Випуски МФіНТ »  Том 44, випуск 11

Зміцнення поверхні стопу ВТ6 високочастотними механічними ударами

А. П. Бурмак$^{1}$, С. М. Волошко$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{1,2}$, Т. А. Красовський$^{3}$, В. І. Закієв$^{1,4}$, І. А. Владимирський$^{1}$, М. О. Васильєв$^{2}$

$^{1}$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
$^{3}$Київський академічний університет НАН та МОН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{4}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна

Отримано: 15.08.2022; остаточний варіант - 12.09.2022. Завантажити: PDF

Проведене порівняння впливу високочастотного зміцнення кульками (ВЧЗК) та локального високочастотного ударного оброблення (ВЧУО) ударним елементом на мікромеханічні характеристики та структурно-фазовий стан поверхні стопу ВТ6 (Ti6Al4V). ВЧЗК поверхні зразків проводилось на повітрі упродовж 30–240 с крицевими кульками діяметром 2 мм, рух яких задавався ультразвуковим сонотродом, що коливався з частотою $\cong$ 20 кГц. Результати порівнювались з ВЧУО крицевим циліндричним бойком діяметром 5 мм за співставних часових режимів. За даними інструментального індентування визначено механічні характеристики, а рентґеноструктурної аналізи — структурні параметри та наявність оксидних фаз на поверхні. Встановлені особливості змін мікротвердости та визначених за рентґенівськими даними макронапружень, розміру кристалітів та структурно-фазового складу після оброблення високочастотними механічними ударами, спричиненими різним ультразвуковим збудженням.

Ключові слова: високочастотне зміцнення кульками, високочастотне механічне ударне оброблення, поверхня, залишкові напруження, мікротвердість, фазовий склад.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i11/1453.html

