Механізм утворення дифузійної зони на межі поділу фаз Al–Fe в умовах ударного навантаження

О. М. Солдатенко$^{1,2}$, О. В. Філатов$^{1,2}$, Б. М. Мордюк$^{1,2}$, С. М. Солдатенко$^{2}$

$^{1}$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: 02.09.2022; остаточний варіант - 02.11.2022. Завантажити: PDF

За допомогою методи молекулярної динаміки та експериментальної методики з використанням ультразвукового ударного оброблення алюмінійового стопу Д16 бойком із армко-заліза досліджено механізми утворення дифузійної зони на межі поділу між матеріялом-основою та леґованим шаром, утвореним внаслідок оброблення. Формування структури поверхневого шару, зміну його товщини було досліджено за допомогою сканувального електронного мікроскопу. Також проведено хемічну мікрорентґеноспектральну аналізу поперечного перерізу оброблених зразків для дослідження товщини дифузійної зони між матеріялом основи та леґованим шаром. Встановлено, що в процесі ультразвукового ударного оброблення стопу Д16 бойком із армко-заліза товщина леґованого шару зростає, а його мікроструктура подрібнюється зі збільшенням тривалости оброблення. Товщина утвореної дифузійної зони на межі поділу між матеріялом-основою та леґованим шаром також зростає. Методою молекулярної динаміки досліджено поведінку атомів на межі поділу Al–Fe у процесі ударного навантаження та встановлено, що наявність межі поділу сприяє дефектоутворенню та взаємній міґрації атомів у такій системі, що приводить до формування дифузійної зони та зміни структури в прилеглих до межі поділу шарах.

Ключові слова: ударне оброблення, дислокації, молекулярна динаміка, дифузійна зона, леґування, поверхнева структура.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i01/0065.html

PACS: 61.72.Bb, 61.72.Lk, 66.30.Ny, 68.35.Fx, 81.40.Vw, 81.70.Bt, 81.70.Cv


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. O. Vasylyev, B. M. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 1: 49 (2017) (in Ukrainian). Crossref
  2. M. O. Vasylyev, B. M. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, and N. V. Franchik, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 8: 1097 (2017) (in Ukrainian). Crossref
  3. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Eng., 34, Iss. 4: 324 (2018). Crossref
  4. M. O. Vasyliev, B. M. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 12: 1603 (2015) (in Ukrainian). Crossref
  5. O. V. Filatov and O. M. Soldatenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 1: 1 (2020). Crossref
  6. D. A. Kropachev, A. E. Pogorelov, and A. V. Filatov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35, No. 6: 793 (2013) (in Russian).
  7. O. Filatov, A. Pogorelov, D. Kropachev, and O. Dmitrichenko, Defect Diffusion Forum, 363: 173 (2015). Crossref
  8. M. I. Mendelev, D. J. Srolovitz, G. J. Ackland, and S. Han, J. Mater. Res., 20: 208 (2005). Crossref
  9. E. R. Jette and F. Foote, J. Chem. Phys., 3, Iss. 10: 605 (1935). Crossref
  10. A. Stukowski, Modell Simul. Mater. Sci. Eng., 18: 015012 (2010). Crossref
  11. O. Filatov, S. Soldatenko, and O. Soldatenko, Appl. Nanosci., 9: 853 (2018). Crossref
  12. O. Filatov and O. Soldatenko, Appl. Nanosci., 10: 4827 (2020). Crossref