Особенности структурного состояния поверхностных слоёв сплава АД-31 после ультразвуковой ударной обработки

Abstract

Исследование влияния ультразвуковой ударной обработки на структурное состояние поверхности сплава АД-31 показало, что исходное структурное состояние сплава существенно влияет на механизм релаксации внутренних напряжений, создаваемых ударно-циклическим нагружением. В предварительно гомогенизированном сплаве наблюдается формирование ориентационного хаоса: на поверхности образца образуется большое количество наноразмерных областей переориентации матрицы (шириной 20—50 нм и длиной до 80 нм) с произвольной ориентировкой. После старения сплава с образованием метастабильной β'-фазы релаксация происходит за счёт образования полос некристаллографической ориентации с высокой плотностью дислокаций, с границами, образованными оборванными дислокациями. Показано, что при использованных режимах ультразвуковой ударной обработки в сплаве АД-31 не наблюдается измельчение зёренной структуры. Упрочнение на уровне 24% достигается за счёт внутренних напряжений в матрице.

Дослідження впливу ультразвукового ударного оброблення на структурний стан поверхні стопу АД-31 показало, що вихідний структурний стан стопу істотно впливає на механізм релаксації внутрішніх напружень, що створюються ударно-циклічним навантаженням. У попередньо гомогенізованому стопі спостерігається формування орієнтаційного хаосу: на поверхні зразка утворюється велика кількість нанорозмірних областей переорієнтації матриці (завширшки у 20—50 нм і завдовжки до 80 нм) з довільним орієнтуванням. Після старіння стопу з утворенням метастабільної β'-фази релаксація відбувається за рахунок утворення смуг некристалографічного орієнтування з високою густиною дислокацій, з межами, утвореними обірваними дислокаціями. Показано, що за використаних режимів ультразвукового ударного оброблення в стопі АД-31 не спостерігається подрібнення зерен структури. Зміцнення на рівні 24% досягається за рахунок внутрішніх напружень у матриці.

The study of the influence of ultrasonic impact treatment on the structure of the 6060 type Al—Mg—Sі alloy surface shows that the initial structural state of the alloy significantly affected the mechanism of relaxation of internal stresses generated by shock-cyclic loading. The formation of orientation chaos is observed in pre-homogenized alloy. Many nanoscale areas (of 20—50 nm width and up to 80 nm length) of re-orientation matrix with random orientation are formed on the surface of the specimen. After ageing of the alloy with formation of a metastable β'-phase, relaxation is caused by the formation of non-crystallographic orientation bands with a high density of dislocations and with boundaries generated by ragged dislocation. As revealed, the fragmentation of matrix or grain refinement is not observed, during ultrasonic impact treatment of the 6060 type Al—Mg—Sі alloy. Hardening by 24% is achieved due to the internal stresses in the matrix.