Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

Гущин А.Н., Иняев В.А., Пачурин Г.В.

Повышение эксплуатационной долговечности каркасов сварных соединений искусственного клапана сердца (ИКС), испытывающие циклические нагрузки, является для практической медицины важной задачей. Так как их изготовление из цельного металла представляет собой определенные технологические трудности и высокие затраты, то переход на высокотехнологичные и малоотходные сварные конструкции ИКС весьма актуален.

Известно, что на сопротивление усталостному разрушению сварных соединений существенное влияние оказывает концентрация напряжений, связываемая с изменением форм (геометрии) шва и внутренних дефектов (пор, включений и т.д.), остаточные напряжения, а также образование в процессе сварки крупнозернистой околошовной зоны. При этом качественное проведение сварки с использованием защитной газовой атмосферы, правильное оформление шва (наличие галтельных переходов) сводят к минимуму отрицательную роль концентраторов напряжений, вносимых сваркой, в снижении характеристик усталости сварных соединений. Влияние же остаточных напряжений на механические свойства металлических материалов со сварным швом в этом случае во многом будет определяться механической неоднородностью (неравномерностью распределения механических свойств по длине сварного соединения) и также структурным состоянием участка зоны термического влияния, по которому, как правило, идет локализация пластической деформации и разрушение.

В работе эксперименты проводились на Т-образных сварных образцах из проволоки ВТ 1-ОС, после волочения до степени 55%.

На основании исследования микроструктуры и распределения микротвердости по длине сварных соединений изучено поведение модельных образцов из технически чистого титана, имитирующие узлы ИКС, при статическом и циклическом нагружении в физиологическом растворе Рингера-Локка.

 Получены прочностные (sв, s0,2), пластические (d, y) характеристики, предел усталости (s-1) на базе испытаний N = 107 циклов и кривые усталости исходного металла и сварных образцов.

На основании исследования микроструктуры и микротвердости установлены закономерности, связывающие механические характеристики при статическом и циклическом нагружении с механической неоднородностью и величиной зерна разупрочненного металла сварных образцов из титана.

Результаты исследований показали, что по структурному состоянию и характеру изменения микротвердости сварные образцы можно разделить на две группы: 1 - структура которых состоит из шва, участка рекристаллизации (разупрочнения) и основного металла и 2 - в структуре которых отсутствует участок рекристаллизации, вносимый сваркой. Для предварительной оценки усталостных характеристик необходимо определить вид механической неоднородности сварных соединений

Даны рекомендации оценки усталостных характеристик сварных соединений по виду механической неоднородности и структурному состоянию. В случае механической неоднородности следует проверить возможность реализации условия равнопрочности сварного соединения.

Эти выводы подтверждаются натурными испытаниями ИКС.