по площади в 2-3 раза окружающие типичные ямки, и имеющих собственный

замкнутый гладкий контур. Для них допускается внутреннее ямочное строение ИЗ типичных ямок.

в) г)

Рис.3. Примеры микростроения изломов образцов сплава ВТ23Л, группа №3: межфасеточный участок (а, в); к в аз и фасеточный участок (б, г)

Таким образом, при применении данной методики к анализу меж фасеточных и квазифасеточных участков в изломах образцов для испытаний на ударную вязкость и в доломе образцов для испытаний на предел выносливости получено 12 характеристик.

Глава 5. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛОМОВ ОБРАЗЦОВ И ПРОГНОЗ С ВОЙСТВ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Глава посвящена анализу взаимосвязи количественных характеристик изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны до лом а образцов для

испытаний на предел выносливости и механических свойств титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с различной структурой

Проанализирована взаимосвязь доли межфасеточной составляющей в изломе с механическими свойствами сплавов ств, 5, V, КС11 и о_! Характер зависимостей в целом одинаков для обоих сплавов ВТ20Л и ВТ23Л для всех свойств коэффициенты корреляции имеют одинаковый знак, а для сгв, КС и и ст.! также и близкие значения. Значимую (г > 0,8) в обоих сплавах корреляцию 5К показывает только с КС11 и <хь причем с пределом выносливости корреляция выше (г = 0,91) Это хорошо согласуется с известными положениями о том, что ударная вязкость и предел выносливости более чувствительны к микроструктуре, чем остальные механические свойства, а значит должны быть теснее других связаны с морфологией излома Были рассчитаны парные регрессионные модели, показывающие взаимосвязь 8¥ а 0.1 для обоих сплавов Эти модели позволяют прогнозировать предел выносливости с ошибкой 13-16% В ряде случаев такой точности достаточно, однако ее целесообразно повысить Для этого при прогнозе ст.] необходимо использовать дополнительные параметры излома, в частности характеристики микроморфолюгии

Показано, что такими характеристиками являются размеры ямок микропластической деформации, измеренные по методике главы 4

Результаты исследований показали, что и в межфасеточных, и в квазифасеточных участках все виды ямок на образцах для испытаний на ударную вязкость имеют высокую корреляцию с соответствующими видами ямок образцов для испытаний на предел выносливости Таким образом, качественная идентичность строения излома ударных образцов и долома усталостных образцов подтверждается также количественно Установленная в работе высокая взаимосвязь всех параметров межфасеточных участков как изломов образцов для испытаний на ударную вязкость, так и доломов образцов для испытаний на предел выносливости, позволяет рассматривать характеристики межфасеточных участков как не зависящие от вида динамических испытаний, в котсрых получен излом Следовательно, для оценки предела выносливости можно использовать характеристики межфасеточных участков изломов ударных образцов При этом наименьшие методические трудности вызывает измерение минимальных ямок микропластической деформации

Рассчитанные характеристики моделей для оценки предела выносливости приведены в таблице 2 При построении этих моделей использовались наиболее информативные факторы для каждого из оцениваемых откликов - механических свойств

При оценке предела выносливости сплава ВТ20Л все разработанные модели обладают схожими и очень высокими характеристиками Наилучшими моделями являются однофакторная экспоненциальная и двухфакторная линейная Экспоненциальная модель связывает предел выносливости только с одним фактором — размером минимальных ямок микропластической деформации межфасеточных участков (КУМ), при этом относительная ошибка оценки составляет 7,3 %

Таблица 2

Характеристики регрессионных моделей для оценки предела выносливости

литейных титановых сплавов ВТ2Ш1 и ВТ23Л

Модель 1*1 Р2 Р Р ££ МПа У, %

Сплав ВТ20Л

ст.! =678-43,66 КУМ 0,96 0.92 91,8 0,9999 42,62 9,4

а_1 = 748 ехр(-0,107 КУМ) 0.98 0,96 203,7 0,9999 33,15 7,3

ст., = 786 - 96,78 КУМ + 4Щ. КУМ2 0,98 0.96 85,9 0,9999 31,84 7,0

ст., = 734 - 10,98 5 - 37,16 КУМ 0,99 0,96 139.0 0,9999 25,2 5,6

Сплав ВТ23Л

ст., = 825 - 47,51 КУМ 0,98 0,97 116.4 0,9996 24,65 6Д

ст., = 1038 ехрМШ КУМ) 0,98 0,94 Ш. 0,9991 31,72 7,8

ст., = 687 - 12.19 КУМ- 2,10 КУМ2 0.99 0.97 51.7 0.9953 26,23 6,5

ст., = 692 - 0,112 ств - 45,62 КУМ 0,98 0.97 45,6 0,9943 27,85 6,9

Примечание подчеркиванием выделены значимые коэффициенты и характеристики моделей, 8Е - среднеквадратичное отклонение, т/ - коэффициент вариации, КУМ - размер минимальных ямок микрошастической деформации в межфасеточных участках образцов для испытаний на ударную вязкость

