Пластинчатого электрода

10 Гц, показали [73], что СРТ едва заметно меняется в случае изменения размера зерна от 12 мкм к 30 мкм, но существенно уменьшается при изменении размеров зерна от 30 к 60 мкм. Измерения размеров субзерен в двухфазовом сплаве Ti-6Al-4V с пластинчатой структурой показали, что на образцах толщиной 25,4 мм возрастание именно размера субзерен наиболее полно определяет изменения в СРТ [74]. Возрастание субзерна приводило к уменьшению СРТ.

Применительно к двухфазовым Ti-сплавам с пластинчатой структурой выявлено аналогичное неоднозначное влияние на скорость роста трещины размера субзерен при разной толщине образцов [39]. В зависимости от соотношения th/Lw между толщиной образца ?/, и размером колонии Lw происходит как возрастание, так и убывание СРТ с возрастанием размера субзерен. В случае, когда

Аналогичные испытания были проведены на титановом сплаве ВТЗ-1 с двухфазовой пластинчатой структурой и на алюминиевом сплаве Д1Т при двух указанных частотах нагружения. В испытаниях не было выявлено различий в поведении материала в исследованном диапазоне скоростей изменения циклической нагрузки. Испытания проводили путем фиксирования положения фронта трещины при снижении уровня максимального напряжения для скорости вращения образца 980 об/мин и путем регулярного изменения уровня напряжения через каждые 25 циклов нагружения (рис. 7.2). Во всех случаях число сформированных усталостных бороздок соответствовало числу циклов приложения нагрузки.

Двухфазовые сплавы с пластинчатой структурой обладают более высокой сопротивляемостью росту усталостных трещин по сравнению со сплавами с переходной и, тем более, глобулярной структурой. При одинаковых КИН СРТ в сплавах с пластинчатой структурой почти в 2 раза ниже, чем в сплавах с переходной структурой с 30-40 % равноосной а^-фазы [73]. Например, в сплаве Ti-6Al-4V изменение пластинчатой на глобуляр-

ную структуру приводило к 10-кратному возрастанию СРТ во всем диапазоне скоростей от 10~8 до 1СГ5 м/цикл [74]. Сопоставление полных долго-вечностей указанных типов структур свидетельствует о том, что у пластинчатой структуры она либо ниже, либо такая же, как и у других структур [75, 76]. Это указывает на более короткий инкубационный период разрушения в сплавах с пластинчатой структурой по сравнению со сплавами с переходной и глобулярной структурой. Отсюда видно, что в местах зарождения трещин желательно иметь глобулярную структуру, а в зонах распространения трещин — пластинчатую.

В области МНЦУ при регулярном синусоидальном нагружении период зарождения усталостных трещин составляет около 90 % от общей долговечности [84] и может несколько меняться в зависимости от параметров структуры материала. Когда чувствительность к межфазовым границам не проявляется, трещины в Ti-сплавах с пластинчатой структурой зарождаются вдоль ос^-пластин в базисной плоскости, наиболее благоприятно ориентированной к направлению действия максимальных касательных напряжений или под небольшим углом (около 14°) к ним [85]. Очаг раз-

Снижение амплитуды переменных нагрузок, сопровождающееся снижением СРТ ниже 5-10~8 м/цикл, может проявлять структурную чувствительность материала, что, очевидно, связано с малыми размерами зоны пластической деформации в вершине усталостной трещины. Выражается структурная чувствительность в зарождении и росте трещины по границам раздела о^- и ргфаз [87, 83]. Очаг разрушения при этом представляет фасетку излома с выраженной двухфазовой пластинчатой структурой материала, наблюдаемой обычно при исследовании материала в плоскости шлифа.

Испытания сплава IMI-685 с двухфазовой пластинчатой структурой при выдержке т = 5 мин выявили существенное повышение СРТ во всем диапазоне исследованных КИН [96], при этом было установлено, что по мере увеличения КИН влияние т на СРТ возрастает. Эти данные согласуются с результатами исследования сплава Ti-6Al-4V [104], условия проведения которых повторяли

Как правило, материал, обработанный с температуры области (3, в дальнейшем подвергается отпуску или старению для повышения уровня прочности. К сожалению, сложность процессов обрабатываемости и термообработки сплавов отражается на их микроструктуре и получаемых свойствах. В целом (а+ р)-сплавы с видманштеттовои пластинчатой структурой, а также с мартен-ситной структурой после старения показывают лучшее сочетание свойств, чем сплавы с равноосной структурой (а+р)-фаз. Этот вывод отражен для сплава Ti — 6А1 — 4V на рис. 74 [178].

