TY - JOUR

T1 - Влияние технологии горячего формообразования плит из алюминиевых сплавов В-1461 (AL-CU-LI-ZN) и В95 (AL-ZN-MG-CU) на сопротивление усталостному разрушению

AU - Zakharchenko, Kirill

AU - Kapustin, Vladimir

AU - Larichkin, Alexey

AU - Lukyanov, Yaroslav

N1 - Захарченко К.В., Капустин В.И., Ларичкин А.Ю., Лукьянов Я.Л. Влияние технологии горячего формообразования плит из алюминиевых сплавов В-1461 (AL-CU-LI-ZN) и В95 (AL-ZN-MG-CU) на сопротивление усталостному разрушению // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2020. - Т. 22. - № 4. - С. 94-109

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Введение. Одной из основных задач развития перспективных изделий авиационной техники является снижение веса конструкции летательных аппаратов. Решить эту задачу можно, применяя в конструкции деталей новые материалы из алюминиевых сплавов пониженной плотности, легированных литием, например В-1461. Использование этих материалов в самолетостроении ограничивается технологией обработки, которая не должна повреждать материал и снижать его прочностные свойства. К таким технологиям можно отнести обработку давлением с нагревом, когда активизируются процессы ползучести и материал переходит в состояние, близкое к сверхпластичности. Цель работы: оценка влияния обработки алюминиевых сплавов В-1461 (Al-Cu-Li-Zn) и В95 (Al-Mg-Zn-Cu) давлением в режиме ползучести на прочность. В работе исследовано влияние технологии обработки давлением алюминиевых сплавов В-1461 и В95 на сопротивление усталостному разрушению. Методы. В работе используется метод, позволяющий определить предельные напряжения при помощи диаграмм накопления необратимых деформаций, а также метод формообразования толстых плит (40 мм) в режиме ползучести. Применяются ранее подобранные оптимальные температуры для формования плит. Используется бесконтактная координатно-измерительная система для проведения контроля поверхности после формования. Выполнена фрактография излома образцов слава В-1461 и В95 после усталостного разрушения. Проведено математическое моделирование процесса деформирования плит в условиях ползучести в пакете MSC.Marc. В результате получена консервативная оценка предела выносливости для алюминиевых сплавов В-1461 и В95. Выполнено формообразование толстых плит в режиме ползучести. Более 80 % поверхности плиты отформовано с отклонением менее 1 мм от целевого размера. Проведены усталостные испытания образцов, изготовленных из отформованных панелей сплавов В-1461 и В95, построены усталостные кривые. Фрактография поверхности усталостного излома показала наличие окислов у образцов сплава В-1461 в отличие от сплава В95. Обсуждаются результаты испытаний на усталость, показывающие, что характеристики технологического процесса формообразования и термообработки не ухудшают усталостные свойства исследованных сплавов. Сравнительные испытания показали, что сплав В-1461 имеет более высокие усталостные характеристики. Математическое моделирование показало, что использование закона установившейся ползучести Бойла-Нортона недостаточно для описания процесса формовки плиты, отмечена необходимость постановки обратной задачи формообразования, где в качестве граничных условий должны выступать координаты пуансонов нагружающего устройства. Авторы выражают благодарность ведущему инженеру-технологу филиала ПАО «Компания «Сухой» «НАЗ им. В.П. Чкалова», кандидату технических наук Галине Апсаттаровне Раевской за консультацию в работе.

AB - Введение. Одной из основных задач развития перспективных изделий авиационной техники является снижение веса конструкции летательных аппаратов. Решить эту задачу можно, применяя в конструкции деталей новые материалы из алюминиевых сплавов пониженной плотности, легированных литием, например В-1461. Использование этих материалов в самолетостроении ограничивается технологией обработки, которая не должна повреждать материал и снижать его прочностные свойства. К таким технологиям можно отнести обработку давлением с нагревом, когда активизируются процессы ползучести и материал переходит в состояние, близкое к сверхпластичности. Цель работы: оценка влияния обработки алюминиевых сплавов В-1461 (Al-Cu-Li-Zn) и В95 (Al-Mg-Zn-Cu) давлением в режиме ползучести на прочность. В работе исследовано влияние технологии обработки давлением алюминиевых сплавов В-1461 и В95 на сопротивление усталостному разрушению. Методы. В работе используется метод, позволяющий определить предельные напряжения при помощи диаграмм накопления необратимых деформаций, а также метод формообразования толстых плит (40 мм) в режиме ползучести. Применяются ранее подобранные оптимальные температуры для формования плит. Используется бесконтактная координатно-измерительная система для проведения контроля поверхности после формования. Выполнена фрактография излома образцов слава В-1461 и В95 после усталостного разрушения. Проведено математическое моделирование процесса деформирования плит в условиях ползучести в пакете MSC.Marc. В результате получена консервативная оценка предела выносливости для алюминиевых сплавов В-1461 и В95. Выполнено формообразование толстых плит в режиме ползучести. Более 80 % поверхности плиты отформовано с отклонением менее 1 мм от целевого размера. Проведены усталостные испытания образцов, изготовленных из отформованных панелей сплавов В-1461 и В95, построены усталостные кривые. Фрактография поверхности усталостного излома показала наличие окислов у образцов сплава В-1461 в отличие от сплава В95. Обсуждаются результаты испытаний на усталость, показывающие, что характеристики технологического процесса формообразования и термообработки не ухудшают усталостные свойства исследованных сплавов. Сравнительные испытания показали, что сплав В-1461 имеет более высокие усталостные характеристики. Математическое моделирование показало, что использование закона установившейся ползучести Бойла-Нортона недостаточно для описания процесса формовки плиты, отмечена необходимость постановки обратной задачи формообразования, где в качестве граничных условий должны выступать координаты пуансонов нагружающего устройства. Авторы выражают благодарность ведущему инженеру-технологу филиала ПАО «Компания «Сухой» «НАЗ им. В.П. Чкалова», кандидату технических наук Галине Апсаттаровне Раевской за консультацию в работе.

KW - Aluminum-lithium alloy

KW - Elastoplastic strain

KW - Strain characteristics

KW - Creep

KW - Shaping

KW - Structure

KW - Accelerated method to evaluate metal fatigue resistance

KW - Finite element method

KW - Accelerated method to evaluate metal fatigue resistance

KW - Aluminum-lithium alloy

KW - Creep

KW - Elastoplastic strain

KW - Finite element method

KW - Shaping

KW - Strain characteristics

KW - Structure

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44320548

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/22ee5138-8498-37fe-874a-ab3b69c003ae/

U2 - 10.17212/1994-6309-2020-22.4-94-109

DO - 10.17212/1994-6309-2020-22.4-94-109

M3 - статья

VL - 22

SP - 94

EP - 109

JO - Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты)

JF - Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты)

SN - 1994-6309

IS - 4

ER -