Формирование и эволюция структуры и фазового состава нержавеющей стали при электронно-пучковой обработке и многоцикловом нагружении до разрушения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Сизов, Василий Васильевич

• Сизов, Василий Васильевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Сизов, Василий Васильевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ВОЗДЕЙСТВИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫМИ ПОТОКАМИ ЭНЕРГИИ НА МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

1.1 Влияние облучения ионными пучками на изменение свойств и структуры металлических материалов

1.1.1 Изменение механических свойств металлических материалов после облучения ионными пучками

1.1.2 Изменение структуры и фазового состава металлических материалов после облучения ионными пучками

1.2 Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на структуру, фазовый состав и механические свойства сталей и сплавов

1.2.1 Изменение механических свойств металлов и сплавов после электронно-пучковой обработки

1.2.2 Влияние электронно-пучковой обработки на изменение структуры и фазового состава металлов и сплавов

1.3 Влияние некоторых других видов энергетических воздействий на механические свойства и структуру металлов и сплавов

1.4 Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на усталостную выносливость сталей разных структурных классов

1.4.1 Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на сталь 08Х18Н10Т

1.4.2 Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на сталь 20X13

1.4.3 Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на рельсовую сталь Э76Ф

1.5 Выводы

2 МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материал исследования и методика усталостных испытаний

2.2 Методика электронно-пучковой обработки

2.3 Методики структурных исследований

2.4 Методика количественной обработки результатов исследований

3 СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ И ДЕФЕКТНАЯ СУБСТРУКТУРА СТАЛИ 20Х23Н18, ОБРАБОТАННОЙ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ

3.1 Структурно-фазовое состояние стали перед облучением электронным пучком

3.2 Модификация структуры поверхности стали 20Х23Н18 при облучении высокоинтенсивным электронным пучком

3.2.1 Облучение электронным пучком при плотности энергии пучка электронов 20 Дж/см2

3.2.2 Облучение электронным пучком при плотности энергии пучка

л

электронов 30 Дж/см

3.2.3 Облучение электронным пучком при плотности энергии пучка электронов 40 Дж/см2

3.3 Градиент структуры и фазового состава поверхностного слоя аустенитной стали 20Х23Н18, обработанной электронным пучком в режиме минимальной усталостной долговечности

3.4 Градиент структуры и фазового состава поверхностного слоя аустенитной стали 20Х23Н18, обработанной высокоинтенсивным электронным пучком в режиме максимально высокой усталостной долговечности

Заключение по главе 3

4 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ДЕФЕКТНАЯ СУБСТРУКТУРА И ПОВЕРХНОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ СТАЛИ ПОСЛЕ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Структурно-фазовый анализ механизмов усталостного разрушения стали 20Х23Н18, не обработанной электронным пучком

4.2 Структурно-фазовое состояние стали 20Х23Н18, подвергнутой обработке электронным пучком (плотность мощности пучка 0,27 МВт/см ) и разрушенной в результате усталостных испытаний

4.3 Структурно-фазовое состояние стали 20Х23Н18, подвергнутой обработке электронным пучком (плотность мощности пучка 0,4 МВт/см2) и разрушенной в результате усталостных испытаний

4.4 Структурно-фазовое состояние стали 20Х23Н18, подвергнутой обработке электронным пучком (плотность мощности пучка 0,6 МВт/см ) и разрушенной в результате усталостных испытаний

4.5 Предложения по практическому использованию результатов диссертационной работы

Заключение по главе 4

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование и эволюция структуры и фазового состава нержавеющей стали при электронно-пучковой обработке и многоцикловом нагружении до разрушения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Циклическое пагружение сооружений и конструкций, при котором развиваются усталостные явления, способные привести к разрушению, является наиболее часто встречающимся. Обширный материал, полученный с использованием современных структурных методов исследований, свидетельствует о сложной природе усталости, ее зависимости от многих факторов.

Повышение усталостного ресурса нержавеющих сталей связывают с применением концентрированных потоков энергии, модифицирующих поверхность материалов. Одним из перспективных методов, обладающих большими возможностями контроля подводимой энергии и перевода материала в неравновесное состояние, является электронно-пучковая обработка (ЭПО), обеспечивающая высокие (до 108 град/с) скорости нагрева и охлаждения поверхностного слоя и формирование предельных градиентов температуры (до 108 град/м). В результате в поверхностном слое создаются условия формирования субмикро и нанокристаллических структурно-фазовых состояний.

В связи с вышеизложенным исследования природы повышения усталостного ресурса после обработки высокоинтенсивными электронными пучками являются актуальными.

Настоящая работа проводилась в соответствии ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (гос. контракт № 02.740.11.0538 и соглашение № 14.В37.21.0071).

Цель работы: установление закономерностей и природы формирования и эволюции структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры нержавеющей стали 20Х23Н18, подвергнутой ЭПО и последующему многоцикловому усталостному нагружению до разрушения.

Реализация данной цели потребовала решения следующих задач: 1. Установление закономерностей эволюции структурно-фазовых состояний, дефектной субструктуры и поверхности разрушения стали 20Х23Н18 при усталостном нагружепии до разрушения.

2. Послойный электронно-микроскопический анализ структуры, фазового состава и дефектной субструктуры аустенитной стали после ЭПО в различных режимах.

3. Анализ структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры стали, формирующихся в поверхностном слое толщиной до ~80 мкм после ЭПО и последующих усталостных испытаний до разрушения.

4. Выявление факторов, ответственных за повышение усталостной долговечности стали после ЭПО.

