The effect of strength characteristics on the regularities of change in ductile properties of structural Ti alloys
Keywords:
Mechanical stability, optimization of properties, parabolic dependence, convexity and concavity, radius of curvature of parabolaAbstract
The issue on the behaviour of dependences of ductile characteristics on strength at the constant mechanical stability is considered for structural Ti alloys. It is ascertained that alloys are differentiated in two types characterizing by higher and lower ductility at given strength . It is shown that such differentiation doesn’t depend on the ratio of strain hardening exponents at strains less and greater than the uniform one. It is established that dependence has parabolic behaviour of certain type at =const, and this type corresponds to certain type of alloy on the basis of the convexity or concavity, It is exhibited that behaviour of at =const is pre-determined by the ratio of yield stress to ultimate strength . Rapid technique for ranging of structural alloys is offered. Specific features of behaviour of parameter is studied, and it relation with basic mechanical characteristics of metal is found. Method for measurement of change in ductility at change in strength at given level of mechanical stability is suggested on the basis of the value of radius of curvature R in parabola tip. Regularities of change in this value for each type of alloys are ascertained.
References
Предельная прочность. Кристаллы, металлы, конструкции : монография / [С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков]. – Киев : Наук. думка, 2008. – 295 с.
Kotrechko S.A. and Meshkov Yu.Ya. Predel'naya prochnost'. Kristally, metally, konstrukcii [Ultimate strength. Kristalls, metalls, constructions]. Kyiv : Nauk. Dumka Publ., 2008, 295 p. (in Russian).
Ивасишин О. М. Связь характеристик «хрупкой» прочности и механической стабильности с базовыми механическими характеристиками конструкционных титановых сплавов / О. М. Ивасишин, П. Е. Марковский, С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян // Металлофизика и новейшие технологии. – 2013. – № 4. – С. 479–496.
Ivasishin O.M., Markovskiy P.E., Kotrechko S.A., Meshkov Yu.Ya. and Shiyan A.V. Svyaz' harakteristik «hrupkoj» prochnosti i mehanicheskoj stabil'nosti s bazovymi mehanicheskimi harakteristikami konstrukcionnyh titanovyh splavov [Connection of "fragile" strength characteristics and mechanical stability to the basic mechanical properties of structural titanium alloys]. Metallofizika i noveyshie tehnologii [Metal Physics and Advanced Technology]. 2013, no. 4, pp. 479–496. (in Russian).
Шиян А. В. Физическое обоснование критерия классификации конструкционных сталей по прочности / А. В. Шиян // Металлофизика и новейшие технологии. – 2011. – № 12. – С. 1703–1716.
Shiyan A.V. Fizicheskoe obosnovanie kriteriya klassifikacii konstrukcionnyh stalej po prochnosti [Physical justification for the classification criteria for structural steels strength]. Metallofizika i noveyshie tehnologii [Metal Physics and Advanced Technology]. 2011, no. 12, pp. 1703–1716. (in Russian).
Патент 103814, МПК 13, G01N, № 3/00, 3/18. Україна. Спосіб визначення оптимального поєднання пластичності, міцності і механічної стабільності конструкційних металевих сплавів / Івасишин О. М., Марковський П. Є., Матвійчук Ю. В., Котречко С. О., Мєшков Ю. Я., Шиян А. В., Стеценко Н. М. // Промислова власність. – 2013. –Бюл. № 22.
Patent 103814, MPK 13, G01N, no. 3/00, 3/18. Ukraine. Sposіb viznachennya optimal'nogo poєdnannya plastichnostі, mіcnostі і mehanіchnoї stabіl'nostі konstrukcіjnih metalevih splavіv [The method of determining the optimal combination of ductility, strength and mechanical stability of structural metal alloys]. Ivasishin O.M., Markovskiy P.E., MatvIychuk Yu.V., Kotrechko S.O., Mеshkov Yu.Ya., Shiyan A.V. and Stetsenko NM. Promislova vlasnist [Industrial property]. 2013, Bull. no. 22. ( in Ukrainian).
