Page 63 - Zmist-n3-2015-new

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 3. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 669.295; 621.78; 669.018.2
ОСОБЛИВОСТІ РУЙНУВАННЯ ВИСОКОМІЦНИХ БОЛТІВ
ЗІ СПЛАВУ ВТ22
1 2 2
О. М. ІВАСИШИН , Є. Т. ВАСИЛЕВСЬКИЙ , С. Л. АНТОНЮК ,
2
2
1
В. В. ВЕЛИЧКО , П. Є. МАРКОВСЬКИЙ , І. М. ГАВРИШ
1
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ;
2
Державне підприємство “АНТОНОВ”, Київ
Швидкісною термічною обробкою та гарячим висаджуванням головок виготовлено
дослідну партію стикувальних болтів М12 авіаційного призначення з прутків сплаву
ВТ22, отриманих інтенсивною гарячою пластичною деформацією (кроковим куван-
ням–вальцюванням). Після фінального старіння за випроб розтягом болти мали такі
характеристики: границі текучості та міцності 1380 й 1455 МРа, відносне видовження
та звуження 7,2 і 24,3% відповідно. Випробування, виконані за розробленою у ДП
“АНТОНОВ” програмою, засвідчили, що втома та малоциклова втома майже удвічі
вищі під час накочування різьблення в повністю термічно зміцненому стані, тобто
після фінального старіння. Встановлено можливість підвищення втомних характе-
ристик болтів вдосконаленням технології механічної обробки.
Ключові слова: титановий сплав ВТ22, високоміцні болти, механічні характерис-
тики, інтенсивна гаряча пластична деформація, термічна обробка.
Титановим сплавам властиві унікальні властивості, перш за все – висока пи-
тома міцність. Їх переваги над сталевими аналогами проявляються під час вико-
ристання у високоміцному стані у відповідальних виробах авіакосмічної техніки
[1, 2]. Наприклад, замінюючи стальні деталі роз’ємних з’єднань з міцністю не
нижче 1400 МРа на титанові в літаку АН-124 “Руслан”, можна знизити його вагу
щонайменше на 400 kg. Крім того, завдяки суттєво більшій їх корозійній трив-
кості збільшиться ресурс виробів та полегшаться ремонтні роботи. Сьогодні у
літаках використовують роз’ємні з’єднання, виготовлені з титанових сплавів ме-
тодом холодного висаджування, міцністю не вище 1100 МРа [3], оскільки не іс-
нувало промислової технології виробництва таких деталей з поліпшеними харак-
теристиками. Але, застосовуючи до напівфабрикатів сплаву ВТ22 з певною ви-
хідною мікроструктурою обов’язкове гартування у воді [4] та спеціальну швид-
кісну термічну обробку (ШТО) [5], можна виготовити болти з міцністю понад
1400 МРа, добре збалансовану з пластичністю. Нижче описано технологію виго-
товлення та випробування дослідної партії високоміцних стикувальних болтів
М12 зі сплаву ВТ22 [6].
Матеріал і методика. Досліджували прутки сплаву довжиною 1,6 m та діа-
метром 18 mm, виготовлені методом крокового кування–вальцювання на підпри-
ємстві “Патон–Вірменія” [6]. Прутки піддавали ШТО за режимом, апробованим
раніше [5]: нагрівання зі швидкістю 20°С/s до 900°С з подальшим гартуванням у во-
ді. Обробляли резистивним методом, пропускаючи струм промислової частоти,
на установці, розробленій в ІМФ НАН України. Далі прутки розрізали на заготовки
завдовжки 180 mm та обточували до діаметра 13 mm і після швидкісного (індукцій-
ного) нагрівання з одного краю (середня швидкість 40°С/s, температура 750…780°С),

Контактна особа: П. Є. МАРКОВСЬКИЙ, e-mail: pmark@imp.kiev.ua
62