Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0217U006827, 0115U002320 , Науково-дослідна робота Назва роботи Фізико-хімічні основи зміцнення поверхні легких конструкційних сплавів ультразвуковою ударною обробкою за кріогенних температур Назва етапу роботи Керівник роботи Волошко Світлана Михайлівна, Дата реєстрації 08-12-2017 Організація виконавець Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Опис етапу Одержані принципово нові наукові знання щодо фізико-матеріалознавчих основ та закономірностей зміцнення поверхневих шарів легких конструкційних сплавів шляхом ультразвукової ударної обробки (УЗУО) за кріогенних температур. Ці закономірності обумовлюються пригніченням процесів динамічного повернення та динамічної рекристалізації, а також ефекту анігіляції дислокацій під дією фактору глибокого охолодження. Доведено можливість формування нітридних сполук в приповерхневих шарах за рахунок явища механодинамічної дифузії атомів азоту із зовнішнього середовища в процесі кріодеформації. Відмінною рисою отриманих результатів від вітчизняних та зарубіжних аналогів є поверхнева обробка матеріалу за кріогенних температур в умовах гідростатичного стиснення замість добре відомих методів кріодеформації всього об'єму матеріалу. Подрібнення вихідної структури до наномасштабного рівня, а також перебіг механохімічних реакцій під дією УЗУО за кріогенних температур порівняно з традиційною методикою УЗУО надає можливість зміцнення поверхні до ~500 %, збільшення товщини модифікованого шару до ~250 мкм, (на повітрі до ~100 мкм), зменшення шорсткості поверхні в 2,5 рази, підвищення зносо- та корозійної стійкості, втомної довговічності до ~3 разів, зменшення тривалості процесів модифікації поверхні матеріалу до декількох хвилин. Зокрема, максимальні значення мікротвердості поверхні сталі 12Х18Н10Т (HV = 5-5,66 ГПа) отримані після кріогенної УЗУО тривалістю 150 с, що обумовлено формуванням максимальної об'ємної частки мартенситу (53%) порівняно із обробкою на повітрі (9%), нанорозмірами зерен мартенситу (24 нм) та аустеніту (45 нм) і наявністю нанодвійників (60-120 нм). Крім низької енергії дефектів пакування (~30 мДж/м2), це обумовлено високою швидкістю деформації (~103) та кріогенними температурами (77 К)). Значення параметру Зінера-Холомона за умов УЗУО в рідкому азоті складає 26, тоді як за кімнатної температури на повітрі та в аргоні - 15 і 17, відповідно. Опис продукції Одержано нові наукові знання щодо закономірностей та механізмів формування структурно-фазових станів та механічних властивостей поверхні легких конструкційних сплавів під дією УЗУО за кріогенних температур. Запропоновано нові методи та оптимальні режими оброблення задля більш ефективного зміцнення поверхні деталей за рахунок низькотемпературної механічної наноструктуризації в умовах квазі-гідростатичного стиснення. Розвинуто теоретичні уявлення в рамках концептуального підходу щодо синергетичного впливу різних механізмів зміцнення - деформаційного, дисперсійного (при формуванні нанорозмірних виділень зміцнюючих фаз), подрібнення вихідної структури до наномасштабного рівня, а також перебігу механо-хімічних реакцій азотування - на механічні властивості поверхні. Створено нові теоретичні моделі для аналізу процесів аномального масоперенесення азоту у приповерхневі шари. Одержано результати та закономірності, які сприяють подальшому розвитку теорій твердого тіла та фізичного матеріалознавства. Автори роботи Бурмак Андрій Петрович Волошко Світлана Михайлівна Мордюк Богдан Миколайович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити