Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Структура сплава АК10М2Н после пластической деформации растяжением

К. В. Аксёнова, Д. В. Загуляев, А. А. Клопотов, Ю. Ф. Иванов, А. М. Устинов, Д. Ф. Якупов

Аннотация


Исследован силумин АК10М2Н в литом состоянии и после облучения импульсным электронным пучком (17 кэВ, 50 Дж/см2, 3 имп., 100 мкс, 0,3 с-1). Определены элементный и фазовый составы сплава. Изучены структура и поверхность разрушения методами сканирующей электронной микроскопии и просвечивающей электронной дифракционной микроскопии. Проведены механические испытания сплава методом одноосного растяжения плоских пропорциональных образцов на машине "INSTRON 3386" с постоянной скоростью. Показано, что облучение сплава АК10М2Н импульсным электронным пучком сопровождается плавлением сравнительно тонкого (до 100 мкм) поверхностного слоя. Последующая высокоскоростная кристаллизация приводит к формированию субмикро- и нанокристаллической многофазной структуры ячеистой кристаллизации. Установлено, что облучение электронным пучком литого сплава способствует увеличению предела прочности в 1,8 раза и относительного удлинения в 2,2 раза. Рассмотрены основные причины такого эффекта.

Ключевые слова


сплав АК10М2Н; структура; деформация одноосным растяжением; импульсный электронный пучок; прочность; пластичность

Полный текст:

PDF

Литература


Yan W., Chen W., Zhang S. et al. Evolution of solidification structures and mechanical properties of high-Si Al alloys under permanent magnetic stirring // Materials Characterization. 2019. V. 157. P. 109894.

Mohamed A. M. A., Samuel A. M. et al. Influence of additives on the microstructure and tensile properties of near-eutectic Al - 10.8 % Si cast alloy // Mater. Design. 2009. V. 30. P. 3943 - 3957.

Javidani M., Larouche D. Application of cast Al - Si alloys in internal combustion engine components // International Materials Reviews. 2014. V. 59, No. 3. P. 132 - 158.

Zolotorevskiy V. S., Belov N. A., Glazoff M. V. Casting aluminum alloys. First ed. Elsevier Science, 2007. 544 p.

Okayasu M., Ota K., Takeuchi S. Influence of microstructural characteristics on mechanical properties of ADC12 aluminum alloy // Materials Science and Engineering A. 2014. V. 592. P. 189 - 200.

Jeong C.-Y. High temperature mechanical properties of AlSiMg(Cu) alloys for automotive cylinder heads // Materials Transactions. 2013. V. 54. P. 588 - 594.

Hegde S., Prabhu K. N. Modification of eutectic silicon in Al - Si alloys // Journal of Materials Science. 2008. V. 43. P. 3009 - 3027.

Xia H., Zhang C., Lv P. et al. Surface alloying of aluminum with molybdenum by high-current pulsed electron beam // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B, Beam Interact. with Mater. Atoms. 2018. V. 416. P. 9 - 15.

Konovalov S. V., Alsaraeva K. V., Gromov V. E. et al. The influence of electron beam treatment on Al - Si alloy structure destroyed at high-cycle fatigue // Key Engineering Materials. 2016. V. 675 - 676. P. 655 - 659.

Gromov V. E., Ivanov Yu. F., Vorobiev S. V., Konovalov S. V. Fatigue of steels modified by high intensity electron beams. Cambridge International Science Publishing, 2015. 272 p.

Bo G., Ning X., Pengfei X. Shock wave induced nanocrystallization during the high current pulsed electron deam process and its effect on mechanical properties // Materials Letters. 2019. V. 237. P. 180 - 184.

Diankun L., Bo G., Guanglin Z. et al. High-current pulsed electron treatment of hypoeutectic Al - 10Si alloy // High Temperature Materials and Processes. 2017. V. 36, No. 1. P. 97 - 100.

Gao B., Hao Y., Zhuang W. F. et al. Study on continuous solid solution of Al and Si elements of a high current pulsed electron beam treated hypereutectic Al17.5Si alloy // Phys. Procedia. 2011. V. 18. P. 187 - 192.

Hao Y., Gao B., Tu G. F. et al. Improved wear resistance of Al - 15Si alloy with a high current pulsed electron beam treatment // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B, Beam Interact. with Mater. Atoms. 2011. V. 269, No. 13. P. 1499 - 1505.

Li H., Zhan L., Huang M. et al. Investigation on the asymmetric creep ageing behaviour of 2195-T84 Al - Li alloy under different tensile and compressive stress levels // Intermetallics. 2021. V. 131. P. 107078.

Zhang X. X., Lutz A., Andrд H. et al. Evolution of microscopic strains, stresses, and dislocation density during in-situ tensile loading of additively manufactured AlSi10Mg alloy // International Journal of Plasticity. 2021. V. 139. P. 102946.

Ozur G., Proskurovsky D. I. A wide-aperture, low-energy, and high-current electron beam source with a plasma anode based on a reflective discharge // Instruments and Experimental Techniques. 2005. V. 48(6). P. 753 - 760.

Zaguliaev D., Konovalov S., Ivanov Y. et al. Microstructure and microhardness of piston alloy АК10М2Н irradiated by pulsed electron beam // Archives of Foundry Engineering. 2020. V. 20, No. 3. P. 92 - 98.

Konovalov S., Zaguliaev D., Ivanov Y. et al. Modification of АК10М2Н alloy surface by intensive pulsed electron beam // Journal of Materials Research and Technology. 2020. V. 9(3). P. 5591 - 5598.

Белов Н. А., Савченко С. В., Хван А. В. Фазовый состав и структура силуминов: Справочное издание. М.: МИСиС, 2007. 283 с.

Thomas G., Goringe M. J. Transmission Electron Microscopy of Materials. New York: Wiley, 1979. 388 p.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.6.17-23

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024