Выпуски МФиНТ »  Том 42, выпуск 10

Структурно-фазовые превращения в поверхностных слоях сплавов на основе кобальта с карбидом титана после ультразвуковой ударной обработки

М. А. Васильев$^{1}$, Б. Н. Мордюк$^{1}$, Т. С. Черепова$^{1}$, С. М. Волошко$^{2}$, А. П. Бурмак$^{2}$, В. В. Могилко$^{2}$, М. М. Ворон$^{3}$

$^{1}$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
$^{3}$Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 34/1, 03142 Киев, Украина

Получена: 20.06.2020. Скачать: PDF

Для упрочнения и уплотнения поверхностного слоя сплавов на основе кобальта с карбидным упрочнением использована ультразвуковая ударная обработка (УЗУО). Структурно-фазовые трансформации в результате УЗУО обеспечивают значительное повышение твёрдости в зависимости от исходного содержания карбидной фазы в сплаве. Механизм упрочнения обусловлен процессом диспергирования субзёренной/зёренной структуры, дроблением карбидных частиц, ликвидацией пористости в приповерхностной области и концентрационными изменениями состава. Синергетический эффект карбидного упрочнения и УЗУО позволяет достичь максимального значения твёрдости по Виккерсу 16 ГПа. Благодаря УЗУО удаётся повысить твёрдость сплава с содержанием TiC 60% об. в 1,5 раза. В модифицированном УЗУО слое концентрации углерода, титана и кобальта равны $\sim$20 ат.%, а хрома, железа и никеля — $\sim$10 ат.%. Такой химический состав характерен для высокоэнтропийных сплавов и может быть дополнительным фактором упрочнения.

Ключевые слова: сплав, ультразвуковая ударная обработка, карбидные включения, массоперенос, фазовый состав.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i10/1401.html

PACS: 61.72.uf, 68.35.bj, 81.40.Np, 81.40.Wx, 81.65.-b

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. И. М. Любарский, Л. С. Палатник, Металлофизика трения (Москва: Металлургия: 1976).
  2. K. C. Antony, J. Metals, 35, № 2: 52 (1983). Crossref
  3. Р. З. Валиев, Физика и техника высоких давлений, 18: 12 (2008).
  4. М. А. Васильев, Г. И. Прокопенко, В. С. Филатова, Успехи физики металлов, № 5: 345 (2004). Crossref
  5. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. A, 437: 396 (2006). Crossref
  6. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, J. Sound Vibration, 308: 855 (2007). Crossref
  7. Г. І. Прокопенко, Б. М. Мордюк, М. О. Васильєв, С. М. Волошко, Фізичні основи ультразвукового ударного зміцнення металевих поверхонь (Київ: Наукова думка: 2017).
  8. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металофіз. новітні технол., 39, № 1: 49 (2017). Crossref
  9. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металофіз. новітні технол., 37, № 9: 1269 (2015). Crossref
  10. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Handbook of Mechanical Nanostructuring (Ed. M. Aliofkhazraei) (Wiley-VCH: 2015), p. 417. Crossref
  11. C. A. Rodopoulos, A. Th. Kermanidis, E. Statnikov, V. Vityazev, and O. Korolkov, J. Mater. Eng. Perform., 16: 30 (2007). Crossref
  12. V. Efremenko, K. Shimizu, T. Pastukhova, Y. Chabak, M. Brykov, K. Kusumoto, and A. Efremenko, Int. J. Mater. Res., 109, No. 2: 147 (2018). Crossref
  13. С. С. Кипарисов, Ю. В. Левинский, А. П. Петров, Карбид титана. Получение, свойства, применение (Москва: Металлургия: 1987).
  14. Р. П. Х. Флеминг, Жаропрочные сплавы для газовых турбин (Москва: Металлургия: 1981).
  15. I. Nikitin, B. Scholtes, H. J. Maier, and I. Altenberger, Scr. Mater., 50: 1345 (2004). Crossref
  16. Y. N. Petrov, G. I. Prokopenko, B. N. Mordyuk, M. A. Vasilyev, S. M. Voloshko, V. S. Skorodzievskii, and V. S. Filatova, Mater. Sci. Eng. C, 58: 1024 (2016). Crossref
  17. Т. С. Черепова, Г. П. Дмитрієва, В. К. Носенко, Металознавство та обробка металів, 3: 36 (2015).
  18. Г. П. Дмитриева, Т. С. Черепова, Технологические системы, 2: 46 (2017).
  19. H. Toda, K. Minami, K. Koyama, K. Ichitani, M. Kobayashi, K. Uesugi, and Y. Suzuki, Acta Mater., 57: 4391 (2009). Crossref
  20. T. Horiya, T. Yamazaki, K. Takahashi, and H. Fujii, NIPPON Steel Tech. Report, No. 62: 92 (1994).
  21. 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
  22. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, V. P. Bevz, S. M. Voloshko, and O. B. Mordiuk, Int. J. Surf. Sci. Eng., 14: 1 (2020). Crossref
  23. М. А. Тихоновский, А. С. Тортика, И. В. Колодий, П. И. Стоев, Т. Ю. Рудычева, Н. С. Бережная, И. Г. Танцюра, З. И. Колупаева, И. К. Мельников, Вопросы атомной науки и техники, № 4 (104): 37 (2016).
  24. A. Sanaty-Zadeh, Mater. Sci. Eng. A, 531: 112 (2012). Crossref
  25. Z. Zhang and D.L.Chen, Scripta Mater., 54: 1321 (2006). Crossref
  26. B. N. Mordyuk, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and M. I. Danylenko, Surf. Coat. Technol., 205: 5278 (2011). Crossref
  27. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, Yu. V. Milman, M. O. Iefimov, K. E. Grinkevych, A. V. Sameljuk, and I. V. Tkachenko, Wear, 319: 84 (2014). Crossref
  28. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, М. Волошко, В. І. Закієв, А. П. Бурмак, Д. В. Пефті, Металофіз. новітні технол., 42, № 3: 381 (2020).

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»