DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).2.143-147
Розробка методики для експериментального визначення втомної міцності дослідних зразків з титанових сплавів з модифікованими поверхнями
Про авторів
Рутковський Анатолій Віталійович , старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках, Інститут проблем міцності iменi Г. С. Писаренка НАН України, м. Київ, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9515-814X, е-mail: rut2000@ukr.net
Трапезон Олександр Георгійович , провідний науковий співробітник, доктор технічних наук, провідний науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках, Інститут проблем міцності iменi Г. С. Писаренка Нацiональної академiї наук України, м. Київ, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8567-9854, е-mail: coating@ipp.kiev.ua
Маркович Сергій Іванович , доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1393-2360, е-mail: marko60@ukr.net
Бевз Олег Вікторович , доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1606-2372 е-mail: oleg_bevz@ukr.net
Анотація
В роботі розроблена ефективна методика визначення характеру впливу технологічних параметрів процесу модифікації на характеристику витривалості. Виконати експериментальну частину дослідження в стислі терміни дозволяє високочастотне навантаження зразків. З цієї метою пропоновано використати магнітострикційний випробувальний пристрій, який функціонує по резонансному принципу при частоті близько (10–12) кГц. Передбачено застосовування груп призматичних зразків із титанового сплаву ВТ1-0 і ВТ1-00, як модифікованих, так і тих, що не були піддані модифікації (обробці) азотуванням поверхневого шару. Розроблена система кріплення зразків для збудженні в них двох вузлових форм резонансних коливань. Амплітуда W0 вимірюється мікроскопом та підтримується в процесі випробувань; частота f вимірюється електронним частотоміром. Запропонована формула для визначення граничних значень витривалості, з можливістю проведення їх порівняння з відповідними висновками на основі побудованих втомних кривих.
Ключові слова
втомна міцність, циклічні навантаження, іонне азотування, імпульсний режим, втомні криві
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Troshchenko, V. T. (Ed.). (2006). Strength of materials and structures. Kyiv: Akademperiodyka [in Russian].
2. Troshchenko, V. T., Lebedev, A. A., & Strizhalo, V. A. (2000). Mechanical behavior of materials under various types of loading. Kyiv: Lohos [in Russian].
3. Troshchenko, V. T., Krasovskyi, A. Ya., Pokrovskyi, V. V., et al. (1993). Resistance of materials to deformation and fracture. Part 2. Kyiv: Naukova dumka [in Russian].
4. Kolesnyk, V. I., Mirnenko, V. I., Rutkovskyi, A. V., & Bondar, A. V. (2003). Increasing the durability of titanium- based parts operating under alternating loads. Trudy Akademii, 41, 170–174 [in Ukrainian].
5. Thongtem, S., Thongtem, T., & McNallan, M. (2001). Surface modification of the Ti–Al alloys. Surface and Interface Analysis, 32(1), 214–217.
6. Rutkovskyi, A. V., et al. (2013). Methodology and results of accelerated determination of cyclic strength of titanium with thin-film nitride coatings. In Tezy dopovidei 6-ho Mizhnarodnoho sympoziumu ukrainskykh inzheneriv-mekhanikiv u Lvovi (pp. 157–158). Lviv [in Ukrainian].
7. Nazmy, M., & Staubli, M. (1994). Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scripta Metallurgica et Materialia, 31(7), 829–833.
8. Gurrappa, I. (2001). Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy IMI 834. Oxidation of Metals, 56(1–2), 73–87.
9. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S. I., & Mykhailiuta, S. S. (2022). Analysis of the stress–strain state of ion- nitrided coated specimens under isothermal and thermocyclic creep. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 6(37/1), 3–9 [in Ukrainian].
10. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S. I., & Mykhailiuta, S. S. (2020). Heat resistance of ion-nitrided aluminum alloys under isothermal and thermocyclic loading. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 3(34), 72–81 [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія ДСТУ
1. Прочность материалов и конструкций. Под ред. В. Т. Трощенко. Киев: Академпериодика, 2006. 1074 с.
2. Трощенко В. Т., Лебедев А. А., Стрижало В. А. Механическое поведение материалов при различных видах нагружения. Киев: Логос, 2000. 571 с.
3. Сопротивление материалов деформированию и разрушению / В. Т. Трощенко, А. Я. Красовский, В. В. Покровский та ін. Ч. 2. Киев: Наукова думка, 1993. 702 с.
4. Колесник В. І., Мірненко В. І., Рутковський А. В., Бондар А. В. Підвищення довговічності деталей на основі титану, що працюють в умовах знакозмінних навантажень. Труди Академії. К.: НАОУ, 2003. № 41. С. 170–174.
5. Thongtem Somchai, Thongtem Titipun, McNallan Michael. Surface modification of the Ti–Al alloys. Surface and Interface Anal. 2001. Т. 32, № 1. Р. 214–217.
6. Рутковский А. В. Методика та результати прискореного визначення циклічної міцності титану з тонко плівковими нітридними покриттями / Рутковский А. В. та ін. 6-й Міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: Тези доповідей (21–23 травня 2003, Львів). Львів, 2013. С. 157–158.
7. Nazmy M., Staubli M. Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scr. Met. Et Mater. 1994. Т. 31, № 7. Р. 829–833.
8. Gurrappa I. Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834. Oxidation of Metals. 2001. Т. 56, № 1–2. Р. 73–87.