Научная новизна. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии впервые показано, что при электронно-пучковой обработке стали формируется градиентное структурно-фазовое состояние, характеризующееся закономерным изменением фазового состава и параметров дефектной субструктуры (скалярная плотность дислокаций, ширина изгибных экстинкционных контуров и плотность концентраторов вну тренних напряжений, плотность микродвойников и размеры областей разориентации) по мере удаления от поверхности облучения.

Выявлены и подвергнуты анализу основные факторы, определяющие усталостную долговечность стали в исходном состоянии и после ЭПО. Установлено, что увеличение усталостного ресурса после ЭПО обусловлено подавлением процесса формирования областей с критической структурой, не способной к дальнейшей эволюции и являющейся местом образования субмикротрещин.

Достоверность экспериментальных результатов и обоснованность выводов обеспечиваются корректностью постановки задач исследования, комплексным подходом к их решению с использованием современных методов и методик, широким привлечением статистических методов обработки результатов, анализом литературных данных и критическим сопоставлением установленных в работе закономерностей фактам, полученным другими исследователями.

Научная и практическая значимость работы заключается в увеличении ресурса усталостной работоспособности стали при электронно-пучковой

обработке в -2,1 раза; установлении физических причин, способствующих этому. Экспериментальные результаты, полученные в работе, и их анализ могут явиться основой разработки метода повышения ресурса усталостной выносливости стальных изделий электронно-пучковой обработкой.

Выявленные закономерности формирования и эволюции структуры, фазового состава и дефектной субструктуры использованы для установления режимов ЭПО, максимально повышающих усталостный ресурс.

Научные результаты работы могут быть использованы для развития теории структурно-фазовых превращений в сталях, а основные положения диссертации представляют интерес как учебный материал в курсе лекций по физике конденсированного состояния, физического материаловедения.

Практическая значимость подтверждена актами апробирования результатов работы в промышленности.

Личный вклад автора состоит в обработке низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками стали 20Х23Н18, проведении многоцикловых усталостных испытаний, анализе данных фрактограмм поверхности разрушения и картин дислокационных субструктур стали, в обработке полученных данных, сопоставлении полученных результатов с результатами других авторов, формулировании выводов и положений, выносимых на защиту, написании и подготовке статей к публикации.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) закономерности изменения структуры, фазового состава, дефектной субструктуры аустешггной стали 20Х23Н18 при многоцикловом нагружении до разрушения;

2) результаты послойного электронно-микроскопического анализа дефектной субструктуры и фазового состава, формирующихся в поверхностных слоях после ЭПО в различных режимах;

3) градиентный характер эволюции структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры стали, облученной электронными пучками в различных режимах, при многоцикловом нагружении до разрушения.

4) Основные факторы повышения усталостного ресурса стали после ЭПО.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует п. 1 «Теоретическое и экспериментальное изучение физической природы свойств металлов и их сплавов, неорганических и органических соединений, диэлектриков и в том числе материалов световодов как в твердом, так и в аморфном состоянии в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления» паспорта специальности 01.04.07 -физика конденсированного состояния (технические науки).

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях, чтениях, семинарах и школах: 52, 53 международных научных конференциях «Актуальные проблемы прочности», Витебск, Уфа, 2012; VI Всероссийской молодежной научной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», Тольятти, 2012; II Всероссийской конференции «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», Новосибирск, 2012; XXI Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов», Магнитогорск, 2012; VI евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур», Москва, 2012; XVIII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», Самара, 2012; VII Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», Черноголовка, 2012; научных чтениях им. И.А. Одинга «Механические свойства современных конструкционных материалов», Москва, 2012; Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», Новокузнецк, 2012; XX Республиканской научно-практической конференции аспирантов, магистрантов и студентов по физике конденсированного состояния, Гродно, 2012; Юбилейных XX Петербургских чтений по проблемам прочности, Санкт-Петербург, 2012; III Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы «Функциональные наноматериалы и высокочистые

вещества», Москва, 2012; XI International conference on nanostructured materials, Rodos, Greece, 2012; научной сессии НИЯУ МИФИ-2013 «Инновационные ядерные технологии. Высокие технологии в медицине», Москва, 2013.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 25 работах, в том числе в 9 статьях в журналах, входящих в Перечень, рекомендованный ВАК для публикации результатов диссертационных исследований, 1 монографии, остальные - в трудах всероссийских и международных конференций.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация включает в себя введение, 4 главы, основные выводы, список литературы их 128 наименований, приложение, изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков, 2 таблицы.

Результаты научных исследований, изложенные в диссертации, получены и опубликованы в открытой печати в соавторстве с доктором физико-математических наук, профессором В.Е. Громовым, доктором физико-математических наук, профессором, в.н.с. Ю.Ф. Ивановым, кандидатом технических наук C.B. Воробьевым, доктором технических наук, доцентом C.B. Коноваловым, а также в соавторстве и в результате работы с другими коллегами, в разное время занимавшимися научной работой в ФГБОУ ВПО «СибГИУ», ФГБУН ИСЭ СО РАН и ФГБОУ ВПО «ТГАСУ», что подтверждается литературными ссылками на источники из перечня библиографического списка.

Считаю своим приятным долгом выразить признательность и глубокую благодарность за полезные обсуждения, критические замечания и постоянную поддержку научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору В.Е. Громову, кандидату технических наук C.B. Воробьеву, доктору физико-математических наук, профессору Ю.Ф. Иванову, доктору технических наук, доценту C.B. Коновалову.

1 ВОЗДЕЙСТВИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫМИ ПОТОКАМИ ЭНЕРГИИ

НА МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

1.1 Влияние облучения ионными пучками на изменение свойств и структуры

металлических материалов

1.1.1 Изменение механических свойств металлических материалов после

облучения ионными пучками

Импульсное облучение ионами Аг+ с различной средней плотностью тока ионного пучка влияет на микротвердость и циклическую долговечность углеродистой стали Ст.З. Максимальный эффект повышения микротвердости и циклической долговечности стали наблюдается при наименьшей средней плотности тока ионного пучка 10 мкА/см2 [1]. С увеличением средней плотности тока ионного пучка микротвердость и циклическая долговечность углеродистой стали уменьшаются, а структура поверхностных слоев возвращается в исходное состояние, что может быть связано с аннигиляцией радиационных дефектов, генерируемых ионным облучением, вследствие возрастания средней температуры образцов за время ионного облучения [1]. С одной стороны, импульсное облучение ионами Аг+ приводит к изменению структуры поверхностных слоев углеродистой стали, по-видимому, вследствие генерации радиационных дефектов [2] и ударно-волновых процессов [3], и, как следствие, к упрочнению (увеличению микротвердости и циклической долговечности) стали. С другой стороны, процесс облучения сопровождается нагревом вследствие воздействия ионного пучка, что усиливает аннигиляцию генерируемых ионным облучением радиационных дефектов. Прочностные характеристики поверхностных слоев при этом снижаются, их структура возвращается в исходное состояние, а микротвердость и циклическая долговечность уменьшаются, что наиболее заметно проявляется при наибольшей средней плотности тока ионного пучка 40 мкА/см [1].

Вакуумно-дуговая импульсно-периодическая имплантация ионных пучков Т^В+, ТГ^С"1" и ТГ приводит к увеличению предела прочности, микро- и

нанотвердости подшипниковой стали ШХ-15, при этом облучение двухкомпопентными ионными пучками приводит к более значительному упрочнению материала. Величина эффекта возрастает с увеличением дозы облучения и максимальна при использовании двухкомпонентиого пучка ионов ТГ^В*. При облучении стали ШХ-15 двухкомпонентными пучками ионов ТГ^С* и ТГ+В+ поверхностный слой обогащается атомами титана до более высокой концентрации, но на меньшую глубину, чем при облучении однокомпонентным пучком ионов Тл+. При этом глубина внедрения ионов бора больше, а углерода -меньше, чем ионов титана. При имплантации ионов ТГ происходит частичный распад цементита и выделение мелкодисперсной фазы ТЮ при одновременном повышении плотности дислокаций. Облучение ионами ТГ+С+ приводит к образованию меньшей плотности более крупных карбидов ТЮ и к росту количества цементигной фазы, при этом увеличиваются плотность дислокаций, уровень внутренних упругих напряжений и величина азимутальной разориентировки кристаллов, а в поверхностном слое происходит фрагментация кристаллов мартенсита. При имплантации ионов Т1++В+ дополнительно выделяются бориды Т1В, Т1В2 и интерметаллид Т1Ре2, а плотность дислокаций и величина азимутальной разориентировки кристаллов становятся выше, чем при имплантации ионов Т1+ и Т1++С+. С увеличением дозы ионного облучения размер и концентрация боридных и карбидных частиц возрастают, происходит более глубокое напоструктурирование матричной решетки и частичная аморфизация поверхностного слоя [4].

Влияние режимов ионного облучения на износостойкость конструкционной легированной стали 30ХГСН2А исследовано в [5]. При имплантации

17 ^

многозарядных ионов меди в конструкционную сталь флюенсом до 5-10 см'" наблюдается такой же, как и после обработки мощными ионными пучками, характер распределения атомов меди по глубине. Ионно-лучевое модифицирование в 1,5-2 раза повышает сопротивление износу стали 30ХГСН2А. Толщина модифицированного упрочненного слоя составляет -100 мкм, что намного превышает длину проективного пробега имплантированных ионов.

Предварительная имплантация стали ионами железа усиливает эффект повышения износостойкости [5].

Комбинированное облучение ионами различной энергии и состава используется для формирования градиентных композиций с высокой концентрацией легирующих элементов в поверхностном слое металлокерамических твердых сплавов. Установлено, что повышению коррозионной стойкости способствует первоначальная обработка материала мощным ионным пучком и последующая высокодозная имплантация ионов циркония [6].

После обработки токарных резцов из инструментальной легированной стали Р6М5 импульсными ионными пучками в приповерхностном слое образуются новые стабильные фазы и соединения, что улучшает эксплуатационных характеристик изделий из металлов и сплавов [7].

1.1.2 Изменение структуры и фазового состава металлических материалов

после облучения ионными пучками

Установлено, что воздействие мощного ионного пучка наносекупдной длительности на системы из алюминия, меди с покрытием из никеля и стали марки Ст20 с покрытием из графита приводит к перемешиванию N1 с А1 и стали Ст20 с графитом. Данный процесс протекает в основном в жидкой фазе и зависит от теплофизических характеристик пленки и подложки [8].

Исследованы структурно-фазовое состояние и магнитные характеристики нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т, подвергнутой ионно-лучевому азотированию с высокой плотностью ионного пучка. Показано, что в результате ионной имплантации азотом при температурах выше 700 К в модифицированном слое аустенитной стали образуются наноразмерные частицы СгИ и а-Ре, приводящие к существенному упрочнению слоя и придающие ему ферромагнитные свойства. Показано, что изменением размера ферромагнитных частиц можно обеспечить формирование на поверхности стали 12Х18Н10Т модифицированного слоя с регулируемыми магнитными характеристиками [9].

Изменение состава и структуры поверхностных слоев, морфологии поверхности и механических свойств углеродистой стали Ст.З в зависимости от дозы импульсного облучения ионами хрома проанализировано в [10]. Показано, что с увеличением дозы импульсного облучения углеродистой стали Ст.З ионами Сг+ с энергией 30 кэВ от 1016 до 5-Ю17 см"2 концентрация хрома в поверхностном слое толщиной ~40 нм возрастает от 1-2 до 18-20 ат.%. Обнаружено образование карбида Сг3С2 в облученном слое [10].

