Синтез композитных слоёв на латуни ЛС59-1 ультразвуковой ударной обработкой

А. П. Бурмак$^{1}$, Б. Н. Мордюк$^{2}$, С. В. Волошко$^{1}$, В. И. Закиев$^{3}$, В. В. Могилко$^{1}$

$^{1}$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
$^{3}$Национальный авиационный университет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Киев, Украина

Получена: 29.04.2020. Скачать: PDF

Исследована структура, фазовый состав и механические свойства композитных покрытий, синтезированных ультразвуковой ударной обработкой (УЗУО) поверхностных слоёв двухфазной латуни ЛС59-1 с добавлением порошков Al$_2$O$_3$, SiC и $\beta$-Si$_3$N$_4$. Вследствие интенсивной пластической деформации, вызванной УЗУО, происходит частичное измельчение и внедрение порошков в приповерхностный слой латуни. Предлагаемый подход позволяет синтезировать высокопрочные композитные покрытия толщиной около 100 мкм с градиентной структурой. Максимальный эффект упрочнения в 4 раза превышает исходное состояние латуни в условиях армирования порошками Al$_2$O$_3$ и SiC, количество $\alpha$-фазы по сравнению с УЗУО без порошков при этом уменьшается. Наличие переходного слоя толщиной до 150 мкм подтверждает высокую адгезию покрытия к материалу основы.

Ключевые слова: ультразвуковая ударная обработка, интенсивная пластическая деформация, композитный слой, микротвёрдость, фазовый состав, морфология поверхности.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i09/1245.html

PACS: 43.35.+d, 62.20.Qp, 81.40.Ef, 81.40.Lm, 81.65.-b, 83.10.Tv, 83.50.Uv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. M. Sabbaghian, M. Shamanian, H. R. Akramifard, and M. Esmailzadeh, Ceram. Int., 40: 12969 (2014). Crossref
  2. N. Radhika, S. Thirumalini, and R. Jojith, Silicon, 11: 2103 (2019). Crossref
  3. K. S. Prakash, T. Thankachan, and R. Radhakrishnan, Trans. Nonferrous Metals Soc. China, 27: 627 (2017). Crossref
  4. I. Dinaharan, R. Sathiskumar, and N. Murugan, J. Mater. Res. Technol., 5: 302 (2016). Crossref
  5. T. Thankachan, K. Soorya Prakash, and M. Loganathan, Mater. Manuf. Process., 3: 350 (2018). Crossref
  6. D. Aruri, K. Adepu, and K. Bazavada, J. Mater. Res. Technol., 2: 362 (2013). Crossref
  7. Yu. G. Chabak, V. I. Fedun, V. G. Efremenko, T. V. Pastukhova, and B. V. Efremenko, Pytannya Atomnoyi Nauky i Tekhniky [Problems of Atomic Sci. Technol.], No. 5 (123): 167 (2019).
  8. Ю. Г. Чабак, В. И. Федун, Т. В. Пастухова, В. И. Зурнаджи, С. П. Бережный, В. Г. Ефременко, Питання атомної науки і техніки, № 4 (110): 97 (2017).
  9. M. Kindrachuk, A. Shevchenko, and A. Kryzhanovskyi, Aviation, 20, No. 4: 155 (2016). Crossref
  10. M. V. Kindrachuk, A. I. Vol’chenko, D. A. Vol’chenko, D. Y. Zhuravlev, and V. M. Chufus, Mater. Sci., 54, No. 1: 69 (2018). Crossref
  11. N. Yuvaraj, and S. Aravindan, J. Mater. Res. Technol., 4: 398 (2015). Crossref
  12. S. Rathee, S. Maheshwari, A. N. Siddiquee, and M. Srivastava, Silicon, 11: 797 (2019). Crossref
  13. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 1: 49 (2017). Crossref
  14. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 9: 1269 (2015). Crossref
  15. A. Devaraju, A. Kumar, and B. Kotiveerachari, Mater. Des., 45: 576 (2013). Crossref
  16. R. S. Mishra, M. W. Mahoney, S. X. McFaden, N. A. Mara, and A. K. Mukherjee, Scr. Mater., 42: 163 (1999). Crossref
  17. N. Saini, C. Pandey, S. Thapliyal, and D. K. Dwivedi, Silicon, 10: 1979 (2018). Crossref
  18. M. Srivastava, S. Rathee, A. N. Siddiquee, and S. Maheshwari, Silicon, 11: 2149 (2018). Crossref
  19. Y. Mazaheri, F. Karimzadeh, and M. H. Enayati, Metall. Mater. Trans. A, 45: 2250 (2014). Crossref
  20. F. Khodabakhshi, A. Simchi, A. H. Kokabi, M. Sadeghahmadi, and A. P. Gerlich, Mater. Sci. Technol., 31: 426 (2015). Crossref
  21. 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
  22. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Д. В. Пефті, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 12: 1611 (2019). Crossref
  23. L. S. Fomenko, A. V. Rusakova, S. V. Lubenets, and V. A. Moskalenko, Low Temp. Phys., 36, No. 7: 809 (2010). Crossref
  24. Ю. В. Мильман, С. И. Чугунова, И. В. Гончарова, Вопросы атомной науки и техники, 98, № 4: 182 (2011).
  25. Yu. V. Milman, S. I. Chugunova, I. V. Goncharova, and А. А. Golubenko, Uspekhi Fiz. Met., 19, No. 3: 271 (2018). Crossref
  26. S. R. Ignatovich, I. M. Zakiev, D. I. Borisov and V. I. Zakiev, Strength of Materials, 38: 428 (2006). Crossref
  27. I. Zakiev and E. Aznakayev, J. Association for Laboratory Automation, 7: 44 (2002). Crossref
  28. M. Storchak, I. Zakiev, and L. Träris, J. Mech. Sci. Technol., 32: 315 (2018). Crossref
  29. S. A. Firstov, S. R. Ignatovich, and I. M. Zakiev, Strength of Materials, 41, Iss. 2: 155 (2009). Crossref
  30. V. A. Mechnik, N. A. Bondarenko, V. M. Kolodnitskyi, V. I. Zakiev, I. M. Zakiev, S. R. Ignatovich, S. N. Dub, and N. O. Kuzin, J. Superhard Mater., 41, Iss. 6: 388 (2019). Crossref
  31. 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
  32. H. Özkan Gülsoy, S. Özbey, S. Pazarlioglu, M. Çiftci, and H. Akyurt, Int. J. Mater. Mech. Manufact., 4, Iss. 6: 111 (2016). Crossref
  33. Л. В. Тихонов, В. А. Кононенко, Г. И. Прокопенко, В. А. Рафаловский, Механические свойства металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  34. Г. А. Гогоци, Проблемы прочности, 1: 120 (2000).
  35. М. С. Болдин, Н. В. Сахаров, С. В. Шотин, А. В. Чувильдеев, Д. Н. Нохрин, Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского, 6: 32 (2012).
  36. А. П. Гаршин, В. М. Шумячер, О. И. Пушкарев, Научные исследования и разработки. Новые огнеупоры, 1: 31 (2014).
  37. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, В. І. Закієв, А. П. Бурмак, Д. В. Пефті, Металлофиз. новейшие технол., 42, № 3: 363 (2020). Crossref