Методами термического анализа исследовано влияние ультразвука на затвердевание промышленных алюминиевых сплавов (Al-4 % Cu и Al-11 % Si) с добавлением 0,1 % Ce-мишметалла и без него. Воздействие ультразвуковой энергии производилось с постоянной амплитудой в течение различного времени (0, 10, 20 и 40 с). Ce-мишметалл вводился в виде добавки, уменьшающей зерно для alpha-алюминиевой матрицы в промышленных алюминиевых и Al-4 % Cu сплавах, и в виде модификатора для эвтектического кремния в сплаве Al-11 % Si. Исследования проведены на малых цилиндрических металлических формах, сделанных из чугуна с отверстием в середине для термопары с целью термического анализа. Воздействие ультразвуковой вибрации, а также добавки Ce-мишметалла на поведение этих сплавов при затвердевании изучено при помощи анализа кривых охлаждения, полученных во время процессов затвердевания. Обсуждены различные механизмы образования и роста кристаллов при применении ультразвуковой энергии и добавлении Ce-мишметалла.

Проведены исследования по улучшению свойств алюминиево-магниевого сплава АМг6М за счет повышения степени его неравновесности путем электростимулированной термомеханической обработки в зоне глубокой пластической деформации с использованием токов высокой плотности при одновременном воздействии на материал интенсивных электромагнитных и ударных ультразвуковых колебаний. Достигнуто увеличение времени до разрушения в процессе испытаний на ползучесть в 20,1 раза при одновременном повышении предела текучести в 2,6 раза, предела прочности в 1,2 раза.

Ключ. слова: ультразвуковая ударная обработка, внутреннее трение, дефекты решетки, границы зерен
Індекс рубрикатора НБУВ: К233.107.6

Рубрики:

Вплив електричної та ультразвукової обробки на структуру і властивості алюмінію та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проаналізовано вплив різних режимів ультразвукової ударної обробки (УЗУО) на мікротвердість алюмінієвого сплаву Д16. Визначено товщину модифікованого поверхневого шару та встановлено, що ефект зміцнення після УЗУО може досягати 91 %. Розглянуто можливі структурно-фазові механізми зміни механічних властивостей поверхні алюмінієвих сплавів у результаті інтенсивної пластичної деформації.

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.107.6

Рубрики:

Вплив електричної та ультразвукової обробки на структуру і властивості алюмінію та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследовано влияние жидкофазной обработки постоянным электрическим током различной частоты импульсов на структуру силуминов. Установлено, что вследствие такого воздействия на расплав изменяются механизм фазовых превращений при затвердевании, морфология и размер структурных составляющих. Рассмотрены теоретические аспекты наблюдаемых явлений.

Исследовано влияние ультразвуковой ударной обработки (УЗУО) в инертной среде и жидком азоте на микротвердость и микроструктуру поверхностных слоев алюминиевого сплава Д16. Максимальный эффект упрочнения после обработки в жидком азоте составляет более ~ 500 %, при обработке в среде газа аргона не превышает ~ 200 %. Рост микротвердости после УЗУО в жидком азоте происходит благодаря накоплению высокой плотности дислокаций и формированию нанокристаллической структуры. Обсужден эффект механодинамической диффузии азота из внешней среды в поверхностный слой сплава в процессе криодеформации.

Досліджено вплив електромагнітної дії на структуру та властивості заевтектичного алюмінієвого сплаву марки А390. Встановлено, що така обробка сприяє подрібненню структури, зокрема, первинних кристалів кремнію, та підвищенню механічних властивостей.

Экспериментально доказано, что в результате жидкофазной обработки силуминов постоянным импульсным электрическим током происходит изменение структуры расплава и значительное измельчение структурных составляющих при затвердевании. Предложено теоретическое обоснование наблюдаемых явлений.

Исследованы изменения свойств и структуры поверхностных слоев сплава АМг6 при ультразвуковой ударной обработке (УЗУО). Показано, что УЗУО ведёт к увеличению микротвёрдости, усталостной прочности и износостойкости. С помощью комплекса прямых методов исследования структуры, - оптической микроскопии, рентгеновского дифракционного анализа, сканирующей электронной микроскопии и фрактографического анализа, - установлена корреляция между режимами УЗУО, структурой и свойствами модифицированных слоев сплава АМг6. Показано, что ключевыми факторами, обеспечивающими повышение механических характеристик сплава, являются равномерное распределение прочно внедрённых в матрицу частиц квазикристалла AlCuFe и высокий уровень остаточных сжимающих напряжений. Усталостное разрушение образцов после УЗУО происходит за счёт зарождения усталостных трещин под поверхностным слоем в зоне максимума компенсирующих растягивающих напряжений. Сформированный композитный слой не изменяет ситуацию, кроме случая высоких амплитудных напряжений при циклических испытаниях, когда упрочняющие частицы служат поверхностными концентраторами напряжений и местами зарождения трещин.