Еще более высокую точность (относительная ошибка 5,6 %), можно обеспечить, используя двухфакторную линейную модель, в которой наряду с KVM используется значение относительного удлинения 5

Для оценки предела выносливости сплава BT23JI лучшей моделью является однофакторная линейная с ошибкой 6,1 %

Важным фактом является то, что однофакторные линейные и экспоненциальные модели для обоих сплавов имеют практически равные коэффициенты при факторах. Этот результат хорошо согласуется с наблюдаемой на сплавах BT20JI и ВТ23Л идентичностью закономерностей разрушения, обнаруженной ранее на макро- и микроуровнях Графическое сопоставление моделей для двух сплавов приведено на рис 3

"Ж,Сплав BT20J1: е., = 678-43,66-KVM ^ Сплав BT20J1 а., = 748-ехр(-0,107 KVM)

^Сплав ВТ23Л. е., = 825 - 47,51-KVM "Ж. Сплав ВТ23Л. = 1038 ехр(-0,11 KVM)

Рис 3 Сопоставление однофакторных регрессионных моделей для оценки предела выносливости сплавов ВТ20Л и ВТ23Л а) линейные модели, б) экспоненциальные модели

Таким образом, по результатам регрессионного анализа можно достоверно утверждать, что закономерности взаимосвязи количественных характеристик изломов псевдо-а-сплава ВТ20Л и (а+р)-сплава ВТ23Л и их механических свойств носят одинаковый характер

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1) Методом сканирующей электронной микроскопии исследована морфология изломов образцов после испытаний на ударную вязкость и сопротивление усталости сплавов BT20JI и BT23J1, имеющих в исходном литом состоянии и после различных режимов обработки, включая термоводородную обработку, структуру разных типов и параметров Установлено, что при любом типе и параметрах структуры поверхность излома образцов для испытаний на ударную вязкость представляет собой сочетание участков типичного ямочного строения, образующихся при вязком разрушении, и квазифасеточных участков, формирующихся при квазисколе

2) Показано, что доля межфасеточных участков на указанных изломах уменьшается в зависимости от степени преобразования структуры от исходной крупнопластинчатой в литом состоянии до мелкодисперсной пластинчатой или квазиглобулярной после разных режимов ТВО Наименьшая доля межфасеточных участков (10% в изломе образцов сплава BT20J1, испытанных на ударную вязкость) формируется на изломах образцов с полностью преобразованной путем ТВО ультрадисперсной структурой с размерами частиц ос-фазы менее 1 мкм

3) Установлено, что преобразование путем ТВО исходной литой крупнопластинчатой структуры титановых сплавов BT20J1 и BT23JI в мелкопластинчатую при сохранении а-оторочки по границам исходного ß-зерна приводит к увеличению доли квазифасеточного излома от 5-10% до 40% в изломе образцов после испытаний на ударную вязкость и в зоне долома образцов после испытаний на предел выносливости При устранении а-оторочки в результате преобразования структуры путем ТВО в ультрадисперсную продвижение фронта трещины становится нечувствительным к микроструктуре Это увеличивает долю квазифасеточного рельефа в изломе до 90%

4) Установлено, что основной составляющей микроморфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости являются ямки микропластической деформации Они присутствуют как на участках вязкого разрушения, так и на

квазифасетках Таким образом, главенствующим механизмом разрушения при динамических испытаниях образцов сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с любой структурой является механизм образования и слияния микропор

5) Разработана методика количественной фрактографии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости титановых сплавов с различной структурой, основанная на измерении ямок микропластической деформации трех типов минимальных, средних и максимальных

6) Установлена статистически достоверная взаимосвязь количественных характеристик морфологии изломов образцов титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с их пределом выносливости Доля вязкого излома образцов для испытаний на ударную вязкость коррелирует с пределом выносливости на уровне 0,9 Размер минимальных ямок микропластической деформации вязких участков связан с пределом выносливости с коэффициентом парной корреляции 0,97

7) Показана идентичность морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости сплавов ВТ20Л и ВТ23Л как на макро-, так и на микроуровне Показано, что количественные характеристики вязких участков изломов ударных образцов и долома усталостных образцов можно рассматривать как не зависящие от вида динамических испытаний, в результате которых получен излом Это позволяет использовать характеристики вязких участков изломов образцов для испытаний на ударную вязкость для количественной оценки предела выносливости

8) Для прогноза предела выносливости псевдо-а-сплава ВТ20Л по характеристикам морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость разработана и рекомендована модель а.] = 748 ехр(-0,107 КУМ), а при известном относительном удлинении б при испытаниях на растяжение -модель а.] = 734 - 10,98 8 - 37,16 КУМ, где КУМ - размер минимальных ямок микропластической деформации в вязких участках изломов Средняя ошибка оценки а_1 по первой модели составляет около 7 %, по второй - 5,6 %

