Development of a Technique for Experimental Determination of Fatigue Strength of Test Samples of Titanium Alloys with Modified Surfaces
DOI:
https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).2.143-147Keywords:
ion nitriding, pulse mode, titanium alloy, wear resistance, free abrasiveAbstract
Cyclic load of even simple materials leads to a large number of different phenomena. This justifies the consideration of fatigue separately from mechanical properties. The experimental part of the study in a short time allows a high frequency load of samples. For this purpose, a magnetic stricting test device was used, which operates on a resonant principle at a frequency of about (10-12) KHz.
The method of fatigue tests is based on the excitation of two nodal forms of resonance vibrations in prismatic samples. When the point-fastening of the sample on the working part of the installation, with its resonant fluctuations, a fatigue crack appears, the place of which is in the area of the blanket of the oscillations of the fastener. Since the limiting conditions for point-sarry fixing of the sample are not standard, the results of measuring the coordinates of nodal sections x1, x2 were additionally used when solving the problem.
The calculations make it possible to determine the limitations of endurance, with the possibility of their comparison with the corresponding conclusions on the basis of constructed fatigue curves.
References
Список літератури
1. Прочность материалов и конструкций. Под ред. В. Т. Трощенко. Киев: Академпериодика, 2006. 1074 с.
2. Трощенко В. Т., Лебедев А. А., Стрижало В. А. Механическое поведение материалов при различных видах нагружения. Киев: Логос, 2000. 571 с.
3. Сопротивление материалов деформированию и разрушению / В. Т. Трощенко, А. Я. Красовский, В. В. Покровский та ін. Ч. 2. Киев: Наукова думка, 1993. 702 с.
4. Колесник В. І., Мірненко В. І., Рутковський А. В., Бондар А. В. Підвищення довговічності деталей на основі титану, що працюють в умовах знакозмінних навантажень. Труди Академії. К.: НАОУ, 2003. № 41. С. 170–174.
5. Thongtem Somchai, Thongtem Titipun, McNallan Michael. Surface modification of the Ti–Al alloys. Surface and Interface Anal. 2001. Т. 32, № 1. Р. 214–217.
6. Рутковский А. В. Методика та результати прискореного визначення циклічної міцності титану з тонко плівковими нітридними покриттями / Рутковский А. В. та ін. 6-й Міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: Тези доповідей (21–23 травня 2003, Львів). Львів, 2013. С. 157–158.
7. Nazmy M., Staubli M. Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scr. Met. Et Mater. 1994. Т. 31, № 7. Р. 829–833.
8. Gurrappa I. Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy, IMI 834. Oxidation of Metals. 2001. Т. 56, № 1–2. Р. 73–87.
9. Рутковський А. В., Маркович С. І., Михайлюта С. С. Аналіз напружено-деформованого стану іонноазотованих зразків із покриттям в умовах ізотермічної та термоциклічної повзучості. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6(37). Ч. І. С. 3–9.
10. Рутковський А. В., Маркович С. І., Михайлюта С. С. Теплостійкість іонноазотованих алюмінієвих сплавів при ізотермічному та термоциклічному впливі. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2020. Вип. 3(34). С. 72–81.
Referencеs
1. Troshchenko, V. T. (Ed.). (2006). Strength of materials and structures. Kyiv: Akademperiodyka [in Russian].
2. Troshchenko, V. T., Lebedev, A. A., & Strizhalo, V. A. (2000). Mechanical behavior of materials under various types of loading. Kyiv: Lohos [in Russian].
3. Troshchenko, V. T., Krasovskyi, A. Ya., Pokrovskyi, V. V., et al. (1993). Resistance of materials to deformation and fracture. Part 2. Kyiv: Naukova dumka [in Russian].
4. Kolesnyk, V. I., Mirnenko, V. I., Rutkovskyi, A. V., & Bondar, A. V. (2003). Increasing the durability of titanium- based parts operating under alternating loads. Trudy Akademii, 41, 170–174 [in Ukrainian].
5. Thongtem, S., Thongtem, T., & McNallan, M. (2001). Surface modification of the Ti–Al alloys. Surface and Interface Analysis, 32(1), 214–217.
6. Rutkovskyi, A. V., et al. (2013). Methodology and results of accelerated determination of cyclic strength of titanium with thin-film nitride coatings. In Tezy dopovidei 6-ho Mizhnarodnoho sympoziumu ukrainskykh inzheneriv-mekhanikiv u Lvovi (pp. 157–158). Lviv [in Ukrainian].
7. Nazmy, M., & Staubli, M. (1994). Alloy modification of γTiAl for improved mechanical properties. Scripta Metallurgica et Materialia, 31(7), 829–833.
8. Gurrappa, I. (2001). Effect of aluminizing on the oxidation of the titanium alloy IMI 834. Oxidation of Metals, 56(1–2), 73–87.
9. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S. I., & Mykhailiuta, S. S. (2022). Analysis of the stress–strain state of ion- nitrided coated specimens under isothermal and thermocyclic creep. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 6(37/1), 3–9 [in Ukrainian].
10. Rutkovskyi, A. V., Markovych, S. I., & Mykhailiuta, S. S. (2020). Heat resistance of ion-nitrided aluminum alloys under isothermal and thermocyclic loading. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 3(34), 72–81 [in Ukrainian].
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Anatoly Rutkovskіy, Oleksandr Trapezon, Sergiy Markovych, Oleg Bevz
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
