ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УДАРНОЙ ОБРАБОТКЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63057Анотація
Создание новых упрочняющих технологий для изделий и конструкций из алюминиевых сплавов является актуальной задачей современной авиационной и автомобильной промышленности. В связи с этим, значительное внимание уделяется разработке способов упрочнения объема и поверхности легких сплавов с помощью интенсивной пластической деформации (ИПД).
Эксплуатационный ресурс изделий из таких сплавов может быть существенно повышен благодаря комбинированным методам, которые сочетают стандартные упрочняющие термообработки объема материала и поверхностные методы ИПД, которые обеспечивают существенное повышение усталостной прочности и износостойкости. Широкое распространение с этой целью приобрела технология обработки поверхности ускоренными мелкими шариками из высокопрочных материалов. Однако данный метод не достаточно технологически гибкий. В связи с этим наиболее эффективной может стать технология ультразвуковой ударной обработки (УЗУО). На данное время, относительно алюминиевых сплавов, этот метод в основном используется для существенного снижения остаточных напряжений в сварных соединениях литейных сплавов, что способствует повышению их усталостной прочности.
Большой интерес представляют исследования возможностей применения интенсивных режимов УЗУО в разных средах для достижения высокопрочных состояний поверхностных слоев деформируемых дисперсионно-упрочняемых сплавов, которые до данного времени практически не проводились. В связи с этим установление закономерностей деформационного формирования структуры и эволюции физико-химического состояния поверхностных слоев промышленного алюминиевого сплава Д16 под действием УЗУО в химически активных и нейтральных газах является актуальной задачей современного металловедения.
Целью работы является определение закономерностей изменений фазового и химического состава, структуры и механических характеристик поверхностных слоев алюминиевого сплава Д16 под действием ультразвуковой ударной обработки в разных средах.
Установлен циклический характер изменения микротвердости поверхностных слоев сплава Д16 в зависимости от амплитуды и длительности УЗУО на воздухе и в инертной среде, который заключается в чередовании стадий упрочнения, обусловленных структурно-фазовыми превращениями, и стадий пластификации за счет протекания диссипативных процессов динамического возвращения и динамической рекристаллизации.
Выявлен эффект механохимического взаимодействия кислорода воздуха с поверхностью сплава Д16, который позволяет с помощью УЗУО осуществлять деформационную наноструктуризацию поверхности и синтезировать оксидные покрытия с микротвердостью до Hv100=12 ГПа и толщиной до 20 мкм.
Доказано, что увеличение микротвердости (у 2,5 раза) поверхности сплава Д16 ультразвуковой ударной обработкой в инертной среде (аргон, гелий) обусловливается модификацией дислокационной структуры, деформационным формированием нанокристаллической структуры, а также выделением наноразмерных преципитатов урочняющей S'-фазы Al2CuMg.
Показанная уникальная возможность увеличения микротвердости поверхности сплава Д16 (до ~5 раз) ультразвуковой ударной обработкой в среде жидкого азота (77,4 К), обусловленного синергическим влиянием процессов наноструктуризации и механохимического взаимодействия алюминия с азотом в процессе криодеформации.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.