CC BY
20
УДК 669.715
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ ЛИСТОВ ИЗ СПЛАВА В95пчАТ2 С РАЗНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ ЗЕРНА*
А.М. Дриц, канд. техн. наук (ЗАО «Алкоа СМЗ», г. Москва), Е.И. Швечков, докт. техн. наук (ОАО ВИЛС), С.М. Соседков, канд. техн. наук (ЗАО «Алкоа СМЗ», г. Москва), В.В. Телешов, докт. техн. наук (ОАО ВИЛС, e-mail:[email protected]), Г.Д. Лебедев (ОАО ВИЛС), В.Ю. Арышенский, докт. техн. наук, А.Ф. Гречникова, аспирант СГАУ (ЗАО «Алкоа СМЗ», г. Самара)
Изучены характеристики трещиностойкости тонких плакированных обшивочных листов из сплава В95пчАТ2 толщиной 1,9 мм с различной величиной зерна, менее и выше допустимой величины по ОСТ1 90070.
Определены характеристики скорости роста усталостных трещин (СРТУ), статической трещиностойкости (Kcv, атр) и сопротивления усталости (МЦУ) в четырех партиях листов из сплава В95пчАТ2 с различным размером зерна в основе и в плакирующем слое.
Показано, что лучшее сочетание характеристик трещиностойкости имеют листы с величиной зерна в основе 337 мкм и в плакирующем слое 274 мкм.
Ключевые слова: алюминиевый сплав В95пчАТ2, обшивочные листы, величина зерна, характеристики трещиностойкости.
Cracking and Fatigue Resistance Characteristics of V95pchAT2 Alloy Sheets with Different Grain Size. A.M. Drits, Ye.I. Shvechkov, S.M. Sosedkov, V.V. Teleshov, G.D. Lebedev, V.Yu. Aryshensky, A.F. Grechnikova.
Cracking resistance characteristics of thin clad 1.9 mm thick skin V95pchAT2 alloy sheets with different grain size, both lower and higher than that allowed by OST1 90070 Standard have been investigated.
Fatigue crack growth rate (FCGR), static cracking resistance (Kco, acr) and fatigue resistance (LCF) characteristics are determined in four lots of V95pchAT2 alloy sheets with different grain size both in base metal and in the cladding layer.
It was found that the best combination of fatigue resistance characteristics had sheets with grain size of 337 and 274 ^m in base metal and in the cladding layer respectively.
Key words: V95pchAT2 aluminium alloy, skin sheets, grain size, cracking resistance characteristics.
Введение
Листы из алюминиевых сплавов широко применяют в авиационной промышленности в качестве обшивочного материала для фюзеляжа и крыла самолетов [1]. Характеристики трещиностойкости и сопротивления усталости этих листов во многом определяют ресурс и надежность работы конструкций, и поэтому возможности их повышения и стабильности уделяется большое внимание.
В процессе изготовления деталей эти листы подвергаются существенному пластическому деформированию при формовании оболочек с криволинейной поверхностью. Известно, что исходная крупнозернистая структура листов может приводить после существенного холодного деформирования к появлению шероховатости на их поверхности, проявляющейся иногда в виде «апельсиновой корки», ухудшающей декоративные характеристики
* В работе принимали участие Л.Б. Бер, Л.М. Комарова, Е.В. Азанова, А.П. Головлёва , С.А. Коротеев, Т.В. Воробьёва, А.Г. Шкловец.
изделия [2-5]. Как правило, такой эффект наблюдается при величине зерна более 500 мкм. В связи с этим с 1992 г. в ОСТ 1 90070 на обшивочные листы из алюминиевых сплавов предусмотрен контроль величины зерна в плоскости прокатки как в плакирующем слое, так и в основном металле, с недопустимостью наличия зерна, видимого невооруженным глазом [6]. Это требование, согласно разрешающей способности человеческого глаза, фактически ограничивает величину зерна линейным размером около 200 мкм [5]. В дальнейшем (с 2005 г.) требования к размеру зерна в обшивочных листах из сплава В95пчАТ2 были ужесточены в сторону снижения величины зерна в плакировке (менее 100 мкм) и в основном металле (менее 150 мкм). Данные по влиянию размера зерна в основе и плакирующем слое на характеристики трещиностойкости обшивочных листов очень ограничены и часто противоречивы.
