crismprometeyВопросы материаловеденияVoprosy Materialovedeniya1994-6716Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute of Structural Materials Promet10.22349/1994-6716-2021-108-4-189-201crismprometey-355Research ArticleКОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ МАТЕРИАЛОВSTRUCTURAL-WORKING STRENGTH AND SERVICEABILITY OF MATERIALSВысокотемпературная малоцикловая усталость жаропрочного сплава системы Co–Cr–Ni–W–Ta, полученного с помощью аддитивных технологических процессовHigh-temperature low-cycle fatigue of a heat-resistant alloy of the Co–Cr –Ni–W–Ta system obtained by additive manufacturingСуховД. И.SuhovD. I.

005005, Москва, ул. Радио, д. 17

 Cand Sc. (Eng)

17 Radio St, 105005 Moscow

admin@viam.ruХодиневИ. А.HodinevI. A.

005005, Москва, ул. Радио, д. 17

17 Radio St, 105005 Moscow

МонинС. А.MoninS. A.

005005, Москва, ул. Радио, д. 17

17 Radio St, 105005 Moscow

РыжковП. В.RyzhkovP. V.

005005, Москва, ул. Радио, д. 17

17 Radio St, 105005 Moscow

НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ»РоссияNational Research Center “Kurchatov Institute” – VIAM»Russian Federation20210102202204(108)189201Copyright © Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute of Structural Materials Promet, 20222022Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute of Structural Materials PrometFederal State Unitary Enterprise Central Research Institute of Structural Materials Promethttps://crismprometey.elpub.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://crismprometey.elpub.ru/jour/article/view/355

Приведены результаты усталостных испытаний гладких цилиндрических образцов при контроле полной деформации в условиях симметричного цикла и повышенной температуры. Рассмотрена взаимосвязь значений усталостных характеристик материала при учете напряжений, пластической деформации и количества циклов до разрушения. Представлено сравнение деформационных кривых, построенных по экспериментальным данным, с деформационными кривыми, построенными оценочными методами.

The results of fatigue tests of smooth cylindrical specimens with total deformation control under conditions of a symmetric cycle and elevated temperature are presented. The relationship between the values of the fatigue characteristics of the material with allowance for stresses, plastic deformation and the number of cycles to failure is considered. Comparison of deformation curves plotted from experimental data with deformation curves plotted by evaluative methods is presented.

