Структурно-фазовое состояние металлических сплавов с поверхностной и объемной модификацией механо-импульсной ударной обработкой, в том числе в ультразвуковом диапазоне

В ходе реализации проекта проведена обработка образцов из стали перлитного класса (ЭХ76) и никелевых сплавов (ЖС6У), полученных методами электронно-лучевой аддитивной технологии (ЭЛАТ) и литья. Образцы подвергались поверхностной и объемной модификации с помощью механо-импульсной ударной обработки, включая ультразвуковой диапазон. Изучено влияние низкочастотной и высокочастотной ударной обработки на структурно-фазовое состояние поверхности перлитной стали. Установлено, что при обоих подходах на поверхности перлитной стали образуется слой деформированного материала с повышенной твердостью. Показано, что высокочастотное ударное воздействие по поверхности перлитной стали индуцирует образование дополнительного слоя, состоящего из TiO2. Твердость слоя из диоксида титана составляет ~1000 HV, что в 2 раза превышает твердость перлитной стали в исходном состоянии. После низкочастотной и высокочастотной обработки поверхности перлитной стали твёрдость увеличилась на 56% и 25% соответственно. Анализ результатов проведенного скретч-тестирования показывают уменьшение коэффициента трения в наибольшей степени для образцов после высокочастотного ударного воздействия. Исследовано влияние механо-импульсной ударной обработки в низкочастотном (НЧ) и высокочастотном (ВЧ) диапазонах на структуру, фазовый состав, механические свойства и трибологические характеристики никелевого жаропрочного сплава ЖС6У, полученного литьем и методом ЭЛАТ. После ударных обработок, основными фазами были Ni (γ) и Ni3Al(Ti) (γ'). После ВЧ обработки обнаружена фаза TiO2. Для образцов, полученных ЭЛАТ, после НЧ обработки наблюдался рост объемной доли γ'. Значения микродеформации, микронапряжения и микротвердости повысились после НЧ обработки. Коэффициент трения сохранялся или увеличивался после НЧ обработки литых образцов, но снижался более чем в 2 раза после НЧ и ВЧ обработки образцов, полученных ЭЛАТ. Наибольшее упрочнение наблюдалось после длительной ВЧ обработки. Существенное снижение коэффициента трения также было достигнуто для образцов, полученных ЭЛАТ, благодаря модификации поверхностных слоев в результате ВЧ ударной обработки.