Випуски МФіНТ »  Том 47, випуск 4

Особливості міґрації атомів у приповерхневих шарах стопу 2099 Al–Cu–Li під час ультразвукового ударного обробляння

О. В. Філатов$^{1}$, В. Ф. Мазанко$^{2}$, С. Є. Богданов$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{1}$, Є. І. Богданов$^{1}$, С. П. Ворона$^{1}$, Л. Качмарек$^{2}$, М. Кліх$^{3}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Лодзький технологічний університет, вул. Жеромського, 116, 90-924 Лодзь, Польща
$^{3}$Інститут технологій безпеки «MORATEX», вул. Марії Склодовської-Кюрі, 3, 90-505 Лодзь, Польща

Отримано: 18.12.2024; остаточний варіант - 13.03.2025. Завантажити: PDF

Вивчено перерозподіл атомів 60Сo у приповерхневому шарі стопу 2099 Al−Cu−Li після термомеханічного оброблення Т83 за умов ультразвукового ударного оброблення (УЗУО). Методом мікродюрометричної аналізи показано, що УЗУО веде до істотного зміцнення стопу Al−Cu−Li 2099-Т83. Однак збільшення тривалости УЗУО призводить до зменшення мікротвердости, що пояснюється процесами релаксації напружень у стопі. Підвищена мікротвердість після УЗУО залишається стабільною у стопі понад півроку. Методом радіоактивних ізотопів було виявлено немонотонну залежність кривої розподілу 60Co у стопі після ультразвукового ударного оброблення впродовж 60, 120 та 180 с, причому оптимальним режимом є час оброблення у 120 с. Коефіцієнти масоперенесення за умов УЗУО за кімнатної температури відповідають коефіцієнтам дифузії в умовах стаціонарного дифузійного відпалу за передтопильних температур. Величина коефіцієнта масоперенесення атомів 60Со у стопі Al−Cu−Li 2099-Т83 під час УЗУО за кімнатної температури перевищує коефіцієнт дифузії 60Со в алюміній за Т = 300 К у ≅ 108 разів, що свідчить про реалізацію явища аномального масоперенесення.

Ключові слова: ультразвукове ударне оброблення, дифузія, масоперенесення, радіоактивний ізотоп, деформація, мікротвердість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i04/0405.html

PACS: 61.72.sh, 61.82.Bg, 62.0.Qp, 62.80.+f, 68.35.Fx, 81.40.Ef, 81.70.Jb

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. E. A. Starke and J. T. Staley, Prog. Aerosp. Sci., 32: 131 (1996).
  2. A. M. Abd El-Hameed and Y. A. Abdel-Aziz, J. Adv. Res. Appl. Sci. Eng. Technol., 22, No. 1: 1 (2021).
  3. I. J. Polmear, Mater. Trans. JIM, 37, No. 1: 12 (1996).
  4. Y. Lin, Z. Zheng, S. Li, X. Kong, and Y. Han, Mater. Charact., 84: 88 (2013).
  5. R. J. Rioja and J. Liu, Metall. Mater. Trans. A, 43, No. 9: 3325 (2012).
  6. E. Balducci, L. Ceschini, S. Messieri, S. Wenner, and R. Holmestad, Mater. Design, 119: 54 (2017).
  7. https://www.smithshp.com/pdf/2099-aluminium-lithium.pdf
  8. Ya. G. Goroshchenko, Fiziko-Khimicheskiy Analiz Gomogennykh i Geterogennykh Sistem [Physicochemical Analysis of Homogeneous and Heterogeneous Systems] (Kiev: Naukova Dumka: 1978) (in Russian).
  9. P. Yu. Volosevich, G. I. Prokopenko, and B. M. Mordyuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 22, No. 9: 61 (2000) (in Russian).
  10. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Ultrasonic Impact Treatment—An Effective Method for Nanostructuring the Surface Layers in Metallic Materials, Handbook of Mechanical Nanostructuring (Ed. M. Aliofkhazraei) (Wiley-VCH: Verlag, 2015).
  11. S. P. Chenakin, B. M. Mordyuk, N. I. Khripta, and V. Yu. Malinin, Metallofiz. Noveishie Tehnol., 45, No. 9: 1109 (2023).
  12. J. F. Babikova, A. A. Gusakov, V. M. Minajev, and G. G. Rjabova, Analiticheskaya Avtoradiographiya [Analytical Autoradiography] (Moskva: Energoatomizdat: 1985) (in Russian).
  13. L. N. Larikov and V. I. Isaichev, Diffuziya v Metallakh i Splavakh: Spravochnik [Diffusion in Metals and Alloys: Handbook] (Kiev: Naukova Dumka: 1987) (in Russian).
  14. P. L. Moore and G. Booth, The Welding Engineer’s Guide to Fracture and Fatigue. 1st Edition (Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering) (November 3, 2014).
  15. J. Hirth and J. Lothe, Theory of Dislocations (Krieger Publishing Company: 1982).
  16. G. I. Eskin and D. G. Eskin, Ultrasonic Treatment of Light Alloy Melts. 2nd Edition (Boca Raton: CRC Press: 2017).
  17. S. Renwick, Handbook of Aluminium Alloys. Illustrated Edition (New York: Research Press: March 5, 2015).
  18. Y. Tang, D. H. Xiao, L. P. Huang, R. X. You, X. Y. Zhao, N. Lin, Y. Z. Ma, and W. S. Liu, Mater. Charact., 191: 112135 (2022).
  19. O. M. Soldatenko, O. V. Filatov, B. M. Mordyuk, and S. M. Soldatenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 45, No. 1: 65 (2023).
  20. D. S. Gertzriken, V. F. Mazanko, V. M. Tyshkevich, and V. M. Falchenko, Massoperenos pri Nizkikh Temperaturakh v Usloviyakh Vneshnikh Vozdeistviy [Mass Transfer at Low Temperatures under External Influences] (Kiev: RIO IMF: 2001) (in Russian).
  21. S. D. Gertzriken and I. Ya. Dekhtyar, Diffuziya v Metallakh i Splavakh v Tverdoy Faze [Diffusion in Metals and Alloys in the Solid Phase] (Moskva: GIFML: 1960) (in Russian).
  22. V. M. Mironov, V. F. Mazanko, D. S. Gertzriken, and O. V. Filatov, Massoperenos i Fazoobrazovanie v Metalakh pri Impulsnykh Vozdeistviyakh [Mass Transfer and Phase Formation in Metals under Pulsed Influences] (Samara: Samarskiy Universitet: 2001) (in Russian).
  23. A. Filatov, A. Pogorelov, D. Kropachev, and O. Dmitrichenko, Defect. Diffus. Forum, 363: 173 (2015).
  24. J. R. Manning, Diffusion Kinetics for Atoms in Crystals (Princeton, NJ: D. Van Nostrand Co., Inc.: 1968).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»