9) Для прогноза предела выносливости (а+Р)-сплава ВТ23Л при использовании данных о морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость разработана модель а., = 825 - 47,51 KVM При ее использовании средняя ошибка оценки а.] составляет около 6 %

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1) Ильин А А., Мамонов А. М, Воздвиженский И Н , Гусев Д Е Оценка влияния различных видов термической обработки на характер разрушения литейного титанового сплава BT23JI // Металлы 2005 №2. - с 63-68

2) Мамонов А М, Воздвиженский И Н, Засыпкин В В, Агаркова Е О Количественная микрофрактография изломов усталостных образцов литого титанового сплава ВТ23 JI // Технология металлов 2006 №4, - с 20-24

3) Ильин А А , Мамонов А М, Воздвиженский И Н О прогнозировании предела выносливости сплава BT23JI по характеру излома ударных образцов // Деформация и разрушение материалов 2005 №12, - с 2-5

4) Мамонов А М, Воздвиженский И Н Закономерности разрушения и прогноз усталостных свойств литейных титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л // Новые материалы и технологии - НМТ-2006 Материалы Всероссийской научно-технической конференции -М. ИЦМАТИ 2006, - т 1, с 75-76

5) Воздвиженский И Н Методика количественной оценки изломов титановых сплавов // XXXIII Гагаринские чтения Научные труды Международной молодежной научной конференции - М МАТИ 2007, - т 1, с 18-19

6) Воздвиженский И Н, Фетисов Г П Исследование возможностей прогноза предела выносливости титановых сплавов по количественным характеристикам микростроения // Материалы ХИ международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» - М Изд-во МАИ 2006, - с 87-88.

7) Воздвиженский И Н Влияние термоводородной обработки на характер излома ударных образцов из литейного титанового сплава ВТ23Л // Идеи молодых — новой России Тезисы докладов I Всероссийской н-т к студентов и аспирантов - Тула ТГУ 2004,— с 18

8) Воздвиженский И Н Влияние термоводородной обработки на характер разрушения литейных титановых сплавов ВТ20Л ж ВТ23Л // XXX

21

Гагаринские чтения Тезисы докладов международной молодежной н-тк -М «МАТИ»-РГТУ им К Э. Циолковского 2004,-ч1,с 117

9) Воздвиженский И Н, Комароз В М Применение программы преобразования и структурирования экспериментальных данных для количественной фрактографии литейных титановых сплавов // Моделирование и обработка информации в технических, системах Материалы Всероссийской н-т к -Рыбинск РГАТА 2004,-с.333-335

10) Воздвиженский И Н. Исследование взаимосвязи предела выносливости литого титанового сплава ВТ20Л с морфологией его усталостного излома //XXXII Гагаринские чтения Тезисы докладов международной молодежной н-тк - М «МАТИ»-РГТУ им.К Э Циолковского 2006,-ч1,с 15-16

Подписано в печать 14 06 2007г Объем - 1 п л Тираж - 100 экз Издательско-типографский центр МАТИ, Берниковская набережная, 14

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1 Структура титановых сплавов и ее влияние на механические свойства.

1.2 Механизмы зарождения и развития трещин в титановых сплавах.

1.3 Взаимосвязь структуры с процессами разрушения титановых сплавов.

1.4 Возможности фрактографии при сочетании оптической и электронной микроскопии.

1.5 Фрактография титановых сплавов.

1.6 Термоводородная обработка как способ управления структурой литых титановых сплавов.

1.7 Методы прогноза предела выносливости титановых сплавов

Актуальность проблемы.

Титановые сплавы в литом состоянии имеют сравнительно низкий уровень прочностных и усталостных свойств, что обусловлено в основном их крупнопластинчатой структурой. До недавнего времени не существовало эффективных способов преобразования грубой пластинчатой структуры фасонных отливок в структуру, которая бы обеспечила высокий уровень механических свойств, характерный для аналогичного сплава в деформированном состоянии. Успешное освоение водородной технологии титановых сплавов позволило разработать технологические режимы обработки фасонных отливок, создающие в них структуру, по характеристикам сопоставимую с изделиями из деформированных полуфабрикатов. Соответственно, комплекс свойств литых изделий после подобной обработки становится сопоставим с деформированным состоянием.

Одной из важнейших характеристик литых изделий из титановых сплавов является их сопротивление усталости. В настоящее время для определения этой характеристики применяют экспериментальные методы, однако они весьма трудоемки и дорогостоящи.

