Контроль технологических и эксплуатационных свойств изделий из титановых сплавов методом акустической эмиссии

Авторы

Ремшев Е. Ю.^*, Данилин Г. А., Титов А. В.^**, Ермоленков П. А.^***

Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д.Ф. Устинова, ул. 1-я Красноармейская, 1, Санкт-Петербург, 190005, Россия

*e-mail: Remshev@mail.ru
**e-mail: sapreu@yandex.ru
***e-mail: sfot96@gmail.com

Аннотация

Основными эксплуатационными свойствами пружин являются прочность, релаксационная стойкость и высокие упругие характеристики. Существующая методика оценки релаксационной стойкости тарельчатых пружин, заключается в построении релаксационной кривой по результатам измерений силы до и после циклических нагрузок. Недостатками существующей методики является: оценка релаксационной стойкости выборочной партии пружин; отсутствие возможности прогнозирования релаксационных свойств каждой пружины на длительный срок эксплуатации; значительная трудоемкость и энергозатраты, связанные с осуществлением контроля. Для оценки важнейших показателей по надежности и долговечности, неизменности основных характеристик, а также релаксационной стойкости на длительный период эксплуатации до 25 – 30 лет интерес представляют неразрушающие методы контроля, в том числе метод акустической эмиссии.

Ключевые слова

титановые сплавы, акустическая эмиссия, релаксационной стойкости, тарельчатые пружины

Библиографический список

1. Данилин Г.А., Титов А.В., Ремшев Е.Ю. Исследование возможностей применения метода акустической эмиссии для контроля качества нагруженных деталей, изготовленных методами штамповки // II Общероссийская молодежная научно-техническая конференция «Молодежь. Техника. Космос». Тезисы докладов. (Санкт-Петербург, 17-19 марта 2010). – СПб: БГТУ, 2010. С.163 – 167.

2. Данилин Г.А., Титов А.В., Ремшев Е.Ю. Методика прогнозирования релаксационной стойкости тарельчатых пружин на основе излучения сигналов акустической эмиссии // Металлообработка. 2011. № 2. С. 17 – 21.

3. Бунина Н.А. Устройство для испытания образцов при сложных напряженных состояниях. – Л.: ЛНЦНТИ, 1989. – 4 с.

4. Стоев П.И., Папиров И.И. Влияние продолжительности отжига на акустическую эмиссию титана // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. № 33. С. 95 – 97.

5. Филоненко С.Ф. Влияние свойств обрабатываемого композиционного материала на акустическую эмиссию // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2015. Т. 2. № 5 (74). С. 60 – 64.

6. Калугина М.С., Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А. и др. Комбинированный термоакустический способ модификации структуры титанового сплава // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 185 – 196.

7. Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А., Воробьева Г.А., Кузнецов В.В. Исследование влияния аэротермоакустической обработки на структуру и свойства титанового сплава ТС6 // Металлы. 2017. № 1. С. 43 – 48

8. Глазунов С.Г., Колачёв В.А Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. – М.: Металлургия, 1980. – 464 с.

9. Попова Л.Е., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и β-раствора в титановых сплавах. – М.: Металлургия, 1991. – 500 с.

10. Майстров В.М. Формирование структуры высокопрочного сплава ВТ23 при термической обработке и обоснование способов повышения его механических свойств. Автореф. Дисс.канд.техн.наук. – М.: ВИАМ, 1986. – 24 с.

11. Ремшев Е.Ю. Применение метода акустической эмиссии для контроля качества тарельчатых пружин из сплава ВТ23 // Металлообработка. 2012. № 4. С. 27 – 33.

12. Chakraborty S. Shaw A. Crack propagation in bi-material system via pseudo-spring smoothed particle hydrodynamics // International Journal of Computational Methods in Engineering Science and Mechanics, 2014, no. 3, pp. 294 – 301.

13. Li S.J., Cui T.C., Li Y.L., Hao Y.L., Yang R. Ultrafine-grained ß-type titanium alloy with nonlinear elasticity and high ductility // Journal Applied Physics Letters, 2008, 92, 043128 (2008), doi: 10.1063/1.2839594.

14. Wang Q., Li Z.H., Sun D.L. Сompression characteristic and tensile property in an (alpha+beta)-type titanium alloy at high temperature // Journal Key Engineering Materials, 2005, no. 297, pp. 1439 – 1445.

15. Yilmazer H., Niinomi M., Cho K., Nakai M., Hieda J., Sato S., Todaka Y. Microstructural evolution of precipitation-hardened β-type titanium alloy through high-pressure torsion // Journal Acta Materialia, 2014, no. 80, pp. 172 – 182.

16. Sherman, A.M., Allison J.E. Potential for automotive applications of titanium alloys // International Congress and Exposition, 1986, Feb. 24-28, SAE, Warrendale, PA, Paper 860608.

17. Хорев А.И. Титановые сплавы для авиакосмической техники и перспектива их развития // Авиационные материалы и технологии. 2002. № 2. С. 11 – 32.

18. Лубков Н.В., Спиридонов И.Б., Степанянц А.С. Влияние характеристик контроля на показатели надежности систем // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=67501

19. Hamu G.B., Eliezer D., Wagner L., Barel E. The effect of heat treatment and hcf performance on hydrogen trapping mechanism in timetal LCB alloy // Journal of Alloys and Compounds, 2009, no. 1–2, pp. 77 – 86.

20. Ostroumov V.P. Effect of shot blasting on, stress relaxation in springs // Journal Metal Science and Heat Treatment, 1965, no. 11, pp. 701 – 702.

21. Dudarev E.F., Pochivalova G.P., Nikitina N.V. Microplastic deformation of polycrystals during cyclic loading // Soviet Physics Journal, 1990, no. 3, pp. 227 – 230.

22. Bogorosh A., Voronov S., Roizman V., Bubulis A., Vyšniauskiene Ž. Defect diagnostics in devices via acoustic emission // Journal of Vibroengineering, 2009, no. 4, pp. 676 – 683.

23. Gheorghies C., Thompson M. Characteristics of acoustic emission signal specific to isolated cracks triggered by scratch tests in stainless steel coatings // Journal of Adhesion Science and Technology, 2008, no. 2, pp. 2003 – 2011.

24. He Y.Y., Zhang X.M., Friswell M.I. Defect diagnosis for rolling element bearings using acoustic emission // Journal of Vibroengineering Acoust, 2009, no. 131, pp. 10.

25. Carpinteri A., Lacidogna G., Niccolini G., Puzzi S. Critical defect size distributions in concrete structures detected by the acoustic emission technique // Journal Meccanica, 2008, no. 43, pp. 349 – 363.

Скачать статью