9. Рутковський А. В., Маркович С. І., Михайлюта С. С. Аналіз напружено-деформованого стану іонноазотованих зразків із покриттям в умовах ізотермічної та термоциклічної повзучості. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6(37). Ч. І. С. 3–9.
10. Рутковський А. В., Маркович С. І., Михайлюта С. С. Теплостійкість іонноазотованих алюмінієвих сплавів при ізотермічному та термоциклічному впливі. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 72–81.
Copyright (c) 2025 ЮА. В. Рутковський, О. Г. Трапезон, С. І. Маркович, О. В. Бевз
Розробка методики для експериментального визначення втомної міцності дослідних зразків з титанових сплавів з модифікованими поверхнями
Про авторів
Рутковський Анатолій Віталійович , старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках, Інститут проблем міцності iменi Г. С. Писаренка НАН України, м. Київ, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9515-814X, е-mail: rut2000@ukr.net
Трапезон Олександр Георгійович , провідний науковий співробітник, доктор технічних наук, провідний науковий співробітник відділу міцності матеріалів і елементів конструкцій в термосилових полях і газових потоках, Інститут проблем міцності iменi Г. С. Писаренка Нацiональної академiї наук України, м. Київ, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8567-9854, е-mail: coating@ipp.kiev.ua
Маркович Сергій Іванович , доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1393-2360, е-mail: marko60@ukr.net
Бевз Олег Вікторович , доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1606-2372 е-mail: oleg_bevz@ukr.net
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Troshchenko, V. T. (Ed.). (2006). Strength of materials and structures. Kyiv: Akademperiodyka [in Russian].
2. Troshchenko, V. T., Lebedev, A. A., & Strizhalo, V. A. (2000). Mechanical behavior of materials under various types of loading. Kyiv: Lohos [in Russian].
3. Troshchenko, V. T., Krasovskyi, A. Ya., Pokrovskyi, V. V., et al. (1993). Resistance of materials to deformation and fracture. Part 2. Kyiv: Naukova dumka [in Russian].
4. Kolesnyk, V. I., Mirnenko, V. I., Rutkovskyi, A. V., & Bondar, A. V. (2003). Increasing the durability of titanium- based parts operating under alternating loads. Trudy Akademii, 41, 170–174 [in Ukrainian].
5. Thongtem, S., Thongtem, T., & McNallan, M. (2001). Surface modification of the Ti–Al alloys. Surface and Interface Analysis, 32(1), 214–217.
6. Rutkovskyi, A. V., et al. (2013). Methodology and results of accelerated determination of cyclic strength of titanium with thin-film nitride coatings. In Tezy dopovidei 6-ho Mizhnarodnoho sympoziumu ukrainskykh inzheneriv-mekhanikiv u Lvovi (pp. 157–158). Lviv [in Ukrainian].
7. Nazmy, M., & Staubli, M. (1994). Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scripta Metallurgica et Materialia, 31(7), 829–833.
8. Gurrappa, I. (2001). Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy IMI 834. Oxidation of Metals, 56(1–2), 73–87.
9. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S. I., & Mykhailiuta, S. S. (2022). Analysis of the stress–strain state of ion- nitrided coated specimens under isothermal and thermocyclic creep. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 6(37/1), 3–9 [in Ukrainian].
10. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S. I., & Mykhailiuta, S. S. (2020). Heat resistance of ion-nitrided aluminum alloys under isothermal and thermocyclic loading. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 3(34), 72–81 [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія ДСТУ
1. Прочность материалов и конструкций. Под ред. В. Т. Трощенко. Киев: Академпериодика, 2006. 1074 с.
2. Трощенко В. Т., Лебедев А. А., Стрижало В. А. Механическое поведение материалов при различных видах нагружения. Киев: Логос, 2000. 571 с.
3. Сопротивление материалов деформированию и разрушению / В. Т. Трощенко, А. Я. Красовский, В. В. Покровский та ін. Ч. 2. Киев: Наукова думка, 1993. 702 с.
4. Колесник В. І., Мірненко В. І., Рутковський А. В., Бондар А. В. Підвищення довговічності деталей на основі титану, що працюють в умовах знакозмінних навантажень. Труди Академії. К.: НАОУ, 2003. № 41. С. 170–174.
5. Thongtem Somchai, Thongtem Titipun, McNallan Michael. Surface modification of the Ti–Al alloys. Surface and Interface Anal. 2001. Т. 32, № 1. Р. 214–217.
6. Рутковский А. В. Методика та результати прискореного визначення циклічної міцності титану з тонко плівковими нітридними покриттями / Рутковский А. В. та ін. 6-й Міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: Тези доповідей (21–23 травня 2003, Львів). Львів, 2013. С. 157–158.
7. Nazmy M., Staubli M. Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scr. Met. Et Mater. 1994. Т. 31, № 7. Р. 829–833.
8. Gurrappa I. Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834. Oxidation of Metals. 2001. Т. 56, № 1–2. Р. 73–87.
9. Рутковський А. В., Маркович С. І., Михайлюта С. С. Аналіз напружено-деформованого стану іонноазотованих зразків із покриттям в умовах ізотермічної та термоциклічної повзучості. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6(37). Ч. І. С. 3–9.
10. Рутковський А. В., Маркович С. І., Михайлюта С. С. Теплостійкість іонноазотованих алюмінієвих сплавів при ізотермічному та термоциклічному впливі. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 72–81.
Copyright (c) 2025 ЮА. В. Рутковський, О. Г. Трапезон, С. І. Маркович, О. В. Бевз