Среди обшивочных листов, применяемых в авиационной промышленности, наиболее распространены листы из алюминиевых сплавов типа Д16чТ(1163Т) и В95пч(оч)Т2, в связи с чем рассмотрению технологии производства и свойств листов из этих сплавов посвящено много опубликованных работ [4, 5, 7-9]. В частности, в них приводятся экспериментальные результаты изучения влияния величины зерна на свойства листов.
В работах [10, 11] показано, что холоднокатаные листы из сплавов типа В95 имеют полностью рекристаллизованную структуру с близким к равноосному зерном размером около 15 мкм. В работе [12] отмечено, что серийные листы толщиной до 2 мм из сплава В95пч характеризуются рекристаллизован-ной структурой со средней толщиной зерна 15-25 мкм. При этом в продольном направлении размер зерна в несколько раз больше. Аналогичная зеренная структура со средней толщиной зерна около 25 мкм получена в холоднокатаных листах толщиной 2,5 мм из сплавов типа В95пч в работе [13].
В [9] показано, что серийные обшивочные листы из сплава В95пчТ2 при оптимизации технологии изготовления имеют средний условный размер зерна, определенный методом секущих на поверхности основы в плос-
кости прокатки, менее 100 мкм при средней протяженности зерна в направлении прокатки около 300 мкм. Здесь средний условный размер зерна определяли как среднее из замеров, проведенных в плоскости прокатки при ориентации секущих в долевом и поперечном направлениях, а также под углом 45° к направлению прокатки.
О влиянии размера зерна на механические свойства листов из сплава В95пчТ2 с рекристаллизованной структурой, по литературным данным, судить трудно в связи с их ограниченностью и несопоставимостью.
Общеизвестна закономерность, описываемая уравнением Холла-Петча и показывающая снижение прочности металлов и сплавов при увеличении размера зерна [14]. Для листов из сплава 1163Т эта закономерность подтверждена в работе [8], где показано снижение ав, а02 и 8 при увеличении размера зерна до 500 мкм и более по сравнению с зерном размером 100 мкм и менее.
О влиянии величины зерна на характеристики трещиностойкости листов (СРТУ, Ксу, МЦУ) определенные выводы сделать трудно. В работе [15] отмечена двойственная природа влияния размера зерна на эти характеристики для алюминиевых сплавов. Уменьшение размера зерна вызывает повышение скорости роста трещин и затруднение их образования, поэтому влияние размера зерна на трещиностой-кость определяется соотношением стадий зарождения и роста трещины при разрушении.
Отсутствие надежных экспериментальных данных по влиянию величины зерна на характеристики трещиностойкости и сопротивления усталости тонких плакированных обшивочных листов из сплава В95пчАТ2 в сопоставимых условиях требует постановки соответствующих экспериментов.
В настоящей работе изучены характеристики трещиностойкости тонких плакированных обшивочных листов из сплава В95пчАТ2 с различной величиной зерна, менее и выше допустимой по [6] величине.
Материал и методика проведения эксперимента
Исследовали четыре партии плакированных листов толщиной 1,9 мм из сплава
В95пчАТ2 поставки ЗАО «Алкоа СМЗ», изготовленные по технологии, обеспечивающей получение различной величины зерна. Термическую обработку листов проводили в одной садке. Химический состав листов разных партий и средний условный размер зерна приведен в табл. 1. Величину зерна определяли в плоскости прокатки на поверхности основы и плакировки согласно ГОСТ 21073.3. Секущей являлась линейка-окуляр микрометра, которую располагали вдоль и поперек направления прокатки. Измерения проводили не менее чем в пяти полях при количестве пересечений на одно измерение не менее 150. Результаты измерений в двух направлениях усредняли.
