Применение метода акустической эмиссии при определении механических характеристик проволоки БрНХК-2,5-0,6-0,7 при производстве упругих элементов

Авторы

Силаев М. Ю.^*, Еськова Е. А.^**, Герус Д. С.^***, Ремшев Е. Ю.^****

Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д.Ф. Устинова, ул. 1-я Красноармейская, 1, Санкт-Петербург, 190005, Россия

*e-mail: Labmetcontrol@inbox.ru
**e-mail: katya_zarya@mail.ru
***e-mail: gds.ru97@mail.ru
****e-mail: Remshev@mail.ru

Аннотация

Исследовалась возможность использования проволоки из никель-хром-кремниевой бронзы БрНХК-2,5-0,6-0,7 для изготовления упругих элементов, в частности винтовых пружин. Представлены результаты исследования ме­ханических характеристик бронзового сплава БрНХК с применением метода акустической эмиссии. Анализиро­вались зависимости между параметрами акустической эмиссии и механическими характеристиками проволоки БрНХК-2,5-0,6-0,7 после реализации различных режимов термической обработки. Для установления закономер­ностей между параметрами акустической эмиссии и механическими характеристиками построены совмещенные диаграммы. Применяя метод акустической эмиссии, можно при растяжении образца оперативно определять размер зерна испытанного материала, что, в свою очередь, позволит прогнозировать эксплуатационные свойства готового изделия (релаксационную стойкость, ползучесть) на стадии проектирования упругих элементов, что позволит технологу выбрать оптимальный режим термической обработки без длительных исследований микроструктуры. Полученные закономерности можно использовать при входном контроле пружинных материалов для подтверждения сертификационных требований, а также для прогнозирования свойств на длительный период эксплуатации (до 25 лет).

Ключевые слова:

упругие элементы, механические характеристики, испытания на растяжение, прочность, электромеханические системы, метод акустической эмиссии

Библиографический список

1. Арсентьева Н.С., Боков Н.Ф., Казанцев Е.А., Железняк Л.М., Марущак Л.Н., Бекленищева Г.В., Ломакина К.А. Высококачественная проволока из электротехнических бронз производства ОАО «КУЗОЦМ» // Металлург. 2009. № 12. С. 62-65.

2. Железняк Л.М., Замараев В.А., Марущак Л.Н. Особенности производства бронзовой проволки, отвечающей требованиям высокого уровня // Кузнеч­но-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2017. № 9. С. 30-37.

3. Bespalov D.A., Remshev E.Yu., Danilin G.A., Vorob’eva G.A., Pekhov V.A. Influence of heat treatment on the properties of nickel–chromium–silicon bronze wire // Russian engineering research. 2018. Vol. 38. No. 1, pp. 29-32. DOI: 10.3103/S1068798X18010069

4. Kareva N.T., Koryagin Yu.D. Thermomechanical treatment of aging aluminum alloys // Metal Science and Heat Treatment. 2015. Vol. 56. No. 9-10, pp. 483–­488. DOI: 10.1007/s11041-015-9786-5

5. Вульф Б.К., Ромадин К.П. Авиационное материаловедение. – М.: Машиностроение, 1967. – 391 с.

6. Matsumoto F. The influence of the degree of deformation in cold drawing and aging modes on the strength of the alloy wire // Iron and Steel Institute of Japan. 1987. Vol. 73. No. 5, pp. 671-699.

7. Barel E, Hamu G.B., Eliezer D, Wagner L. The effect of heat treatment and HCF performance on hydrogen trapping mechanism in timetal LCB alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 468. No. 1-2, pp. 77-86. DOI: 10.1016/j.jallcom.2007.12.104

8. Иванов Д.А., Засухин O.H. Использование пульсирующего дозвукового газового потока для повышения эксплуатационных свойств металлических изделий // Технология металлов. 2015. № 1. С. 34-38.

9. Remshev E.Yu., Danilin G.A., Vorob’eva G.A., Silaev M.Yu. Ensuring the Operational Reliability of Elastic Elements by Acoustic Methods // Metallurgist. 2015. Vol. 59. No. 3-4, pp. 225-228. DOI: 10.1007/s11015- 015-0088-3

10. ЕПмаков А.К., Мироненко В.В., Колмогорцев И.В. Испытания материалов для обеспечения работы программных средств моделирования технологических процессов обработки // Высокоэффективные технологии проектирования, конструкторско-технологической подготовки и изготовления самолетов: Материалы Всероссийского с международным участием научно-практического семинара (Ир­кутск, 9-11 ноября 2011). – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. С. 130-137.

11. Hall E.O. The deformation and ageing of mild steel: III Discussion of results // Proceedings of the Physical Society. Section B. 1957, pр. 747-753.

12. Petch N.J. The cleavage strength of polycrystals // Journal of the Iron and Steel Institute. 1954. Vol. 174, pp. 25-28.

13. Конева Н.А., Жданов А.Н., Козлов Э.В. Физические причины высокой прочности ультрамелкозернистых материалов // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2006. Т. 70. № 4. C. 577–­580.

14. Козлов Э.В., Жданов А.Н., Конева Н.А. Измельчение размера зерна как основной ресурс повышения предела текучести // Вестник Тамбовского универ­ситета. Естественные и технические науки. 2003. Т. 8. № 4. C. 509-513. DOI: 10.0000/cyberleninka.ru/ article/n/izmelchenie-razmera-zerna-kak-osnovnoy-resurs-povysheniya-predela-tekuchesti

15. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1981. – 392 с.

16. Калугина М. С., Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А., Воробьева Г.А., Тельнов А.К. Способ упрочнения легких сплавов аэротермоакустической обработкой в авиа- и ракетостроении // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 2. С. 230-239.

17. Калугина М. С., Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А., Воробьева Г.А., Пехов В.А. Комбинированный термоакус­тический способ модификации структуры титанового сплава // Вестник Московского авиационно­го института. 2017. Т. 24. № 2. С. 185-196.

18. Воробьева Г.А., Ремшев Е.Ю., Данилин Г.А., Беспалов Д.А. Влияние режимов термической и аэротер­моакустической обработок на структуру бронзы БрНХК // Металлург. 2018. № 3. С. 89-94.

19. Беспалов Д.А. Исследование возможностей сплава БрНХК для изготовления винтовых пружин // Металлообработка. 2017. № 6(102). С. 24-29.

20. Пастухова Ж.П., Рахштад А.Г. Пружинные сплавы цветных металлов. – 2-е изд. – М.: Металлургия, 1983. – 363 с.

Скачать статью