PACS: 43.35.+d, 61.72.Ff, 81.65.-b, 83.10.Tv, 85.40.-e

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. R. Liu, S. Yuan, N. M. Lin, Q. F. Zeng, Z. H. Wang, and Y. C. Wu, J. Mater. Res. Technol., 11: 351 (2021). Crossref
  2. R. R. Boyer, Mater. Sci. Eng., 213, Iss. 1–2: 103 (1996). Crossref
  3. O. Schauerte, Adv. Eng. Mater., 5, Iss. 6: 411 (2003). Crossref
  4. R. W. Schutz, C. F. Baxter, P. L. Boster, and F. H. Fores, JOM, 53: 33 (2001). Crossref
  5. J. Cheng, F. Li, S. G. Zhu, Y. Yu, Z. H. Qiao, and J. Yang, Tribol. Int., 115: 483 (2017). Crossref
  6. L. Luo, Z. Y. Jiang, D. B. Wei, and X. F. He, Adv. Mater. Res., 887–888: 1115 (2014). Crossref
  7. A. T. Sidambe, Materials, 7, Iss. 12: 8168 (2014). Crossref
  8. D. Kuroda, M. Niinomi, M. Morinaga, Y. Kato, and T. Yashiro, Mat. Sci. Eng. A, 243: 244 (1998). Crossref
  9. K. G. Budinski, Wear, 151, Iss. 2: 203 (1991). Crossref
  10. A. Molinari, G. Straffelini, B. Tesi, and T. Bacci, Wear, 208, Iss. 1–2: 105 (1997). Crossref
  11. D. Banerjee and J. C. Williams, Acta. Mater., 61, Iss. 3: 844 (2013). Crossref
  12. M. Wen, C. Wen, P. Hodgson, and Y. C. Li, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 116: 658 (2014). Crossref
  13. X. H. Zhang and D. X. Liu, Int. J. Fatigue, 31, Iss. 5: 889 (2009). Crossref
  14. L. Wagner, Mater. Sci. Eng. A, 263: 210 (1999). Crossref
  15. 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
  16. L. Benea, E. Mardare-Danaila, and J.-P. Celis, Tribol. Int., 78: 168 (2014). Crossref
  17. M. О. Vasylyev, S. І. Sidorenko, S. М. Voloshko, and T. Ishikawa, Usp. Fiz. Met., 17, Iss. 3: 209 (2016). Crossref
  18. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. Perform., 30: 1780 (2021). Crossref
  19. A. P. Zhilyaev and T. G. Langdon, Progress Mater. Sci., 53: 893 (2008). Crossref
  20. R. Z. Valiev and T. G. Langdon, Progress Mater. Sci., 51: 881 (2006). Crossref
  21. H. Chan, Development of Surface Mechanical Attrition Treatment (SMAT) and Electrodeposition Process for Generating Nanostructured Materials and Study of their Tensile Properties (Hong Kong: The Hong Kong Polytechnic University: 2010).
  22. H. Glaiter, Acta Mater., 48: 1 (2000). Crossref
  23. А. А. Мазилкин, Б. Б. Страумал, С. Г. Протасова, Физика твёрдого тела, 49: 824 (2007). Crossref
  24. K. Lu and J. J. Lu, Mater. Sci. Technol., 15, Iss. 03: 193 (1999).
  25. K. Lu and J. Lu, Mater. Sci. Eng. A, 375–377: 38 (2004). Crossref
  26. Y. S. Zhang, Z. Han, K. Wang, and K. Lu, Wear, 260: 942 (2006). Crossref
  27. A. Amanov and Y.-S. Pyun, Surf. Coat. Technol., 326: 343 (2017). Crossref
  28. A. Amanov, I.-S. Cho, D.-E. Kim, and Y.-S. Pyun, Surf. Coat. Technol., 207: 135 (2012). Crossref
  29. X. Y. Cao, P. Zhu, W. Wang, T. G. Liu, Y. H. Lu, and T. Shoji, Mater. Characterization, 137: 77 (2018). Crossref
  30. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, Г. І. Прокопенко, С. М. Волошко, Л. Ф. Яценко, Н. І. Хріпта, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 8: 1029 (2018). Crossref
  31. N. R. Tao, H. W. Zhang, J. Lu, and K. Lu, Mater. Trans., 44, Iss. 10: 1919 (2003). Crossref
  32. М. О. Васильєв, Г. І. Прокопенко, В. С. Філатова, Успехи физ. мет., 5, № 3: 345 (2004). Crossref
  33. С. І. Сидоренко, М. О. Васильєв, С. М. Волошко, Наука про матеріали: досягнення та перспективи (Ред. Л. М. Лобанов) (Київ: Академперіодика: 2018), т. 1, с. 295.
  34. S. Alikhani Chamgordanis, R. Miresmaeili, and M. Aliofkhazraei, Tribology Int., 119: 744 (2018). Crossref
  35. S. Anand Kuma, S. Ganesh Sundara Raman, and T. S. N. Sankara Narayanan, Trans. Indian Inst. Met., 67: 137 (2014). Crossref
  36. S. B. Fard and M. Guagliano, Frattura ed Integrità Strutturale, 7: 3 (2009). Crossref
  37. J. W. Tian, J. C. Villegas, W. Yuan, D. Fielden, L. Shaw, P. K. Liaw, and D. L. Klarstrom, Mater. Sci. Eng. A, 468–470: 164 (2007). Crossref
  38. Y. Chen, G. Wang, Y. Liu, L. Zhan, H. Diao, and Y. Wang, Metals, 12, Iss. 1: 94 (2022). Crossref
  39. Q. Yao, J. Sun, G. Zhang, W. Tong, and H. Zhang, Vacuum, 142: 45 (2017). Crossref
  40. Q. Zhang, B. B. Duan, Z. Q. Zhang, J. B. Wang, and C. R. Si, J. Mater. Res. Technol., 11: 1090 (2021). Crossref
  41. Y. Eyzat, M. Chemkhi, Q. Portella, J. Gardana, J. Remond, and D. Retraint, Procedia CIRP, 81: 1225 (2019). Crossref
  42. X. С. Yan, S. Yin, C. Y. Chen, R. Jenkins, R. Lupoi, R. Bolot, W. Ma, M. Kuang, H. Liao, J. Lu, and M. Liu, Materials Research Letters, 7, Iss. 8: 327 (2019). Crossref
  43. D. Gallitelli, D. Retraint, and E. Rouhaud, Adv. Mater. Research, 996: 964 (2014). Crossref
  44. Y. G. Chabak, V. I. Fedun, K. Shimizu, V. G. Efremenko, and V. I. Zurnadzhy, Problems of Atomic Science and Technology. Series ‘Plasma Electronics and New Acceleration Methods’, 104, Iss. 4: 100 (2016).
  45. Г. І. Прокопенко, Б. М. Мордюк, М. О. Васильєв, С. М. Волошко, Фізичні основи ультразвукового ударного зміцнення металевих поверхонь (Київ: Наукова думка: 2017).
  46. R. Boyer, G. Welsch, and E. W. Collings, Materials Properties Handbook: Titanium Alloys (ASM International, Materials Park: 1994).
  47. V. I. Prykhodko, М. V. Vysokolyan, V. V. Volochai, G. І. Prokopenko, B. N. Mordyuk, V. Т. Cherepin, Т. А. Krasovskiy, and Т. V. Popova, Science and Innovation, 10: 5 (2014). Crossref
  48. С. І. Дерев’янко, В. В. Морозович, Т. А. Красовський, Ю. О. Ляшенко, Вісник Черкаського університету. Серія Фізико-математичні науки, 1: 60 (2019).
  49. I. Zakiev, M. Storchak, G. A. Gogotsi, V. Zakiev, and Y. Kokoieva, Ceramics International, 47, Iss. 21: 29638 (2021). Crossref
  50. I. Zakiev and E. Aznakayev, J. Association for Laboratory Automation, 7: 44 (2002). Crossref
  51. M. Storchak, I. Zakiev, V. Zakiev, and A. Manokhin, Measurement, 191: 110745 (2022). Crossref
  52. S. A. Firstov, S. R. Ignatovich, and I. M. Zakiev, Strength Mater., 41: 147 (2009). Crossref
  53. 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
  54. А. М. Глезер, Л. С. Метлов, Физика твёрдого тела, 52: 1090 (2010). Crossref
  55. М. О. Васильєв, Б. М. Мордюк, С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 9: 1269 (2015). Crossref
  56. S. Jelliti, C. Richard, D. Retraint, T. Roland, M. Chemkhi, and C. Demangel, Surf. Coat. Technol., 224: 82 (2013). Crossref
  57. V. Tuninetti, A. F. Jaramillo, G. Riu, C. Rojas-Ulloa, A. Znaidi, C. Medina, A. M. Mateo, and J. J. Roa, Metals, 11: 104 (2021). Crossref
  58. R. K. Nalla, I. Altenberger, U. Noster, G. Y. Liu, B. Scholtes, and R. O. Ritchie, Mater. Sci. Eng. A, 355: 216 (2003). Crossref
  59. B. N. Mordyuk, A. I. Dekhtyar, D. G. Savvakin, and N. I. Khripta, J. Mater. Eng. Perform., 31: 5668 (2022). Crossref
  60. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, G. I. Prokopenko, and N. I. Khripta, Surf. Coat. Technol., 210: 54 (2012). Crossref
  61. Y. G. Liu and M. Q. Li, Mater. Sci. Eng. A, 745: 291 (2019). Crossref

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2022 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»