По данным металлографических исследований завода-изготовителя, листы одной партии (условно 4) имели мелкозернистую структуру, соответствующую требованиям ОСТ 1 90070 при среднем условном размере зерна в основе 62 мкм и в плакировке 70 мкм. Листы остальных партий имели в основе и в плакировке более крупное зерно, не соответствующее требованиям ОСТ 1 90070.
Как видно из табл. 1, листы партии 4 имеют более низкое содержание цинка и меди.
Полученные образцы листов подвергали дополнительно следующим видам структурных исследований.
Толщину плакировки с двух сторон листа измеряли в металлографическом микроскопе при увеличении х500 на поперечных шлифах, подвергнутых травлению в реактиве Келлера (смесь кислот).
Удельную электропроводимость у листов определяли вихретоковым способом прибо-
ром ВЭ-20Н (с комплектом эталонов) на плакированной поверхности листов и после снятия плакировки травлением в 20 %-ном растворе №ОН и осветления в азотной кислоте.
Степень рекристаллизации структуры оценивали рентгеноструктурным анализом с использованием рентгеновской съемки образцов «на просвет» в нефильтрованном Мо Ка-излучении. Применяли образцы в виде продольных пластин (в плоскости ВД) толщиной около 0,5 мм, изготовленные по всей толщине листа.
Зеренную структуру листов выявляли на шлифах в продольной (ДВ) и поперечной (ПВ) плоскостях в поляризованном свете после электрополировки и последующего оксидирования при комнатной температуре в электролите состава: 14 г Н3В03 (борная кисло-та)+40 мл НР+2000 мл Н20, при напряжении
25 В. 2
В листах каждой партии определяли механические свойства при растяжении, скорость роста усталостных трещин (СРТУ), характеристики статической трещиностойкос-ти и сопротивления усталости. Во всех случаях образцы имели продольное направление и толщину, равную толщине листа, включая плакировку.
Механические свойства при растяжении. Испытания на растяжение проводили в соответствии с требованиями [16]. Определяли временное сопротивление ав, условный предел текучести а02 и относительное удлинение 8 на начальной расчетной длине /0=5,65л/^. Скорость нагружения до нагрузки, необходимой для определения а02, составляла 2,0 мм/мин, а затем ее увеличивали до 6,0 мм/мин.
Таблица 1
Химический состав и размеры зерен в листах из сплава В95пчАТ2 разных партий
Содержание легирующих компонентов и примесей, % мас.
Зерно в
Зерно в
номер партии 7п Си МЕ Мп Т1 Сг Ге Б1 основе, мкм плакировке, мкм
1 5,81 1,76 2,45 0,28 0,03 0,20 0,24 0,08 700 152
2 5,81 1,76 2,45 0,28 0,03 0,20 0,24 0,08 337 274
3 5,60 1,55 2,45 0,26 0,04 0,18 0,20 0,05 580 132
4 5,38 1,47 2,47 0,31 0,03 0,17 0,21 0,05 62 70
Скорость роста трещины усталости (СРТУ). Испытания на СРТУ проводили по [17] на образцах в виде пластины с центральным надрезом (тип ЦНР) шириной 160 мм, общей длиной 420 мм и длиной надреза 10,0 мм. От каждой партии испытывали по четыре образца. Их нагружение осуществляли синусоидальным циклом с частотой f=5,0 Гц и коэффициентом асимметрии R=0,1 без ограничения выпучивания. За развитием трещины наблюдали визуально по реперным линиям на поверхности образца при расстоянии между ними 1,0 мм в начале роста трещины до ее длины 5 мм и 2,0 мм при большей длине трещины. Линии наносили с помощью приспособления, обеспечивающего высокую точность нанесения меток. Поверхность образцов не полировали. При наблюдении за развитием усталостной трещины применяли дополнительное освещение и оптический прибор с десятикратным увеличением. Расчет СРТУ осуществляли на ЭВМ с аппроксимацией экспериментальных данных полиномом второй степени по семи точкам. На печать выводили диаграмму циклической трещиностойкости (ДЦТ) и значения СРТУ при размахах коэффициента интенсивности напряжений ДК=10, 15, 20, 25, 30 и 31,2 МПаТм.
