Механохимическое окисление поверхности металлических сплавов под действием интенсивной пластической деформации

Abstract

Цель данного обзора заключается в рассмотрении протекания механохимических процессов, в частности механоокисления поверхности различных материалов при воздействии интенсивной пластической деформации. Рассмотрена природа механохимических реакций с образованием окисной плёнки при механическом воздействии, в частности в процессах трения и износа материалов. Показано, что повышение механохимической активации поверхностных слоёв металлических сплавов при разных видах механических воздействий связывают, прежде всего, с накоплением структурных дефектов (точечных дефектов, дислокаций), образованием ювенильных поверхностей, аморфных фаз и др. Установлен эффект механохимического взаимодействия кислорода с поверхностью титанового и алюминиевого сплавов при воздействии ультразвуковой ударной обработки на воздухе. Предложен механизм механохимического синтеза прочного оксидного слоя, а также исследована кинетика процессов окисления поверхности при данном виде интенсивной пластической деформации.

Мета даного огляду полягає у розгляді перебігу механохемічних процесів, зокрема механоокиснення поверхні різних матеріялів під дією інтенсивної пластичної деформації. Розглянуто природу механохемічних реакцій з утворенням оксидної плівки за механічного впливу, зокрема в процесах тертя і зношення матеріялів. Показано, що підвищення механохемічної активації металевих стопів за різних видів механічних впливів пов’язують, насамперед, з накопиченням структурних дефектів (точкових дефектів, дислокацій), утворенням ювенільних поверхонь, аморфних фаз та ін. Встановлено ефект механохемічної взаємодії кисню з поверхнею титанового та алюмінієвого стопів за ультразвукового ударного оброблення у повітрі. Запропоновано механізм механохемічної синтези міцного оксидного шару, а також досліджено кінетику процесів окиснення поверхні за даного виду інтенсивної пластичної деформації.

The purpose of this review consists in the consideration of mechanochemical processes, particularly, mechanochemical oxidation of the surface of different materials under the severe plastic-deformation exposure. The nature of mechanochemical reactions with the formation of the oxide film at the mechanical exposure, particularly during the processes of friction and wear of materials, is considered. As shown, the increase of the mechanochemical activity of surface layers of metal alloys during the different mechanical treatments is associated, first of all, with the accumulation of structural defects (point ones, dislocations), the formation of juvenile surfaces, amorphous phases, etc. The effect of mechanochemical oxygen interaction with the surface of titanium and aluminium alloys under the exposure of ultrasonic impact treatment in the air is revealed. The mechanism of mechanochemical synthesis of strong oxide layer is suggested, and the kinetics of the surface oxidation under such type of severe plastic deformation is studied.