Циклічний характер змін мікротвердості алюмінієвого сплаву Д16 під дією ультразвукової ударної обробки

Досліджено можливості більш ефективного, порівняно із традиційною термомеханічною обробкою, зміцнення поверхні легких конструкційних сплавів ультразвуковою ударною обробкою (УЗУО) на повітрі за умов квазігідростатичного стиснення зразка. На прикладі промислового алюмінієвого сплаву Д16 показано унікальну можливість зміцнення поверхні (до ~600 %), зумовленого синергетичним впливом процесів низькотемпературної механічної наноструктуризації та механохімічної взаємодії алюмінію із киснем під дією УЗУО. Запропоновано якісну модель формування оксидного покриття товщиною кілька десятків мікрометрів. З використанням комплексу фізичних методів дослідження встановлено основні закономірності формування фазового і хімічного складу, структури та механічних властивостей поверхневих шарів сплаву Д16 залежно від амплітуди та тривалості обробки. Показано, що циклічний характер змін мікротвердості зумовлюється перебігом дисипативних процесів динамічного повернення та динамічної рекристалізації. За оптимальних режимів УЗУО зносостійкість поверхневих шарів зростає у 2,5 разу, рівень залишкових макронапружень стиснення дорівнює 650 МПа.

Рік видання: 
2013
Номер: 
1
УДК: 
621.762:669.715.29
С. 57–62. Іл. 4. Бібліогр.: 14 назв.
Література: 

1. Мазилкин А.А., Страумал Б.Б., Протасова С.Г. и др. Структурные изменения в алюминиевых сплавах при интенсивной пластической деформации // ФТТ. – 2007. – № 49. – С. 824–829.
2. S.K. Panigrahi and R. Jayaganthan, “Influence of Solutes and Second Phase Particles on Work Hardening Behavior of Al 6063 Alloy Prossed by Ccryorolling”, Materials Sci. and Eng.: A, vol. 528, no. 7–8, pp. 3147–3160, 2011.
3. Шибков А.А., Мазилкин А.А., Протасова С.Г. Влияние выделений вторичной фазы на скачкообразную деформацию алюминиево-магниевого сплава АМг6 // Деформ. и разруш. матер. – 2008. – № 6. – С. 12–17.
4. Чаусов Н., Засимчук Е., Гуцайлюк В. и др. Методы исследования свойств диссипативных структур, образующихся при импульсном вводе энергии в материал // Вісн. ТНТУ. – 2011. – № 2. – С. 92–97.
5. Засимчук Е.Э., Засимчук В.И., Гонтарева Р.Г. и др. Гармонический анализ субструктурных параметров деформированных металлов // Доп. НАН України. – 2007. – № 10. – С. 91–95.
6. C. Genevois et al., “On the Coupling between Precipitation and Plastic Deformation in Relation with Friction Stir Welding of AA2024 T3 Aluminium Alloy”, Materials Sci. and Eng.: A, vol. 441, no. 1-2, pp. 39–48, 2006.
7. Васильєв М.А., Прокопенко Г.И., Филатова В.С. Нано- кристаллизация металлических поверхностей методами интенсивной пластической деформации (обзор) // Усп. физ. метал. – 2005. – № 2. – С. 345–399.
8. Прокопенко Г.И., Березина А.Л., Волошко С.М. и др. Упрочнение поверхности сплава Д16 при ультразвуковой ударной обработке // Металлофиз. и нов. технол. – 2010. – 32, № 3. – С. 397–403.
9. Сидоренко С.І.,. Волошко С.М, Котенко І.Є. та ін. Деформаційне формування наноструктурованих композитів на поверхні алюмінієвого сплаву Д16 // Там же. – 2012. – 34, № 8. – С. 1101–1115.
10. Мордюк Б.М. Закономірності структуроутворення та кіне- тика деформаційних процесів у металевих матеріалах при комбінованих впливах із застосуванням ультразвуку: Ав- тореф. дис. докт. фіз.-мат. наук. – К., 2012. – 38 с.
11. Прокопенко Г.І., Волошко С.М., Котенко І.Є. та ін. Зміна мікротвердості алюмінієвого сплаву Д16 після ультразвукової ударної обробки // Наук. вісті НТУУ “КПІ”. – 2009. – № 3. – С. 42–46.
12. X.L. Peng et al., “Design of Scanning Micro-Arc Oxidation Forming Ceramic Coatings on 2024 Aluminium Alloy”, Advanced Materials Research, vol. 189-193, pp. 1296–1300, 2011.
13. Глезер А.М., Метлов Л.С. Физика мегапластической (интенсивной) деформации твердых тел // Физ. тверд. тела. – 2010. – 52, № 6. – С. 1090–1097.
14. Е.Г. Пашинская и др., “Интенсифицированное движение дефектов при больших пластических деформациях”, Metal Physics and Mech., no. 15, pp. 26–33, 2012.

Текст статтіРозмір
2013-1-9.pdf293.99 КБ

Тематичні розділи журналу

,