Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Ультразвукова ударна обробка поверхневого шару титану ВТ1-0 в субмікрокристалічному стані

М. О. Васильєв1, Б. М. Мордюк1, Д. В. Павленко2, Л. Ф. Яценко1

1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
2Запорізький національний технічний університет, вул. Жуковського 64, 69063 Запоріжжя, Україна

Отримано: 16.05.2014. Завантажити: PDF

У роботі досліджено вплив ультразвукового ударного оброблення на структуру та властивості поверхневого шару титану ВТ1-0 у субмікрокристалічному стані. Показано, що, поєднуючи методи об’ємної (ґвинтова екструзія) і поверхневої (ультразвукове ударне оброблення) інтенсивної пластичної деформації, можна забезпечити підвищену міцність, зносостійкість і корозійну стійкість поверхневих шарів титанових стопів. Встановлено, що після ґвинтової екструзії в титані ВТ1-0 формується структура з розміром зерен близько 200—250 нм. Методою Оже-електронної спектроскопії встановлено зміни хемічного стану поверхні титану ВТ1-0 після ґвинтової екструзії і наступного ультразвукового ударного оброблення в арґоні й у рідкому азоті. Ультразвукове ударне оброблення титану ВТ1-0 в середовищі арґону приводить до насичення поверхневого шару киснем (до 40 ат.%), а при обробленні в рідкому азоті відбувається насичення атомами N (до 21 ат.%) і O (до 24 ат.%), що свідчить про механохемічну синтезу нітридів і оксинітридів титану. Мікротвердість поверхневого шару ВТ1-0 після ультразвукового ударного оброблення в арґоні зростає в 3 рази, а в рідкому азоті – в 3,5 рази.

Ключові слова: титан ВТ1-0, поверхневий шар, інтенсивна пластична деформація, ґвинтова екструзія, ультразвукова ударна обробка.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i01/0121.html

PACS: 43.35.+d, 62.20.Qp, 68.35.Gy, 68.55.J-, 68.55.Nq, 81.20.Hy, 81.65.Lp


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. А. В. Панин, В. Е. Панин, И. П. Чернов, Ю. И. Почивалов, М. С. Казаченок, А. А. Сон, Р. З. Валиев, В. И. Копылов, Физическая мезомеханика, 4, № 6: 87 (2001).
  2. В. Е. Панин, Физическая мезомеханика, 4, № 3: 5 (2001)
  3. Э. В. Козлов, А. Н. Жданов, Н. А. Конева, Физическая мезомеханика, 10, № 3: 95 (2007).
  4. Ю. Н. Подрезов, Н. И. Даниленко, Е. Н. Борисовская, Н. И. Бродниковский, Н. В. Минаков, С. А. Фирстов, Металлофиз. новейшие технол., 26, № 5: 659 (2004).
  5. Ю. Н. Подрезов, С. А. Фирстов, Физика и техника высоких давлений, 16, № 4: 37 (2006).
  6. В. М. Смелянский, Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием (Москва: Машиностроение: 2002).
  7. М. Н. Степнов, М. Г. Вейцман, Е. В. Гиацинтов, Л. В. Агамиров, Л. Н. Гуськова, Проблемы прочности, 17, № 3: 321 (1985).
  8. В. А. Богуслаев, В. К. Яценко, П. Д. Жеманюк, П. Д. Павленко, Д. В. Пухальская, Г. В. Бень, В. П. Деркаченко, Отделочно-упрочняющая обработка деталей ГТД (Запорожье: Мотор Сич: 2005).
  9. Д. В. Павленко, Д. В. Ткач, В. Ю. Коцюба, С. Н. Пахолка, X Международная научно-техническая конференция (Запорожье: Мотор Сич: 2013), с. 118.
  10. Я. Е. Бейгельзимер, В. Н. Варюхин, Д. В. Орлов, Винтовая экструзия — процесс накопления деформации (Донецк: ТЕАН: 2003).
  11. Г. І. Прокопенко, М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, Г. І. Кузьміч, О. Ф. Луговський, В. І. Чорний, Ультразвуковий пристрій для зміцнення та наноструктуризації поверхні металів, Патент України на корисну модель № 9175 (Бюл. № 9 від 15.09.2005).
  12. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, М. А. Vasiliev, and N. A. Iefimov, Mater. Sci. Eng. A, 458: 253 (2007). Crossref
  13. Д. В. Ткач, Д. В. Павленко, В. Е. Ольшанецкий, Новые материалы и технологии в металлургии и машиностроении, № 1: 11 (2011).
  14. А. М. Глезер, Л. С. Метлов, Физика твердого тела, 52, № 6: 1090 (2010).
  15. Ю. В. Мильман, Нанотехнологии: наука и производство, 2, № 3: 17 (2009).
  16. С. В. Бобылев, И. А. Овидько, Физика и механика материалов [Mater. Phys. Mech.], 8: 65 (2009).
  17. Н. И. Новиков, В. К. Портной, Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном (Москва: Металлургия: 1981).
  18. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, G. I. Prokopenko, and N. I. Khripta, Surf. Coat. Technol., 210: 54 (2012). Crossref
  19. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. A, 437: 396 (2006). Crossref
  20. М. А. Васильев, В. А. Тиньков, С. М. Волошко, В. С. Филатова, Л. Ф. Яценко, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 5: 687 (2012).
  21. M. A. Vasylyev, S. P. Chenakin, and L. F. Yatsenko, Acta Mater., 60: 6223 (2012). Crossref
  22. В. М. Федірко, І. М. Погрелюк, Азотування титану та його сплавів (Київ: Наукова думка: 1995).
  23. О. Шут, Закономірності зміцнення полікристалів при переході від мікро- до наноструктурного стану (Дис. … канд. фіз.-мат. н.) (Київ: ІПМ НАНУ: 2013).