Характеристики статической трещиностойкости (Ку сттр). Испытания на статическую трещиностойкость проводили в соответствии с требованиями [18] на образцах (по три в партии) типа ЦНР шириной 200 мм, длиной 600 мм и c относительной длиной трещины, равной 0,38. Усталостную трещину зарождали при максимальной нагрузке цикла, соответствующей напряжению в нетто-сечении 72-80 МПа. Частота испытаний была f=7,0 Гц, а коэффициент асимметрии R=0,1. Статическое нагружение осуществляли со скоростью 1,0 M Пал/м/с. Поперечные деформации, возникающие из-за малой толщины листа, устраняли с помощью ограничителя выпучивания. Определяли величины условного критического коэффициента интенсивности напряжений ку и остаточной прочности пластины с трещиной атр.
Малоцикловая усталость (МЦУ). Испытания на усталость проводили по [19] на образцах в виде полосы с отверстием. Размеры
образца (ширина 36,0 мм и диаметр отверстия 6,0 мм) соответствуют значению теоретического коэффициента концентрации напряжений аст=2,6. Каждая партия листов была представлена десятью образцами, пять из которых испытывали при максимальном напряжении цикла атах=155 МПа, а остальные пять при атах=176 МПа. Форма цикла была синусоидальной, частота /"=5,0 Гц, коэффициент асимметрии Я=0,1.
Результаты исследования
Общая характеристика исследованных листов дана в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика исследованных листов
Условный Толщина Толщина у, МСм/м
номер листа, плакировки, на пла- без пла-
партии мм мм кировке кировки
1 1,91 0,06-0,08 22,1 21,1
2 1,90 0,05-0,06 22,4 21,2
3 1,91 0,06-0,07 22,7 21,4
4 1,92 0,06-0,07 23,3 22,0
Исследование структуры листов. Толщина плакировки с одной стороны листа составляет около 3 % от общей толщины листа.
Как видно из табл. 2, замер удельной электропроводимости на поверхности исходного листа из-за влияния плакировки показывает значительно более высокое значение у, чем в случае ее определения после снятия плакировки. Удельная электропроводимость основного объема металла для всех листов выше 21,0 МСм/м. Более высокая удельная электропроводимость у у листа партии 4 с мелкозернистой структурой обусловлена пониженным содержанием меди и цинка в сплаве данной партии.
Полученные рентгенограммы сопоставили с видимым размером зерна на долевых и поперечных шлифах. Для примера, на рис. 1, 2 приведены рентгенограммы и фотографии структуры листов партий 2 и 4.
Все листы имеют полностью рекристалли-зованную структуру, о чем свидетельствуют полученные рентгенограммы с четкими рефлексами от отдельных рекристаллизованных
в
Рис. 1. Рентгенограмма (а) и микроструктура (б, в) листа партии 2 в продольной (б) и поперечной (в) плоскостях по толщине, х200. Микроструктура получена в поляризованном свете
в
Рис. 2. Рентгенограмма (а) и микроструктура (б, в) листа партии 4 в продольной (б) и поперечной (в) плоскостях по толщине, х200. Микроструктура получена в поляризованном свете
зерен. При этом в соответствии с результатами первичного контроля листы партий 1-3 имеют крупное зерно, а у листов партии 4 структура мелкозернистая. Это подтверждают и результаты металлографического анализа.
