Physical factors contributing to increasing the fatigue durability of silumin by methods of comprehensive electron-ion-plasma treatment
Using the vacuum plasma assisted (argon plasma) electric arc sputtering of a cathode made of technically pure titanium grade VT1-0 on the surface of samples of AK5M2 grade silumin prepared for fatigue tests, a titanium film with a thickness of 5 microns was formed, followed by irradiation of the resulting system with a pulsed electron beam. It is shown that the titanium film has a nanocrystalline columnar structure with a transverse column size of 20-30 nm. The columns are formed by crystallites with the dimensions of 5-7 nm. Fatigue tests were performed and it was shown that the fatigue life of the film/substrate system depends significantly on the electron beam energy density ( E S). Studies of the elemental and phase composition, the state of the defective substructure of the «film/substrate» system irradiated with a pulsed electron beam have been carried out, and assumptions have been made about the physical factors influencing the fatigue life of AK5M2 silumin.
Keywords
silumin AK5M2,
titanium,
film/substrate system,
fatigue life,
plasma-assisted deposition,
pulsed electron beam,
elemental and phase composition,
defective substructureAuthors
| Zaguliaev Dmitry V. | Siberian State Industrial University | zagulyaev_dv@physics.sibsiu.ru |
| Ivanov Yuri F. | Institute of High Current Electronics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences | yufi55@mail.ru |
| Shlyarov Vitaly V. | Siberian State Industrial University | shlyarov@mail.ru |
| Serebryakova Anna A. | Siberian State Industrial University | aserebrakova87@gmail.com |
Всего: 4
References
Chen H., Kong D. // J. Alloys Compd. - 2019. - V. 771. - P. 584-594.
Baragetti S., Borzini E., Bo Ž., Arcieri E.V. // Eng. Failure Anal. - 2019. - V. 102(11). - P. 219-225.
De P., Mishra R., Smith C. // Scripta Mater. - 2009. - V. 60(7). - P. 500-503.
Ren X., Wang R., Wei D., et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2021. - No. 505. - P. 44-49.
Xu F., Tang G., Guo G., Ozur G. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2010. - No. 15. - P. 2395-2399.
Zaguliaev D.V., Konovalov S.V., Ivanov Yu.F., et al. // Prog. Phys. Metals. - 2021. - V. 22(1). - P. 129-157.
Шлярова Ю.А., Загуляев Д.В., Громов В.Е. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2022. - № 12(810). - С. 34-42.
Федун В., Коляда Ю. // Вопросы атомной науки и техники. - 2010. - № 7. - С. 316-320.
Bratushka S.N., Malikov L.V. // Problems Atomic Sci. Technol. - 2021. - No. 6. - Р. 126-140.
Andrianova N., Borisov A., Krit B., et al. // J. Phys.: Conf. Ser. - 2020. - V. 1713. - Art. 012006.
Эволюция структуры поверхностного слоя стали, подвергнутой электронно-ионно-плазменным методам обработки / под общ. ред. Н.Н. Коваля и Ю.Ф. Иванова. - Томск: Изд-во НТЛ, 2016. - 304 с.
Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности цветных металлов и сплавов / под общ. ред. Н.Н. Коваля и Ю.Ф. Иванова. - Томск: Изд-во НТЛ, 2016. - 312 с.
Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - 200 с.
Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. - М.: Логос, 2000. - 272 с.
Колобов Ю.Р., Валиев Р.З., Грабовецкая Г.П. и др. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов. - Новосибирск: Наука, 2001. - 232 с.
Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 192 с.
Gudala S., Zagulyaev D., Shlyarov V., Ivanov Yu. // Phys. Scripta. - 2023. - V. 98. - No. 11. - Art. 115902.
Шляров В.В., Серебрякова А.А., Загуляев Д.В. и др. // Инженерная физика. - 2023. - № 4. - С. 38-47.
Serebryakova A.A., Zagulyaev D.V., Shlyarova Yu.A., et al. // J. Surf. Investigat.: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2022. - V. 16. - No. 6. - P. 1081-1088.
Углов В.В. и др. Модификация материалов компрессионными плазменными потоками. - Минск: БГУ, 2013. - 248 с.
Шляров В.В., Серебрякова А.А., Загуляев Д.В., Дробышев В.К. // Влияние энергетических воздействий на структуру и свойства многокомпонентных сплавов: монография / под ред. И.А. Панченко и С.В. Коновалова. - Новокузнецк: Изд-во ООО "Полиграфист", 2023. - С. 77-93.
Белов Н.А., Савченко С.В., Хван А.В. Фазовый состав и структура силуминов. - М.: МИСИС, 2008. - 282 с.
Ласковнев А.П. и др. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой / под ред. А.П. Ласковнева. - Минск: Беларус. навука, 2013. - 287 с.
Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.
