Синтез деформаційних нанокомпозитів на поверхні алюмінійового сплаву Д16 за допомогою ультразвукового ударного оброблення

Abstract

Досліджено вплив ультразвукового ударного оброблення (УЗУО) в інертному середовищі на структуру, фазовий склад та мікромеханічні властивості композиційних покриттів, сформованих втіленням у поверхневі шари алюмінійового стопу Д16 дисперсних частинок зміцнювальних порошків Al₂O₃, B₄C, BN та вуглецевих нанотрубок. Під дією інтенсивної пластичної деформації, спричиненої УЗУО, відбуваються часткове подрібнення та втілення частинок порошків і процес наноструктуризації матричного стопу з формуванням деформаційних композитних шарів. Максимальні зміцнення (200—350%) та зростання зносостійкости (в ≈ 7 разів) поверхні стопу Д16 спостерігаються за умов армування частинками Al₂O₃ і B₄C.

Исследовано влияние ультразвуковой ударной обработки (УЗУО) в инертной среде на структуру, фазовый состав и микромеханические свойства композиционных покрытий, сформированных внедрением в поверхностные слои алюминиевого сплава Д16 дисперсных частиц упрочняющих порошков Al₂O₃, B₄C, BN и углеродных нанотрубок. Под действием интенсивной пластической деформации, вызванной УЗУО, происходят частичное дробление и внедрение частиц порошков и процесс наноструктуризации матричного сплава с формированием деформационных композитных слоёв. Максимальное упрочнение (200—350%) и увеличение износостойкости (в ≈ 7 раз) поверхности сплава Д16 происходит в условиях армирования частицами Al₂O₃ и B₄C.

The influence of ultrasonic impact treatment (UIT) in an inert atmosphere on the structure, phase composition and micromechanical properties of composite coatings formed by embedding of dispersed particles of Al₂O₃, B₄C, BN hardening powders and carbon nanotubes into the surface layers of D16 aluminium alloy is investigated. Under influence of severe plastic deformation caused by UIT, a partial grinding and introduction of powder particles and the nanostructurization of matrix alloy with the deformation composite layers take place. The observed maximum strengthening (200—350%) and durability increase (≈ 7 times) of D16 alloy surface occur due to reinforcement by Al₂O₃ and B₄C particles.