Синтез композитних шарів на латуні ЛС59-1 ультразвуковою ударною обробкою

А. П. Бурмак$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{2}$, С. М. Волошко$^{1}$, В. І. Закієв$^{3}$, В. В. Могилко$^{1}$

$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна

Отримано: 29.04.2020. Завантажити: PDF

Досліджено структуру, фазовий склад та механічні властивості композитних покриттів, синтезованих ультразвуковою ударною обробкою (УЗУО) поверхневих шарів двофазної латуні ЛС59-1 із додаванням порошків Al$_2$O$_3$, SiC та $\beta$-Si$_3$N$_4$. Внаслідок інтенсивної пластичної деформації, спричиненої УЗУО, відбувається часткове подрібнення та втілення порошків у приповерхневий шар латуні. Запропонований підхід дозволяє синтезувати високоміцні композитні покриття товщиною близько 100 мкм з ґрадієнтною структурою. Максимальний ефект зміцнення перевищує у 4 рази вихідний стан латуні за умов армування порошками Al$_2$O$_3$ і SiC, кількість $\alpha$-фази порівняно із УЗУО без порошків до того ж зменшується. Наявність перехідного шару товщиною до 150 мкм підтверджує високу адгезію покриття до матеріялу основи.

Ключові слова: ультразвукова ударна обробка, інтенсивна пластична деформація, композитний шар, мікротвердість, фазовий склад, морфологія поверхні.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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