Материал: Колачев, Б. А. Механические свойства титана и его сплавов

достоверных значений вязкости разрушения и поэтому к их интерпретации следует относится осторожно. Тем не менее и в этих экспериментах получен ряд важных ре­ зультатов и закономерностей.

В табл. 30 сопоставлены результаты измерения вязко­ сти разрушения титановых сплавов при комнатной тем­

относительной оценки допустимого размера трещины при данном пределе текучести.

Кармен и Кетлин [264] изучили вязкость разрушения сплава Ti—5 А1—2,5 Sn с малым содержанием примесей внедрения (0,023—0,026% С; 0,01% N; 0,08—0,086% 0 2)

в сравнении со сплавом промышленной чистоты. Коэф­ фициент интенсивности напряжений определяли путем изгиба (по трехточечной схеме) образца с боковым 45° надрезом с радиусом закругления 0,025 мм, глубина над­ реза 2,45 мм. Толщина образцов составляла 6,35; 12,7 и 25,4 мм. Вязкость разрушения оиределяли'по начальной длине трещины и нагрузке в момент скачка с использо­ ванием анализа Бюкнера [260].

При температурах 27 и —60° С коэффициент интен­ сивности напряжений Кс сильно зависит от толщины об­

Kic для сплава высокой чистоты составлял 228 и 192 кгс/ /мм?/2, а для технического сплава 87,5 и 84 кгс/мм3/2 со­ ответственно. Это означает, что в сплаве высокой чисто­ ты допустимы трещины в полтора раза длиннее, чем в сплаве технической чистоты. Азот и кислород резко сни­ жают вязкость разрушения при —253° С. С увеличением чистоты металла предел прочности сплава Ti—5 А1— —2,5 Sn уменьшается, а вязкость разрушения возрастает

[264, 265].

252

4

Вязкость отожженного сплава Ti—6Л1—4V при нор­ мальных температурах очень высока и соответственно требуются образцы больших размеров для вычисления /Сю. Поэтому было получено сравнительно мало данных по вязкости разрушения отожженного сплава Ti—6А1— —4V на достаточно больших образцах, чтобы можно было определить действительное значение /Сю-

В работе [261] приведены данные Рандолла о вяз­ кости разрушения сплава Ti—6А1—4V двух плавок. Первая плавка содержала несколько больше алюминия и ванадия, чем вторая, и значительно больше кислорода (0,195% в первой и 0,09% во второй). Поэтому первая плавка была прочнее второй. После закалки первого и второго сплава с температур примерно 970 и 955° С и четырехчасового старения при 495 и 540° С соответствен­ но их свойства составляли: предел прочности ав=122 и 113,5 кгс/мм2, предел текучести а0,2= П 2 и 108 кгс/мм2.

Первая плавка была поставлена в виде отожженного прутка диаметром 51 мм, а вторая — в виде отожженной плиты толщиной 19 мм. Из прутка и плиты в направле­

шириной 6= 35,6 мм и толщиной / = 6,35 мм (b/tm 5,6). На поверхности образцов создавали усталостную трещи­ ну и затем их испытывали на растяжение.

На рис. 112 показано изменение напряжений в брут- то-сечении сплава Ti—6А1—4V двух плавок в зависи­ мости от нормированной глубины полуэллиптической тре­ щины l / Q ( I — глубина трещины, a Q — параметр, зави­ сящий от глубины и длины трещины 2 с). Полученные на­ пряжения для каждой из плавок сверху и снизу ограни-

чены параболическими кривыми 0 = 0,36 K i c V I I Q с раз­ ными значениями К\с. Сверху экспериментальные данные ограничены линиями, соответствующими пределу текуче­ сти. Эти линии идут вниз с увеличением длины трещины, так как ограничение по этому параметру накладывается по сечению нетто, а не брутто. Предельные линии спра­ ва определяют другое условие достоверности Kic, соглас­ но которому глубина трещины не должна превышать по­ ловины толщины образца.

Колебания в форме трещины не проявляются на гра­

256