Импульсное облучение углеродистой стали Ст.З ионами Сг+ до

17 2

максимальной дозы 5-10 см" приводит более чем к двукратному увеличению средней квадратичной шероховатости поверхности, что обусловлено преимущественным распылением атомов вдоль плотноупакованных направлений. Импульсное облучение образцов стали Ст.З ионами Сг+ приводит к изменению структуры материала на глубинах, превышающих длину проективного пробега ионов, что вызывает разупрочнение поверхностных слоев и, как следствие, снижение ее механических свойств [10].

При облучении высокопрочных сталей ШХ-15 и 38ХГОМФА пучком ионов Н£ + В происходит наноструктурирование поверхностного слоя - выделяются новые мелкодисперсные упрочняющие фазы Ре2В и ПГС, повышается плотность дислокаций. Кроме того, в стали ШХ-15 при достижении дозы облучения 32 мКл/см2 значительно увеличивается азимутальная разориентировка кристаллов и происходит фрагментация зерен основной фазы. Вакуумно-дуговая импульспо-периодическая имплантация композиции ионов НГ + В приводит к повышению износостойкости, нанотвердости, предела выносливости и долговечности образцов стали ШХ-15 и небольшому увеличению нанотвердости поверхностного слоя стали

38ХНЗМФА. Величина эффекта растет с дозой облучения [11].

1 ( 2

При ионном облучении, начиная с дозы О = 5,6-10 см' , фазовый состав сплава 1441 претерпевает изменения. По мере увеличения дозы облучения наблюдается растворение фаз Р' (А13гг) и 5' (А13Ы) во всем объеме образцов толщиной 1 мм, а также уменьшение размера и частичное растворение интерметаллидов А]8Ре281 кристаллизационного происхождения. В то же время

под действием облучения в сплаве инициируется распад твердого раствора с образованием наноразмерных частиц упрочняющих фаз 0' (А12Си) и (А121л]У^) в объеме зерен. Степень распада твердого раствора возрастает с увеличением дозы облучения. Этим объясняется значительное упрочнение сплава при сохранении достаточно высокого уровня пластичности, наблюдаемое при облучении высокими дозами. Следует отметить, что частицы 0- и Брфаз пе образуются после деформации и отжига холодподеформированных листов сплава 1441 [12].

При исследовании абляции пиролитического графита, аустенитной нержавеющей стали и титанового сплава ВТ-6 при импульсном воздействии мощных ионных пучков (МИП) с энергией 500 и 300 кэВ установлено, что ее линейное возрастание с увеличением плотности энергии (ионного тока) пучка. При осаждении абляционной углеродной плазмы на 81 подложку в структуре формирующихся тонкопленочных покрытий обнаружены нанокристаллические фазы фуллеренов Сб0 и С7о в количестве 85-97%. Доля фуллерена С7о в покрытии уменьшается от 100 до 35% при увеличении плотности энергии ионного пучка от

л

5,6 до 8,2 Дж/см . Микротвердость предварительно полированных образцов стали снижается после облучения МИП с малой (до 60 А/см2) плотностью ионного тока вследствие разупрочнения наклепанного при полировке поверхностного слоя. Снижение микротвердости стали при плотности ионного тока 100 А/см связывается с растворением частиц карбидов в аустените во время первого импульса облучения. Повторное выделение карбидов при увеличении числа импульсов МИП вызывает увеличение микротвердости, величина которой остается ниже исходного значения. Снижение микротвердости сплава ВТ-6 после облучения МИП объясняется оплавлением поверхностного слоя и образованием кратеров, глубина которых практически линейно возрастает с увеличением плотности ионного тока [13].

Установлено, что при облучении ионами Аг+ сплава АМгб, как с плакирующим слоем, так и без него, в нем происходит измельчение и растворение грубых интерметаллидов А16(Ре,Мп) кристаллизационного происхождения,

которые наблюдаются в исходном деформированном состоянии и не устраняются обычным отжигом [14].

При обработке стали Э8ХНЗМФА пучком ионов (Cr+В) происходит фрагментация поверхностного слоя и увеличение параметра его решетки. Этот слой обогащается атомами внедренных элементов до разной степени и на различную глубину, что определяет не только градиент химического состава, но и изменение структурно-фазового состояния по глубине слоя. При имплантации композиции ионов происходит интенсивное выделение новых мелкодисперсных упрочняющих фаз и растворение исходных. В поверхностном слое формируются участки, содержащие фазы: a-Fe, Сг5В3, СгВ2, СгВ. Увеличивается параметр кристаллической решетки имплантированной стали. В результате такого изменения структурно-фазового состояния повышаются микротвердость и модуль упругости поверхностного слоя имплантированных образцов стали З8ХНЗМФА и износостойкость при работе в паре трения с полиамидом ПА-66 [15].

При выборе параметров облучения можно различным способом воздействовать на структуру сплава: дислокационную, субзеренную, а также на его фазовый состав, что открывает новые возможности воздействия на служебные свойства металлов и сплавов - такие как прочность, пластичность, коррозионная стойкость и др. Формируемые при этом состояния и свойства материала в ряде случаев принципиально не могут быть получены при помощи традиционных методов обработки [14]. Проведенные в [14, 16, 17] исследования показывают, что низко- и среднеэнергетическая ионная имплантация, так же как и высокоэнергетическая, приводит к модификации субмиллиметровых приповерхностных слоев материалов. В особенности это относится к метастабильным средам. Но механизм модификации здесь качественно иной. Предположительно, ускоренный ион служит «спусковым крючком», освобождающим запасенную метастабильной средой энергию и порождающим самораспространяющиеся вглубь вещества процессы структурных изменений, внешне подобные явлениям горения и детонации [14].