В ходе исследований различных полуфабрикатов из титановых сплавов были установлены качественные и количественные закономерности влияния их микроструктуры на механические свойства. Однако было показано, что усталостные свойства деформированных титановых сплавов статистически прогнозируются лишь в частных случаях, например, в рамках одного сплава и одной термической обработки; для литых титановых сплавов ситуация аналогична. Кроме того, исследований взаимосвязи микроструктуры и свойств для фасонных отливок выполнено крайне мало. Опубликованные исследования взаимосвязи микроструктуры и механических свойств с морфологией изломов литейных титановых сплавов в большинстве случаев дают только качественные оценки.

Однако очевидно, что морфология поверхности разрушения при механических испытаниях, как статических, так и динамических, зависит от механизма разрушения, который определяется структурным состоянием сплава и, следовательно, имеет прямую связь с механическими свойствами.

Поэтому актуальной научной и практической задачей является исследование закономерностей разрушения и установление их взаимосвязи со структурой и свойствами литейных титановых сплавов при однократных и циклических нагрузках. Это позволит разработать достоверные методы прогнозирования усталостных свойств по результатам кратковременных испытаний.

Одним из перспективных методов решения данной задачи являются фрактографические исследования морфологии изломов, образующихся при различных динамических испытаниях образцов.

Целью настоящей работы является установление закономерностей разрушения литых титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с различной структурой после испытаний на ударную вязкость и усталостную прочность, и разработка на этой основе методики статистического прогноза усталостных свойств литейных титановых сплавов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) исследовать на макро- и микроуровне закономерности разрушения титановых сплавов с разным типом и параметрами структуры, сформировавшейся в результате различных видов обработки, включая термоводородную обработку;

2) установить взаимосвязь морфологии изломов и механизма разрушения литейных титановых сплавов с их структурой и свойствами;

3) разработать методику количественной оценки морфологии изломов литейных титановых сплавов после различных динамических испытаний;

4) установить статистические закономерности, позволяющие прогнозировать предел выносливости литейных титановых сплавов с различной микроструктурой по количественным характеристикам морфологии изломов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

5) Установлено, что преобразование путем ТВО исходной крупнопластинчатой структуры литых титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л в мелкопластинчатую с сохранением а-оторочки по границам р-зерна приводит к увеличению доли квазифасеточного излома разрушения от 5-10% до 40% в изломе образцов после испытаний на ударную вязкость и в зоне долома образцов после испытаний на предел выносливости за счет движения трещины вдоль а-оторочки.

6) Установлено, что устранение а-оторочки в результате преобразования путем ТВО исходной литой структуры сплава ВТ20Л в ультрадисперсную приводит к тому, что продвижение фронта трещины становится нечувствительным к микроструктуре. Это увеличивает долю квазифасеточного рельефа в изломе до 90%.

7) Для всех исследованных типов и параметров структур титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л показана идентичность морфологии излома образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости как на макро-, так и на микроуровне.

8) Показано, что на микроуровне разрушение литейных титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л происходит по механизму образования и слияния микропор независимо от структуры. При этом ямка микропластической деформации может быть принята в качестве базового элемента количественного анализа микроморфологии излома литейных титановых сплавов.

9) Установлена статистически достоверная взаимосвязь количественных характеристик морфологии излома литейных титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с их пределом выносливости.

Практическая значимость работы.

1) Разработана методика количественной оценки морфологии излома образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости литейных титановых сплавов, основанная на измерении размеров ямок микропластической деформации трех типов.

Разработана методика статистического прогноза предела выносливости литейных титановых сплавов с различной структурой по количественным характеристикам излома образцов для испытаний на ударную вязкость с точностью, сопоставимой с точностью стандартных испытаний на предел выносливости.

Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по специальности 150601 «Материаловедение и технология новых материалов» в Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева.

-164-Выводы по работе

1) Методом сканирующей электронной микроскопии исследована морфология изломов образцов после испытаний на ударную вязкость и сопротивление усталости сплавов ВТ20Л и ВТ23Л, имеющих в исходном литом состоянии и после различных режимов обработки, включая термоводородную обработку, структуру разных типов и параметров. Установлено, что при любом типе и параметрах структуры поверхность излома образцов для испытаний на ударную вязкость представляет собой сочетание участков типичного ямочного строения, образующихся при вязком разрушении, и квазифасеточных участков, формирующихся при квазисколе.

2) Показано, что доля межфасеточпых участков на указанных изломах уменьшается в зависимости от степени преобразования структуры: от исходной крупнопластинчатой в литом состоянии до мелкодисперсной пластинчатой или квазиглобулярной после разных режимов ТВО. Наименьшая доля межфасеточных участков (10% в изломе образцов сплава ВТ20Л, испытанных на ударную вязкость) формируется на изломах образцов с полностью преобразованной путем ТВО ультрадисперспой структурой с размерами частиц а-фазы менее 1 мкм.

