Microstructure and property modifications in surface layers of a AA6111 aluminum alloy induced by high-current pulsed relativistic electron beam

Abstract

The processing of the AA6111-T4 aluminum alloy by the high-current relativistic electron beams affects the forming of the surface layer with a modified structure and phase state. The depth of the modified surface layer achieves 200 μm. The changes in microstructure occurring both in the near-surface layer and in the modified layer can be distinguished with XDR, SEM, and EDS analyses. It is established that the aluminum-based supersaturated solid solution makes the main phase of the modified layer, whereas intermetallic phases that were present in the initial state of the alloy are not distinguished by the X-ray methods in the modified layer. There are some available microcracks and craters on the surface of the remelt layer. Discussion of the results of these observations gains a more sufficient understanding of the processes raised by the irradiation by a high-current relativistic electron beam.Обробка алюмінієвого сплаву АА6111-ТА інтенсивним імпульсним електронним пучком приводить до формування поверхневого шару з модифікованим структурно-фазовим станом. Глибина поверхневого модифікованого шару досягає 200 мкм. Зміни мікроструктури, шо відбуваються в поверхневому шарі і на молифікованій поверхні, були охарактеризовані за допомогою рентгенівської дифрактометрії, електронної мікроскопії та рентгенівського енергодисперсійного мікроаналізу. Встановлено, шо основною фазою модифікованого шару є пересичений твердий розчин на основі алюмінію, а інтерметалідні фази, які були присутні в початковому стані сплаву, рентгенографічними методами в модифікованому шарі не виявляються. На поверхні переплавленого шару присутні протяжні мікротріщини і кратери. Обговорюється значення цих спостережень для більш глибокого розуміння процесів, що відбуваються під час імпульсного електронного опромінення алюмінієвих сплавів.Обработка алюминиевого сплава АА6111-Т4 интенсивным импульсным электронным пучком приводит к формированию поверхностного слоя с модифицированным структурно-фазовым состоянием. Глубина поверхностного модифицированного слоя лостигает 200 мкм. Изменения микроструктуры, происходящие в приповерхностном слое и на модифицированной поверхности, были охарактеризованы с помощью рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии и рентгеновского энергодисперсионного микроанализа. Установлено, что основной фазой модифицированного слоя является пересыщенный твердый раствор на основе алюминия, а интерметаллидные фазы, которые присутствовали в исходном состоянии сплава, рентгенографическими методами в модифицированном слое не обнаруживаются. На поверхности переплавленного слоя присутствуют протяженные микротрещины и кратеры. Обсуждается значение этих наблюдений для более глубокого понимания процессов, происходящих во время импульсного электронного облучения алюминиевых сплавов.