Multiscale Mechanism of Fatigue Fracture of Ti—6A1-4V Titanium Alloy within the Mesomechanical Space-Time-Energy Approach


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ultrasonic impact treatment (UIT) of alloy Ti-6Al-4V (VT6) causes a high lattice curvature, nanostructuring of thin surface layers, and the formation of complex band structures of T Al pre-precipitates in the a phase of the underlying sublayer, as well as the formation of the martensitic a ' phase. In so doing, the fatigue life of the alloy increases only by a factor of 1.3 due to the negative influence of complex band structures. Positron annihilation spectroscopy revealed a nonequilibrium vacancy concentration in the treated surface layer equal to 10-5, which is by five orders of magnitude greater than the equilibrium vacancy concentration. This makes possible reversible structural transformations through plastic distortion under cyclic loading of VT6 and underlies the increase in fatigue life. There is a convergence of the electron energy distribution curves for VT6 + UIT and Al obtained from the Doppler broadening spectra of annihilation radiation. This result suggests the formation of Ti-Ti-Al clusters and Ti3Al pre-precipitates in etch-resistant banded structures. Hydrogen charging of the ultrasonically treated VT6 surface layers leads to a 4-fold decrease in the fatigue life of the material. This effect is due to the formation of α"-phase martensite laths in the a phase which rearranges the hcp lattice into an orthorhombic structure under the functional influence of hydrogen, with the segregation of vanadium atoms in the α"-phase bands. The segregation causes a convergence of the electron energy distribution curves of VT6 + UIT + HN and V, as evidenced by the Doppler broadening spectra of annihilation radiation. Bundles of α"-phase bands reinforce the nanostructured surface layer, which drastically reduces the fatigue life of the alloy. Its microhardness in the zone of fatigue fracture greatly increases. The multiscale structural analysis of fatigue fracture is carried out on the basis of the mesomechanical space-time-energy approach.

Об авторах

V. Panin

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch; National Research Tomsk Polytechnic University

Автор, ответственный за переписку.
Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634055; Tomsk, 634050

N. Surikova

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch

Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634055

A. Lider

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634050

Yu. Bordulev

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634050

B. Ovechkin

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634050

R. Khayrullin

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch; National Research Tomsk Polytechnic University

Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634055; Tomsk, 634050

I. Vlasov

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch

Email: paninve@ispms.tsc.ru
Россия, Tomsk, 634055

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».