Исследовано влияние электродинамической обработки на снижение сопротивления деформированию и эффект Портевена - Ле Шателье для сплава АМг6 при различных условиях растяжения исследуемых образцов. Показано влияние электродинамической обработки на условный предел текучести и предел прочности сплава АМг6.

Досліджено можливості більш ефективного, у порівнянні із традиційною термомеханічною обробкою, зміцнення поверхні легких конструкційних сплавів ультразвуковою ударною обробкою (УЗУО) на повітрі за умов квазігідростатичного стиснення зразка. На прикладі промислового алюмінієвого сплаву Д16 показано унікальну можливість зміцнення поверхні (до ~600 %), зумовленого синергетичним впливом процесів низькотемпературної механічної наноструктуризації та механохімічної взаємодії алюмінію із киснем під дією УЗУО. Запропоновано якісну модель формування оксидного покриття товщиною кілька десятків мікрометрів. З використанням комплексу фізичних методів дослідження встановлено основні закономірності формування фазового і хімічного складу, структури та механічних властивостей поверхневих шарів сплаву Д16 залежно від амплітуди та тривалості обробки. Показано, що циклічний характер змін мікротвердості зумовлюється перебігом дисипативних процесів динамічного повернення та динамічної рекристалізації. За оптимальних режимів УЗУО зносостійкість поверхневих шарів зростає у 2,5 разу, рівень залишкових макронапружень стиснення дорівнює 650 МПа.

На основании разработанной методики исследованы закономерности механизма снижения предварительных напряжений при повторном нагружении и электродинамической обработке сплава АМг6 и его сварных соединений. Установлено, что история нагружения сплава АМг6 существенно не сказывается на релаксационных характеристиках металла при повторном воздействии на него импульсами тока.

Приведены экспериментальные данные по повышению циклической долговечности образцов из нержавеющей стали и алюминиевого сплава в результате обработки, основанной на прямом пропускании электрического тока через материал, а также данные расчетно-экспериментальных исследований релаксации остаточных сварочных напряжений под действием индуцированного электрического тока. Даны результаты исследований влияния обработки током на остаточные напряжения в покрытии и в материале после шлифовки.

Исследовано влияние различных схем разрядного контура на эффективность электродинамической обработки (ЭДО) алюминиевого сплава Амг6 и его сварных соединений. Установлено, что максимальная эффективность ЭДО достигается при совместном воздействии импульсного электрического тока и динамической нагрузки на обрабатываемый металл, а минимальная - при воздействии только импульсного тока. Изучены параметры волн деформаций при ЭДО сварных соединений сплава АМг6.

Експериментально та теоретично обгрунтовано технологію виробництва якісних промислових силумінів обробленням розплаву однополярним імпульсним електричним струмом з метою нейтралізації шкідливого впливу заліза в сплавах, що виплавляються з брухту та відходів, підвищення їх механічних властивостей. На основі виявлених закономірностей структуроутворення, зміни фазового складу та морфології залізовмісних фаз, їх взаємозв'язку з характеристиками механічних властивостей розроблено технологічні режими рідкофазного оброблення силумінів однополярним імпульсним електричним струмом, що дозволило підвищити міцність і пластичність промислових вторинних сплавів до рівня сплавів, що виплавляються з первинної сировини.

Визначено закономірності змін фазового та хімічного складу, структури та механічних характеристик поверхневих шарів алюмінієвого сплаву Д16 під дією ультразвукового ударного обробляння (УЗУО) у різних середовищах. Розроблено нові способи ультразвукової ударної модифікації поверхні легких конструкційних сплавів, зокрема, оптимізація системи бойок - зразок, обробляння у середовищі інертних газів та рідкому азоті, синтез високоміцних композитних покриттів. Встановлення впливу режимів УЗУО на повітрі за кімнатної температури на структуру та фазовий склад, а також рівень механічних властивостей поверхневих шарів сплаву Д16. Визначено закономірності змін структурно-фазових станів у поверхневих шарах сплаву Д16 під дією УЗУО в інертному газовому середовищі та у рідкому азоті. Проаналізовано структури, фазового та хімічного складу деформаційних композитів, синтезованих на поверхні сплаву Д16 за допомогою УЗУО.

Рассмотрено влияние обработки расплава однополярным импульсным электрическим током на структуру и свойства промышленных вторичных силуминов АК5М2, АК8М3, АК7. Приведены количественные зависимости структурных и механических характеристик от частоты импульсов электрического тока. Технология модифицирования расплавов импульсным электрическим током позволяет при производстве отливок с успехом использовать силумины, изготовленные из лома и отходов, вместо их аналогов из первичных металлов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.107.6

Рубрики:

Вплив електричної та ультразвукової обробки на структуру і властивості алюмінію та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.107.6

Рубрики:

Вплив електричної та ультразвукової обробки на структуру і властивості алюмінію та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