ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СПЛАВА ПРИ ПЛАВЛЕНИИ СИСТЕМЫ ПЛЕНКА – ПОДЛОЖКА ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ. СООБЩЕНИЕ 1

Аннотация. Рассмотрены результаты сравнительного анализа элементного и фазового составов, дефектной субструктуры поверхностного слоя стали 40Х, подвергнутой, во-первых, облучению высокоинтенсивным импульсным электронным пучком и, во-вторых, легированию путем плавления системы пленка (медь) – подложка (сталь 40Х) при облучении высокоинтенсивным импульсным электронным пучком. Выявлены закономерности эволюции структуры поверхностного слоя стали в зависимости от плотности энергии пучка электронов. Показано, что высокоскоростная кристаллизация и последующая закалка стали 40Х приводят к формированию модифицированного слоя толщиной до 30 мкм. Выявлено формирование в поверхностном слое ячеистой структуры, средние размеры ячеек увеличиваются от 240 до 500 нм при росте плотности энергии пучка электронов от 10 до 20 Дж/см2 (N = 10 имп.). Облучение высокоинтенсивным импульсным электронным пучком системы пленка (медь) – подложка (сталь 40Х) сопровождается формированием поверхностного сплава с закалочной структурой, упрочненной наноразмерными выделениями частиц меди.

1. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки металлов / В.А. Грибков, Ф.И. Григорьев, Б.А. Калин и др. – М.: Круглый стол, 2001. – 528 с. Gribkov V.A., Grigor’ev F.I., Kalin B.A. etc. Perspektivnye radiatsionnopuchkovye tekhnologii obrabotki metallov [Perspective radiation-beam technologies of metal treatment]. Moscow: Kruglyi stol, 2001. 528 p. (In Russ.).

2. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой / А.П. Ласковнев, Ю.Ф. Иванов, Е.А. Петрикова и др. – Минск: Беларус. Навука, 2013. – 287 с. Laskovnev A.P., Ivanov Yu.F., Petrikova E.A., Koval’ N.N., Uglov V.V., Cherenda N.N., Bibik N.V., Astashinskii V.M. Modifi katsiya struktury i svoistv evtekticheskogo silumina elektronnoionnoplazmennoi obrabotkoi [Structure and property modifi cation of eutectic silumin with electron-ion-plasma treatment]. Minsk: Belarus. Navuka, 2013. 287 p. (In Russ.).

3. Qu H.P., Wang H.M. Microstructure and mechanical properties of laser melting deposited gamma-TiAl intermetallic alloys // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 466. P. 187 – 194.

4. Модификация материалов компрессионными плазменными потоками / В.В. Углов, Н.Н. Черенда, В.М. Анищик и др. – Минск: изд. БГУ, 2013. – 248 с. Uglov V.V., Cherenda N.N., Anishchik V.M., Astashinskii V.M., Kvasov N.T. Modifi katsiya materialov kompressionnymi plazmennymi potokami [Material modifi cation with compressive plasma fl ows]. Minsk: izd. BGU, 2013. 248 p. (In Russ.).

5. Нанокристаллические интерметаллидные и нитридные структуры, формирующиеся при ионно-лучевом воздействии / И.А. Курзина, Э.В. Козлов, Ю.П. Шаркеев и др. – Томск: Изд-во НТЛ, 2008. – 324 с. Kurzina I.A., Kozlov E.V., Sharkeev Yu.P., Fortuna S.V., Koneva N.A., Bozhko I.A., Kalashnikov M.P. Nanokristallicheskie intermetallidnye i nitridnye struktury, formiruyushchiesya pri ionnoluchevom vozdeistvii [Nanocrystalline intermetallic compounds and nitride structures, formed at the ion-beam infl uence]. Tomsk: Izd-vo NTL, 2008. 324 p. (In Russ.).

6. Гончаренко И.М., Иванов Ю.Ф., Григорьев С.В. и др. // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7 (Спец. выпуск). Ч. 2. С. 201 – 204. Goncharenko I.M., Ivanov Yu.F., Grigor’ev S.V., Koval’ N.N., Shchanin P.M., Yang Si-Ze. Formation regularities of the diffusive saturation zone at steel nitriding in plasma of gas discharge. Fizicheskaya mezomekhanika. 2004, Vol. 7 (Spec. Issue), Part 2, pp. 201–204. (In Russ.).

7. Теплофизика плазменного напыления и смежных технологий / О.П. Солоненко, В.В. Кудинов, А.В. Смирнов и др.; отв. ред. В.М. Фомин, О.П. Солоненко. – Новосибирск: Наука, 2004. – 401 с. Solonenko O.P., Kudinov V.V., Smirnov A.V. etc. Teplofi zika plazmennogo napyleniya i smezhnykh tekhnologii [Thermal physics of plasma coating and combined technologies]. Fomin V.M., Solonenko O.P. eds. Novosibirsk: Nauka, 2004. 401 p. (In Russ.).

8. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с. Marochnik stalei i splavov [Steels and alloys grade guide]. Sorokin V.G. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1989. 640 p. (In Russ.).

9. Винтизенко Л.Г., Григорьев С.В., Коваль Н.Н. и др. // Изв. вуз. Физика. 2001. Т. 44. № 9. С. 28 – 35. Vintizenko L.G., Grigor’ev S.V., Koval’ N.N., Tolkachev V.S., Lopatin I.V., Shchanin P.M. Hollow-cathode low-pressure arc discharges and their application in plasma generators and chargedparticle sources. Russian Physics Journal. 2001, Vol. 44, no. 9, pp. 927–936.

10. Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. // Изв. вуз. Физика. 2008. № 5. С. 60 – 70. Koval’ N.N., Ivanov Yu.F. Nanostructuring of surfaces of metalloceramic and ceramic materials by electron-beams. Russian Physics Journal. 2008, Vol. 51, no. 5, pp. 505–516.

11. Закаленная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения / Ю.Ф. Иванов, Е.В. Корнет, Э.В. Козлов, В.Е. Громов. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2010. – 174 с. Ivanov Yu.F., Kornet E.V., Kozlov E.V., Gromov V.E. Zakalennaya konstruktsionnaya stal’: struktura i mekhanizmy uprochneniya [Hardened constructional steel: structure and hardening mechanisms]. Novokuznetsk: izd. SibGIU, 2010. 174 p. (In Russ.).

12. Курдюмов В.Г., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. – М.: Наука, 1977. – 236 с. Kurdyumov V.G., Utevskii L.M., Entin R.I. Prevrashcheniya v zheleze i stali [Transformations in iron and steel]. Moscow: Nauka, 1977. 236 p. (In Russ.).

13. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1996-2000. Т. 1 – 3. Diagrammy sostoyaniya dvoinykh metallicheskikh sistem [State diagram of double metallic systems]. Vols. 1–3. Lyakishev N.P. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1996-2000. (In Russ.).