Pęknięcia zmęczeniowe w elementach z karbem ze stopu tytanu WT3-1

• Autorzy: Kocańda D. , Kocańda S. , Mierzyński J.

Warianty tytułu

EN

Fatigue crack growth in titanium alloy notched members

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano powstawanie i rozwój krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbem ze stopu tytanu WT3-1, poddanych symetrycznemu skręcaniu i symetrycznemu zginaniu. Opisano źródła pęknięć i charakterystyczne cechy ich rozwoju. Podano wykresy prędkości pękania. Do analizy mechanizmu rozwoju pęknięć posłużono się elektronooptycznymi badaniami powierzchni pęknięć.

EN

Fatigue short and long crack growth in notched specimens made of the VT3-1 titanium alloy was investigated. Test were conducted under reversed cyclic torsion and cyclic bending. Crack initation sites and characteristic features of crack growth were revealed. The plots of crack growth rate against the cycles ratio were presented in the paper. The observations of fracture surfaces made by using the electron microscope allowed to establish mechanism of the cracking.

Słowa kluczowe

PL

zmęczenie metali; pęknięcia zmęczeniowe; stopy tytanu; wytrzymałość zmęczeniowa

EN

metal fatigue; fatigue cracks growth; titanium alloys

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 49, nr 5
• Strony: 35--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kocańda D.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Kocańda S.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Mierzyński J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Budowy Maszyn, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] S. Kocańda, J. Kozubowski, On the microstructure of the fatique fracture surfaces in titanium, Fracture 1977, 4 Jnt. Conference on Fracture, Waterloo, Kanada 1977, Pergamon Press, 2, 733-740.
• [2] S. Kocańda, R. Politański, Razvitie ustalostnych treščin v titanovom splave, Mechaničeskaja Ustalost Metallov, Materialy VI Meždunarodnogo Kol. AN USSR, Kiev 1981, Naukova Dumka (1983), 189-194.
• [3] S. Kocańda, R. Politański, J. Kur, Fatique crack propagation in titanium welded joints, Proc.7th Colloquium Mechanical Fatigue of Metals, TU Miskolc 1983, Serie Machinery 38, 89-102.
• [4] D. Kocańda, Analiza rozwoju krótkich pęknięć zmęczeniowych. Wyd. WAT, Warszawa 1996.
• [5] D. Kocańda, S. Kocańda, Powstawanie i rozwój krótkich pęknięć zmęczeniowych w stali 45, Przegląd Mechaniczny, 8 (1999), 5-9.
• [6] D. Kocańda, S. Kocańda, H. Tomaszek, Probabilistyczny opis rozwoju krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbem ze stopu tytanu, Biul. WAT, XLIX 5 (2000).
• [7] D. Kocańda, S. Kocanda, H. Tomaszek, Probabilistic approach to the short and long fatigue crack growth description in a notched member, Fatigue'99, Proc. Intern. Fatigue Congress, Beijing, Chińska Rep. Lud., 1999, Ed.: X. R. Wu, Z. G. Wang, Higher Education Press Beijing, EMAS, Cradley Heath, 4/4 (1999), 2673-2678.
• [8] D. Kocańda, S. Kocańda, H. Tomaszek, Rozwój pęknięć zmęczeniowych w elementach z karbami w ujęciu probabilistycznym, VII Krajowa Konf. Mechaniki Pękania, Kielce-Cedzyna 1999, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej, Mechanika, 68, 1 (1999), 233-240.
• [9] D. Kocańda, S. Kocańda, J. Mierzyński, H. Tomaszek, Rozwój pęknięć i trwałość zmęczeniowa elementów z karbem ze stopu tytanu, XIX Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, Zielona Góra - Świnoujście 1999. Wyd. Politechniki Zielonogórskiej, 2 (1999), 13-18.
• [10] S. Kocańda, Zmęczeniowe pękanie metali, Wyd. 3, WNT, Warszawa 1985.
• [11] S. Kocańda, A. Kocańda, Niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa metali, PWN, Warszawa 1989.
• [12] K. Hatanaka, T. Fujimitsu, J. Ohmori, Low cycle fatigue life prediction of circumferentially notched cylindrical components. Low Cycle Fatigue and Elasto-Plastic Behaviour of Materials. The Thirth Internat, Conf. Berlin, 1992 (Ed.: K.-T. Rie) Elsevier Applied Science, London 1992, 757-762.
• [13] J. Petit, J. Mendez, W. Berata, L.Legendre, C. Muller, Influence of environment on the propagation of short fatigue cracks in a titanium alloy, Short Fatigue Cracks (Ed.: K. J. Miller and E. R. de los Rios) Mechanical Engineering Publications, London 1992, 235-250.
• [14] X. Demulsant, J. Mendez, Microstructural effects on small fatigue crack initiation and growth in Ti6Al4V alloys, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct, 18 (1995), 1483-1497.
• [15] M. Hawkyard, B. E. Powell, I. Hussey, L. Grabowski, Fatigue crack growth under the conjoint action of major and minor stress cycles, ibidem, 19 (1996), 217-227.
• [16] K. Shiozawa, H. Matsushita, Crack initiation and small fatigue crack growth behaviour of beta Ti-15V- 3Cr-3A1-3Sn alloy, Fatigue 96. Proc. of the Sixth Internat. Fatigue Congress, 1996, Berlin (Ed.: G. Luetjering and H. Nowack), Pergamon-Elsevier Science, Oxford-New York-Tokio, I (1996), 301-306.
