Випуски МФіНТ »  Том 46, випуск 9

Вплив електроерозійного різання та ультразвукового модифікування на якість поверхонь деталів із жароміцного ніклевого стопу ХН73МТЮБ

Б. М. Мордюк$^{1}$, В. М. Шиванюк$^{1}$, Н. І. Хріпта$^{1}$, М. А. Скорик$^{1}$, В. І. Закієв$^{2}$, О. В. Подобний$^{3}$, Ю. І. Торба$^{3,4}$, М. О. Грєбєнніков$^{3}$, Д. В. Павленко$^{3,4}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна
$^{3}$ДП «Івченко-Прогрес», вул. Іванова, 2, 69068 Запоріжжя, Україна
$^{4}$Національний університет «Запорізька політехніка», вул. Жуковського, 64, 69063 Запоріжжя, Україна

Отримано: 09.06.2024; остаточний варіант - 09.07.2024. Завантажити: PDF

Проаналізовано стан поверхні зразків із жароміцного стопу на ніклевій основі ХН73МТЮБ (ЭИ698) після електроерозійного різання (ЕЕР) дротом у різних за прикладеною енергією режимах і фінішного високочастотного ударного оброблення (ВЧУО) ультразвуковим ударним інструментом. Із застосуванням оптичної інтерферометрії та растрової електронної мікроскопії досліджено особливості сформованої топографії поверхні та її шерсткість, а за допомогою Рентґенової дифракційної аналізи та мікрорентґеноспектральної аналізи досліджено структуру, хемічний і фазовий склади поверхневих шарів. Виявлено мікролеґування поверхні у випадку застосування для ЕЕР латунного дроту, що не спостерігається за використання молібденового дроту. Цей ефект зумовлює зміни механічних властивостей або їхню відсутність відповідно. Інструментальним індентуванням показано, що внаслідок термічного впливу за умов ЕЕР і після фінішного ВЧУО відбувається зміцнення поверхневих шарів, тоді як виявлене за високоенергетичного ЕЕР мікролеґування елементами латунного дроту веде до пониження твердости. Встановлено, що модифікування поверхні за допомогою ВЧУО забезпечує пониження параметрів шерсткости та відповідно зменшує ймовірність концентрації напружень на заглибленнях мікрорельєфу, а також усуває небезпечні залишкові напруження розтягу.

Ключові слова: ніклевий стоп, електроіскрове різання, поверхневий шар, високочастотне ударне оброблення, мікроструктура, топографія поверхні, шерсткість, твердість, хемічний склад.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i09/0915.html

