Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

СТРУКТУРНО-МАСШТАБНЫЕ УРОВНИ УВЕЛИЧЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-5-346-351

Полный текст:

Аннотация

Электронно-пучковая обработка (с параметрами: плотность энергии пучка электронов 10 – 40 Дж/см2, длительность импульса 50 – 150 мкс, число импульсов 3 – 5, частота следования 0,3 с–1 ) сталей различных структурных классов (08Х18Н10Т, 20Х23Н18, 20Х13, Э76Ф) и силумина приводит к увеличению числа циклов до разрушения примерно в 3,5 раза. Методами растровой и просвечивающей электронной дифракционной микроскопии проведены исследования структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры этих материалов. Увеличение усталостной долговечности стали обусловлено преобразованием структуры поверхностного слоя материала, происходящим при облучении образцов высокоинтенсивным импульсным электронным пучком. Высказано предположение, что физический смысл влияния многоуровневого структурно-фазового состояния на механические свойства поверхностного слоя материала состоит в перераспределении упругой энергии как за счет взаимодействия упругих полей структурных элементов различного масштабного уровня, так и за счет снижения масштабного уровня локализации пластической деформации.

Об авторах

В. Е. Громов
Сибирский государственный индустриальный университет 654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Россия
д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой физики им. В.М. Финкеля


С. В. Воробьев
Siberian State Industrial University 42, Kirova str., Kemerovo region, Novokuznetsk, 654007, Russia
Россия
к.т.н., соискатель ученой степени доктора наук кафедры физики им. В.М. Финкеля


В. В. Сизов
Сибирский государственный индустриальный университет 654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Россия
к.т.н., инженер кафедры физики им. В.М. Финкеля


С. В. Коновалов
Сибирский государственный индустриальный университет 654007, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Россия
д.т.н., доцент, профессор кафедры физики им. В.М. Финкеля


Ю. В. Иванов
Институт сильноточной электроники СО РАН 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 2/3 Национальный исследовательский Томский государственный университет 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 50
Россия
д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник


Список литературы

1. Belov A.B., Bytsenko O.A., Krainikov A.V. etc. Sil’notochnye impul’snye elektronnye puchki dlya aviatsionnogo dvigatelestroeniya [High-current pulse electron beams for aviation engine-building]. Novikov A.S., Shulov V.A., Engel’ko V.I. eds. Moscow: Dipak, 2012. 292 p. (In Russ.).

2. Surzhikov A.P., Frangul’yan T.S., Gyngazov S.A., Mel’nikov A.G., Koval’ N.N., Devyatkov V.N. Property modification of a zirconium ceramics with high-current beam of low-energy electrons. Perspektivnye materialy. 2006, no. 4, pp. 58–64. (In Russ.).

3. Kurzina I.A., Kozlov E.V., Popova N.A., Kalashnikov M.P., Nikonenko E.L., Savkin K.P., Oks E.M., Sharkeev Yu.P. Modifying the structural phase state of fine-grained titanium under conditions of ion irradiation. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2012, Vol. 76, no. 11, pp. 1238–1245.

4. Peretyat’ko V.N., Temlyantsev M.V., Filippova M.V. Razvitie teorii i praktiki metallurgicheskikh tekhnologii. T. 2. Plastichnost’ i razrushenie stali v protsessakh nagreva i obrabotki davleniem [The development of the theory and practice of metallurgical technologies. Vol. 2. Plasticity and fracture of steel in the processes of heating and forming]. Moscow: Teplotekhnik, 2010. 352 p. (In Russ.).

5. Chernov I.P., Berezneeva E.V., Beloglazova P.A., Ivanova S.V., Kireeva I.V., Lider A.M., Remnev G.E., Pushilina N.S., Cherdantsev Yu.P. Physicomechanical properties of the surface of a zirconium alloy modified by a pulsed ion beam. Technical Physics. 2014, Vol. 59, no. 4, pp. 535–539.

6. Marushchak P.O., Hlad’o V.B., Bishchak R.T., Pylypenko A.P. Materials Science. 2010, Vol. 46, Issue 1, pp. 102–107.

7. Shulepov M.A., Akhmadeev Yu.Kh., Tarasenko V.F., Kolubaeva Yu.A., Krysina O.V., Kostyrya I.D. Modification of copper surface layers at volume discharge impact, initiated electron beam of avalanches in nitrogen and CO2 of atmospheric pressure. Izvestiya vuzov. Fizika. 2010, Vol. 53, no. 12, pp. 63–66. (In Russ.).

