Эволюция системы "пленка (Ti)/(силумин) подложка",облученной импульсным электронным пучком

Автор: Загуляев Д.В., Иванов Ю.Ф., Толкачев О.С., Шляров В.В., Шлярова Ю.А.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph

Рубрика: Физика

Статья в выпуске: 3 т.16, 2024 года.

Бесплатный доступ

Обработка поверхности металлов электронным пучком представляет собой многогранный метод, включающий применение интенсивных импульсных электронных пучков для улучшения поверхностных свойств различных материалов в широком спектре. Обширные исследования показали, что использование этого подхода может привести к заметному снижению шероховатости и пористости поверхности, а также к заметному повышению прочности на растяжение и пластичности. Кроме того, было замечено, что обработанные образцы обладают улучшенными характеристиками, такими как твердость, износостойкость и коррозионные свойства, что подчеркивает эффективность электронно-пучковой обработки поверхности в материаловедении. В данной работе установлено, что облучение системы «пленка (Ti)/(силумин) подложка» приводит к трансформации как пленки титана, так и прилегающего слоя силумина с разной плотностью энергии, что оказывает различное влияние на структуру и состав. При обработке электронным пучком при плотности энергии 30 Дж/см2 титановая пленка и прилегающий слой силумина подвергаются полному растворению, в результате чего образуется сложная субмикронанокристаллическая структура, характеризующаяся присутствием частиц кремния, распределенных по границам зерен. Облучение электронным пучком системы «пленка (Ti)/(силумин) подложка» при разных плотностях энергии (10, 15, 30 Дж/см2) приводит к изменению морфологии поверхности, размера кристаллитов и фазового состава, а повышение плотности энергии приводит к плавлению пленки титана и прилегающего слоя силумина.

Еще

Силумин, титан, система «пленка/подложка», импульсный электронный пучок, элементный и фазовый состав, дефектная субструктура

Короткий адрес: https://sciup.org/147244607

IDR: 147244607   |   DOI: 10.14529/mmph240308

Список литературы Эволюция системы "пленка (Ti)/(силумин) подложка",облученной импульсным электронным пучком

  • Electron Beam Additive Manufacturing of TiB2/Ti–6Al–4V Composite / A. Panin, M. Kazachenok, L. Kazantseva et al. // AIP Conf. Proc. – 2019. – Vol. 2167. – P. 020263.
  • Electron Beam Surface Treatment of 316L Austenitic Stainless Steel: Improvements in Hardness, Wear, and Corrosion Resistance / S. Basak, S.K. Sharma, M. Mondal et al. // Metals and Materials International. – 2021. – Vol. 27. – P. 953–961.
  • Valkov, S. Electron-Beam Surface Treatment of Metals and Alloys: Techniques and Trends / S. Valkov, M. Ormanova, P. Petrov // Metals. – 2020. – Vol. 10, Iss. 9. – P. 1219.
  • Formation Mechanism of Micro- and Nanocrystalline Surface Layers in Titanium and Aluminum Alloys in Electron Beam Irradiation / S. Nevskii, V. Sarychev, S. Konovalov et al. // Metals. – 2020. – Vol. 10, Iss. 10. – P. 1399.
  • Microstructure and Corrosion Resistance of A Mg2Sn-dispersed Mg Alloy Subjected to Pulsed Electron Beam Treatment / D. Lee, B. Kim, S.-M. Baek, J. Kim et al. // Journal of Magnesium and Alloys. – 2020. – Vol. 8, Iss. 2. – P. 345–351.
  • Effect of Electron Beam Energy Densities on The Surface Morphology and Tensile Property of Additively Manufactured Al-Mg Alloy / Y. Geng, I. Panchenko, S. Konovalov et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section. – 2021. – Vol. 498. – P. 15–22.
  • Influence of Beam Power on The Surface Architecture and Corrosion Behavior of Electron-beam Treated Co-Cr-Mo Alloys / S. Valkov, S. Parshorov, A. Andreeva et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section. – 2021. – Vol. 494–495. – P. 46–52.
  • Smolarczyk, P. Thermal-Derivative Analysis and Precipitation Hardening of the Hypoeutectic Al-Si-Cu Alloys / P. Smolarczyk, M. Krupiński // Archives of Foundry Engineering. – 2019. – Vol. 19, Iss. 1. – P. 41–46.
  • Improved Wear Resistance of Al-15Si Alloy with a High Current Pulsed Electron Beam Treatment / Y. Hao, B. Gao, G.F. Tu et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2011. – Vol. 269, Iss. 13. – P. 1499–1505.
  • Study on Continuous Solid Solution of Al and Si Elements of a High Current Pulsed Electron Beam Treated Hypereutectic Al17.5Si Alloy / B. Gao, Y. Hao, W.F. Zhuang et al. // Phys. Procedia. – 2011. – Vol. 18. – P. 187–192.
  • Integrated Property Predictions During Casting and Heat Treatment of Al-Si-Cu-Mg Alloys By Precipitation Simulation / F. Mao, M. Weidt, F. Roeser et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2023. – Vol. 1281. – P. 012043.
  • Hren, I. Influence of Al5FeSi Phases on the Cracking of Castings at Al-Si Alloys / I. Hren, J. Svobodová, Š. Michna // Archives of Foundry Engineering. – 2018. – Vol. 18(4). – P. 120–124.
  • Денисова, Ю.А. Эволюция структуры поверхностного слоя стали, подвергнутой электронно-ионно-плазменным методам обработки / Ю.А. Денисова, под общ. ред. Н.Н. Коваля и Ю.Ф. Иванова. – Томск: Изд-во НТЛ, 2016. – 303 с.
  • Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности цветных металлов и сплавов / Ю.Х. Ахмадеев, В.В. Денисов, Ю.Ф. Иванов и др. – Томск: Изд-во НТЛ, 2016. – 308 с.
  • Белов, Н.А. Фазовый состав и структура силуминов / Н.А. Белов, С.В. Савченко, А.В. Хван. – М.: МИСИС, 2008. – 281 с.
Еще
Статья научная