УДК 629.7.03

 

DOI 10.24411/1683-805X-2020-13005

 

Выявлены и обсуждены фрактографические особенности зарождения и распространения усталостных трещин в образцах из алюминиевого сплава Д16Т в области сверхмногоцикловой усталости при частоте нагружения 20 кГц. Разрушение образцов в интервале долговечностей 2.8 × 10⁸–5.1 × 10⁹ циклов происходит при зарождении трещины с поверхности и под поверхностью. Очаг под поверхностью сформирован в виде межзеренного разрушения на стыке зерен или гладкой фасетки внутризеренного разрушения. Основное развитие разрушения характеризуется разориентированными фасетками, образованными в результате разрушения материала сдвигом. Наблюдаемый каскад ориентированных и разупорядоченных ямок на фоне фасеток связан с возникновением контактного взаимодействия берегов трещины, образованием эллиптических и сферических частиц c последующим чередованием их перемещения и вдавливания в поверхность излома.

Ключевые слова: сверхмногоцикловая усталость, алюминиевый сплав, фрактография, механизмы разрушения, сферические частицы

 

Very high cycle fatigue of D16T aluminum alloy

This study examines the fractographic features of fatigue cracking in D16T aluminum alloy specimens under very high cycle fatigue loading at 20 kHz cycling frequency. The fatigue cracking of the specimens in the range of cycles to failure 2.8´10⁸–5.1´10⁹ begins on the surface and in the subsurface region. The subsurface crack initiation site is formed by intergranular fracture in the triple point or by transgranular fracture with flat facet formation. The propagation of the main fatigue crack occurs through the shearing mechanism with the formation of misoriented facets. The observed array of oriented and misoriented dimples on the faceted fracture surface is due to the contact interaction between the crack faces, during which spherical and elliptical particles are formed, displaced, and pressed into the fracture surface.

Keywords: very-high-cycle-fatigue, aluminum alloy, fractography, fracture mechanisms, spherical particles

 

А.А. Шанявский, А.Д. Никитин, T. Palin-Luck  Сверхмногоцикловая усталость алюминиевого сплава Д16Т // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 3. - С. 43-53