8. Belyi A.V., Kukareko V.A., Taran I.I., Shikh S.K., Sandomirskii S.G. Formation and properties of nanostructured surface layers in austenitic steels, subjected to ion-beam nitriding. overkhnost’. Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neitronnye issledovaniya. 2006, no. 7, pp. 100–106. (In Russ.).

9. Struts V.K., Remnev G.E. Impact research of powerful pulse ion beams on Р6М5 tool steel. Izvestiya vuzov. Fizika. 2010, no. 10/2, pp. 125–128. (In Russ.).

10. Panova T.V., Kovivchak V.S., Blinov V.I. X-ray diffraction analysis of double-layer systems irradiated by a high-power ion beam. Journal of Surface Investigation. 2008, Vol. 2, issue 24, no. 8, pp. 652–656.

11. Devyatkov V.N., Koval N.N., Schanin P.M., Grigoryev V.P., Koval T.В. Laser and Particle Beams. 2003, Vol. 21, pp. 243–248.

12. Utevskii L.M. Difraktsionnaya elektronnaya mikroskopiya v metallovedenii [Diffraction electron microscopy in physical metallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 1973. 584 p. (In Russ.).

13. Tomas Gareth, Goringe Michael J. Transmission electron microscopy of materials. New York-Chichester-Brisbane-Toronto, John Wiley Sons, 1979, 320 p. (Russ.ed.: Tomas G., Goringe M. Prosvechivayushchaya elektronnaya mikroskopiya materialov. Moscow: Nauka, 1983. 320 p.).

14. Engel L., Klingele G. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen von Metallschaden. München/Wien: 1982. (Russ.ed.: Engel L., Klingele G. Rastrovaya elektronnaya mikroskopiya. Razrushenie. Moscow: Metallurgiya, 1986. 232 p.).

15. Ivanov Yu.F., Koval’ N.N., Gorbunov S.V., Vorob’ev S.V., Konovalov S.V., Gromov V.E. Multicyclic fatigue of stainless steel treated by a high-intensity electron beam: Surface layer structure. Russian Physics Journal. 2011, Vol. 54, no. 5, pp. 575–583.

16. Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Sizov V.V., Vorob’ev S.V., Konovalov S.V. Increase in the fatigue durability of stainless steel by electron-beam surface treatment. Journal of Surface Investigation. 2013, no. 1, pp. 94–98.

17. Grishunin V.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Teresov A.D., Konovalov S.V. Evolution of the phase composition and defect substructure of rail steel subjected to high-intensity electron-beam treatment. Journal of Surface Investigation. 2013, Vol. 7, Issue 5, pp. 990–995.

18. Ivanov Yu.F., Bessonov D.A., Vorob’ev S.V., Gromov V.E., Kolubaeva Yu.A., Tsellermaer V.Ya. On the fatigue strength of grade 20Cr13 hardened steel modified by an electron beam. Journal of Surface Investigation. 2013, Vol. 7, no. 1, pp. 90–93.

19. Ivanov Yu.F., Alsaraeva K.V., Gromov V.E., Petrikova E.A., Teresov A.D., Tkachenko A.V. Increase of silumin fatigue resource at the treatment with high-intensive pulse electron beam. Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedeniya. 2014, Vol. 11, no. 3, pp. 281–285. (In Russ.).

20. Panin V.E., Grinyaev Yu.V., Psakh’e S.G. Physical Mesomechanics: achievements over two decades of development, problems and prospects. Fizicheskaya mezomekhanika. 2004, Vol. 7, Spec. Issue, Part.1, pp. 25–40. (In Russ.).


Для цитирования:


Громов В.Е., Воробьев С.В., Сизов В.В., Коновалов С.В., Иванов Ю.В. СТРУКТУРНО-МАСШТАБНЫЕ УРОВНИ УВЕЛИЧЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2015;58(5):346-351. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-5-346-351

For citation:


Gromov V.E., Vorob’ev S.V., Sizov V.V., Konovalov S.V., Ivanov Y.F. STRUCTURAL-SCALE LEVELS OF FATIGUE DURABILITY INCREASE OF STEELS AND ALLOYS BY ELECTRON-BEAM TREATMENT. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015;58(5):346-351. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-5-346-351

Просмотров: 272


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)