Microstructural factors affecting creep-fatigue behaviour of two-phase titanium alloys

• Autorzy: Ziaja W.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2016-0006

Warianty tytułu

PL

Rola mikrostruktury w procesie pełzania dwufazowych stopów tytanu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the dwell fatigue behaviour of two-phase Ti-6Al-2Mo-2Cr alloy (VT3-1) at elevated temperature was investigated. The reasons of high sensitivity of titanium alloys to dwell periods at high stress level during cyclic loading were summarized. The relations between morphology of the alloy microstructure and the effect of dwell periods at peak stress was established. The microstructure of the alloy was varied by means of changing conditions of heat-treatment. Dwell fatigue tests were carried out at the temperature of 400°C. Relative contributions of cyclic and creep processes to the overall damage were evaluated as a function of stress level.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości dwufazowego stopu tytanu Ti-6Al-2Mo-2Cr (WT3-1) w warunkach pełzania-zmęczenia. Przedstawiono źródła dużej wrażliwości stopów tytanu na okresy przestojów przy wysokim poziomie naprężenia w warunkach obciążenia cyklicznie zmiennego. Określono zależność między morfologią mikrostruktury stopu a wpływem okresów przestojów przy maksymalnym naprężeniu w cyklu obciążenia na trwałość materiału. Mikrostrukturę stopu kształtowano metodami obróbki cieplnej. Próbę zmęczeniową bez i z okresami przestojów przy maksymalnym naprężeniu prowadzono w temperaturze 400°C. Oszacowano względny udział zjawisk towarzyszących zmęczeniu i pełzaniu w procesie niszczenia materiału.

Słowa kluczowe

EN

two-phase titanium alloys; creep-fatigue; microstructure

PL

stop tytanu dwufazowy; pełzanie-zmęczenie; mikrostruktura

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 40, nr 1
• Strony: 67--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Ziaja W.

• Rzeszow University of Technology, Department of Materials Science, W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, phone: (+48, 17) 865-11-23

Bibliografia

• [1] C. LEYENS, M. PETERS (eds): Titanium and Titanium Alloys. Wiley-VCH GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2003.
• [2] G. LÜTJERING, J.C. WILLIAMS: Titanium. Springer, Berlin Heidelberg 2007.
• [3] R.R. BOYER, R.D. BRIGGS: The use of β titanium alloys in the aerospace industry. Journal of Materials Engineering and Performance, 14(2005), 681-685.
• [4] A.M. KHORASANI et al.: Titanium in biomedical applications – properties and fabrication: a review. Journal of Biomaterials and Tissue Engineering, 5(2015), 593-619.
• [5] J.S. HEWITT et al.: Titanium alloy developments for aeroengine fan systems. Materials Science and Technology, 30(2014), 1919-1925.
• [6] T. GOSWAMI: Low cycle fatigue – dwell effects and damage mechanisms. International Journal of Fatigue, 21(1999), 55-76.
• [7] M.F. SAVAGE, T. NEERAJ, M.J. MILLS: Observations of room-temperature creep recovery in titanium alloys. Metallurgical and Materials Transactions, 33A(2002), 891-898.
• [8] J. PENG et al.: The temperature and stress dependent primary creep of CP-Ti at low and intermediate temperature. Materials Science & Engineering, A611(2014), 123-135.
• [9] W.J. HARRISON, M.T. WHITTAKER, R.J. LANCASTER: A model for time dependent strain accumulation and damage at low temperatures in Ti-6Al-4V. Materials Science & Engineering, A574(2013), 130-136.
• [10] P. LEFRANC et al.: Nucleation of cracks from shear-induced cavities in an a/b titanium alloy in fatigue, room-temperature creep and dwell-fatigue. Acta Materialia, 56(2008), 4450-4457.
• [11] M.R. BACHE et al.: Crack growth in the creep-fatigue regime under constrained loading of thin sheet combustor alloys. International Journal of Fatigue, 42(2012), 82-87.
• [12] J. KUMAR, S.G.S. RAMAN, V. KUMAR: Creep-fatigue interactions in Ti-6Al-4V alloy at ambient temperature. Trans Indian Inst Met, 69(2016)2, 349-352.
• [13] M.R. BACHE: A review of dwell sensitive fatigue in titanium alloys: the role of microstructure, texture and operating conditions. International Journal of Fatigue, 25(2003), 1079-1087.
• [14] W. SHEN, A.B.O. SOBOYEJO, W.O. SOBOYEJO: Microstructural effects on fatigue and dwell fatigue crack growth in a/b Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si. Metallurgical and Materials Transactions, 35A(2004), 163-187.
• [15] W.J. EVANS: Time dependent effects in fatigue of titanium and nickel alloys. Fatigue Fract Engng Mater Struct, 27(2004), 543-557.
• [16] F.P.E. DUNNE, D. RUGG: On the mechanisms of fatigue facet nucleation in titanium alloys. Fatigue Fract Engng Mater Struct, 31(2008), 949-958.
• [17] S. ANKEM et al.: Mechanical properties of alloys consisting of two ductile phases. Progress in Materials Science, 51(2006), 632-709.
• [18] G. LÜTJERING: Influence of processing on microstructure and mechanical properties of (α+β) titanium alloys. Materials Science & Engineering, A243(1998), 32-45.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.