У всех листов зерно неравноосно, оно имеет сплющенную блинообразную форму и вытянуто в долевом и поперечном направлениях. В долевой плоскости вытянутость зерен более значительна, границы более ровные. Если для мелкозернистой структуры характерно зерно с относительно небольшой анизотропией размеров, то для листов с крупным блинообразным зерном характерно появление волокнистой структуры на долевых (плоскость ДВ) и поперечных (плоскость ПВ) шлифах. По мере роста величины зерна листы разных партий располагаются в последовательности: 4, 2, 3, 1.
Результаты определения механических свойств, характеристик трещиностойкости и сопротивления усталости. Механические свойства листов партий 1-3 с крупнозернистой структурой не имеют существенных отличий и находятся вблизи следующих значений: ав=495 МПа, а02=440 МПа, 5=12,5 %. Прочностные характеристики листов партии 4 с мелким зерном более низкие и составляют: а =482 МПа, ст. ,,=414 МПа,
в ' 0,2 '
при повышенной пластичности 8=14,1 %. Это, скорее всего, является следствием более низкого, по сравнению с другими партиями, содержания цинка и меди в листах партии 4.
Таким образом, по толщине плакирующего слоя, удельной электропроводимости и уровню механических свойств все листы соответствуют требованиям ОСТ 1 90070-92.
Экспериментальные данные о скорости роста усталостных трещин, статической трещиностой-кости и сопротивлении усталости листов приведены в табл. 3, где для каждой характеристики в числителе указаны минимальное и максимальное значения, а в знаменателе - средняя величина.
Из табл. 3 следует, что скорость роста усталостных трещин в листах трех партий с более крупным размером зерен во всем исследованном диапазоне изменения ДК практически одинакова и заметно меньше, чем СРТУ в листе партии 4 с самым мелким размером зерна. При этом относительное увеличение СРТУ в листах с мелкозернистой структурой возрастает со значе-
со со о -¡ч сэ
го П 5 ■Н ■Н 00
X ю см ю -н ю со с^
^ 1 1 СО~ 1 сэ 1 1 ио
\о Е Ю, ^ ю сэ ю
£ при а с^ с^ ■Н 00~ со
§
X X ю ю 1 сэ го
X 3 от 1 СО, от 1 1 от 1
ф 00 00 сэ со 00,
о. н г" го сэ
X со 00 ю со
_а
X 1- 00 от
о со ю со со со
о П го 00 го см со см со -н
^ га I- 5 1 1 со 1 ю 1 со
о го ю со см со со со
о о" ^ ю ^ ю
^ го го со со
га
н ш
о о а х т о ОТ сэ
^ а со 00 СО, 00 со 00 ^ 00 со
Ь х га П 1 см 1 ио 1 1 ио
о о 5 от 00 со 00 -н 00 со 00
а ^ >у ~ сэ тЧ
о с 00 00 00 00
х
о
ш ^ о от о
т Ю ю с^
о см го ю го со 00 1 со о
О X и ■н 1 см 1 см сэ 1 со
О о 3 о го ^ 00 ^ 00
^ га т 00, о СП
1- с^ го
о X
(и
а (и со 5 -¡ч см
сэ С1Э
X ф с^ 00 1 от с^ 1 со 00
0 1 СО, 1 0^
^ т О ^ (и 3 00 см с^ со 00
х го с^
н о 5 со П с^ с^ 00
а т га 5
1—
о и а 5 < со -¡ч о
X .а X ю 2 ■Н ■Н см тЧ -н см 1 00
1- о X X X 1 1 ю 1 с^
о х о ■Н от ■Н со тЧ от тЧ
^ ^ со со
О т га п со ■Н ■Н тЧ тЧ
н с о.