• [17] G. Luetjeringe, A. Gysler, J. Albrecht, Influence of microstructure on fatigue resistance, ibidem, II, 893-904.
• [18] T. Hoshide, E Kakiuchi, T. Hirota, Microstructural effect of low cycle fatigue behaviour in Ti - alloys under biaxial loading, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., 20 (1997), 941-950.
• [19] W. J. Ewans, S. H. Spence, Small crack growth at notches in IMI 829, Short Fatigue Cracks (Ed.: K. J. Miller and E. R. de los Rios) Mechanical Engineering Publications, London 1992, 293-304.
• [20] J. U. Specht, The low cycle fatigue behaviour of titanium alloys. Low Cycle Fatigue and Elasto-Plastic Behaviour of Materials, The Thirth Internat. Conf. Berlin, 1992 (Ed.: K.-T. Rie) Elsevier Applied Science, London-New York 1992, 19-24.
• [21] A. A. Shanyavsky, N. V. Stepanov, Fractographic analysis of fatigue crack growth in engine compressor disks of Ti-6Al-3 Mo-2Cr titanium alloy, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct, 18 (1995), 539-550.
• [22] H. J. Christ, A. M. Alvares, H. K. Birnbaum, J. Robertson, The influence of hydrogen on the fatigue behaviour of the beta-titanium alloy Ti-3A1-8V-6Cr-4Mo-4Zr, 7th Intern. Conf. on Mechanical Behaviour of Materials, 1995, The Hague, The Netherlands (Ed.: A. Bakker) ESIS, Delft University Press, Delft 37-38.
• [23] E. Avade, J. Mendez, Microstructural effects on fatigue damage processes of a nearbeta titanium alloy, ibidem, 27-28.
• [24] T. R. Fox, D. B. Knorr, N. S. Stolov, Effects of environment and heat treatment on the tensile and fatigue properties of Ti-24A1-11Nb, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct, 19 (1996), 1339-1355.
• [25] M. C. Hardy, The influence of mean stress on the elovated temperature fatigue life of a near alfa-titanium alloy, Fatigue 96. Proc. of the Sixth Internat, Fatigue Congress, Berlin 1996, (Ed.: G. Luetjering and H. Nowack), Pergamon-Elsevier Science, Oxford-New York-Tokio, II (1996), 771-776.
• [26] T. Kordisch, H. Nowack, High temperature creep fatigue behaviour of titanium IMI 834 (crack propagation, low behaviour and life prediction), ibidem, II, 777-782.
• [27] C. Sarrazin-Baudoux, S. Lesterlin, J. Petit, Fatigue behaviour of titanium alloys at room temperature and 300°C in ambient air and high vacuum, ibidem, 783-788.
• [28] H. M. Nykyvorchyn, M. D. Klapkiv, P. Y. Sydor, Influence of titanium alloy treatment regime on its fatigue characteristics, ibidem, 929-934.
• [29] G. Marci, Failure mode below 390 K with IMI 834, ibidem, I, 493-498.
• [30] S. Y. Zamrik, D. J. Ledger, C. Date, Fatigue characteristics of thin titanium plates due to biaxial stress cycling, Proc. of the 5th Intern. Conf., on Biaxial-Multiaxial Fatigue and Fracture, Cracov, 1997, (ed.: E. Macha, Z. Mróz), Technical University of Opole II (1997), 167-187.
• [31] N. V. Tumanov, Vibration strength evaluation technique for turbojet blades under random oscillation, ibidem, Supplement, 91-102.
• [32] M. C. Hardy, The effect of oxidation and creep on the elevated temperature fatigue behaviour of a near-a titanium alloy, Low Cycle Fatigue and Elasto-Plastic Bahaviour of Materials. Fourth Jntern. Conf., 1998, Garmisch-Partenkirchen, Germany, (ed. K.-T. Rie, P. D. Portella), Elsevier, New York 1998, 9-14.
• [33] T. Kordisch, H. Nowack, Crack propagation behaviour of the titanium alloy IMI 834 under high temperature creep-fatigue conditions and finite element analysis, ibidem, 597-602.
• [34] G. W. König, Understanding of creep, fatigue and oxidation effects for aero-engine disc applications, ibidem, 807-813.
• [35] K. Gołoś, Effect of sequence of loading on cumulative fatigue damage in titanium alloy, ibidem, 747-751.
• [36] S. H. Wang, C. Müller, A study on the change of fatigue fracture mode in two titanium alloys, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct., 21 (1998), 1077-1087.
• [37] J. A. Hines, G. Lütjering, Propagation of microcracks at stress amplitudes below the conventional fatigue limit in Ti-6Al-4V, Fatigue Fract. Engng Mater. Struct, 22 (1999), 657-665.
• [38] R. O. Ritchie, D. L. Davidson, B. L. Boyce, J. P. Cambell, O. Roder., High-cycle fatigue of Ti-6Al-4V, ibidem, 621-631.
• [39] M. Niinomi, K. Fukunaga, T. Akahori, A. Ozeki, L. Wang, Small fatigue crack propagation characteristics of Ti-6Al-7Nb, Jak poz [7], 1/4,. 353-358.
• [40] H. Huang, S. Liu, Small crack growth and growth rate predictions for titanium alloy TC11, ibidem, 371-376.
• [41] S. D. Choi, H. Mayama, H. Misawa, K. Akita, J. H. Lee, Characteristic of fatigue crack initiation and propagation on Ti-6Al-4V alloy heat treated in beta-field, ibidem, 427-432.