Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình dự đoán tuổi thọ mỏi của vật liệu Ti-6Al-4V dựa trên các tham số quá trình rèn
Tóm tắt
Các tham số quá trình rèn có ảnh hưởng quan trọng đến khả năng kháng mỏi của kim loại trong quá trình tạo hình dẻo, điều này trực tiếp đe dọa đến sự an toàn và độ tin cậy trong quá trình sử dụng của kim loại. Nghiên cứu này lấy hợp kim Ti-6Al-4V làm đối tượng nghiên cứu, điều tra ảnh hưởng của các tham số chế biến, bao gồm nhiệt độ rèn và mức độ biến dạng đối với mô đun đàn hồi, giới hạn bền kéo cực đại và giảm diện tích gãy dựa trên việc kiểm tra tính chất cơ học của các sản phẩm rèn từ hợp kim Ti-6Al-4V và đồng thời thu được các phương trình hồi quy. Kết hợp với công thức dự đoán tuổi thọ kháng mỏi hiện có, việc dự đoán tuổi thọ kháng mỏi dựa trên các tham số quá trình rèn được thực hiện. Kết quả cho thấy nhiệt độ rèn và mức độ biến dạng có ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ kháng mỏi. Các tham số quá trình rèn của hợp kim Ti-6Al-4V có tuổi thọ kháng mỏi tối ưu là: nhiệt độ rèn từ 985 °C đến 990 °C và mức độ biến dạng từ 46% đến 50%.
Từ khóa
#hợp kim Ti-6Al-4V #tham số quá trình rèn #tuổi thọ kháng mỏi #mô đun đàn hồi #giới hạn bền kéo cực đạiTài liệu tham khảo
Y. X. Liu, W. Chen, Z. Q. Li, B. Tang, X. Q. Han and G. Yao, The HCF behavior and life variability of a Ti-6Al-4V alloy with transverse texture, International Journal of Fatigue, 97 (2017) 79–87.
D. Avinash and S. P. Leo Kumar, Investigations on corrosion resistance behavior in micro-milling of Ti-6Al-4V and Ti-6Al-7Nb alloy: a comparative study, Journal of Mechanical Science and Technology, 34 (2020) 3757–3765.
X. R. Fang, J. Wu, X. Ou and F. Q. Yang, Microstructural characterization and mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy subjected to dynamic plastic deformation achieved by multipass hammer forging with different forging temperatures, Advances in Materials Science and Engineering, 2019 (2019) 1–12.
G. Vladimir, V. Irina, V. Sergey, I. Vitaly and R. Evgeny, The influence of thermocyclic treatment on the structure and mechanical properties of pseudo-alpha titanium alloys for steam turbine blades, Materials Science Forum, 6227 (2021) 117–124.
Q. L. Zhang, H. Y. Wang, J. Y. Qin and J. G. Duan, Study on the collision dynamics of integral shroud blade for high-pressure turbine in different integral shroud clearance distance, Noise and Vibration Worldwide, 52 (2021) 200–211.
R. Rzadkowski, V. Gnesin and L. Kolodyazhnaya, Aeroelasticity analysis of unsteady rotor blade forces and displacements in LP last stage steam turbine with various pressure distributions the stage exit, Journal of Vibration Engineering and Technologies, 6 (2018) 333–337.
V. N. Shlyannikov, R. R. Yarullin and A. P. Zakharov, Fatigue of steam turbine blades with damage on the leading edge, Procedia Materials Science, 3 (2014) 1792–1797.
W. S Zhao, Y. H. Li, M. X. Xue, P. F. Wang and J. Jiang, Vibration analysis for failure detection in low pressure steam turbine blades in nuclear power plant, Engineering Failure Analysis, 84 (2018) 11–24.
L. K. Bhagi, V. Rastogi and P. Gupta, Study of corrosive fatigue and life enhancement of low pressure steam turbine blade using friction dampers, Journal of Mechanical Science and Technology, 31 (2017) 17–27.
K. S. Han and W. Hwang, Fatigue life prediction and failure mechanisms of composite materials, Advanced Composite Materials, 2 (2012) 29–50.
N. Legrand, L. Remy, L. Molliex and B. Dambrine, Damage mechanisms and life prediction in high temperature fatigue of a unidirectional SiC-Ti composite, International Journal of Fatigue, 24 (2002) 369–379.
X. Xu, Q. Xue and Y.Q. He, Nonlinear fatigue life prediction model based on material memory, Journal of Mechanical Science and Technology, 34 (2020) 5029–5039.
L. Coffin, A study of the effects of cyclic thermal stresses on a ductile metal, Transaction of ASME, 76 (1954) 931–950.
S. S. Manson, A complex subject-some simple approximations, Experimental Mechanics, 5(7) (1965) 193–226.
K. Tanaka and T. Mura, A dislocation model for fatigue crack initiation, Journal of Applied Mechanics, 48(1) (1981) 97–103.
X. L. Zheng, On some basic problems of fatigue research in engineering, International Journal of Fatigue, 23 (2001) 751–766.
V. Alimirzaloo, M. H. Sadeghi and F. R. Biglari, Optimization of the forging of aerofoil blade using the finite element method and fuzzy-Pareto based genetic algorithm, Journal of Mechanical Science and Technology, 26(6) (2012) 1801–1810.
Y. Q. Zhang and H. Z. Guo, Microstructure and mechanical properties of isothermal forged TC18 alloy, Rare Metal Materials and Engineering, 42(3) (2013) 634–638.
P. F. Gao, H. Yang and X. G. Fan, Microstructure evolution in the local loading forming of TA15 titanium alloy under non-isothermal condition, Journal of Materials Processing Tech, 212(11) (2012) 2520–2528.
W. Yu, M. Li and J. Luo, Effect of processing parameters on microstructure and mechanical properties in high temperature deformation of Ti-6Al-4V alloy, Rare Metal Materials and Engineering, 38(1) (2009) 19–24.
X. L. Zheng and B. T. Lu, On a fatigue formula under stress cycling, International Journal of Fatigue, 9(3) (1987) 169–174.
E. T. Dong, W. Yu and Q. W. Cai, Alpha-case kinetics and high temperature plasticity of Ti-6Al-4V alloy oxidized in different phase regions, Procedia Engineering, 207 (2017) 2149–2154.
J. Luo, M. Q. Li and W. X. Yu, Microstructure evolution during high temperature deformation of Ti-6Al-4V Alloy, Rare Metal Materials and Engineering, 39(8) (2010) 1323–1328.
S. R. Madalina, B. Virgil and R. Ileana, Non-linear regression applied to the sorption of bisphenol a on multi-walled carbon nanotubes in aqueous systems, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 21(4) (2021) 2427–2434.