Напряжения и деформации в сварных конструкциях из титановых сплавов. Тепловые процессы при сварке плавлением, страница 9

Остаточные напряжения определялись по формуле

, где R_t – радиус изгиба после термообработки.

Значения радиусов R₀ и R_t определялись по формуле

, где f – стрела прогиба образца; L – расстояние между захватами.

Значения величин f и L определяются по схеме (см. рис. 3.9).

Рабочие параметры процесса правки термофиксацией устанавливаются из следующего допущения: предельное напряжение при котором исключаются ручные доводочные работы s_пр = 3,6 МПа для ОТ4-1; 9,2 МПа – для ВТ20. Исходя из этого, определялось предельное время выдержки t_пр при термообработке деталей. Результаты расчетов предельных и остаточных напряжений сведены в табл. 3.3. По результатам обработки опытных данных построены кривые релаксации напряжений (рис. 3.10).

Таблица 3.3

Экспериментальные значения напряжений в образцах в зависимости от температуры и времени выдержки

Рис. 3.10. Кинетические (а, б, в) и температурные (г, д) кривые изменения растягивающих напряжений в сплавах (а, б) ОТ4-1 и (в, г, д) ВТ20  (г – выдержка 1 ч, д – 3 ч)

Кинетика процесса релаксации напряжений I-го рода в титановых сплавах изображена на рис. 3.10 (а, б, в). В интервале исследованных температур в первоначальный момент наблюдается резкое снижение напряжений, причем, чем выше температура, тем снижение напряжений интенсивней. По истечении некоторого времени происходит замедление релаксации напряжений, особенно для температур 450…500 °С, практически напряжения остаются на уровне s = 320…280 МПа при достаточно длительных выдержках. Такая закономерность кинетики процесса релаксации напряжений в титановых сплавах находится в полном соответствии с данными в работе /25/. При повышении температуры испытания в первоначальный момент наблюдается интенсивное снижение напряжений течения в титане, затем процесс замедляется. При высоких температурах напряжение течения титана зависит от температуры, только через модуль сдвига.

Существенное влияние на релаксацию напряжений первого рода в титановых сплавах оказывает температура. Как видно из данных рис. 3.10 наиболее интенсивно релаксация напряжений наблюдается при температурах выше 550 °С, что особенно заметно при малых выдержках (см. рис. 3.10, г).