ЭВОЛЮЦИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ СИСТЕМЫ Al-15%Si – Y2O3 ПОСЛЕ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ
ICIJUA
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.01.025Ключевые слова:
силумин заэвтектического состава, электровзрывное легирование, облучение, импульсный элек-тронный пучок, элементный состав, структура, трибология.Аннотация
Сплавы Al–Si незаменимы в различных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая и автомобильная, благодаря высокому соотношению прочности и веса, отличной теплопроводности и коррозионной стойкости. Эти сплавы часто содержат такие элементы, как Si, Cu, Mg и Zr, улучшающие их свойства, а специальные составы позволяют повысить прочность, износостойкость и улучшить зернистую структуру. В работе описано комплексное модифицирование поверхностного слоя заэвтектического сплава Al-15 %Si, сочетающее электровзрывное легирование системой Al-Y2O3 с последующим облучением импульсным электронным пучком. Установлено, что комплексная обработка приводит к кратному увеличению износостойкости модифицированного слоя силумина ~ в 7.6 раз. Выявлено формирование многослойной многоэлементной многофазной структуры модифицированного объема образца толщиной до 35 мкм, упрочненного наноразмерными частицами оксидов. Установлено, что облучение импульсным электронным пучком поверхности образца силумина, подвергнутого электровзрывному легированию, не приводит к растворению порошка оксида иттрия; на поверхности образца присутствуют области, обогащенные атомами иттрия. Высказано предположение, что комбинированная обработка силумина приводит к многократному увеличению его износостойкости. Это происходит благодаря образованию наноразмерных частиц оксидной фазы в поверхностном слое материала.
Библиографические ссылки
Choudhary, C., Sahoo, K.L. Mandal, D. (2018). Microstructure and mechanical properties of AlSi alloys processed by strain induced melt activation. Ma-terials Today: Proceedings. Vol. 5. P. 27107-27111. doi: 10.1016/j.matpr.2018.09.017.
Jeon, J.H., Shin, J.H. Bae, D.H. (2019). Si phase modification on the elevated temperature me-chanical properties pf Al-Si hypereutectic alloys / Mate-rials Science and Engineering A. Vol. 748. P. 367-370. doi: 10.1016/j.msea.2019.01.119.
Yan, W., Chen, W., Zhang, S., Li, B. Li, J. (2019). Evolution of solidification structures and me-chanical properties of high-Si Al alloys under perma-nent magnetic stirring. Materials Characterization. Vol. 157. P. 109894. doi: 10.1016/ j.matchar.2019.109894.
Sigworth, G.K., Campbell, J. Jorstad, J. (2009). The modification of Ai-Si casting alloys: im-portant practical and theoretical aspects. International Journal of Metalcasting. Vol. 3. № 1. P. 65-78. doi: 10.1007/ BF03355442.
Kaufman, J.G. Rooy, E.L. (2004). Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes, and Applica-tions. 340 p.
Mao, G., Yan, H., Zhu, C., Wu, Z. Gao, W. (2019). The varied mechanisms of yttrium (Y) modifying a hypoeutectic Al-Si alloy under conditions of different cooling rate. Journal of Alloys and Compounds. Vol. 806. P. 906-916. doi: 10.1016/ j.jallcom.2019.07.107.
Shi, W.X., Gao, B., Tu, G. Li, S. (2010). Effect of Nd on microstructure and wear resistance of hypereu-tectic Al-20%Si alloy. Journal of Alloys and Com-pounds. Vol. 508. P. 480-485. doi: 10.1016/j.jallcom.2010.08.098.
Jiang, B., Ji, Z., Hu, M., Xu, H. Xu, S. (2019). A novel modifier on eutectic Si and mechanical properties of Al-Si alloy. Materials Letters. Vol. 239. P. 13-16.
Bao, Q., Zheng, W., Chen, L., Xu, Z., Han, J. Zhu, C. Optimization of plating process and corrosion behavior of nanocrystalline Ni-Mo coatings on pure aluminum. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022. Vol. 636. P. 128128. doi: 10.1016/j.matlet.2018.12.045.
Nindhia, T.G.T., Negara, D.K.P., Saputra, I.W.A. Sharma, P.Kr. (2020). Development Method for Nickel Electroplating on Aluminium. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1007. P. 012105.
Zarka, M., Dikici, B., Niinomi, M., Ezirmik, K.V., Nakai, M. Kaseem, M. (2021). The Ti3.6Nb1.0Ta0.2Zr0.2 coating on anodized aluminum by PVD: A potential candidate for short-time biomedical applications. Vacuum. Vol. 192. P. 110450. doi: 10.1016/j.vacuum.2021.110450.
Chi, Y., Gu, G., Yu, H. Chen, C. Laser surface alloying on aluminum and its alloys: A review. Optics and Lasers in Engineering. 2018. Vol. 100. P. 23-37. doi: 10.1016/j.optlaseng. 2017.07.006.
Liu, T., Li, A., Zhu, C. Yuan, W. Effect of alloy-ing elements on surface temperature field of aluminum piston in diesel engine. Engineering Failure Analysis. 2022. Vol. 134. P. 106020. doi: 10.1016/j.engfailanal.2021.106020.
Romanov, D.A., Budovskikh, E.A., Zhmakin, Y.D. Gromov, V.E. (2011). Surface modification by the EVU 60/10 electroexplosive system. Steel in Translation. Vol. 41. No. 6. P. 464-468. doi: 10.17073/0368-0797-2016-10-679-687.
Akhmadeev, Yu.Kh., Denisov, V.V., Ivanov, Yu.F. etc. (2016). Electron-ion-plasma modification of the surface of non-ferrous metals and alloys / edited by N.N. Koval and Yu.F. Ivanov. Tomsk : NTL Publishing House. 312 p.
Egerton, F.R. (2016). Physical Principles of Electron Microscopy. Basel: Springer International Pub-lishing. 196 p.
Kumar, C.S.S.R. (2014). Transmission Electron Microsco-py. Characterization of Nanomaterials. New York: Springer. 717 p.
Carter, C.B. Williams, D.B. (2016). Transmission Elec-tron Microscopy. Berlin: Springer International Publishing. 518 p.
Hirsch, P., Howie, A., Nicholson, P., Pashley, D. Whelan, M. (1968). Electron Microscopy of Thin Crystals. Moscow : Mir. 574 p.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Юлия Андреевна Шлярова, Виталий Владиславович Шляров, Ирина Алексеевна Панченко, Иванов Юрий Федорович, Дмитрий Валерьевич Загуляев, Александр Николаевич Прудников
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
.
Контент доступен под лицензией 