о о о и о. -н -н о
X X X га п 00 со от 00 от сэ 00
а н сэ сэ сэ тЧ
о ¥ и 0 2 1 ю 00 сэ 1 со 00 сэ 1 см сэ 1 ю от сэ
1- ¥ 00 00 от
IX о т 2 2 сэ сэ сэ сэ
о (и г ю 00 -н
X "О
X со ю 1 сэ го сэ сэ от
1— га ■О 1 ^ 1 1 1 ^
1- см СЭ ю сэ -¡ч сэ сэ
о ^ ^ ^
о сэ сэ сэ
ш
.а
X см -н
X тЧ
га 10 сэ -¡ч см см сэ -н со со
1 -¡ч -¡ч -¡ч 1 -н -н
-н тЧ сэ СЭ сэ сэ о сэ сэ сэ
>х
-о о. и
X ф и
Я 2 £ § О 1— а. со п -н сч оо
>
ния -1,1 при АК=15 МПал/м до -1,45 при АК=30 МПал/м.
Преимущество листов с крупнозернистой структурой видно также из рис. 3, где в диапазоне изменения ДК от -10 МПал/м до -35 МПал/м даны диаграммы циклической трещиностойкости всех испытанных образцов. Представление о рассеянии результатов испытаний на СРТУ отдельно для каждой из исследованных партий можно составить из анализа табл. 3, а также из рис. 4, где
приведены диаграммы циклической трещиностойкости четырех образцов партии 2. Рассеяние мало практически во всем диапазоне измерения ДК. В литературе, например [20, 21], неоднократно отмечалось, что разброс результатов испытаний образцов на СРТУ в пределах одной партии может достигать двукратной величины. Факт существенно меньшего рассеяния данных для исследованных листов, на наш взгляд, объясняется тем, что испытания были проведены на одном обору-
12 14 16 18 20 25 30 35 40
А К, МПа\м
Рис. 3. Диаграммы циклической трещиностойкости образцов из листов всех партий:
Д - партия 1; ■ - 2; * - 3; 0 - партия 4
довании в относительно короткий промежуток времени (1,5 мес.) при практически постоянных значениях температуры и влажности. Определенное влияние имело также то, что заготовки под образцы вырезали из одного листа в непосредственной близости друг от друга.
Характеристики статической трещиностойкости листов находятся в интервале: Ку=(80,9-87,5) МПал/м, сттр=(340-369) МПа. По средним значениям некоторое преимущество (на ~3,5 %) имеют листы партии 4 с
самым мелким зерном и партии 2, где величина условного размера зерна меньше по сравнению с той же величиной у листов партий 1 и 3.
При испытании на усталость более высокую среднюю долговечность показали также листы партий 2 и 4. Это характерно для испытаний при обоих уровнях напряжений (атах=155 и 176 МПа). Если для сравнения за основу принять среднее число циклов до разрушения образцов партии 4, то при атах=176 МПа величины Nразр образцов из партий 1, 2
Рис. 4. Диаграммы циклической трещиностойкости для листа партии 2:
О - образец 2-1; ■ - 2-2; Д - 2-3; * - 2-4
и 3 меньше в 1,20; 1,19 и 1,11 раза, а при amax=155 МПа соответствующие отношения равны 1,01; 0,90 и 1,17. Рассеяние результатов (отношение максимальных значений N к минимальным) в пределах одной партии относительно невелико и не превышает 1,66 раза при amax=176 МПа и 1,43 раза при а =155 МПа.
max
Обсуждение результатов
Анализ полученных результатов показывает, что уменьшение величины зерна по-разному влияет на отдельные характеристики тре-щиностойкости. Наблюдается явно выраженное отрицательное влияние мелкозернистой структуры с величиной зерна около 60 мкм на СРТУ, сопровождающееся получением более гладкой поверхности разрушения образца в области роста усталостной трещины (рис. 5), когда поперечная усталостная трещина существенно не отклоняется от геометрической плоскости ее распространения. В листах с крупным зерном наблюдаемый на рис. 5 рельеф поверхности усталостного разрушения свидетельствует о заметном отклонении отдельных участков магистральной трещины от геометрической плоскости ее распространения.