Имплантация ионами алюминия приводит к существенному изменению структурно-фазового состояния титана в мелкозернистом состоянии. В материале авторами [18] выделено два типа зерен Тл, различающихся по фазовому составу, дефектной структуре и размерам: мелкие зерна в интервале 0,1 - 0,5 мкм и крупные зерна в интервале 0,5 - 5 мкм. В материале присутствуют два типа частиц ТЮ2: частицы округлой формы, расположенные на дислокациях в объеме зерен Тл, и частицы пластинчатой формы, расположенные только внутри крупных зерен Тл. Формирование фазы Т13А1 наблюдается в виде пластинчатых выделений по границам зерен и округлых частиц в тройных стыках. Частицы фазы Т1А13 выделяются с меньшей объемной долей, по сравнению с фазой Тл3А1, и локализуются по границам крупных зерен титановой матрицы. В результате ионного облучения изменяются существенно зёренное состояние и дефектная структура материала: происходит значительное увеличение плотности дислокаций и внутренних полей напряжений в мелких зёрнах относительно исходного состояния титана [18].

Облучение ионами Аг+ с энергией 40 кэВ плакированных нагартованных образцов промышленного алюминиевого литиевого сплава 1441 при малых дозах облучения (1015 см2, время облучения 1 с, Т < 70 °С) и плотностях ионного тока порядка 100 мкА/см2 приводит к трансформации ячеистой структуры, сформированной в сплаве при деформации. При повышении дозы облучения до 1016 см2 наблюдается переход от ячеистой структуры к субзеренной, близкой к полигональной. Эффективность этого процесса повышается при увеличении плотности ионного тока. Кроме того, под действием ионного облучения при повышенных плотностях ионного тока происходит растворение частиц (У(А13гг) и А18Ре281, присутствующих в деформированном сплаве, и образование дисперсных частиц новой фазы А^ГЛМ^ пластинчатой формы. Изменения дислокационной структуры и фазового состава в сплаве 1441 наблюдаются после нескольких секунд облучения не только в поверхностном слое, прилегающем к зоне внедрения ионов, но и по всей толщине образца, в десятки тысяч раз превышающей их проективные пробеги [19].

\

Воздействие пучками ионов кремния на поверхность сплава Тл№ приводит к формированию оксидного слоя в ~6 раз большей толщины, чем у исходного сплава, с содержанием кислорода в нем на ~20 % больше, чем до ионно-пучковой обработки, и обедненного никелем вплоть до его отсутствия в приповерхностном слое облученного образца толщиной около 20 им. Под действием пучков ионов кремния имеет место фрагментация: приповерхностной части отдельных зерен фазы В2, выходящих на поверхность, с образованием зеренно-субзеренной структуры с уменьшением размеров фрагментов (зерен) до 5 - 15 мкм. Высказано предположение о влиянии ориентации зерна на выявленный эффект [20].

1.2 Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на структуру, фазовый состав и механические свойства сталей и сплавов

1.2.1 Изменение механических свойств металлов и сплавов после электронно-

пучковой обработки

Разработка и внедрение высокоинтенсивных методов поверхностной обработки деталей при использовании концентрированных импульсиых потоков энергии имеет ряд преимуществ перед классическими методами поверхностной (механической, химической и термической) обработки. Облучение деталей импульсными потоками энергии обеспечивает формирование уникального физико-химического состояния материала в поверхностном слое, достижение нанометровой точности изготовления и шероховатости поверхности, соответствующей Яа = 0,05...0,06 мкм, а также высокую экологическую чистоту производства. Возможность изменения площади поперечного сечения энергетических потоков от 30 см2 до 1 м2 при длительности импульса от 50 не до нескольких десятков микросекунд позволяет повысить производительность метода. Вместе с тем, применение концентрированных потоков энергии отличается высокой наукоемкостыо разрабатываемых технологий, что требует проведения длительных и дорогостоящих исследований влияния режимов облучения на состояние поверхности и свойства деталей [21].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сизов, Василий Васильевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воробьев, В. Л. Изменение механических свойств углеродистой стали Ст.З в зависимости от средней плотности тока в пучке при импульсном облучении ионами аргона / В. Л. Воробьев, П. В. Быков, В. Я. Баянкин, А. А. Шушков [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2012. - № 6. - С. 5 - 9.

2. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы / Ф. Ф. Комаров. - М.: Металлургия, 1990.-216 с.

3. Овчинников, В. В. Радиационно-динамические эффекты. Возможности формирования уникальных структурных состояний и свойств конденсированных сред / В. В. Овчинников. - УФН. - 2008. - т. 178. - № 9. -С. 992- 1001.

4. Сергеев, В. П. Структура поверхностного слоя и механические свойства подшипниковой стали после обработки пучками ионов Ti, Ti+C, Ti+B / В. П. Сергеев, А. В. Воронов, Г. В. Пушкарева // Физика и химия обработки материалов. - 2006. - № 2. - С. 58 - 64.

5. Козлов, Д. А. Ионно-лучевое модифицирование трибологических свойств хромистой стали / Д. А. Козлов, Б. А. Крит, В. В. Столяров, В. В. Овчинников // Физика и химия обработки материалов. - 2010. - № 1. - С. 50 - 53.

6. Вершинин, Г. А. Формирование коррозионно-стойких композиций в поверхностных слоях твердых сплавов при комбинированной ионно-лучевой обработке / Г. А. Вершинин, К. Н. Полещенко, С. PI. Порозшок // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейронные исследования. - 2013. - № 4. - С. 22.