.Вышеуказанные положения относятся к усредненной четко выраженной текстуре плит и листового материала и не дают полного описания характеристик .микроструктуры. В работе [243] отмечено, что при горячей обработке в области высоких температур в сплаве Ti — 6'А1 — 4V образуются пластинчатые структуры, в которых группы пластин а-фазы общей ориентации концентрируются в локализованной зоне. Такие структуры без сомнения относятся к структурам с колониями а-фазы, о которых упоминалось выше. Как было показано, такие структуры не оказывают ярко выраженного влияния на КР. Однако осторожность должна быть проявлена в случае изгиба деталей большого сечения с пластинчатой структурой. Возможно, что подобная ситуация может возникать в •случае алюминиевых сплавов, в которых высотное направление наиболее опасное. Можно ожидать, что для титановых сплавов важным фактором является боковая протяженность пластин структуры а-фазы, хотя это не было исследовано подробно. Существование таких полос в структуре обусловливает, вероятно, области полосчатости, наблюдаемые на многих поверхностях разрушения (см. рис. 109!, а). Если это справедливо, то небольшая боковая протяженность полосчатости указывает, что полосы имеют подобный небольшой боковой размер, поэтому такие структуры могут быть более точно определены как двояковыпуклые, а не пластинчатые.

Плотные покрытия с пластинчатой структурой получают напылением твердых растворов WC-TiC (чаще всего сплавов 50 % WC - 50 % TiC и 70 % WC - 30 % TiC) или их смесей с кобальтом. Твердость покрытия состава 85 % твердого раствора 50 % WC - 50 % TiC и 15 % Со HV = = 700МПа [210,211].

а — общий вид; б — положение составного пластинчатого электрода в зазоре сварииаемого стыка

Существует много разновидностей наплавки с использованием плазменной дуги, газового пламени, плавящегося электрода в защитном газе, порошковой проволоки и пластинчатого электрода.

Существует много разновидностей наплавки с использованием плазменной дуги, газового пламени, плавящегося электрода в защитном газе, порошковой проволоки и пластинчатого электрода.

Толщина листа, мм Зазор, мм Толщина пластинчатого электрода, мм Сила сварочного тока, А

б - положение составного пластинчатого электрода в зазоре свариваемого стыка

Электрошлаковую сварку можно выполнять проволочным или пластинчатыми электродами (табл. 9.10). Изделия большой толщины со швами небольшой протяженности целесообразнее сваривать пластинчатым электродом. Изготовление пластинчатого электрода более простое. Но сварка проволокой позволяет в более широких пределах, варьируя режим, изменять форму металлической ванны и характер кристаллизации металла шва, а это один из действенных факторов, обеспечивающих получение швов, свободных от горячих трещин. Однако жесткость сварочной проволоки затрудняет длительную и надежную работу токоподводя-щих и подающих узлов сварочной аппаратуры.

При электрошлаковой сварке меди применяют легкоплавкие флюсы системы NaF-LiF-CaF2 (АНМ-10). Режим электрошлаковой сварки: сварочный ток /св = 1800 ... 1000 А, напряжение U = 40 ... 50 В, скорость подачи пластинчатого электрода 12 ... 15 м/ч. Механические свойства шва мало отличаются от свойств основного металла.

Толщина металла, мм Зазор, мм Толщина пластинчатого электрода, мм Сила тока, А

Вместе с тем, вариант ЭЩС проволокой имеет серьезные преимущества перед сваркой пластинчатым электродом, заключающиеся в значительно большей гибкости технологии. При сварке проволокой представляется возможным в значительно более широких пределах варьировать режим сварки, управлять глубиной проплавления, объемом и формой металлургической ванны. А это имеет решающее значение для получения швов без трещин. На примере швов, изображенных на рис. 127 и рис. 128, видно, что при ЭШС, как и при других видах сварки плавлением аустенитных сталей нужно стремиться к получению швов, характеризуемых большим коэффициентом формы. Важно, однако, получить шов требуемой формы при минимальной его ширине, т. е. при минимальном проплавлении кромок. А это значительно проще сделать при сварке проволокой, чем в случае пластинчатого электрода.

В работе [346] разработан способ электрошлаковой сварки крупногабаритных колец из стали Х18Н9Т с применением пластинчатого электрода из той же стали. Установлено, что для работы в сильно агрессивных средах важно, чтобы содержание углерода в стали типа 18-8 с титаном было наиболее низким «0,06%).

Толщина листа, мм Зазор, мм Толщина пластинчатого электрода, мм Сила сварочного тока, А