Структурно-фазовое состояния поверхностных слоёв латуни ЛС59-1 после высокочастотной ударной обработки в жидком азоте

М. А. Васильeв$^{1}$, Б. Н. Мордюк$^{1}$, С. М. Волошко$^{2}$, А. П. Бурмак$^{2}$, Д. В. Пефти$^{2}$

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

Получена: 08.08.2019. Скачать: PDF

Исследованы структурно-фазовое состояние и микротвёрдость $HV$ поверхностного слоя двухфазной латуни ЛС59-1 после различных режимов высокочастотной ударной обработки с помощью ультразвука (УЗУО) в среде жидкого азота. Показано, что изменение механических свойств и структурно-фазового состояния поверхностного слоя с ростом времени обработки имеет двухстадийный характер. Первая стадия стремительного упрочнения (в $\sim$2 раза) продолжительностью $\sim$20 с, обусловленного структурно-фазовыми перестройками, сменяется стадией насыщения соответствующих характеристик. Основными факторами упрочнения является накопление дислокаций в плоских скоплениях, формирование микродвойников и сдвиговых полос с высокой плотностью дислокаций в них, которые обеспечивают диспергирования зернённой структуры и уменьшение размера областей когерентного рассеяния более, чем в 10 раз. Выявленные изменения фазового и химического состава, а также формирование напряжений сжатия и переориентация зёрен, обеспечивают дополнительное упрочнения поверхностного слоя после крио-УЗУО.

Ключевые слова: латунь, высокочастотная ударная обработка, крио-деформация, жидкий азот, структурно-фазовое состояние, наноструктура, микротвёрдость.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i12/1611.html

