Циклический характер изменения микротвердости алюминиевого сплава Д16 под действием ультразвуковой ударной обработки

Исследованы возможности более эффективного, по сравнению с традиционной термомеханической обработкой, упрочнения поверхности легких конструкционных сплавов ультразвуковой ударной обработкой (УЗУО) на воздухе в условиях квазигидростатического сжатия образца. На примере промышленного алюминиевого сплава Д16 показана уникальная возможность упрочнения поверхности (до ~600 %), обусловленного синергетическим влиянием процессов низкотемпературной механической наноструктуризации и механохимического взаимодействия алюминия с кислородом под действием УЗУО. Предложена качественная модель формирования оксидного покрытия толщиной несколько десятков микрометров. С использованием комплекса физических методов исследования установлены основные закономерности формирования фазового и химиического состава, структуры и механических свойств поверхностных слоев сплава Д16 в зависимости от амплитуды и длительности обработки. Показано, что циклический характер изменений микротвердости обусловлен развитием диссипативных процессов динамического возврата и динамической рекристаллизации. При оптимальных режимах УЗУО износостойкость поверхностных слоев возрастает в 2,5 раза, уровень остаточных макронапряжений сжатия равен 650 МПа.

Год издания: 
2013
Номер: 
1
УДК: 
621.762:669.715.29
С. 57–62. Іл. 4. Бібліогр.: 14 назв.
Литература: 

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.

Полнотекстовый документSize
2013-1-9.pdf293.99 KB

Тематичні розділи журналу

,