Ивасишин О. М. Закономерности изменения показателя деформационного упрочнения конструкционных титановых сплавов в области неравномерной деформации / О. М. Ивасишин, П. Е. Марковский, С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян // Металлофизика и новейшие технологии. – 2013. – № 1. – С. 129–141.
Ivasishin O.M., Markovskiy P.E., Kotrechko S.A., Meshkov Yu.Ya. and Shiyan A.V. [Laws of the change in the strain hardening of structural titanium alloys in the field of non-uniform deformation]. Metallofizika i noveyshie tehnologii [Metal Physics and Advanced Technology]. 2013, no. 1, pp. 129–141. (in Russian).
Markovsky P. E. and Ikeda M. Balancing of Mechanical Properties of Ti–4.5Fe–7.2Cr–3.0Al Using Thermomechanical Processing and Rapid Heat Treatment. Mater. Trans, 2005, no. 7, pр. 1515–1524.
Ivasishin O.M., Markovsky P.E., Matviychuk Yu.V., Semiatin S.L., Ward C.H. and Fox S. A comparative study of the mechanical properties of high-strength β-titanium alloys. J. of Alloys and Compounds, 2008, pр. 296–309.
Ivasishin O.M., Markovsky P.E., Pakharenko G.A. and Shevchenko A.V. Mechanical properties of (alfa+betta) titanium alloys at cryogenic temperatures. Material Science & Engineering, 1995, A196, pp. 65–70.
Ивасишин О. М. Влияние структуры на сопротивление хрупкому разрушению и запас вязкости отожженного титанового сплава ВТ16 / О. М. Ивасишин, П. Е. Марковский, Ю. Я. Мешков, Г. А. Пахаренко,
А. В. Шевченко // Металлофизика. – 1992. – № 4. – С. 70–74.
Ivasishin O.M., Markovskiy P.E., Meshkov Yu.Ya., Paharenko G.A. and Shevchenko A.V. Vliyanie struktury na soprotivlenie hrupkomu razrusheniyu i zapas vyazkosti otozhzhennogo titanovogo splava VT16 [Influence of structure on resistance to brittle fracture and viscosity allowance of annealed titanium alloy VТ16]. Metallofizika [Metal Physics]. 199, no. 4,pр. 70–74. (in Russian).
Ivasishin O.M. and Savvakin D.G. The Impact of Diffusion on Synthesis of High-Strength Titanium Alloys from Elemental Powder Blends. Key Engineering Materials, 2010, 436, pр. 113–121.
Ивасишин О. М. Микроструктура и свойства сплава Ti–10V–2Fe–3Al, синтезированного методом порошковой металлургии / О. М. Ивасишин, Д. Г. Саввакин, М. В. Матвийчук, В. И. Бондарчук // Технология легких сплавов. – 2009. – № 2. – C. 70–76.
Ivasishin O.M., Savvakin D.G., Matviychuk M.V. and Bondarchuk V.I. Mikrostruktura i svojstva splava Ti-10V-2Fe-3Al, sintezirovannogo metodom poroshkovoj metallurgii [The microstructure and properties of the Ti–10V–2Fe–3Al alloy, synthesized by powder metallurgy]. Tehnologiya legkih splavov [The technology of light alloys]. 2009, no. 2,
pp. 70–76. (in Russian).
Ивасишин О. М. Вплив способу легування на мікроструктуру і властивості сплаву Ti–5Al–5V–5Mo–3Cr, синтезованого методом сумішей порошкових компонентів / О. М. Ивасишин, Д. Г. Саввакин, М. В. Матвийчук, О. Г. Моляр // Наукові вісті НТУУ КПІ. – 2009. – № 4. –
C. 79–84.
Ivasishin O.M., Savvakin D.G., Matviychuk M.V. and Molyar O.G. Vpliv sposobu leguvannya na mіkrostrukturu і vlastivostі splavu Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr, sintezovanogo metodom sumіshej poroshkovih komponentіv [Influence of doping on the microstructure and properties of the Ti–5Al–5V–5Mo–3Cr alloy, synthesized by the method of powder mixtures of components]. Naukovi visti NTUU KPI [Science News NTU KPI]. 2009, no. 4, pp. 79–84. (in Ukrainian).