3) Установлено, что преобразование путем ТВО исходной литой крупнопластинчатой структуры титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л в мелкопластипчатую при сохранении а-оторочки по границам исходного р-зерна приводит к увеличению доли квазифасеточного излома от 5-10% до 40% в изломе образцов после испытаний на ударную вязкость и в зоне долома образцов после испытаний на предел выносливости. При устранении а-оторочки в результате преобразования структуры путем ТВО в ультрадисперсную продвижение фронта трещины становится нечувствительным к микроструктуре. Это увеличивает долю квазифасеточного рельефа в изломе до 90%.

4) Установлено, что основной составляющей микроморфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости являются ямки микропластической деформации. Они присутствуют как на участках вязкого разрушения, так и на кваз и фасетках. Таким образом, главенствующим механизмом разрушения при динамических испытаниях образцов сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с любой структурой является механизм образования и слияния микропор.

5) Разработана методика количественной фрактографии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости титановых сплавов с различной структурой, основанная па измерении ямок микропластической деформации трех типов: минимальных, средних и максимальных.

6) Установлена статистически достоверная взаимосвязь количественных характеристик морфологии изломов образцов титановых сплавов ВТ20Л и ВТ23Л с их пределом выносливости. Доля вязкого излома образцов для испытаний на ударную вязкость коррелирует с пределом выносливости на уровне 0,9. Размер минимальных ямок микропластической деформации вязких участков связан с пределом выносливости с коэффициентом парной корреляции 0,97.

7) Показана идентичность морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость и зоны долома образцов для испытаний на предел выносливости сплавов ВТ20Л и ВТ23Л как на макро-, так и на микроуровне. Показано, что количественные характеристики вязких участков изломов ударных образцов и долома усталостных образцов следует рассматривать как не зависящие от вида динамических испытаний, в результате которых получен излом. Это позволяет использовать характеристики вязких участков изломов образцов для испытаний на ударную вязкость для количественной оценки предела выносливости.

8) Для прогноза предела выносливости псевдо-а-сплава ВТ20Л по характеристикам морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость разработана и рекомендована модель ст., = 748 • ехр(-0,107 • КУМ), а при известном относительном удлинении 8 при испытаниях на растяжение -модель а1 = 734 - 10,98 ■ 8 - 37,16 • КУМ, где КУМ - размер минимальных ямок микропластической деформации в вязких участках изломов. Средняя ошибка оценки а.] по первой модели составляет около 7 %; по второй - 5,6 %.

9) Для прогноза предела выносливости (а+Р)-сплава ВТ23Л при использовании данных о морфологии изломов образцов для испытаний на ударную вязкость разработана модель а.( = 825 - 47,51 - КУМ. При ее использовании средняя ошибка оценки а.) составляет около 6 %.

1. Колачев Б.А., Вейцман М.Г., Гуськова J1.II. Структура и механические свойства отожженных а+Р-титановых сплавов // МиТОМ, 1983, №8. -С. 54-57.

2. Бруп М.Я. Возможности повышения свойств титановых сплавов оптимизацией структуры // МиТОМ, 1979, №11. С. 51-55.

3. Полуфабрикаты из титановых сплавов/В. К. Александров, Н. Ф. Аношкин, А. П. Белозеров и др. / Под. ред. Н. Ф. Аношкина и М. 3. Ерманка. М.: ОНТИ, ВИЛС, 1996. - 581 с.

4. Sauerder С., Lutjering G. Processing, Microstructure and Properties of Ti-6246 / Titanium 99: Science and Technology. p. 390-397.

5. Шаханова Г.А, Бруп М.Я. Структура титановых сплавов и методы ее контроля//МиТОМ, 1982, №7.-С. 19-22.

6. Брун М.Я., Шаханова Г.В., Родионов В.Л., Солдатенко И.В. Влияние параметров глобулярной структуры на механические свойства сплава ВТЗ-1 // МиТОМ, 1984, № 5. С. 46-49.

7. Колачев Б. А., Елисеев Ю. С., Братухин А. Г., Талалаев В. Д. Титановые славы в конструкциях и производстве авиадвигателей и авиационо-космической техники / Под. ред. А. Г. Братухина. М.: Изд-во МАИ, 2001. -412 с.

8. Sauerder С, Lutjering G. Processing, Microstructure and Mechanical Properties of Titanium Alloys with Bi-Lamellar Microstructures / Titanium 99: Science and Technology. p. 545-547.

9. Ivasishin O.M., Lutjering G. Influence of Grain and Cooling Rate on The Fatigue Performance of Titanium Alloys. Titanium 99: Science and Technology p. 441-449.

10. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. / Е. А. Борисова, Г. А. Бочвар, М.Я. Бруп, С. Г. Глазунов и др. М.: Металлургия, 1980. -464 с.168 —

11. Моисеев Н.В., Разуваев Е.И. // МиТОМ, 2002, №7. С. 43-47.

12. Коллингз Е.В. Физическое металловедение титановых сплавов.-М.: Металлургия, 1988.-224 с.

