Structure Phase State and Properties of Аl–6Мg Alloy after Electric Discharge Alloying with Tungsten and Ultrasonic Finishing

V. V. Mohylko$^{1}$, A. P. Burmak$^{1}$, S. M. Voloshko$^{1}$, S. I. Sidorenko$^{1}$, B. N. Mordyuk$^{2,1}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 07.04.2022. Скачать: PDF

The efficiency of modification of the surface layers of Al–6Mg aluminium alloy by combined treatment, including electric discharge surface alloying (EDSA) with Tungsten and finishing ultrasonic impact treatment (UIT) to improve the microstructure, strength and corrosion properties is analysed. The results of electron microscopic and x-ray structural phase analyses indicate the formation of the surface layer containing Al–W solid solution and Al$_{4}$W or Al$_{12}$W intermetallic phases, which cause hardening. Micro-durometric analysis shows that the combined (EDSA (W) + UIT) process doubled the microhardness of the surface layers as compared to the initial state. As shown, the modified surface possesses the increased anti-corrosion properties owing to the accelerated formation of the passivating oxide film due to the large number of intergranular and interfacial boundaries.

Ключевые слова: aluminium alloy, ultrasonic impact treatment, electric discharge alloying, microstructure, microhardness, corrosion.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i05/0639.html

PACS: 43.35.+d, 61.72.Ff, 81.40.-z, 81.65.-b, 81.65.Kn, 83.10.Tv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. K. Dai, J. Villegas, Z. Stone, and L. Shaw, Acta Mater., 52: 5771 (2004). Crossref
  2. U. Trdan, M. Skarba, and J. Grum, Mater. Characterization, 97: 57 (2014). Crossref
  3. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 9: 1269 (2015). Crossref
  4. R. S. Mishra, Z. Y. Ma, and I. Charit, Mater. Sci. Eng. A, 341: 307 (2003). Crossref
  5. В. Г. Ефременко, К. Шимизу, T. В. Пастухова, Ю. Г. Чабак, К. Kусумото, A. В. Ефременко, Трение и износ, 38, № 1: 24 (2017). Crossref
  6. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, М. В. Кіндрачук, Металлофиз. новейшие технол., 38, № 4: 545 (2016). Crossref
  7. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, and A. V. Sameljuk, Mater. Sci. Eng. A, 563: 138 (2013). Crossref
  8. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and I. V. Tkachenko, Wear, 319: 84 (2014). Crossref
  9. B. N. Mordyuk, V. V. Silberschmidt, G. I. Prokopenko, Y. V. Nesterenko, and M. O. Iefimov, Mater. Characterization, 61: 1126 (2010). Crossref
  10. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Eng., 34: 324 (2018). Crossref
  11. M. A. Mũnoz-Morris, N. Calderón, I. Gutierrez-Urrutia, and D. G. Morris, Mater. Sci. Eng. A, 425: 131 (2006). Crossref
  12. M. Reboul and B. Baroux, Mater. Corrosion, 62: 215 (2011). Crossref
  13. J. Skrovan, A. Alfantazi, and T. Troczynski, J. Appl. Electrochem., 39: 1695 (2009). Crossref
  14. Z. Szklarska-Smialowska, Corros. Sci., 41: 1743 (1999). Crossref
  15. J. R. Davis, Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys (ASM International (OH): 1999). Crossref
  16. O. V. Maksakova, O. D. Pogrebnjak, and V. M. Beresnev, Usp. Fiz. Met., 19, No. 1: 25 (2018). Crossref
  17. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, I. O. Kruhlov, and V. I. Zakiev, Surf. Coat. Technol., 361: 413 (2019). Crossref
  18. I. П. Шацький, Л. Я. Роп’як, M. М. Маковійчук, Проблеми міцності, № 5: 163 (2016).
  19. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. Perform., 30: 1780 (2021). Crossref
  20. Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, В. В. Могилко, М. М. Ворон, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 8: 1067 (2019). Crossref
  21. В. Ф. Мазанко, Д. С. Герцрикен, С. А. Бобырь, В. М. Миронов, Д. В. Миронов, Искровой разряд и диффузионные процессы в металлах (Киев: Наукова думка: 2014).
  22. Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Д. С. Малахов, Металлофиз. новейшие технол., 42, № 7: 997 (2020). Crossref
  23. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, V. P. Bevz, S. M. Voloshko, and O. B. Mordiuk, Int. J. Surf. Sci. Eng., 14, No. 1: 1 (2020). Crossref
  24. В. В. Могилко, А. П. Бурмак, С. М. Волошко, C. І. Сидоренко, Б. М. Мордюк, Металлофиз. новейшие технол., 44, № 2: 223 (2022). Crossref
  25. N. Stoloff, C. Liu, and S. Deevi, Intermetallics, 8: 1313 (2000). Crossref
  26. E. Principe, B. Shaw, and G. Davis, Corrosion, 59: 295 (2003). Crossref
  27. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, K. E. Grinkevych, N. A. Piskun, and T. V. Popova, Surf. Coat. Technol., 309: 969 (2017). Crossref
  28. H. Zhang, P. Feng, and F. Akhtar, Sci. Rep., 7: 12391 (2017). Crossref
  29. D. Chen, Z. Chen, J. Cai, and Z. Chen, J. Alloy. Compd., 461: L23 (2008). Crossref
  30. C. Unuvar, D. Fredrick, U. Anselmi-Tamburini, B. Shaw, A. Manerbino, J. Guigné, and Z. Munir, Intermetallics, 15: 294 (2007). Crossref
  31. S. Varam, P. V. S. L. Narayana, M. D. Prasad, D. Chakravarty, K. V. Rajulapati, and K. B. S. Rao, Phil. Mag. Let., 94: 582 (2014). Crossref
  32. A. Hu and S. Cai, J. Mater. Res. Technol., 13: 311 (2021). Crossref
  33. T. Cegan, D. Petlak, K. Skotnicova, J. Jurica, B. Smetana, and S. Zla, Molecules, 25: 2001 (2020). Crossref
  34. G. D. Davis, B. A. Shaw, B. J. Rees, and M. Ferry, J. Electrochem. Soc., 140: 951 (1993). Crossref
  35. R. S. Rajamure, H. D. Vora, S. G. Srinivasan, and N. B. Dahotre, Appl. Surf. Sci., 328: 205 (2015). Crossref
  36. L. Iglesias-Rubianes, P. Skeldon, G. E. Thompson, H. Habazaki, and K. Shimizu, Phil. Mag. A, 81: 1579 (2001). Crossref
  37. D. K. Merl, P. Panjan, and J. Kovač, Corros. Sci., 69: 359 (2013). Crossref
  38. Н. И. Лазаренко, Электроискровое легирование металлических поверхностей (Москва: Машиностроение: 1976).
  39. Z. Zhang and D. L. Chen, Scripta Mater., 54: 1321 (2006). Crossref