Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Механические свойства и усталостные характеристики сплава AA2024-T361 при повышенных температурах

А. Х. Алвин, Х. Ксиби, З. Дрисс, Х. Алалкави

Аннотация


Экспериментально исследованы механические свойства при статическом растяжении и усталостные характеристики при постоянной амплитуде нагружения алюминиевого сплава 2024-T361 (аналог AA2024-T4) при повышенных температурах. Показано, что повышение температуры до 200 – 250 °C приводит к значительному снижению механических свойств, долговечности и прочности сплава при циклическом нагружении по схеме изгиб с кручением. Относительное снижение механических свойств сплава при повышении температуры до 200 – 250 °C, наблюдаемое в настоящем исследовании, согласуется с данными других авторов. Однако сопротивление усталости алюминиевого сплава AA2024-T361 ниже в 0,164 раза, чем опубликованные предельные значения для алюминиевых сплавов. Полученные результаты могут быть полезными для прогнозирования срока службы изделий из алюминиевых сплавов.


Ключевые слова


сплав AA2024-T361; механические свойства; усталостное поведение материалов; повышенные температуры

Полный текст:

PDF

Литература


Galevsky G., Rudneva V., Aleksandrov V. Current state of the world and domestic aluminium production and consumption // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2018. V. 411. Art. 012017. DOI: 10.1088/1757-899X/ 411/1/012017

Wang X. S., Guo X. W., Li X. D., Ge D. Y. Improvement on the fatigue performance of 2024-T4 alloy by synergistic coating technology // Materials. 2014. V. 7, Is. 5. P. 3533 – 3546.

Кондратьев С. Ю., Швецов О. В. Влияние высокотемпературных нагревов на структуру и свойства алюминиевых сплавов при изготовлении бурильных труб // МиТОМ. 2013. № 4(694). С. 24 – 30. (Kondrat’ev S. Yu., Shvetsov O. V. Effect of high-temperature heating on the structure and properties of aluminum alloys in the production of drill pipes // Met. Sci. Heat Treat. 2013. V. 55, No. 3 – 4. P. 191 – 196. DOI: 10.1007/s11041-013-9604-x)

Кондратьев С. Ю., Зотов О. Г., Швецов О. В. Структурная стабильность и изменение свойств алюминиевых сплавов Д16 и 1953 в процессе изготовления и эксплуатации бурильных труб // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 15 – 21. (Kondrat’ev S. Yu., Zotov O. G., Shvetsov O. V. Structural stability and variation of properties of aluminum alloys D16 and 1953 in production and operation of drill pipes // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, No. 9 – 10. P. 526 – 532. DOI: 10.1007/s11041-014-9665-5)

Hosford W. F. Mechanical Behavior of Materials, 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 2010. 436 p.

Рублев С. С., Швецов О. В., Алфимов А. Д., Кондратьев С. Ю. Влияние эксплуатационных факторов на усталостное разрушение стальных бурильных труб // МиТОМ. 2023. № 2(812). С. 34 – 39. (Rublev S. S., Shvetsov O. V., Alfimov A. D., Kondrat’ev S. Yu. Еffect of operating factors on fatigue fracture of steel drill pipes // Met. Sci. Heat Treat. 2023. V. 65, No. 2. P. 94 – 100. DOI: 10.1007/ s11041-023-00897-z)

Швецов О. В., Алфимов А. Д., Ермаков Б. С., Кондратьев С. Ю. Влияние микроструктуры на характер разрушения и усталостные свойства бурильных труб из алюминиевых сплавов 1953Т1 и Д16Т // МиТОМ. 2024. № 3(825). С. 20 – 26. (Shvetsov O. V., Alfimov A. D., Ermakov B. S., Kondrat’ev S. Yu. Effect of microstructure on the fracture behavior and fatigue properties of drill pipes from aluminum alloys 1953 and 2024 // Met. Sci. Heat Treat. 2024. V. 66, No. 3 – 4. P. 130 – 136. DOI: 10.1007/ s11041-024-01029-x)

Meyveci A., Karacan I., Зalэgьlь U., Durmuє H. Pin-on-disc characterization of 2xxx and 6xxx aluminium alloys aged by precipitation age hardening // J. Alloys Compd. 2010. V. 491, Is. 1 – 2. P. 278 – 283.

Czerwinski F. Thermal stability of aluminum alloys // Materials. 2020. V. 13. Art. 3441.

Кондратьев С. Ю., Швецов О. В. Технологические и эксплуатационные особенности бурильных труб из алюминиевых сплавов 2024 и 1953 // МиТОМ. 2018. № 1(751). С. 33 – 39. (Kondrat’ev S. Yu., Shvetsov O. V. Technological and operational features of drill pipes from aluminum alloys 2024 and 1953 // Met. Sci. Heat Treat. 2018. V. 60, No. 1 – 2. P. 32 – 38. DOI: 10.1007/s11041-018-0236-z)

Shvetsov O. V., Kondrat’ev S. Y., Yakhimovich V. A., Kurakin M. K. Operational properties of drill pipes made of coated aluminum alloy 2024 // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. V. 889. 012021. DOI: 10.1088/ 1757-899X/889/1/012021

Dash S. S., Li D. J., Zeng X. Q. et al. Monotonic and cyclic deformation behavior of a silafontв-36 cast aluminum alloy in an overaged condition / In: Proceedings of the 61st Conference of Metallurgists, COM 2022. COM 2022. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-031-17425-4 3

Alwin Allawi H., Ksibi Hatem, Zied Driss, Alalkawi Hussain J. M. Fatigue variable loading under combined high temperature and shot peening treatment for AA2024-T4 and AA2024-T361 // Strojnнcky иasopis – Journal of Mechanical Engineering. 2023. V. 73, Is. 1. P. 1 – 12. DOI: 10.2478/scjme-2023-0001

Peirson B. Use of hardness testing in determining processing conditions and ductility of metal alloys // Mater. Sci. 2005. Grand Valley State University (GVSU). Corpus ID: 45833438.

Elanghoran N., Stefan E., Johan A., Chirsten P. Effect of temperature on deformation and fatigue behavior of A356-T7 cast aluminum alloys used in high specific power IC Engine cylinder heads // Materials. 2020. V. 11. Art. 1202.

Hatamleh O. A comprehensive investigation on the effects of laser and shot peening on fatigue crack growth in friction stir welded AA 2195 joints // Int. J. Fatigue. 2009. V. 31, Is. 5. P. 974 – 988.

Castillo Morale M. Examining the effects of ultrasonic impact treatment as, a severe plastic deformation process on the fatigue behavior of 2024-T3 and TI50-T651 aluminum alloys. Ph.D. Thesis, Sheffield University, 2008. uk.bl.ethos.489122.

Mott R. L. Machine Elements in Mechanical Design, 4th ed. Pearson: Prentic Hall, 2004. 944 p.

Mahir H. M. Accumulated damage is fatigue – Creep interaction of aluminum alloy 2024-T4 / Ph.D. Thesis. Iraq: University of Technology, 2009.

Alalkawi H. J. M., Al-Fattal D. S., Al-Qaisy A. A. Effect of plasma peening on mechanical properties and fatigue life of Al-alloys 2024-T3 // J. Eng. 2015. V. 21, Is. 7. P. 59 – 71.

Abdulqasim A. M. A. Prediction of fatigue – Creep interaction life of aluminum and copper alloys using electromechanical devices // MSC. Thesis, University of Technology, Iraq, 2014.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.4.16-21

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025