механические свойствахарактеристики усталостижаропрочные сплавы на основе кобальтатехнология селективного лазерного сплавлениядеформационный подходуравнение Рэмберга–Осгудауравнение Басквина–Мэнсона–Коффинаmechanical propertiesfatiguehigh-temperature alloys based on cobaltselective laser melting (SLM)deformation approachRamberg-Osgood equationBasquin-Manson-Coffin equationРабота выполнена в рамках реализации комплексной научной проблемы 2.2. «Квалификация и исследование материалов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») [20]. Результаты работы получены с использованием ЦКП «Климатические испытания» ФГУП «ВИАМ».ReferencesРекомендательный циркуляр № РЦ-АП-33.15-1. Методические рекомендации по определению расчетных значений характеристик конструкционной прочности металлических материалов. – М.: ОАО «Авиаиздат», 2013.Advisory circular NO RTS-AP-33.15-1, Guidelines for determining the design values of the characteristics of the structural strength of metallic materials, Moscow: Aviaizdat, 2013.Евгенов А. Г., Шуртаков С. В., Прагер С. М., Малинин Р. Ю. К вопросу о разработке универсальной расчетной методики оценки деградации оборотных металлических порошковых материалов в зависимости от цикличности использования в процессе селективного лазерного сплавления // Авиационные материалы и технологии. – 2020. – № 4. – С. 3–11. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-4-3-11.Evgenov , A.G., Shurtakov , S.V., Prager, S.M., Malinin , R.Yu., K voprosu o razrabotke universalnoy raschetnoy metodiki otsenki degradatsii oborotnykh metallicheskikh poroshkovykh materialov v zavisimosti ot tsiklichnosti ispolzovaniya v protsesse selektivnogo lazernogo splavleniya [On the development of a universal calculation method for assessing the degradation of recycled metal powder materials, depending on the cyclic use in the process of selective laser alloying], Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 2020, No 4, pp. 3–11. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-4-3-11.Луценко А .Н., Славин А. В., Ерасов В. С., Хвацкий К. К. Прочностные испытания и исследования авиационных материалов // Авиационные материалы и технологии. – 2017. – № S. – С. 527–546. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-527-546.Lutsenko , A.N., Slavin , A.V., Erasov , V.S., Khvatsky, K.K., Prochnostnye ispytaniya i issledovaniya aviatsionnykh materialov [Strength tests and studies of aviation materials], Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 2017, No S, pp. 527–546. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-527-546.Bannantine J. A., C o me r J. J., Handrock J. L. Fundamentals of metal fatigue analysis. – Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall, 1990. – P. 271.Bannantine, J.A., Comer, J.J., Handrock , J.L., Fundamentals of metal fatigue analysis. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall. 1990.Donachie M. J., Donachie S. J. Superalloys: A Technical Guide, 2nd Edition. – ASM International, 2002. – 439 p.Donachie, M.J., Donachie, S.J., Superalloys: A Technical Guide, 2nd edition, ASM International, 2002.Reuchet J., Remy L. High Temperature Low Cycle Fatigue of MAR-M 509 Superalloy I: The Influence of Temperature on the Low Cycle Fatigue Behaviour from 20 to 1100°C // Materials Science and Engineering. – 1983. – V. 58. – P. 19–32.Reuchet , J., Remy , L., High Temperature Low Cycle Fatigue of MAR-M 509 Superalloy I: The Influence of Temperature on the Low Cycle Fatigue Behaviour from 20 to 1100 °C, Materials Science and Engineering, 1983, V. 58, pp. 19–32.Kablov E. N. New Generation Materials and Technologies for Their Digital Processing // Herald of the Russian Academy of Sciences. – 2020. – V. 90, N 2. – P. 225–228.Kablov , E.N., New Generation Materials and Technologies for Their Digital Processing, Herald of the Russian Academy of Sciences, 2020, V. 90, No 2, pp. 225–228.Каблов Е. Н., Подживотов Н. Ю., Луценко А. Н. О необходимости создания единого информационно-аналитического центра авиационных материалов РФ // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2019. – № 3. – С. 28–34.Kablov , E.N., Podzhivotov , N.Yu., Lutsenko , A.N., O neobkhodimosti sozdaniya edinogo informatsionno-analiticheskogo tsentra aviatsionnykh materialov RF [On the need to create a unified information and analytical center for aviation materials of the Russian Federation], Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii, 2019, No 3, pp. 28–34.Каблов Е. Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. – 2016. – № 2 (14) . – С. 16–21.Kablov , E.N. Materialy novogo pokoleniya – osnova innovatsiy, tekhnologicheskogo liderstva i natsionalnoy bezopasnosti Rossii [New generation materials are the basis for innovation, technological leadership and national security in Russia], Intellekt i tekhnologii, 2016, No 2 (14), pp. 16–21.