ЗАО «Алкоа СМЗ», Москва, Россия:

А. М. Дриц, руководитель московского офиса, директор по развитию бизнеса и новых технологий, эл. почта: Alexander.Drits@alcoa.com
В. Н. Нуждин, менеджер по новым технологиям

Московский государственный индустриальный университет, Москва, Россия:
В. В. Овчинников, профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий

Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта, Москва, Россия:
А. Д. Конюхов, ведущий научный сотрудник

В статье представлены результаты исследования усталостной долговечности основного материала и сварных соединений листов из сплава 1565ч при трех коэффициентах асимметрии цикла (R = –1,0; 0,1; 0,5) на соответствие стандарту, определяющему требования к алюминиевым сплавам, применяющимся в качестве конструкционных материалов для железнодорожных вагонов. Испытания образцов на усталость при трех коэффициентах асимметрии цикла проводили методом повторно-переменного растяжения-сжатия. Значения сопротивления усталостным нагрузкам определяли методом регрессии Велера. Прямые, показывающие уровень долговечности при вероятности разрушения P = 50 %, построены путем логарифмической аппроксимации. Подтвержден более высокий уровень механических свойств (на 15–20 %) по сравнению с другими высокомагниевыми алюминиевыми сплавами (АМг5 и АМг6). Установлено, что при коэффициентах асимметрии цикла –1,0; 0,1 и 0,5 усталостная долговечность основного металла и сварных соединений сплава 1565ч всегда выше значений, установленных в качестве минимально допустимых в стандарте. Проведено исследование влияния пористости сварного соединения на усталостные характеристики. Определены механизмы и факторы, приводящие к образованию пор в области сварного шва: количество молекулярного водорода в расплавленном металле сварочной ванны и продолжительность пребывания металла в расплавленном состоянии. Доказано, что на усталостные характеристики сварных соединений из сплава 1565ч существенное влияние оказывает качество сварки: при наличии пористости в сварном шве ограниченный предел выносливости на базе 107 циклов может быть занижен на 30 %.

1. Орыщенко А. С., Осокин Е. П., Бахартина Н. Н. и др. Алюминиево-магниевый сплав 1565ч для криогенного применения // Цветные металлы. 2011. № 11. С. 84–90.
2. Дриц А. М., Овчинников В. В., Растопчин Р. Н. Технологические свойства листов из свариваемого сплава 1565ч для производства цистерн // Технологии легких сплавов. 2012. № 3. С. 20–29.
3. Railvolution. 2013. Vol. 13, No. 5. — 62 p.
4. Конюхов А. Д., Дриц А. М., Шуртаков А. К., Воробьева Т. Н. Свойства и применение механических соединений типа штифт с обжимной головкой для грузовых вагонов из алюминиевого сплава 1565ч // Вестник ВНИИЖТ. 2014. № 3. C. 9–16.
5. Рязанцев В. И., Мацнев В. Н., Бардин В. В., Черкашин А. В. Конструктивно-технологическая схема цельносварного кузова пассажирского вагона из алюминиевых сплавов // Сварочное производство. 2001. № 3. С. 31–35.
6. Koyasu S., Ishida T. The use of tankers to hydrogen peroxide from aluminium alloys // Journal of light metal welding and construction. 2010. Vol. 48, No. 10. P. 7–10.
7. Stano S., Pfeier T., Rozanski M. Modern welding technology of aluminum and its alloys // Biuletyn instytutu spawanictwa w gliwicach. 2010. Roc. 54. № 2. S. 20, 23–29.

8. Castagnola G., Squillace A., Bitondo C. Mechanical strength and corrosion of homogeneous lap joints made by welding a friction with mixing // Rivistaitaliana Della Saldatuta. An. LXIV, 2012. № 6. Р. 757–769.
9. Конюхов А. Д., Дриц А. М., Шуртаков А. К. Свойства сварных соединений из сплава 1565ч применительно к кузовам грузовых вагонов // Цветные металлы. 2014. № 3. С. 75–79.
10. EN 13981-1:2003. Aluminium and aluminium alloys. Products for structural railway applications. Technical conditions for inspection and delivery. Extruded products.
11. EN 13981-2:2004. Aluminium and aluminium alloys. Products for structural railway applications. Technical conditions for inspection and delivery. Plates and sheets.
12. EN 10002-1:2001. Tensile testing of metallic materials. Method of test at ambient temperature.
13. EN ISO 6892-1:2009. Metallic materials. Tensile testing. Method of test at ambient temperature.
14. EN ISO 14175:2008. Welding consumables. Gases and gas mixtures for fusion welding and allied processes.
15. Hobbacher A. Zur Auswertung von Schwingfestigkeitsversuchen an Schweissverbindungen // Zeitschrift Schweissen und Schneiden. 1977. S. 143–146.
16. Haibach E. Betriebsfestigkeit, Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. — Berlin : Springer Verlag, 2002.
17. Staley J. T., Tiryakio M., Campbell J. The effect of hot isostatic pressing (HIP) on the fatigue life of A206-T71 alluminium casting // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 465. P. 136–145.
18. Рудзей Г. Ф. Влияние дефектов сварки и числа ремонтных проходов на сопротивление усталости сварных соединений из алюминиевых сплавов // Сварочное производство. 2013. № 11. С. 32–35.