7. Струц, В. К. Исследование воздействия импульсных мощных ионных пучков на инструментальную сталь Р6М5 / В. К. Струц, Г. Е. Ремнев // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2010. - № 10/2. - С. 125 - 128.

8. Панова, Т. В. Рентгенографические исследования двухслойных систем, облученных мощным ионным пучком / Т. В. Панова, В. С. Ковивчак, В. И.

Блинов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейронные исследования. - 2008. - № 8. - С. 76 - 79. 9. Белый, А. В. Формирование и свойства наноструктурных поверхностных слоев в аустенигных сталях, подвергнутых ионно-лучевому азотированию / А. В. Белый, В. А. Кукареко, И. И. Таран, С. К. Ших [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейронные исследования. - 2006. - № 7. - С. 100- 106.

Ю.Воробьев, В. JL Изменение состава и структуры поверхностных слоев, морфологии поверхности и механических свойств углеродистой стали Ст.З в зависимости от дозы импульсного облучения ионами хрома / В. Л. Воробьев, П. В. Быков, В. Я. Баянкин, С. Г. Быстров [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2013. - № 3. - С. 13 - 17. П.Сергеев, В. П. Влияние наноструктурирования поверхностного слоя высокопрочных сталей 38ХЮМФА и ШХ-15 на их трибомеханические свойства / В. П. Сергеев, А. Р. Супгатулин, О. В. Сергеев, Г. В. Пушкарева [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2005. - № 8. - С. 121 - 124. 12.Овчинников, В. В. Исследование процессов формирования наноразмерных интерметаллидных фаз в сплаве 1441 системы Al-Li-Cu-Mg-Mn в ходе облучения пучками ускоренных ионов / В. В. Овчинников, Н. В. Гущина, С. М. Можаровский, Л. И. Кайгородова // Известия высших учебных заведений. Физика.-2013.-№ 1/2.-С. 163- 166.

13.Струц, В. К. Абляция материалов при импульсном воздействии мощных ионных пучков / В. К. Струц, А. П. Рябчиков, А. В. Петров // Физика и химия обработки материалов. - 2012. -№ 5. - С. 14 - 19.

14.Школьников, А. Р. Изменение дислокационной структуры и фазового состава сплава АМгб при облучении ионами Аг+ с энергией 40 кэВ / А. Р. Школьников, В. В. Овчинников, II. В. Гущина, Ф. Ф. Махинько [и др.] // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - № 7. - С. 58 -64.

15.Сунгатулин, А. Р. Влияние обработки пучками ионов (Cr+В) поверхностного слоя стали З8ХНЗМФА на износостойкость / А. Р. Сунгатулин, В. П. Сергеев, М. В. Федорищева, О. В. Сергеев // Известия Томского политехнического университета. -2009. -№ 2. - С. 134 - 137. 16.0vchinnikov, V. V. Cnange of electrical properties of alloys and excitation of low_temperature atom mobility by ion bombardment / V. V. Ovchinnikov, V. I. Chernoborodov, Yu. G. Ignatenko // Nucl. Instrum. and Meth. In Phys. Res. В -1995. - V. 103.-С. 313-317.

17.Goloborodsky, В. Yu. Long range effects in FePdaAu Alloy under Ion Bombardment / B. Yu. Goloborodsky, V. V. Ovchinnikov, V. A. Semenkin // Fusion Technology. -2001.-V. 39.-№5.-P. 1217-1228.

18.Курзина И. А. Модификация структурно-фазового состояния мелкозернистого титана в условиях ионного облучения / И. А. Курзина, Э. В. Козлов, Н. А. Попова, М. П. Калашников [и др.] // Известия российской академии наук. Серия физическая. -2012,-№ 11.-С. 1384.

19.Овчинников, В. В. Структурные особенности алюминиевого сплава 1441, подвергнутого облучению ионами Аг+ / В. В. Овчинников, Н. В. Гущина, Ф. Ф. Махинько, JI. С. Чемеринская [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика.-2007,-№2.-С. 73-81.

20.Псахье, С. Г. Влияние поверхностной модификации пучками ионов кремния на микроструктуру и химический состав приповерхностных слоев никелида титана / С. Г. Псахье, А. И. Лотков, С. Н. Мейснер, Л. Л. Мейснер [и др.] // Перспективные материалы. - 2013. - № 2. - С. 42 - 49.

21.Белов, А. Б. Перспективы применения концентрированных импульсных потоков энергии для изготовления и ремонта деталей машин / А. Б. Белов, А.

B. Крайников, А. Ф. Львов, А. Г. Пайкин [и др.] // Двигатель. - 2006. - № 1. -

C. 8-9.

22.Иванов, Ю.Ф. Импульсная электронно-пучковая модификация поверхности электровзрывного легирования углеродистой стали / Ю. Ф. Иванов, 10. А.

Колубаева, С. 10. Филимонов [и др.] // Известия вузов. Черпая металлургия. -2009.-№ 10.-С. 42-44.

23.Марков, А. Б. Динамическое разрушение меди при воздействии релятивистского сильноточного электронного пучка / А. Б. Марков, С. А. Кицанов, В. П. Ротштейп, С. Д. Полевин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2006. - № 7. - С. 69 - 74.

24.Цепелев, А. Б. Эффекты радиационного упрочнения/разупрочнения хромомарганцевой аустенитной стали при непрерывном и циклическом электронном облучении / А. Б. Цепелев, С. И. О. Садыхов, М. А. Севостьянов // Физика и химия обработки материалов. - 2012. - № 2. - С. 12-16.

25.Иванов, В. А. Упрочнение приповерхностного слоя образцов из конструкционной стали микроплазменными разрядами / В. А. Иванов, М. Е. Коныжев, С. Н. Сатунин, А. А. Дорофеюк [и др.] // Прикладная физика. - 2008. - № 6. - С. 62-68.

