Analysis of changes in the phase and structural state of an aluminum alloy 1933 surface layer, melted by a pulsed electron beam

Abstract

The structural and phase changes in the surface layer of an aluminum alloy 1933 caused by the action of a relativistic pulsed electron beam are studied. The structural and phase state of this layer is determined by the impact action of the electron beam and by the kinetics of crystallization from the melt under ultrafast cooling. The impact of a pulsed electron beam is accompanied by the formation of a developed surface relief and the appearance of microcracks on it. The structure of the modified layer is nonequilibrium. X-ray diffraction studies and the results of energy dispersive X-ray microanalysis made it possible to determine that magnesium oxide inclusions are present in the remelted layer. MgO inclusions are generally uniformly distributed in the remelted layer. The maximum size of MgO inclusions does not exceed 1 μm. The causes and mechanisms of the formation of magnesium oxide during the action of a pulsed electron beam are discussed.

Вивчено особливості структурних і фазових змін поверхневого шару алюмінієвого сплаву 1933, викликані впливом релятивістського імпульсного пучка електронів. Структурно-фазовий стан даного шару визначається ударним впливом електронного пучка і кінетикою кристалізації з розплаву в умовах надшвидкого охолодження. Вплив імпульсного пучка електронів супроводжується формуванням розвинутого рельєфу поверхні і появою на ній мікротріщин. Структура модифікованого шару є нерівноважною. Дифрактометричні дослідження і результати енергодисперсійного рентгенівського мікроаналізу дали змогу встановити, що в переплавленому шарі присутні включення оксиду магнію. Включення MgO в основному рівномірно розподілені в переплавлені шарі. Максимальний розмір включень MgO не перевищує 1 мкм. Обговорюються причини і механізми утворення оксиду магнію під час дії імпульсного пучка електронів.

Изучены особенности структурных и фазовых изменений поверхностного слоя алюминиевого сплава 1933, вызванные воздействием релятивистского импульсного пучка электронов. Структурно-фазовое состояние данного слоя определяется ударным воздействием электронного пучка и кинетикой кристаллизации из расплава в условиях сверхбыстрого охлаждения. Воздействие импульсного пучка электронов сопровождается формированием развитого рельефа поверхности и появлением на ней микротрещин. Структура модифицированного слоя является неравновесной. Дифрактометрические исследования и результаты энергодисперсионного рентгеновского микроанализа позволили установить, что в переплавленном слое присутствуют включения оксида магния. Включения MgO в основном равномерно распределены в переплавленном слое. Максимальный размер включений MgO не превышает 1 мкм. Обсуждаются причины и механизмы образования оксида магния во время действия импульсного пучка электронов.