Прочность материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях / Под ред. Г. С. Писаренко. – Киев : Наук. думка, 1980. – 1, 2.
Edited by Pisarenko G.S. Prochnost' materialov i `elementov konstrukcij v `ekstremal'nyh usloviyah [The strength of materials and structural elements under extreme conditions]. Kyiv : Nauk. Dumka Publ., 1980, 1, 2. (in Russian).
Механика разрушения и прочность материалов: Справ. пос. в 4 т. / Под ред. В. В. Панасюка. – Т. 3: Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения. – Киев : Наукова думка, 1988. – 436 с.
Edited by Panasyuk V.V. Mehanika razrusheniya i prochnost' materialov: Sprav. pos. v 4 tomah [Fracture mechanics and strength of materials: Reference guide in 4 Vol.]. Vol. 3: Harakteristiki kratkovremennoj treschinostojkosti materialov i metody ih opredeleniya. [Features of short fracture toughness of materials and methods of their determination]. Kyiv : Naukova Dumka Publ., 1988, 436 p. (in Russian).
Прочность и пластичность конструкционных материалов при низких температурах : монография / [П. Ф. Кошелев, С. Е. Беляев]. − Москва : Машиностроение, 1967. – 315 с.
Koshelev P.F. and Belyaev S.E. Prochnost' i plastichnost' konstrukcionnyh materialov pri nizkih temperaturah [Strength and ductility of structural materials at low temperatures]. Moscow : Machine Engineering Publ., 1967, 315 p. (in Russian).
Hickey C.F. Mechanical properties of titanium and aluminum alloys at cryogenic temperatures. Proceedings ASTM, 1962, 62, pp. 765–777.
Belton J.H. et al. Materials for use at liquid hydrogen temperature. ASTM Spec. Techn. Publ., 1960, no. 287, pp. 108.
Котречко С. А. Физические основы экспресс-метода для определения хрупкой прочности конструкционных сталей /
С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян // Металлофизика и новейшие технологии. – 2010. – 32, № 8. – С. 1123–1140.
Kotrechko S. A., Meshkov Yu. Ya., Shiyan A. V. Physical basis of a rapid method for determining the brittle strength of structural steels // Metallofizika i noveyshie tehnologii. – 2010. – 32, № 8. – Рp. 1123–1140.
http://mfint.imp.kiev.ua/ru/browse.html
Золоторевский В. С. Механические свойства металлов /
В. С. Золоторевский. – Москва : Металлургия, 1983. – 352 с.
Zolotorevskiy V. S. Mechanical properties of metals. – Moscow : Metallurgiya Publ., 1983. – 352 p.
http://www.twirpx.com/file/487266/
Ивасишин О. М. Связь величины равномерной деформации с базовыми механическими характеристиками конструкционных титановых сплавов при одноосном растяжении / О. М. Ивасишин,
П. Е. Марковский, С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Шиян // Металлофизика и новейшие технологии. – 2012. – 34, № 12. –
С. 1643–1654.
Ivasishin O. M., Markovskiy P. E., Kotrechko S. A., Meshkov Yu. Ya., Shiyan A. V. Correlation of the uniform strain and the basic mechanical properties of structural titanium alloy under uniaxial tension / Metallofizika i noveyshie tehnologii. – 2012. – 34, № 12. – Рp. 1643–1654.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Authors that are published in this journal agree to follow the conditions:
Authors reserve the right to the authorship of his work and cede the right to the journal of first publication of this work on conditions of the license under the Creative Commons Attribution License, which allows others to distribute it freely with the obligatory reference to the author of the original work and the first publication of the work in this journal.