Передвижение отдельных участков фронта магистральной трещины в объеме отдельного зерна в случае мелкозернистой структуры происходит на небольшое расстояние с последующим переходом локального усталостного разрушения в объем соседнего зерна и с образованием нового участка усталостного разрушения. Совокупность небольших областей усталостного разрушения в разных зер-
нах и отсутствие препятствии для их слияния приводит к образованию относительно гладкой поверхности зоны усталостного разрушения при быстром продвижении магистральной трещины.
В листах с более крупными зернами распространение отдельных участков усталостного разрушения в объеме отдельного зерна на фронте магистральной трещины может происходить на большее расстояние и выходить из области действия максимальных напряжений в вершине трещины. Это, с одной стороны, должно замедлять скорость роста трещины в отдельных зернах и, с другой - затруднять слияние отдельных крупных участков усталостного разрушения, отличающихся своей ориентацией, при продвижении магистральной трещины. В результате образуется грубый рельеф поверхности усталостного разрушения, свидетельствующий о повышении энергоемкости процесса разрушения, а скорость роста магистральной трещины уменьшается. Аналогичная зависимость между размерами зерна и СРТУ отмечалась ранее и в других работах, в частности [15].
По-видимому, отмеченный эффект увеличения скорости роста трещины в листах с мелким зерном был бы еще более существенным, если бы не пониженное содержание в них основных легирующих компонентов (меди и цинка), что, как известно [22], способствует снижению СРТУ.
Для уточнения механизма разрушения листов с разной величиной зерна необходимо проведение дополнительных фрактографичес-ких исследований.
Рис. 5. Поверхность разрушения образцов из листов разных партий (номер по стрелке) сплава В95пчАТ2 после испытания на СРТУ
Что касается остальных характеристик тре-щиностойкости (Ксу, атр, МЦУ), то наблюдаемая тенденция к их увеличению в листах с более мелким зерном требует статистического подтверждения на большем количестве испытанных образцов, поскольку изменение указанных характеристик происходит на небольшую величину. Однако полученное увеличение долговечности до разрушения в условиях МЦУ листов с мелким зерном согласуется с литературными данными, где отмечается, что более высокая долговечность сплавов с мелкозернистой структурой обусловлена большей продолжительностью стадии до зарождения усталостной трещины, которая вносит основной вклад в общую долговечность образцов до разрушения при испытании на относительно невысоких уровнях напряжений [23].
Из изученных четырех партий листов наилучшей по сочетанию характеристик трещи-ностойкости оказалась партия 2 с размерами зерна в основе 337 мкм и в плакирующем слое 274 мкм.
Следует отметить, что уровень полученных значений скорости роста усталостных трещин, статической трещиностойкости и сопротивления усталости исследованных партий листов типичен для холоднокатаных листов из сплава В95пчАТ2.
Выводы
1. Определены характеристики скорости роста усталостных трещин (СРТУ), статической трещиностойкости (Ксу, атр) и сопротивления усталости (МЦУ) в четырех партиях листов из сплава В95пчАТ2 с различным размером зерна в основе и в плакирующем слое.
2. Установлено, что в листах с мелкозернистой структурой значения СРТУ выше, чем в остальных трех партиях листов с более крупным зерном. Остальные характеристики трещиностойкости (Ксу, атр и МЦУ) с изменением величины зерна в исследованных пределах изменяются мало.
3. Лучшее сочетание характеристик трещиностойкости показали листы с величиной зерна в основе 337 мкм и в плакирующем слое 274 мкм.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алюминиевые сплавы. Применение алюминиевых сплавов. Справ./Альтман М.Б., Андреев Г.Н., Арбузов Ю.П. и др. 2-е изд. - М.: Металлургия, 1985. - 344 с.
2. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. - М.: Металлургия, 1979. - 208 с.
3. Алюминий. Свойства и физическое металловедение. Справ./Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1989. - 422 с.
4. Сенаторова О.Г., Сухих А.Ю., Сидельни-ков В.В. и др. Развитие и перспективы применения высокопрочных алюминиевых сплавов для катаных полуфабрикатов//Технология легких сплавов. 2002. № 4. С. 28-33.
