Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКОЙ

Муратов В.С., Морозова Е.А.

С целью поиска путей повышения фреттингостойкости рабочих поверхностей полок лопаток компрессора проведено комплексное экспериментальное изучение фреттинг-коррозии в контактных деталях из титанового сплава ВТ9, подвергнутого воздействию лазерного излучения (ЛИ). Рассмотрены зависимости интенсивностей изнашивания от скорости лазерной обработки; влияние способа изменения механических характеристик на развитие фреттинг-коррозии; накопление повреждаемости тонкой кристаллической структуры (физического уширения рентгеновских интерференционных линий, микроискажений) и их зависимость от уровня внешних механических воздействий; связь износа с состоянием структуры поверхностного слоя.

На основании анализа результатов предварительных испытаний фреттингостойкости титана и титановых сплавов для стендовых испытаний приняты следующие параметры внешнего воздействия, максимально приближенные к реальным условиям эксплуатации: частота колебаний - 110 Гц, амплитуда колебаний - 50 мкм, контактное давление - 7 МПа.

Установлено, что максимальным сопротивлением износу обладают образцы, подверженные воздействию ЛИ при максимальной скорости лазерной обработки, где отмечено увеличение износостойкости в 2-2,5 раза. Высокое сопротивление износу поверхностей в данном случае объясняется микроструктурой зон упрочнения с максимальным значением микротвердости.

Установлено, что во всем исследуемом диапазоне режимов нагружения кривые износа имеют ступенчатый характер. Можно выделить 3 характерные стадии: 1 - период приработки (или начального износа); 2 - период умеренного изнашивания, когда происходит плавное увеличение износа со временем работы; 3 - период интенсивного изнашивания. Совместный анализ кривых износа, физического уширения рентгеновских интерференций, графиков изменения микротвердости и содержания b-фазы в стадии износа позволяет отметить, что на стадии приработки I, характеризующейся интенсивным нарастанием износа, происходит стремительное разупрочнение поверхностного слоя, упрочненного под воздействием лазерного источника. В это время на участках контакта отделяются диспергированные поверхностные структуры и обнажаются нижележащие слои материала. Ширина рентгеновских линий (013) a-Ti уменьшается при этом с 60х10-4 до 38х10-4 рад. Содержание b-фазы в поверхностном слое изменяется в период начального износа от 27 до 15%, резко падает значение микротвердости от 5600 до 4100 МПа.

На второй стадии интенсивно протекает пластическая деформация в стадии упрочнения поверхностного слоя, что подтверждается уширением линий (013) a-Ti (с 38х10-4 до 57х10-4 рад.), увеличением микротвердости до 4700 МПа и увеличением содержания b-фазы (до 24%). Взаимодействие перечисленных процессов обуславливает минимальный износ на стадии умеренного изнашивания. На этой стадии происходит накопление дефектов тонкой структуры (рост микроискажений и фрагментация блоков) на поверхности и в зонах влияния.

На третьей стадии вновь наблюдается разупрочнение и разрушение поверхности, ширина рентгеновских линий уменьшается, значение микротвердости и содержание b-фазы также резко снижаются.


Библиографическая ссылка

Муратов В.С., Морозова Е.А. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ С ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКОЙ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 7. – С. 77-77;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3330 (дата обращения: 17.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074