Experimental modeling of technological process of pure aluminum alloy (Al-Zn-Mg-Cu) structural elements forming under creep

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Due to the improvement of the forms of aircraft, methods of complex surfaces forming using rectangular solid plates and elevated temperatures have become popular. Compared with the production of prefabricated elements, such molding techniques allow saving resources, reducing weight, getting rid of assembly and fitting work on the stage of manufacturing. How different will the fatigue life of pre-deformed at different temperatures and deformation rates products be? The answer to this question is relevant to aerospace industry. A pilot study of the issue is conducted. Fatigue life of pure aluminum alloy (Al-Zn-Mg-Cu), depending on temperature of pre-deformation and strain rate is set. Experimental modeling of fatigue life of pure aluminum alloy samples is made. Three series of samples previously plastically deformed at different strain rates (1 - at room temperature, 2 - artificial aging temperature and 3 - at the annealing temperature) were used. Plastically deformed samples were heat-treated using the mode T2 in accordance with the production instruction 1.2.699-2007 PI. The effect of the reverse creep at relaxation is shown. This effect should be considered when designing the formation of large structural components at elevated temperatures. The number of cycles to failure at regular loading depends on temperature and deformation rate. Pure aluminum alloy (Al-Zn-Mg-Cu) fatigue resistance does not decrease after a pre-deformation at the annealing temperature.

About the authors

A. Yu Larichkin

Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the RAS; Novosibirsk State University

Email: larichking@gmail.com
15, Ac. Lavrentieva ave., Novosibirsk, 630090, Russian Federation; 2, Pirogova Str., Novosibirsk, 630090, Russian Federation

K. V Zakharchenko

Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the RAS; Novosibirsk State Technical University

Email: zaharchenkok@mail.ru
15, Ac. Lavrentieva ave., Novosibirsk, 630090, Russian Federation; 20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

B. V Gorev

Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the RAS

Email: gorevbv@yandex.ru
15, Ac. Lavrentieva ave., Novosibirsk, 630090, Russian Federation

V. I Kapustin

Novosibirsk State Technical University

Email: macler06@mail.ru
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

References

  1. Колобнев Н.И., Хохлатова Л.Б., Антипов В.В. Перспективные алюминиевые сплавы для самолетных конструкций // Технология легких сплавов. - 2007. - № 2. - С. 35-38.
  2. Aluminum-lithium alloys: processing, properties, and applications / eds.: N.E. Prasad, A. Gokhale, R.J.H. Wanhil. - 1st ed. - [S. l.]: Elsevier Publ.: Butterworth-Heinemann, 2013. - 608 p. - ISBN 978-0-12-401698-9.
  3. Fundamentals of aluminium metallurgy: production, processing and applictions / ed. by R. Lumley. - 1st ed. - Oxford: Woodhead Publ., 2011. - 864 p. - ISBN 978-184569-654-2.
  4. Фридляндер И.Н. Современные алюминиевые, магниевые сплавы и композиционные материалы на их основе. ВИАМ/2002-203509. - URL: http://viam.ru/public/files/2002/2002-203509.pdf (дата обращения: 15.02.2016).
  5. ОСТ 1 90026-80. Сплавы алюминиевые деформируемые повышенной чистоты. Марки. - М.: ВИАМ, 1980. - 13 с.
  6. Патент 2056197 Российская Федерация, МПК B 21 D 11/20. Способ формообразования деталей и устройство для его осуществления / П.В. Миодушевский, Г.А. Раевская, О.В. Соснин. - № 5037750/08; заявл. 15.04.92; опубл. 20.03.96. - 6 с.
  7. Effect of aging on high strain rate and high temperature properties of 7075 aluminium alloy / W.S. Lee, W.C. Sue, C.F. Lin, C.J. Wu // Materials Science and Technology. - 1999. - Vol. 15, iss. 12. - P. 1379-1386. - doi: 10.1179/026708399101505509.
  8. Dynamic softening behaviors of 7075 aluminum alloy / G. Quan, K. Liu, J. Zhou, B. Chen // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2009. - N 19. - P. 537-541.
  9. Evolution of the microstructure, texture and creep properties of the 7075 aluminium alloy during hot accumulative roll bonding / P. Hidalgo-Manrique, C.M. Cepeda-Jiménez1, A. Orozco-Caballero, O.A. Ruano, F. Carreño // Materials Science and Engineering: A. - 2014. - Vol. 606. - P. 434-442. - doi: 10.1016/j.msea.2014.03.105.
  10. Naser T.S.B., Krallics G. Mechanical behavior of multiple-forged Al 7075 aluminum alloy // Acta Polytechnica Hungarica. - 2014. - Vol. 11, N 7. - P. 103-117. - doi: 10.12700/APH.11.07.2014.07.7.
  11. Цвелодуб И.Ю. Постулат устойчивости и его приложения в теории ползучести металлических материалов. - Новосибирск: Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, 1991. - 201 с.
  12. Altenbach H., Naumenko K. Modeling of creep for structural analysis. - Berlin; Heidelberg: Springer, 2007. - 230 p. - ISBN-13 978-3-540-70834-6. - doi: 10.1007/978-3-540-70839-1.
  13. From creep damage mechanics to homogenization methods: a Liber Amicorum to celebrate the birthday of Nobutada Ohno / H. Altenbach, T. Matsuda, D. Okumura, eds. - Cham: Springer International Publ., 2015. - 601 p. - ISBN 978-3-319-19439-4. - doi: 10.1007/978-3-319-19440-0.
  14. Математическое моделирование процессов ползучести металлических изделий из материалов, имеющих разные свойства при растяжении и сжатии / С.Н. Коробейников, А.И. Олейников, Б.В. Горев, К.С. Бормотин // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. - 2008. - Т. 9, № 1. - С. 346-365.
  15. Банщикова И.А., Цвелодуб И.Ю., Петров Д.М. Деформирование элементов конструкций из сплавов с пониженной сопротивляемостью деформациям ползучести в сдвиговом направлении // Ученые записки Казанского университета. Серия: Физико-математические науки. - 2015. - Т. 157, № 3. - С. 34-41.
  16. Захарченко К.В., Капустин В.И. Влияние поверхностных слоев образцов на деформационные характеристики сплава Д16АТ // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2015. - Т. 81, № 7. - С. 51-56.
  17. George C. Sih multiscale fatigue crack initiation and propagation of engineering materials: structural integrity and microstructural worthiness. - Dordrecht: Springer Netherlands Publ., 2008. - 371 p. - ISBN-13 978-1-4020-8519-2. - doi: 10.1007/978-1-4020-8520-8.
  18. Патент 2396367 Российская Федерация, МПК C 22 F 1/053 (2006.01). Способ получения изделия из высокопрочного алюминиевого сплава / О.Г. Сенаторова, Е.А. Ткаченко, В.В. Сидельников, В.В. Антипов, Н.Е. Блинова, В.В. Шестов, Е.В. Красова. - № 2008141034/02; заявл. 16.10.08; опубл. 10.08.10, Бюл. № 22. - 7 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».