Ерасов В. С., Орешко Е. И. Испытания на усталость металлических материалов (обзор). Ч. 2: Анализ уравнения Басквина–Мэнсона–Коффина. Методики испытаний и обработки результатов // Авиационные материалы и технологии. – 2021. – № 1 (62). – С. 80–94. DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0- 1-80-94.Erasov , V.S., Oreshko , E.I., Ispytaniya na ustalost metallicheskikh materialov (obzor). Chast 2. Analiz uravneniya Baskvina-Mensona-Koffina. Metodiki ispytaniy i obrabotki rezultatov [Fatigue testing of metallic materials (review). Part 2. Analysis of the Basquin-Manson-Coffin equation. Test methods and results processing], Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 2021, No 1 (62), pp. 80–94. DOI: 10.18577/2713-0193- 2021-0-1-80-94.Ерасов В. С., Нужный Г. А., Гриневич А. В. Об оценке повреждаемости металлических материалов методами механических испытаний // Деформация и разрушение материалов. – 2015. – № 3. – С. 42–47.Erasov , V.S., Nuzhnyi , G.A., Grinevich , A.V., Ob otsenke povrezhdayemosti metallicheskikh materialov metodami mekhanicheskikh ispytaniy [On the assessment of the damageability of metallic materials by mechanical test methods], Deformatsiya i razrushenie materialov, 2015, No 3, pp. 42–47.Горбовец М. А., Ходинев И. А., Рыжков П. В. Оборудование для проведения испытаний на малоцикловую усталость при «жестком» цикле нагружения // Труды ВИАМ: электрон. науч.- технич. журн. – 2018. – № 9. Ст.06URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 03.11.2020). DOI:dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2018-0-9-51-60Gorbovets , M.A., Khodinev, I.A., Ryzhkov , P.V., Oborudovaniye dlya provedeniya ispytaniy na malotsiklovuyu ustalost pri «zhestkom» tsikle nagruzheniya [Equipment for testing low-cycle fatigue at a "hard" loading cycle], Trudy VIAM, 2018, No 9, article 06. URL: http://www.viam-works.ru (Accessed July 21, 2020). DOI :dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2018-0-9-51-60Lee Y. -L., B arl ey M. E., Kan g H. -T. Metal fatigue analysis handbook: practical problemsolving techniques for computer-aided engineering. – Elsevier Inc., 2012. – P. 222–223.Lee , Y.-L., Barley, M.E., Kang , H.-T., Metal fatigue analysis handbook: practical problemsolving techniques for computer-aided engineering, Elsevier Inc., 2012, pp. 222–223.ASTM E606–04. Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing. – ASTM International. United States, 2004.Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing. ASTM E606 – 04. ASTM International. United States, 2004.Мазалов И. С., Сухов Д. И., Неруш С. В., Сульянова Е. А. Особенности формирования микроструктуры сплавов системы Co–Cr–Ni–W–Ta и их механические свойства // Кристаллография. – 2019. – Т. 64, № 4. – С. 544–549.Mazalov, I.S., Sukhov, D.I., Nerush , S.V., S ulyanova , E.A., Osobennosti formirovaniya mikrostruktury splavov sistemy Co–Cr–Ni–W–Ta i ikh mekhanicheskie svoystva [Features of the formation of the microstructure of alloys of the Co–Cr–Ni–W–Ta system and their mechanical properties], Kristallografiya, 2019, V. 64, No 4, pp. 544–549.Егорушкин В. Е., Панин В. Е., Панин А. В. О физической природе пластичности // Физическая мезомеханика. – 2020. – № 23 (2) . – С. 5–14.Egorushkin , V.E., Panin, V.E., Panin , A.V., O fizicheskoy prirode plastichnosti [On the physical nature of plasticity], Fizicheskaya mezomekhanika, 2020, No 23 (2), pp. 5–14.Meggiolaro M. A. Statistical evalution of strain-life fatigue crack initiation predictions // International Journal of Fatigue. – 2004. – N 26. – P. 452–467.Meggiolaro , M.A., Statistical evalution of strain-life fatigue crack initiation predictions, International Journal of Fatigue, 2004, No 26, pp. 452–467.Manson S. S. Fatigue: a Complex Subject – Some Simple Approximations // Experimental Mechanics – Journal of the Society for Experimental Stress Analysis. – 1965. – N 5 (7) . – P. 193–226.Manson , S.S., Fatigue: a Complex Subject - Some Simple Approximations, Experimental Mechanics – Journal of the Society for Experimental Stress Analysis, 1965, No 5 (7), pp. 193–226.Muralidharan U., Man s o n S. S. Modified Universal Slopes Equation for Estimation of Fatigue сharacteristics // Journal of Engineering Materials and Technology – Transactions of the American Society of Mechanical Engineers. – 1988. – N 110. – P. 55–58.Muralidharan, U., Manson, S.S., Modified Universal Slopes Equation for Estimation of Fatigue сharacteristics, Journal of Engineering Materials and Technology – Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, 1988, No 110, pp. 55–58.Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1(34) . – С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0- 1-3-33.Kablov , E.N., Innovatsionnye razrabotki «VIAM» po realizatsii «Strategicheskikh napravlenii razvitiya materialov i tekhnologii ikh pererabotki na period do 2030 goda» [Innovate developments of the AllRussian Scientific Research Institute of Aviation Materials within the project «Strategic development of materials and technologies of their recycling until 2030»], Aviatsionnye materialy i tekhnologii, 2015, No 1, pp. 3– 33, DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.