13. Плавка и литье титановых сплавов / Андреев А.Л., Аношкин Н.Ф., Борзецовская K.M. и др. М.: Металлургия, 1978. - 383 с. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов. -Киев.: Наука, 1978.-352 с.

14. Слепян Л. И. Механика трещин. С-Пб.: Судостроение, 1981. - 296 с. Кудрявцев П. И. Не распространяющиеся усталостные трещины. -М.: Металлургия, 1978.- 171 с.

15. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978. - 256 с. Дроздовский Б. А., Проходцева Б. А., Новосильцева Н. И. Трещиностойкость титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1974. - 543 с.

16. Колачев Б. А., Мальков А. В. Физические основы разрушения титана. -М.: Металлургия, 1983. 160 с.

17. Колачев Б. А., Мальков А. В. // МиТОМ, 1974, №12, с. 61-63. Изв. АН СССР. Металлургия и топливо. 1996. Т. 160, №3, - с. 3-10. Фокин М. Н. Рускол Ю. С. Титан и его сплавы в химической промышленности. - С-Пб.: Химия, 1978. - 200 с.

18. Ушков С. С. в кн.: Титан. Металловедение и технология. Т. I - М.: ВИЛС, 1977.-С. 401-404.

19. Попов A.A., Анисимова Л.И. Влияние алюминия на характер разрушения титановых сплавов // МиТОМ, 1984, №12. С. 40-43.

20. Гегузин Я. Е. Микроскопические дефекты в металлах. М.: Металлургиздат, 1962.-252 с.

21. Hiñes J.A., Peters J.O., Lutjering G. Microcrack Propagation in the LCF-Regime in TÍ-6A1-4V / Titanium 99: Science and Technology p. 433-440. Иванова В. С., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов. - М.: Металлургия, 1975. - 456 с.

22. Колачев Б. А. Физическое металловедение титана. -М.: Металлургия, 1976. -196 с.

23. Wanhill R. J. I I. //Aeronautical J., February, 1977, p. 68-82.

24. Колачев Б. А. Водородная хрупкость цветных металлов. М.: Металлургия, 1966.-256 с.

25. Гликман Е. Э., Брувер Р. Э., Красов С. В. // Заводская лаборатория, 1976, №6. -С. 693-694.

26. Парис П., Си Дж. / В кн.: Прикладные вопросы вязкости разрушения: Пер. с англ. М.: Мир, 1968, - С. 64-142.

27. Фиикель В. М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

28. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел: Пер. с англ. -М.: Металлургия, 1971.-264 с.

29. Armstrong R. W. Acta Met., 1968, v. 16, №3, -p. 347-356.

30. Карман К. / В кн.: Вязкость разрушения высокопрочных материалов: Пер. с англ.-М.: Металлургия, 1973.-С. 201-223.

31. Водородная технология титановых сплавов. / А. А. Ильин, Б. А. Колачев, В. К. Носов, А. М. Мамонов М.: МИСИС, 2002. - 392 с.

32. МикляевП. Г., Нешпор Г. С., Кудряшов В. Г. Кинетика разрушения. М.: Металлургия, 1979. - 297 с.

33. Федотов А.С. Закономерности разрушения двухфазных титановых сплавов с различной микроструктурой // МиТОМ, 1984, №5. С. 55-57.

34. Перцовский Н. 3., Брун М.Я., Н. М. Семенова Н. М. Влияние структуры на вид излома титанового сплава ВТЗ-1 // МиТОМ, 1982, №12. С. 45-47.

35. О межзерепном разрушении в двухфазных титановых сплавах с пластинчатой структурой / Н. 3. Перцовский, М. Я. Брун, Е. М. Голубева, О. А. Мозолевская //ФММ, 1988. Т. 65, №4. С.816-822.

36. Иванов А. С., Томсипский В. С., Крайнова II. В., Махнев Е. С. / В кн.: Вопросы металловедения стали и титановых сплавов. -Пермь: Пермский политехнический институт, 1978. С. 135-139.

37. Khan J. // Surface Science, 1973, v. 114, p. 723-727.- 17044) Колачев Б. А., Полькин И. С., Талалаев В. Д. Титановые сплавы разных стран: Справочник. М.: ВИЛС, 2000. - 316 с.

38. Чечулин Б. Б., Хесин Ю. Д. Циклическая и коррозионная прочность титановых сплавов. М.: Металлургия, 1987, - 208 с.

39. Titanium Sci. and Technol., Proc. 5 Int. Conf. Munch. FRQ, 1984. V. 1-4, -p. 2123.

40. Adachi S., Wagner L., Luetjiering G. Influence of mean stress on fatigue crack nucleation in (a+P)-titanium alloys. Int. Conf. Fatigue Eng. Mater, and Structure, Sheffilds, 1986, vol. 1, London 1986,- p. 67-74.

