ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ И ФАЗОВОГО СОСТАВА СПЛАВА АК15, ПОДВЕРГНУТОГО ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОМУ ЛЕГИРОВАНИЮ И ОБРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ
DOI:
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-4(50)-46-54Ключевые слова:
силумин Аl–15 % Si, электровзрывное легирование, микротвердость, электронно-пучковая обработка, сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, многофазная субмикро-и нанокристаллическая структураАннотация
аэвтектические сплавы Al –Si играют важную роль в промышленности и в области износостойкости материалов. В работе исследуется заэвтектический сплав Al–15 % Si, подвергнутый комбинированной обработке в различных режимах. Анализировали покрытия методами: сканирующая электронная микроскопия (СЭМ); просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ); рентгенофазовый анализ; измерение микротвердости. Экспериментальные данные показывают, что введение Al –Y2O3способствует улучшению как морфологических, так и механических характеристик композита. Фазовый анализ продемонстрировал разнообразие структур и размеров различных фаз в исследуемом материале. Важно отметить, что средняя микротвердость покрытия увеличилась в 1,5 раза по сравнению с подложкой, что указывает на успешное увеличение прочностных характеристик благодаря изменениям в структуре материала. Просвечивающая электронная микроскопия подтвердила, что кристаллические ячейки в основном состоят из Y3Al2, в то время как промежуточные слои сформированы Y2Si2O7. Эти соединения, как известно, обладают повышенной термостойкостью и прочностью, что в значительной степени способствует улучшению эксплуатационных характеристик материала. Использование интенсивного импульсного электронного пучка привело к образованию многофазной субмикро-и нанокристаллической структуры в поверхностном слое. Такой процесс способствует значительному повышению микротвердости. В результате структура материала становится более устойчивой при нагрузках, что значительно увеличивает его долговечность и надежность в условиях эксплуатации. Эти результаты подтверждают целесообразностьиспользования комбинированных методов неравновесной модификации поверхности материалов и изделий, которые могут существенно повысить производительность и эффективность использования таких материалов в различных сферах промышленности.
Библиографические ссылки
Белов Н.А. Фазовый состав алюминиевых сплавов. Москва: Издательский Дом МИСиС,2009;392.
Белов Н.А., Савченко С.В., Хван А.В. Фазовый состав и структура силуминов.Москва: МИСИС, 2008;282.
Бельский С.Е., Волчок И.П., Митяев А.А., Свидунович Н.А. Производство алюминие-вых сплавов: состояние и перспективы. Литье и металлургия.2006;26:130–133.
Дроздов А.А. Алюминий. Тринадцатый элемент: энциклопедия. Москва: Библиотека РУСАЛа, 2007;239.
Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металло-ведение литейных алюминиевых сплавов. Москва: МИСиС, 2005;376.
Javidani M., Larouche D. Application of cast Al-Si alloys in internal combustion engine components. International Materials Reviews. 2014;59(3):132–158.
Марукович Е.., Стеценко В.Ю. Проблема модификации алюминиево-кремниевой эвтектики силуминов. Путирешения. Литьеиметаллургия. 2018;2:12–15.https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-2-12-15
Samat S., Omar M.Z., Baghdadi A.H., Mohamed I.F., Aziz A.M. Mechanical properties and microstructures of a modified Al–Si–Cu alloy prepared by thixoforming process for auto-motive connecting rods. Journal of Materials Research and Technology. 2021;10:1086–1102.
Модификация структуры и свойств эв-тектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой/ А.П. Ласковнев, Ю.Ф. Иванов, Е.А. Петрикова и др.; под ред. А.П. Ласковнева. Минск: Беларус. Наука, 2013;287.
Sigworth G.K. The modification of Ai-Si cast-ing alloys: important practical and theoretical aspects. International Journal of Metalcasting. 2008;2(2):19–40. https://doi.org/10.1007/BF03355425
Stepanova E.N., Grabovetskaya G.P., Mishin I.P., Teresov A.P.,Syrtanov M.S.Structure and mechanical properties of the Zr-Nb-H system alloys afterpulsed electronbeamexposure. AIP Conference Proceedings: Proceedings of the Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures. 2018;251(1):020295. https://doi.org/10.1063/1.5083538.
Bestetti M., Andrea L.H., Batuhan A., et al. In-vestigation on the properties of anodic oxides grown on aluminium-silicon alloys irradiated by pulsed electron beam. Materials. Technolo-gies. Design. 2023;5(3(13)):109–122. https://doi.org/10.54708/26587572_2023_5313109
Гэн Я., Панченко И.А., Коновалов С.В., Иванов Ю.Ф., Чен С. Влияние электронно-пучковой обработки на структуру аддитив-ного сплава Al –Mg. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2023;2(44):13–19.
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-2(44)-13-19; EDN: HEJAEC.
Романов Д.А., Будовских Е.А., Жмакин Ю.Д.,Громов В.Е. Опыт и перспективы использо-вания электровзрывной установки ЭВУ 60/10 для модификации поверхности мате-риалов. Известия вузов. Черная металлургия. 2011;(6):19–23. EDN:QCFHBX.
Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности цветных металлов и сплавов/ Под общ. ред. Н.Н. Коваля и Ю.Ф. Иванова. Томск: Изд-воНТЛ, 2016;312.
Egerton F.R. Physical Principles of Electron Microscopy. Basel: Springer International Pub-lishing, 2016;196.
Kumar C.S.S.R. Transmission Electron Microscopy. Characterization of Nanomaterials.New York: Springer, 2014;717.
Fultz B., Howe J.Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of materials, fourth edition. Berlin: Springer, 2013;764.
Thomas J., Gemming T. Analytical transmis-sion Electron Microscopy. Dordrecht: Springer Netherlands, 2014;348.
Liu Y.R., Zhang K.M., Zou J.X., LiuD.K., Zhang T.C. Effect of the high current pulsed electron beam treatment on the surface micro-structure and corrosion resistance of a Mg-4Sm alloy. Journal of Alloys and Compounds. 2018;741:65–75. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.12.227
Zhang T.C.,Zhang K.M., Zou J.X., Yan P., Yang H.Y., Song L.X., Zhang X. Surface mi-crostructure and property modifications in a Mg-8Gd-3Y-0.5Zr magnesium alloy treated by high current pulsed electron beam. Journal of Alloys and Compounds.2019;788:231–239. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.02.130
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Юлия Андреевна Шлярова, Анна Александровна Серебрякова, Виталий Владиславович Шляров, Александр Николаевич Прудников, Дмитрий Валерьевич Загуляев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
