TY - JOUR

T1 - ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ПОРОШКОВЫМИ СМЕСЯМИ CU-ZN-TI И SI-CU НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЛИТЕЙНОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

AU - Саврай, Роман Анатольевич

AU - Малыгина, И.Ю.

AU - Макаров, Алексей Викторович

AU - Осинцева, Алевтина Леонтьевна

AU - Роговая, Светлана Александровна

AU - Колобылин, Ю. М.

N1 - This work is done within the Complex Program of UB RAS, project No. 18-10-1-40, with regard to the studied material and methods of its processing, and within the state orders for IES UB RAS, reg. no. АААА-А18-118020790147-4, and IMP UB RAS, reg. no. АААА-А18-118020190116-6, with regard to the measurements of micro-mechanical characteristics and evaluation of resistance to elastic-plastic deformation. Scanning electron microscopy and micro-mechanical tests were performed in Collective Use Center “Plastometriya” of the Institute of Engineering Science UB RAS.

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Введение. Использование технологий лазерного модифицирования является актуальным и перспективным способом повышения свойств поверхности алюминиевых сплавов. Большой интерес вызывает лазерное легирование алюминиевых сплавов, которое способствует повышению их коррозионной стойкости, механических свойств и износостойкости в условиях адгезионного и абразивного изнашивания. Цель работы: исследование возможности повышения физико-механических свойств литейного алюминиевого сплава АК7ч путем лазерного легирования порошковыми смесями Cu-Zn-Ti (смесь № 1) и Si-Cu (смесь № 2), нанесенными на поверхность образцов в виде обмазок. Лазерное легирование поверхности образцов проводили на СО2-лазере непрерывного действия c длиной волны излучения λ = 10,6 мкм. Методы исследования. Оптическая и сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионный микроанализ, рентгеноструктурный фазовый анализ, измерение микротвердости, инструментированное микроиндентирование, испытания на абразивную износостойкость и разгаростойкость. Результаты и обсуждение. Установлено, что в результате лазерного легирования на поверхности образцов сплава АК7ч формируются легированные слои глубиной h = 3,5…4,0 мм. Легированные слои имеют дендритно-ячеистую структуру, основными структурными составляющими которой являются твердый раствор α-Al и сетка эвтектических кристаллов кремния по границам дендритных ячеек. В структуре легированных слоев также присутствует интерметаллид CuAl2 с размером частиц 1…5 мкм. Лазерное легирование повышает микротвердость сплава АК7ч от 90 до 125 HV 0,025 при легировании смесью № 1 и до 100 HV0,025 при легировании смесью № 2. По данным микроиндентирования легированные слои характеризуются повышеннным сопротивлением упругопластическому деформированию, о чем свидетельствует рост параметров Rе в 1,2…1,38 раза, HIT/E* в 1,33…1,67 раза и в 2,14…3,71 раза. Испытания на износостойкость в условиях абразивного изнашивания показали, что лазерное легирование приводит к некоторому росту интенсивности изнашивания Ih (снижению износостойкости) алюминиевого сплава АК7ч от (1,49 ± 0,09) × 10-3 до (1,82 ± 0,06) × 10-3 при легировании смесями № 1 и 2. Однако лазерное легирование сплава АК7ч приводит к повышению его разгаростойкости, что выражается в уменьшении количества и размеров термических трещин.

AB - Введение. Использование технологий лазерного модифицирования является актуальным и перспективным способом повышения свойств поверхности алюминиевых сплавов. Большой интерес вызывает лазерное легирование алюминиевых сплавов, которое способствует повышению их коррозионной стойкости, механических свойств и износостойкости в условиях адгезионного и абразивного изнашивания. Цель работы: исследование возможности повышения физико-механических свойств литейного алюминиевого сплава АК7ч путем лазерного легирования порошковыми смесями Cu-Zn-Ti (смесь № 1) и Si-Cu (смесь № 2), нанесенными на поверхность образцов в виде обмазок. Лазерное легирование поверхности образцов проводили на СО2-лазере непрерывного действия c длиной волны излучения λ = 10,6 мкм. Методы исследования. Оптическая и сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионный микроанализ, рентгеноструктурный фазовый анализ, измерение микротвердости, инструментированное микроиндентирование, испытания на абразивную износостойкость и разгаростойкость. Результаты и обсуждение. Установлено, что в результате лазерного легирования на поверхности образцов сплава АК7ч формируются легированные слои глубиной h = 3,5…4,0 мм. Легированные слои имеют дендритно-ячеистую структуру, основными структурными составляющими которой являются твердый раствор α-Al и сетка эвтектических кристаллов кремния по границам дендритных ячеек. В структуре легированных слоев также присутствует интерметаллид CuAl2 с размером частиц 1…5 мкм. Лазерное легирование повышает микротвердость сплава АК7ч от 90 до 125 HV 0,025 при легировании смесью № 1 и до 100 HV0,025 при легировании смесью № 2. По данным микроиндентирования легированные слои характеризуются повышеннным сопротивлением упругопластическому деформированию, о чем свидетельствует рост параметров Rе в 1,2…1,38 раза, HIT/E* в 1,33…1,67 раза и в 2,14…3,71 раза. Испытания на износостойкость в условиях абразивного изнашивания показали, что лазерное легирование приводит к некоторому росту интенсивности изнашивания Ih (снижению износостойкости) алюминиевого сплава АК7ч от (1,49 ± 0,09) × 10-3 до (1,82 ± 0,06) × 10-3 при легировании смесями № 1 и 2. Однако лазерное легирование сплава АК7ч приводит к повышению его разгаростойкости, что выражается в уменьшении количества и размеров термических трещин.

KW - Abrasive wear resistance

KW - COATINGS

KW - Cast aluminum alloy

KW - Laser surface alloying

KW - MICROSTRUCTURE

KW - MOLYBDENUM

KW - Microhardness

KW - Microindentation

KW - Microstructure

KW - NANOSTRUCTURING FRICTIONAL TREATMENT

KW - NICKEL

KW - Phase composition

KW - Resistance to thermal erosion

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=41473746

UR - https://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=tsmetrics&SrcApp=tsm_test&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&KeyUT=000502014700006

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?partnerID=8YFLogxK&scp=85149378694

U2 - 10.17212/1994-6309-2019-21.4-70-84

DO - 10.17212/1994-6309-2019-21.4-70-84

M3 - Статья

VL - 21

SP - 70

EP - 84

JO - Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты)

JF - Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты)

SN - 1994-6309

IS - 4

ER -