41. Titanium 80. Sci. and Technol., Proc. 4 Int. Conf. Kyoto, Japan: May 1980. V. 1-4,-p. 1163.

42. Forging properties of aerospace materials. London, 1978, p. 71-83.

43. Джилмор К. M., Имам М. А. Титан. Металловедение и технология. -М.: ВИЛС, 1976. Т. 1. С. 369-375.

44. Томпсон А. В, Франдсеп Дж. Д., Чезнат Дж. К., Вильяме Дж. К. Титан. Металловедение и технология. М.: ВИЛС, 1976. Т. 1. - С. 395-399.

45. Банья П. Дж., Бидуэл Л. Р., Холл Дж. А. Титан. Металловедение и технология. М.: ВИЛС, 1976. Т. 1. - С. 383-388.

46. ЧенК. К., КойнДж. Э. Титан. Металловедение и технология-М.: ВИЛС, 1976. Т. 1.-С. 229-237.

47. Титановые сплавы в машиностроении / Б. Б. Чечулин, С. С. Ушков, И. Н. Разуваева, В. И. Гольдфайн. Л.: Машиностроение, 1977. - 248 с.

48. Штремель М. А. Возможности фрактографии / МиТОМ, 2005, №5. -С. 35-43.

49. Зелепова В. Д., Шермазан И.В. Электронномикроскопический метод количественного определения вязкой составляющей в изломе // Заводская лаборатория, 1972, №12. -С. 1477-1479.

50. Фрактография средство диагностики разрушенных деталей / Под. общ. ред. М. А. Балтер. - М.: Машиностроение, 1987. - 160 с.

51. Гордеева Т. А., Жегипа И. П. Анализ изломов при оценке надежности материалов. М.: Машиностроние, 1978. - 200 с.

52. Фрактография и атлас фрактограмм: Справочник. / Под. ред. M. JI. Бернштейиа. М.: Металлургия, 1982. - 489 с.

53. Влияние структуры и свойств стали на микромеханизм усталостного разрушения / М. А. Балтер, А. П. Любченко, Л. Я. Гольдштейн, А. А. Чернякова // ФММ, 1975, №1. С. 47-53.

54. Дефекты стали: Справочник / Под. ред. С. М. Новокщеновой, М. И. Виноград.- М.: Металлургия, 1984. 200с.

55. Ежов А. А., Герасимова Л. П. Дефекты в металлах. Справочник-атлас.- М.: Русский университет, 2002. 360 с.

56. Лозовский В. Н., Бопдал Г. В., Каксис А. О., Колтунов А. Е. Диагностика авиационных деталей. М. Машиностроение, 1988. - 280 с. Герасимова Л. П., Ежов А. А., Маресьев М. И. Изломы конструкционных сталей: Справ, изд. - М.: Металлургия, 1987. - 272 с.

57. Шанявский А. А., Иванова В. С. Количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск: Металлругия, 1988. - 400 с. Штремель М. А. // ФММ, 2005. Т. 98, №4.

58. Титановые сплавы. Металловедение титана и его сплавов / С. П. Белов, М. Я. Брун, С. Г. Глазунов и др.: Под. ред. Б.А. Колачева, С.Г. Глазунова -М.: Металлургия, 1992,-352 с.

59. Фридман Я. Б., Гордеева Т. А., Зайцев А. М. Строение и анализ изломов металлов.-М.: Машиностроение, I960. 128 с.

60. Романив О. Н., Зима 10. В., Карпенко Г. В. Електронна фрактограф1я змщнених сталей. Кшв: Наукова Думка, 1974. - 207 с.- 17272) Бичем К. Д. Разрушение: Пер. с англ. М.: Мир, 1973. - С. 265-375.

61. Холл И. В., ХеммондК. Титан. Металловедение и технология-М.: ВИЛС, 1976. Т. 1.-С. 351-356.

62. Колачев Б. А., Мальков А. В, Фишгойт А. В., Мишанова М. Г. Стабильные и метаетабильные фазовые равновесия в металлических системах. М.: Наука, 1985.-С. 204-208.

63. Ильин А. А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах, М.: Наука, 1994. - 304 с.

64. Ильин А. А. Фазовые и структурные превращения в титановых сплавах, легированных водородом. // Изв. вузов. Цв. металлургия. 1987, №1. -С. 96-101.

65. ИльинА. А., Мамонов А. М., Коллеров М. Ю. Научные основы и принципы построения технологических процессов термоводородной обработки титановых сплавов // Металлы, 1994, №4. С. 36-47.

66. Ильин А. А., Мамонов А. М. Фазовые превращения и механизм структурообразования в титановых сплавах, легированных водородом. //Тезисы докладов Всероссийского семинара «Водород в металлических материалах». М.: МАТИ, 1993. - С. 3-5.

67. Ильин А. А., Колачев Б. А., Михайлов Ю. В. Термоводородная обработка титановых сплавов разных классов // Металловедение и технология цветных металлов. М.: Наука, 1992. - С. 92-98.