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


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji, and T. Sakai, Acta Mater., 47, Iss. 2: 579 (1999). Crossref
  2. S. Qu, X. H. An, H. J. Yang, C. X. Huang, G. Yang, Q. S. Zang, Z. G. Wang, S. D. Wu, and Z. F. Zhang, Acta Mater., 57, Iss. 5: 1586 (2009). Crossref
  3. R. Z. Valiev and T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci., 51, Iss. 7: 881 (2006). Crossref
  4. A. P. Zhilyaev and T. G. Langdon, Prog. Mater. Sci., 53, Iss. 6: 893 (2008). Crossref
  5. Y. Estrin and A. Vinogradov, Acta Mater., 61, Iss. 3: 782 (2013). Crossref
  6. K. Lu, Science, 345, Iss. 6203: 1455 (2014). Crossref
  7. K. Lu, L. Lu, and S. Suresh, Science, 324, Iss. 5925: 349 (2009). Crossref
  8. T. Konkova, S. Mironov, A. Korznikov, G. Korznikova, M. M. Myshlyaev, and S. L. Semiatin, J. Alloys Compd., 629: 140 (2015). Crossref
  9. Y. H. Zhao, X. Z. Liao, Z. Horita, T. G. Langdon, and Y. T. Zhu, Mater. Sci. Eng., A, 493, Iss. 1–2: 123 (2008). Crossref
  10. G. H. Xiao, N. R. Tao, and K. Lu, Mater. Sci. Eng., A, 513–514: 13 (2009). Crossref
  11. A. M. Hodge, Y. M. Wang, and T. W. Barbee Jr., Mater. Sci. Eng., A, 429, Iss. 1–2: 272 (2008). Crossref
  12. W. Z. Han, Z. F. Zhang, S. D. Wu, and S. X. Li, Philos. Mag., 88, Iss. 24: 3011 (2008). Crossref
  13. Y. S. Li, Y. Zhang, N. R. Tao, and K. Lu, Acta Mater., 57, Iss. 3: 761 (2009). Crossref
  14. C. Zener and J. H. Hollomon, J. Appl. Phys., 15: 22 (1944). Crossref
  15. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Coat. Technol., 343: 57 (2018). Crossref
  16. G. H. Xiao, N. R. Tao, and K. Lu, Scr. Mater., 59, Iss. 9: 975 (2008). Crossref
  17. Y. N. Petrov, M. A. Vasylyev, L. N. Trofimova, I. N. Makeeva, and V. S. Filatova, Appl. Surf. Sci., 327: 1 (2015). Crossref
  18. B. Roy, N.K. Kumar, P. M. G. Nambissan, and J. Das, AIP Adv., 4, Iss. 6: 067101-1 (2014). Crossref
  19. T. Konkova, S. Mironov, A. Korznikov, and S. L. Semiatin, Acta Mater., 58, Iss. 16: 5262 (2010). Crossref
  20. V. Subramanya Sarma, J. Wang, W. W. Jian, A. Kauffmann, H. Conrad, J. Freudenberger, and Y. T. Zhu, Mater. Sci. Eng., A, 527, Iss. 29–30: 7624 (2010). Crossref
  21. H. Bahmanpour, A. Kauffmann, M. S. Khoshkhoo, K. M. Youssef, S. Mula, J. Freudenberger, J. Eckert, R. O. Scattergood, and C. C. Koch, Mater. Sci. Eng., A, 529: 230 (2011). Crossref
  22. X. Y. San, X. G. Liang, L. P. Cheng, C. J. Li, and X. K. Zhu, Mater. Des., 35: 480 (2012). Crossref
  23. R. Kumar, S. M. Dasharath, P. C. Kang, C. C. Koch, and S. Mula, Mater. Des., 67: 637 (2015). Crossref
  24. T. Konkova, S. Mironov, A. Korznikov, G. Korznikova, M. Myshlyaev, and L. Semiatin, Mater. Lett., 161: 1 (2015). Crossref
  25. V. Subramanya Sarma, K. Sivaprasad, D. Sturm, and M. Heilmaier, Mater. Sci. Eng., A, 489, Iss. 1–2: 253 (2008). Crossref
  26. T. Konkova, S. Mironov, A. Korznikov, G. Korznikova, M. M. Myshlyaev, and S. L. Semiatin, Mater. Charact., 101: 173 (2015). Crossref
  27. M. Ahlers, Prog. Mater. Sci., 30, Iss. 3: 135 (1986). Crossref
  28. M. A. Vasylyev, S. P. Chenakin, and L. F. Yatsenko, Acta Mater., 60, Iss. 17: 6223 (2012). Crossref
  29. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Н. В. Франчік, Металлофиз. новейш. технол., 39, № 7: 905 (2017). Crossref
  30. Ю. В. Мильман, А. Н. Слипенюк, В. В. Куприн, Д. В. Козырев, Вопросы атомной науки и техники, № 4: 85 (2011).
  31. M. A. Vasylyev, S. P. Chenakin, and L. F. Yatsenko, Acta Mater., 103: 761 (2016). Crossref
  32. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Eng., 34, Iss. 4: 324 (2018). Crossref
  33. A. I. Dekhtyar, B. N. Mordyuk, D. G. Savvakin, V. I. Bondarchuk, I. V. Moiseeva, and N. I. Khripta, Mater. Sci. Eng., A, 641: 348 (2015). Crossref
  34. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng., A, 559: 453 (2013). Crossref
  35. N. I. Khripta, O. P. Karasevska, and B. N. Mordyuk, J. Mater. Eng. Perform., 26, Iss. 11: 5446 (2017). Crossref
  36. A. Moshkovich, V. Perfilyev, I. Lapsker, and L. Rapoport, Wear, 320: 34 (2014). Crossref
  37. R. Pernis, J. Kasala, and J. Bořuta, Kovove Mater., 48, No. 1: 41 (2010). Crossref
  38. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng., A, 437, Iss. 2: 396 (2006). Crossref
  39. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, Г. І. Прокопенко, С. М. Волошко, Л. Ф. Яценко, Н. І. Хріпта, Mеталлофиз. новейшие технол., 40, № 8: 1029 (2018). Crossref
  40. J. Dutkiewicz, F. Masdeu, P. Malczewski, and A. Kukuła, Archives Mater. Sci. Eng., 39, No. 2: 80 (2009).