Введение. Одной из основных задач современного материаловедения является изучение природы усталостного разрушения, так как от сопротивления усталости во многом зависит рабочий потенциал конструкций и изделий в машиностроении. В связи с этим проблема усталостного разрушения является исключительно актуальной. С точки зрения ее решения наиболее важными и сложными являются вопросы, связанные с механизмами процессов, происходящих в твердом теле при циклическом нагружении.
В новом перспективном подходе физической мезомеханики в деформируемом твердом теле необходимо рассматривать две самостоятельные подсистемы: 3D-кристаллическую и 2D-планарную (поверхностные слои и все внутренние границы раздела) [1]. Причем ведущую функциональную роль в пластической деформации играет планарная подсистема, т. к. с ней связаны первичные пластические сдвиги и генерация всех деформационных дефектов. Поэтому для решения проблемы усталостной долговечности твердых тел необходимо прежде всего анализировать процессы, происходящие в их планарной подсистеме.
В этой связи настоящая работа посвящена исследованию влияния состояния поверхностного слоя титана на его циклическую долговечность при знакопеременном изгибе.
Материалы и методы исследования. В качестве материала исследования использовали технический титан марки ВТ1–0 с разным состоянием поверхностного слоя: исходный, наводороженный и обработанный ультразвуком. Вследствие полиморфности титана при высоких прочностных характеристиках объема в его поверхностных слоях при нагружении можно ожидать облегченное развитие процессов структурных перестроений из одной кристаллической решетки в другую.
Испытания на усталость проводили знакопеременным изгибом при комнатной температуре в режиме многоцикловой усталости. Трехмерную поверхностную картину мезоскопической субструктуры получали с использованием микроскопа Axiovert 25CA, снабженного устройством DIC для получения дифференциально- интерференционного контраста. Для трехмерного анализа структуры поверхности использовали сканирующий интерференционный микроскоп New View 6200.