Закономерности развития магистральной трещины и эволюции дислокационной структуры в зоне разрушения сплава ВТ22 при различных частотах циклического нагружения

摘要

Исследована взаимосвязь между дислокационной структурой в зоне разрушения и фрактографическими особенностями развития магистральной трещины в сплаве системы Ti-5%Al-5%V, испытанного на циклическую трещиностойкость в условиях симметричного растяжения-сжатия с частотами 140, 600 Гц и 3, 10 кГц. Показано, что преобладающими типами дислокационной структуры являются ячеистая в припороговой области значений ΔК и полосовая в остальном интервале величин коэффициента интенсивности напряжений. Этому типу структуры при всех частотах нагружения соответствует наиболее характерный для исследованного сплава микромеханизм разрушения - путем формирования усталостных бороздок. В области низких значений ΔК формирование указанных типов субструктуры и, как следствие, бороздок усталости чаще всего осуществляется вдоль определенных кристаллографических плоскостей и направлений. По мере роста значений ΔК кристаллографическая чувствительность трещины снижается. Влияние частоты нагружения на закономерности и механизмы роста усталостной трещины определяется двумя основными факторами: процессами пластической деформации в вершине трещины в период подготовки материала к разрушению и взаимодействием фронта трещины с исходными и сформировавшимися элементами структуры и субструктуры. Появление элементов хрупкого разрушения с увеличением частоты нагружения обусловлено повышенной чувствительностью β-фазы к скорости нагружения.