5. Фридляндер И.Н., Берстенев В.В., Ткачен-ко Е.А. и др. Влияние термической обработки и деформации на величину зерна и механические свойства сплавов типа дуралюмин// Металловед. и терм. обраб. металлов. 2003. № 7. С. 3-7.
6. ОСТ 1 90070-92. Листы обшивочные из алюминиевых сплавов.Технические условия.
7. Мацнев В.Н., Комарова Л.Г., Ланцова Л.П.
Предотвращение крупнокристаллической структуры при изготовлении обшивок двойной
кривизны//Технология легких сплавов. 1999. № 6. С. 7-13.
8. Мацнев В.Н. Исследование структуры и свойств сплава 1163 и организация производства листовых деталей из этого материала// Авиационная промышленность. 2008. № 4. С. 7-13.
9. Арышенский В.Ю., Гречникова А.Ф., Дриц А.М. и др. Выбор технологических параметров для снижения размера зерна в основе и плакировке обшивочных листов из алюминиевых сплавов//Технология легких сплавов. 2010. № 3. С. 22-30.
10. Сенаторова О.Г., Жегина И.П., Рязанова Н.А. Структура и характер разрушения листов из сплава В95 в зависимости от содержания примесей и режимов старения//Металловед. и терм. обраб. металлов. 1982. № 3. С. 30-33.
11. Сенаторова О.Г., Рязанова Н.А., Копнов В.И. и др. Зеренная структура и свойства листов из сплава В95//В кн.: Металловедение легких сплавов. - М.: ВИЛС, 1985. С. 93-98.
12. Сенаторова О.Г., Уксусников А.Н., Самарина М.В. и др. Структура и свойства листов из высокопрочных А!-7п-1У^-Си сплавов с различными малыми добавками//В кн.: Металлове-
дение и технология легких сплавов. - М.: ВИЛС, 2001. С. 121-129.
13. Телешов В.В., Штовба Ю.К., Нешпор Г.С. и
др. Влияние химического состава на много- и малоцикловую усталость при отнулевом растяжении листов из сплавов Д16 и В95//Изв. АН СССР. Металлы. 1983. № 2. С. 171-175.
14. Канчеев О.Д. О влиянии размера зерна на прочность поликристаллических материалов //Изв. АН СССР. Металлы. 1983. № 5. С. 128133.
15. Рабинович М.Х., Маркушев М.В. Влияние размера зерна на трещиностойкость алюминиевых сплавов//Металловед. и терм. обраб. металлов. 1994. № 8. С. 25-30.
16. ГОСТ 11701-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент//В кн.: Металлы. Методы испытаний на растяжение. -М.: Издательство стандартов. 1984. С. 50-59.
17. ОСТ 1 92127-90. Метод определения скорости роста усталостной трещины при испытании с постоянной амплитудой нагрузки. - М.: ВИЛС, 1980. - 16 с.
18. ОСТ 1 90356-84. Металлы. Метод определе-
ния статической трещиностойкости (вязкости разрушения) обшивочных материалов при плосконапряженном состоянии. - М.: ВИЛС, 1984. - 31 с.
19. ГОСТ 25.502-79. Методы испытаний на усталость. - М.: Государственный комитет по стандартам. 1979. - 34 с.
20. Кишкина С.Н. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия, 1981. - 300 с.
21. Ярема С.Я. Рост усталостных трещин (методические аспекты исследований)//В кн.: Методы и средства оценки трещиностойкости конструкционных материалов. - М.: Наукова Думка, 1981. С. 177-207.
22. Микляев П.Г., Нешпор Г.С., Кудряшов В.Г. Кинетика разрушения. - М.: Металлургия, 1979. - 279 с.
23. Телешов В.В., Кузгинов В.И. Сопротивление малоцикловой усталости полуфабрикатов из деформируемых алюминиевых сплавов (обзор литературы за 1970-1995 гг.)//Технология легких сплавов. 1995. № 6. С. 69-83, 133136.
