Масоперенос при ультразвуковій ударній обробці пари Al—Fe

М. О. Васильєв$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{1}$, С. І. Сидоренко$^{2}$, С. М. Волошко$^{2}$, А. П. Бурмак$^{2}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 29.10.2015. Завантажити: PDF

Досліджено процеси аномального масоперенесення в системі Al—Fe при ультразвуковому ударному обробленні (УЗУО) алюмінійового стопу Д16 із проміжною пластиною армко-Fe, проведеному за умов квазигідростатичного стиснення дифузійної пари в нейтральному середовищі для виключення впливу процесів окиснення контактних поверхонь. Максимальна концентрація Fe у приповерхневих шарах стопу Д16 після оброблення з амплітудою ультразвукового перетворювача $А$ = 25 мкм впродовж 100 с становить $\cong$ 10—12 ат.%. Неочікуваним результатом є поверхнева сеґреґація Cu (до $\cong$ 30 ат.%) у локальних ділянках поверхні. На контактній поверхні армко-Fe після такого режиму УЗУО вміст Al досягає 90 ат.%; одночасно відбувається масоперенесення й інших компонентів стопу Д16 – Cu, Mg та Mn. Збільшення значення мікротвердости поверхні алюмінійового стопу Д16 після УЗУО за умов контакту із пластиною армко-Fe пов’язується як із зменшенням розміру областей когерентного розсіяння та збільшенням рівня мікродеформації кристалічної ґратниці, так і з механохемічною взаємодією Al з Fe та Cu в процесі інтенсивної деформації.

Ключові слова: ультразвукове ударне оброблення, механічне леґування, масоперенесення.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i12/1603.html

PACS: 43.35.+d, 61.72.Dd, 61.72.Ff, 62.20.Qp, 81.20.Ev, 81.40.Ef, 81.65.-b


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, І. Є. Котенко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 8: 1101 (2012).
  2. В. П. Мовчан, М.М. Бережний, Основи металургії (Дніпропетровськ: Пороги: 2001).
  3. Д. С. Герцрикен, В. Ф. Мазанко, В. М. Тышкевич, В. М. Фальченко, Массоперенос в металлах при низких температурах в условиях внешних воздействий (Киев: РИО ИМФ: 1999).
  4. Г. І. Прокопенко, С. М. Волошко, І. Є. Котенко, А. П. Бурмак, Наукові вісті НТУУ «КПІ», № 3: 42 (2009).
  5. Г. И. Прокопенко, А. Л. Березина, С. М. Волошко, И. Е. Котенко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 32, № 3: 397 (2010).
  6. А. П. Бурмак, С. І. Сидоренко, М. О. Васильєв, С. М. Волошко, Наукові вісті НТУУ «КПІ», № 1: 57 (2013).
  7. B. N. Mordyuk, V. V. Silberschidt, G. I. Prokopenko, Yu. V. Nesterenko, and M. O. Iefimov, Materials Characterization, 61, No. 11: 1126 (2010). Crossref
  8. Г. И. Прокопенко, Т. А. Лятун, ФиХОМ, № 3: 3 (1977).
  9. А. В. Кулемин, Ультразвук и диффузия (Москва: Металлургия: 1978).
  10. И. Г. Полоцкий, Д. Е. Овсиенко, З. Д. Ходов, Физ. мет. металловед., 21, № 5: 727 (1966).
  11. В. С. Биронт, Литейное производство, металловедение и обработка металлов давлением, № 5: 134 (1971).
  12. М. А. Васильев, А. В. Козлов, Г. И. Прокопенко, Б. Н. Мордюк, Металлофиз. новейшие технол., 15, № 1: 75 (1995).
  13. В. Л. Сыроватка, В. Е. Оликер, М. С. Яковлева, Материаловедение, № 3: 46 (2013).
  14. С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, І. Є. Котенко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 33, № 12: 1659 (2011).
  15. П. Ю. Волосевич, А. В. Козлов, Б. Н. Мордюк, Г. И. Прокопенко, Н. И. Даниленко, Металлофиз. новейшие технол., 25, № 5: 679 (2003).
  16. M. O. Iefimov, D. V. Lotsko, Yu. V. Milman, A. L. Borisova, S. J. Chugunova, Ye. A. Astakhov, and O. D. Neikov, High Temperature Materials and Processes, 25: 31 (2006). Crossref
  17. V. V. Tcherdyntsev, S. D. Kaloshkin, E. V. Shelekhov, A. I. Salimon, S. Sartori, and G. Principi, Intermetallics, 13: 841 (2005). Crossref
  18. F. Turquier, V. D. Cojocaru, M. Stir, R. Nicula, and E. Burkel, J. Non-Crystalline Solids, 353: 3417 (2007). Crossref
  19. Г. М. Григоренко, А. Ю. Туник, Л. И. Адеева, C. Н. Степанюк, М. А. Полищук, В. И. Зеленин, Автоматическая сварка, № 4: 13 (2014).
  20. 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
  21. S. Mantl, W. Petry, K. Schroeder, and G. Vogl, Phys. Rev. B, 27, No. 9: 5313 (1983). Crossref
  22. А. А. Колотов, А. А. Новоселов, А. Ю. Дроздов, Ф. З. Гильмутдинов, В. Я. Баянкин, Письма в ЖТФ, 37, № 16: 79 (2011).