26.Иванов, Ю. Ф. Сгруктурио-фазовые превращения углеродистой стали, обработанной высокоэнергетическим сильноточным электронным пучком / Ю. Ф. Иванов, О. В. Иванова // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2007. - № 1. - С. 51 - 57.

27.Шулепов, М. А. Модификация поверхностных слоев меди при воздействии объемным разрядом, инициируемым пучком электронов лавин в азоте и С02 атмосферного давления / М. А. Шулепов, Ю. X. Ахмадеев, В. Ф. Тарасенко, Ю. А. Колубаева [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2010. -№ 12.-С. 63-66.

28.0вчаренко, В. Е. Закономерности нагрева, наноструктурной модификации и упрочнения поверхностного слоя металлокерамического сплава при импульсном электронно-пучковом облучении / В. Е. Овчаренко, Ю. Ф. Иванов // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - № 3. - С. 88 -92.

29.Иванов, Ю. Ф. Наноструктуризация поверхности твердого сплава ТЮ-С№СгА1 электронно-пучковой обработкой / Ю. Ф. Иванов, Ю. А. Колубаева, С. В.

Григорьев, В. Е. Овчарепко [и др.] // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - № 2. - С. 110 - 113.

30.Иванов, Ю. Ф. Градиент структуры и фазового состава стали, облученной электронным пучком микросекундной длительности / 10. Ф. Иванов, В. II. Девятков, И. М. Гончаренко, Ю. А. Колубаева [и др.] // Физическая мезомеханика. Спец. выпуск 4.2. - 2004. - № 7. - С. 173 - 176.

31.Пушилина, Н. С. Модификация поверхности циркониевого сплава Zr 1 % Nb импульсным электронным пучком / И. С. Пушилина, И. П. Чернов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2011. - № 11/2. - С. 176 - 180.

32.Шулов, В. А. Структурно-фазовые изменения в поверхностных слоях деталей из титанового сплава ВТ6 при облучении сильноточным импульсным электронным пучком / В. А. Шулов, А. Г. Пайкин, Д. А. Теряев, О. А. Быценко [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2012. - № 3. - С. 5 - 9.

33.Полетика, И. М. Создание нового класса покрытий методом двойной электронно-лучевой обработки / И. М. Полетика, Ю. Ф. Иванов, М. Г. Голковский, Т. А. Крылова [и др.] II Перспективные материалы. - 2011. - № 1. -С. 71-81.

34.0вчаренко, В. Е. Электронно-пучковая модификация структуры поверхностного слоя интерметаллического соединения Ni3Al / В. Е. Овчаренко, Ю. Ф. Иванов, Ю. А. Колубаева, Е. Н. Боянгин [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2011. - № 4. - С. 44 - 51. 35.Суржиков, А. П. Модифицирование свойств циркониевой керамики сильноточным пучком низкоэнергетических электронов / А. П. Суржиков, Т. С. Франгульян, С. А. Гынгазов, А. Г. Мельников [и др.] // Перспективные материалы. - 2006. - № 4. - С. 58 - 64. 36.Овчаренко, В. Е. Модификация металлокерамического сплава электронно-импульсной обработкой его поверхности / В. Е. Овчаренко, С. Г. Псахье, О. В. Лапшин, Е. Г. Колобова // Известия Томского политехнического университета. -2004.-№6.-С. 75 -80.

37.Иванов, Ю.Ф. Наноразмерная многофазная структура, формирующаяся в поверхностном слое покрытия при электронно-пучковой обработке / 10. Ф. Иванов, Ю. А. Денисова, Е. А. Петрикова [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2012. - № 10. - С. 44 - 49.

38.Иванов, Ю. Ф. Закономерности и механизмы формирования нано- и субмикрокристаллической многофазной структуры в поверхностных слоях металлов и сплавов при импульсной электронно-пучковой обработке / Ю. Ф. Иванов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. -2008.-№ 1.-С. 47-52.

39.Кикин, П. Ю. Влияние предварительного низкоэнергетического лазерного облучения на время формирования отверстий в алюминиевом сплаве 1421 при последующем высокоинтенсивном лазерном воздействии / П. Ю. Кикин, Е. Е. Русин// Физика и химия обработки материалов. -2013. -№ 2. -С. 16-18.

40.Полетика, И. М. Формирование структуры металла электронно-лучевой наплавки карбидом вольфрама / И. М. Полетика, М. Г. Голковский, Т. А. Крылова, Ю. Ф. Иванов [и др.] // Перспективные материалы. - 2009. - № 4. - С. 65-70.

41.Сысоев, А. Г. Исследование ионной и электронной эмиссии при электроннолучевой сварке образцов из меди и стали марки ст.З / А.Г. Сысоев, В.Н. Мартынов, А. С. Хохловский, Г. К. Сысоев [и др.] // Вестник Московского энергетического института. - 2012. - № 4. - С. 48 - 51.

42.Коваль, Н. Н. Электронно-пучковая модификация поверхности покрытий / Н. Н. Коваль, Ю. Ф. Иванов // Известия высших учебных заведений. Физика. -2011.-№ 11/3.-С. 103-111.

43.Коваль, II. Н. Структура и свойства нанокристаллических покрытий ТьБьК, синтезированных в вакууме электродуговым методом / Н. Н. Коваль, Ю. Ф. Иванов, И. М. Гончаренко, О. В. Крысина [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2007. - № 2. - С. 46 - 51.

44.Сергеев, В. П. Модификация структуры и фазового состава покрытий ТлИ пучком ионов А1+В+ / В. П. Сергеев, М. В. Федоршцева, О. В. Сергеев, А. В.