PACS: 43.35.+d, 62.20.Qp, 68.35.Ct, 68.37.Hk, 68.60.Bs, 81.20.Wk, 81.65.Ps

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. Shabgard, S. Farzaneh, and A. Gholipoor, J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng., 39: 857 (2017).
  2. I. V. Manoj, R. Joy, and S. Narendranath, Arab. J. Sci. Eng., 45: 641 (2020).
  3. F. Klocke, D. Welling, A. Klink, D. Veselovac, T. Nöthe, and R. Perez, Proc. CIRP, 14: 430 (2014).
  4. D. Welling, Proc. CIRP, 13: 339 (2014).
  5. L. Li, Y. B. Guo, X. T. Wei, and W. Li, Proc. CIRP, 6: 220 (2013).
  6. P. Bleys, J.-P. Kruth, B. Lauwers, B. Schacht, V. Balasubramanian, L. Froyen, and J. van Humbeeck, Adv. Eng. Mater., 8: 15 (2006).
  7. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, V. P. Bevz, S. M. Voloshko, and O. B. Mordiuk, Int. J. Surf. Sci. Eng., 14, No. 1: 1 (2020).
  8. A. S. Gill and S. Kumar, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 78: 1585 (2015).
  9. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, K. E. Grinkevych, N. A. Piskun, and T. V. Popova, Surf. Coat. Technol., 309: 969 (2017).
  10. B. N. Mordyuk, V. V. Silberschmidt, G. I. Prokopenko, Y. V. Nesterenko, and M. O. Iefimov, Mater. Characterization, 61: 1126 (2010).
  11. M. A. Vasylyev, B. N. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and A. P. Burmak, Surf. Eng., 34, No. 4: 324 (2018).
  12. V. V. Mohylko, A. P. Burmak, S. M. Voloshko, S. I. Sydorenko, and B. M. Mordyuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 2: 223 (2022) (in Ukrainian).
  13. D. K. Aspinwall, S. L. Soo, A. E. Berrisford, and G. Walder, Ann. CIRP, 57: 187 (2008).
  14. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Handbook of Mechanical Nanostructuring (Ed. M. Aliofkhazraei) (Wiley: 2015), ch. 17, p. 417.
  15. H. I. Prokopenko, B. M. Mordyuk, M. O. Vasyl’yev, and S. M. Voloshko, Fizychni Osnovy Ul’trazvukovoho Udarnoho Zmitsnennya Metalevykh Poverkhon’ [Physical Principles for Ultrasonic Impact Hardening of Metallic Surfaces] (Kyiv: Naukova Dumka: 2017) (in Ukrainian).
  16. M. A. Vasil’ev, B. N. Mordyuk, D. V. Pavlenko, and L. F. Yatsenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 1: 121 (2015) (in Russian).
  17. D. A. Lesyk, S. Martinez, O. O. Pedash, B. N. Mordyuk, V. V. Dzhemelinskyi, and A. Lamikiz, J. Mater. Eng. Perform., 31: 6283 (2022).
  18. S. P. Chenakin, B. N. Mordyuk, and N. I. Khripta, Vacuum, 210: 111889 (2023).
  19. D. A. Lesyk, S. Martinez, B. N. Mordyuk, O. O. Pedash, V. V. Dzhemelinskyi, and A. Lamikiz, Additive Manuf. Let., 3: 100063 (2022).
  20. D. Pavlenko, Y. Dvirnyk, and R. Przysowa, Aerospace, 8, No. 1: 1 (2021).
  21. D. Pavlenko, E. Kondratyuk, Y. Torba, E. Vyshnepolskyi, and D. Stepanov, Eastern-European J. Enterprise Technol., 1, No. 12: 31 (2022).
  22. D. Lesyk, S. Martinez, B. Mordyuk, V. Dzhemelinskyi, and A. Lamikiz, Advanced Manufacturing Processes (Eds. V. Tonkonogyi, V. Ivanov, J. Trojanowska, G. Oborskyi, M. Edl, I. Kuric, I. Pavlenko, and P. Dasic) (Springer: 2020), p. 186.
  23. L. Ropyak, T. Shihab, A. Velychkovych, V. Bilinskyi, V. Malinin, and M. Romaniv, Ceramics, 6: 146 (2023).
  24. Y. Chabak, V. Efremenko, V. Zurnadzhy, V. Puchý, I. Petryshynets, B. Efremenko, V. Fedun, K. Shimizu, I. Bogomol, V. Kulyk, and D. Jakubéczyová, Metals, 12, Iss. 2: 218 (2022).
  25. https://www.splav-kharkov.com/choose_type_class.php?type_id=14.
  26. N. I. Khripta, B. M. Mordyuk, V. Yu. Malinin, M. A. Skoryk, V. I. Zakiyev, O. V. Podobnyy, Yu. I. Torba, M. O. Hryebyennikov, and D. V. Pavlenko, Abstr. IV Int. Conf. ‘Functional Materials for Innovative Energetics FMIE–2023’ (Sept. 21–23, 2023, Kyiv), p. 47 (in Ukrainian).
  27. V. Zakiev, A. Markovsky, E. Aznakayev, I. Zakiev, and E. Gursky, Proc. SPIE, 5959: 595916 (2005).
  28. I. Zakiev, G. A. Gogotsi, M. Storchak, and V. Zakiev, Surfaces, 3, Iss. 2: 211 (2020).
  29. I. Zakiev, M. Storchak, G. A. Gogotsi, V. Zakiev, and Y. Kokoieva, Ceramics Int., 47, Iss. 21: 29638 (2021).
  30. M. Storchak, I. Zakiev, V. Zakiev, A. Manokhin, Measurement, 191: 110745 (2022).
  31. M. O. Vasyl’yev, B. M. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiyev, A. P. Burmak, and D. V. Pefti, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 11: 1499 (2019) (in Ukrainian).
  32. V. I. Kyryliv, V. I. Zakiev, and O. V. Maksymiv, Mater. Sci., 58: 795 (2023).
  33. O. I. Zaporozhets, V. A. Mykhailovskyi, A. A. Halkina, O. V. Podobnyi, Yu. I. Torba, and D. V. Pavlenko, Abstr. IV Int. Conf. ‘Functional Materials for Innovative Energetics FMIE–2023’ (Sept. 21–23, 2023) (Kyiv: 2023), p. 14.

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2024 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»