68. Колачев Б. А., Садков В. В., Талалаев В. Д., Фишгойт А. В. Вакуумный отжиг титановых конструкций. М.: Машиностроения, 1991. - 224 с.

69. Ильин А. А., Мамонов А. М., Коллеров М. Ю. Термоводородная обработка новый вид обработки титановых сплавов // Перспективные материалы, 1997, №1.-С. 5-14.

70. Kolachev B. A., Ilyin A. A., Nosov V. K. Hydrogen technology as new perspective type of titanium alloy processing // Advances in science and technology of titanium alloy processing. TMS, Anaheim California, USA, 1996, - p. 331-338.

71. Uyin A. A., Mamonov A. M., Kusakina Y. N. Thermogydrogen threatment of shape casted titanium alloys // Advances in science and technology of titanium alloy processing. TMS, Anaheim California, USA, 1996, - p. 639-646.

72. Глазунов С. Г., Моисеев В. H. Конструкционные титановые сплавы.- М.: Металлургия, 1974. 368 с.

73. Производство фасонных отливок из титановых сплавов / Братухин А. Г., Бибиков Е. J1., Глазунов С. Г. и др. 2-е изд. Перераб и доп. - М.: ВИЛС, 1998.-292 с.

74. Братухии А.Г. Современные машиностроительные материалы: технологические и функциональные особенности. М.: Авиатехинформ, 2003. -440 с.

75. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов / Колачев Б. А., Габидулин Р. М., Пигузов Ю. В. Учебное пособие для вузов.- М.: Металлургия, 1980.-280 с.

76. Солонина О.П, Глазунов С.Г. Жаропрочные титановые сплавы.- М.: Металлургия, 1979. 447 с.

77. Иванова О. В. Разработка метода определения и анализ параметров циклической трещиностойкости (а+р)- титановых сплавов в связи с их структурным состоянием. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 2003. - 22 с.

78. Ярусевич В. Л. Разработка методов прогнозирования трещиностойкости титановых сплавов с учетом их структуры. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических паук. М.: 2003. - 22 с.

79. Titanium Sci. and Technol., Proc. 5 Int. Conf. Munich. FRQ, 1984. -V. 1-4, 1705 p.

80. Titanium 80 Sci. and Technol., Proc. 4 Int. Conf. Kyoto, Japan, 1984. -V. 1-4, 3143 p.

81. Materials Properties Handbook. Titanium Alloys. / Ed. by R. Boyer, G. Weisch, E. W. Collings. ASM International. The Material Information Association. 1998, 378 pp.

82. Лазарев И.Г., Махмутова Е.А., Гулина Н. И. Зависимость предела выносливости от временного сопротивления и относительного сужения для титановых сплавов // ТЛС, 1988, №2. С. 50-52.

83. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. М: Металлургия, 1978.

84. Байло В.Г. разработка методов прогнозирования усталости конструкционных сталей и титановых сплавов на основе эргодипамического подхода. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 2001.-22 с.

85. Войналович А. В. Ускоренное определение характеристик сопротивления усталости титановых сплавов с учетом конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 2003. - 22 с.

86. А, А. Ильин, С. В. Скворцова, А.М.Мамонов, Г. В. Гуртовая, Д. А. Курников. Управление комплексом механических свойств титановых сплавов путем модифицирования структуры методами термоводородной обработки // Титан, 2004, №1. С. 25-29.

87. Гуртовая Г. В. Термоводородная обработка фасонных отливок из титанового сплава ВТ20Л для медицинских имплантатов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 2003.

88. Мамонов A.M. Научные основы и технология термоводородной обработки полуфабрикатов и изделий из конструкционных и жаропрочных титановых сплавов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: 1999.

89. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976.- 272 е.

90. Горелик С. С., Расторгуев Л. Н. СкаковЮ. А. Рентгенографический и элек-троннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970. - 366 с.

91. Коваленко В. С. Металлографические реактивы. М.: Металлургия, 1970.- 133 с.

92. Воздвиженский И. Н., Мамонов А. М., Комаров В. М. Использование комплексных факторов при количественной микрофрактографии литых титановых сплавов // Тезисы докладов XXIX конференции молодых ученых и студентов. Рыбинск: РГАТА, 2005. - С.64-65.

93. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ: В 2-х кн. /Пер. с англ. 2-е изд, перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1987. -351 с.

94. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента: Справочное руководство. -М.: Наука, 1971. 192 с.

95. Пуетыльник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. -М.: Наука, 1968.-288 с.

96. Тюрин Ю. II., Макаров А. А. Анализ данных на компьютере. / Под. ред. В. Э. Фигурнова.-М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995.-384 с.

97. Дюк В. Обработка данных на ПК в примерах. С-Пб.: Питер, 1997. - 240 с.