Выпуски МФиНТ »  Том 44, выпуск 6

Modification of Surface Layers of Stainless Steel AISI 420 by a Combination of Thermal and Ultrasonic Impact Influence

A. P. Burmak$^{1}$, M. O. Vasylyev$^{2}$, V. I. Zakiev$^{1,3}$, М. М. Voron$^{4}$, S. M. Voloshko$^{1}$

$^{1}$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
$^{4}$Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 34/1, 03142 Киев, Украина

Получена: 31.03.2022; окончательный вариант - 27.04.2022. Скачать: PDF

The influence of ultrasonic impact treatment (UIT) on the microhardness, roughness and structural-phase state of the stainless steel AISI 420 surface is studied. Ultrasonic impact treatment is performed in an inert environment under the same conditions—the amplitude of the hub end was 25 $\mu$m, the duration of treatment—50 s. Samples of AISI 420 steel are used after softening heat treatment at annealing temperature of 800°C (initial state), after additional hardening from 980°C with oil cooling and after additional hardening from 980°C with subsequent annealing at 250°C for one hour. As established, that after UIT there is a significant decrease in the roughness of the modified surface and increase in microhardness for all cases compared to the initial state. Taking into account the data of x-ray diffraction analysis the main factors of stainless steel AISI 420 surface layers deformation hardening under different combinations of thermal and ultrasonic impact are discussed.

Ключевые слова: stainless steel, surface morphology, microhardness, deformation, stress, ultrasonic impact treatment, heat treatment.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i06/0751.html

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

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. D. Koval, V. G. Efremenko, M. N. Brykov, M. I. Andrushchenko, R. A. Kulikovskii, and A. V. Efremenko, J. Friction Wear, 33: 153 (2012). Crossref
  2. В. А. Кукареко, Обработка металлов. Материаловедение, № 3 (68): 99 (2015). Crossref
  3. M. Klesnil and P. Lukác, Fatigue of Metallic Materials. Materials Science. 2nd Rev. Ed. (Amsterdam: Elsevier Science Publ.: 1992), vol. 71.4. В. М. Финкель, Физические основы торможения разрушения (Москва: Металлургия: 1977).
  4. D. L. Davidson and J. Lankford, International Materials Reviews, 37: 45 (1992).
  5. А. В. Белый, В. А. Кукареко, А. Патеюк, Инженерия поверхностей конструкционных материалов концентрированными потоками ионов азота (Минск: Белорусская наука: 2007). Crossref
  6. Chuan Liu, Changhua Lin, Weihua Liu, Shuang Wang, Yuefeng Chen, Jianfei Wang, and Jianxin Wang, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 192: 104420 (2021).
  7. E. S. Statnikov, O. V. Korolkov, and V. N. Vityazev, Ultrasonics, 44, Suppl. 1: e533 (2007). Crossref
  8. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. Perform., 30: 1780 (2021). Crossref
  9. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 9: 1269 (2015). Crossref
  10. M. O. Vasylyev, B. M. Mordyuk, S. M. Voloshko, and D. A. Lesyk, Progress in Physics of Metals, 22, No. 4: 562 (2021). Crossref
  11. Liang Li, Miru Kim, Seungjun Lee, Taegyu Kim, Jaebeom Lee, and Deugwoo Lee, Surface Coatings Technol., 330: 204 (2017). Crossref
  12. G. Q. Wang, M. K. Lei, and D. M. Guo, Procedia CIRP, 45: 323 (2016). Crossref
  13. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Н. В. Франчік, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 7: 905 (2017). Crossref
  14. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, Crossref
  15. and A. P. Burmak, Surface Coatings Technol., 343: 57 (2018). Crossref
  16. Ю. О. Геллер, А. Г. Рахштадт, Материаловедение (Москва: Металлургия: 1989).
  17. Г. В. Шляхова, С. А. Баранникова, Л. Б. Зуев, Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки, 21, № 3: 1447 (2016). Crossref
  18. В. А. Клименов, Ж. Г. Ковалевская, О. Б. Перевалова, Ю. Ф. Иванов, В. А. Кукареко, ФММ, 102: 621 (2006). Crossref
  19. M. О. Vasylyev, S. І. Sidorenko, S. М. Voloshko, and T. Ishikawa, Usp. Fiz. Met., 17: 209 (2016). Crossref
  20. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, В. І. Закієв, А. П. Бурмак, Д. В. Пефті, Металлофиз. новейшие технол., 42, № 3: 381 (2020) (in Ukrainian). Crossref
  21. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол, 39, № 1: 49 (2017). Crossref
  22. I. Zakiev, M. Storchak, G. A. Gogotsi, V. Zakiev, and Y. Kokoieva, Ceramics International, 47, Iss. 21: 29638 (2021). Crossref
  23. I. Zakiev and E. Aznakayev, JALA—Journal Association for Laboratory Automation, 7, No. 5: 44 (2002). Crossref
  24. M. Storchak, I. Zakiev, V. Zakiev, and A. Manokhin, Measurement, 191: 110745 (2022). Crossref
  25. S. A. Firstov, S. R. Ignatovich, and I. M. Zakiev, Strength Mater., 41: 147 (2009). Crossref
  26. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, В. І. Закієв, А. П. Бурмак, Д. В. Пефті, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 11: 1499 (2019). Crossref
  27. V. Zakiev, A. Markovsky, E. Aznakayev, I. Zakiev, and E. Gursky, Proc. SPIE 5959, Medical Imaging (Congress on Optics and Optoelectronics) (23 September 2005) (Poland, Warsaw: 2005), vol. 595916.
  28. V. O. Dzyura, P. O. Maruschak, I. M. Zakiev, and A. P. Sorochak, International IJE Transactions B: Applications, 30, No. 8: 1170 (2017).
  29. Y. Samih, G. Marcos, N. Stein, N. Allain, E. Fleury, C. Dong, and T. Grosdidier, Surface Coatings Technol., 259: 737 (2014). Crossref
  30. V. N. Gridnev and V. G. Gavriljuk, Phys. Met., 4: 74 (1982).
  31. V. G. Gavriljuk, Mater. Sci. Eng. A, 345: 81 (2003). Crossref

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2022 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»