Воронов и [др.] // Известия российской академии наук. Серия физическая. -2006.-№7.-С. 1015-1017.

45.Иванов, Ю. Ф. Физические основы повышения усталостной долговечности нержавеющих сталей / Ю. Ф. Иванов, С. В. Воробьев, С. В. Коновалов [и др.]. -Новокузнецк: Изд-во «Интер-Кузбасс», 2011. - 302 с.

46.Громов, В.Е. Модифицирование структурно-фазовых состояний поверхности нержавеющей стали электронно-пучковой обработкой [Текст] / В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, C.B. Воробьев [и др.] // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2010. - №4. - С. 31-37.

47.Горбунов, C.B. Формирование градиентной структуры поверхностного слоя при электронно-лучевой обработке аустенитной стали [Текст] / C.B. Горбунов, C.B. Воробьев, Ю.Ф. Иванов [и др.] // Физика и химия обработки материалов. — 2011.-№1.-С. 61-65.

48.Иванов, Ю.Ф. Формирование структурно-фазового состояния поверхностного слоя стали 08X18II10T при обработке высокоиптенсивным электронным пучком [Текст] / Ю.Ф. Иванов, C.B. Горбунов, В.Е. Громов [и др.] // Материаловедение. -2011. - №5. - С.43-47.

49.Громов, В.Е. Формирование поверхностных градиентных структурно-фазовых состояний при электронно-пучковой обработке нержавеющей стали [Текст] /

B.Е. Громов, C.B. Горбунов, Ю.Ф. Иванов [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2011. - № 10. -

C. 62-67.

50.Иванов, Ю. Ф. Структура поверхностного слоя, формирующегося в стали 08Х18Н10Т, обработанной высокоинтенсивным электронным пучком, в условиях многоцикловой усталости [Текст] / Ю.Ф. Иванов, C.B. Горбунов, C.B. Воробьев // Физическая мезомеханика. - 2011. - Т. 14. - № 1. - С. 75-82.

51.Громов, В.Е. Структурно-фазовые превращения при мпогоцикловой усталости нержавеющей стали, обработанной электронными пучками [Текст] / В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, C.B. Воробьев [и др.] // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2011. - № 1. - С. 57-63.

52.Иванов Ю.Ф. Многоцикловая усталость нержавеющей стали, обработанной высокоинтенсивным электронным пучком: структура поверхностного слоя [Текст] / Ю.Ф. Иванов, H.H. Коваль, C.B. Горбунов [и др.] // Известия вузов. Физика. - 2011. - № 5. - С.61 -69.

53.Иванов, Ю.Ф. Усталостная долговечность стали мартенситного класса, модифицированной высокоинтенсивными электронными пучками / 10. Ф. Иванов, Д. А. Бессонов, С. В. Воробьев [и др.] // Новокузнецк: Интер-Кузбасс, 2011.-259 с.

54.Иванов Ю.Ф. Структурно-фазовое состояние поверхностного слоя, формирующееся в стали 20X13 в результате облучения высокоинтенсивным электронным пучком [Текст] / Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, C.B. Воробьев [и др.].//Физическая мезомеханика.-2011. - Т. 14.-№6.-С. 111-115.

55.Иванов Ю.Ф. Структурно-фазовое состояние поверхностного слоя, формирующееся в стали 20X13 в результате облучения высокоинтенсивным электронным пучком [Текст] / Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, C.B. Воробьев [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2011. - № 6. - Т. 14.-С.111-115.

56.Воробьев C.B. Формирование градиентной структуры и фазового состава поверхностных слоев стали 20X13 после облучения высокоинтенсивным электронным пучком [Текст] / C.B. Воробьев, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов [и др.] // Физика и химия обработки материалов - 2012. - № 4. - С. 97-99.

57.Бессонов, Д. А. Повышение усталостной долговечности стали 20X13 электронно-пучковой обработкой [Текст] / Бессонов Д.А., Воробьев C.B., Иванов Ю.Ф. [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2011. - №10. - С 48-49.

58.Бессонов, Д. А. Формирование нанокристаллических структур в нержавеющей стали, подвергнутой электронно-пучковой обработке и многоцикловому усталостному нагружению / Д. А. Бессонов, С. В. Воробьев, В. Е. Громов [и др.] // Наноинженерия. - 2013. - № 3. - С. 20 - 24.

59.Иванов, Ю. Ф. Эволюция структуры и фазового состава стали 20X13 в процессе упрочняющей электронно-пучковой обработки и последующего

усталостного нагружения [Текст] / Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, Д.А. Бессонов [и др.] // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 12. С.19-23.

60.Гришунин В А. Электронно-пучковая модификация структуры и свойств стали [Текст] / В.А. Гришупин, В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов [и др.]. - Новокузнецк: Изд-во «Полиграфист», 2012. - 308 с.

61.Иванов, Ю. Ф. Электронно-пучковая обработка рельсовой стали: фазовый состав, структура, усталостная долговечность / Ю. Ф. Иванов, В. Е. Громов, В.

A. Гришупин [и др.] // Вопросы материаловедения. - 2013. - №1(73). - С. 20 -30.

62.Гришупин, В. А. Структурно-фазовый градиент, формирующийся в рельсовой стали, подвергнутой обработке высокоинтенсивным электронным пучком /

B.А. Гришунин, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов [и др.] // Перспективные материалы. - 2013. - №6. - С.75 - 80.

63.Громов В.Е. Природа увеличения усталостной долговечности рельсовой стали электронно-пучковой обработкой [Текст] / В.Е. Громов, ВА. Гришунин, Ю.Ф. Иванов [и др.] // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2012. -№4.-С. 49-56.

64.Громов, В.Е. Повышение усталостной выносливости рельсовой стали электронно-пучковой обработкой [Текст] / В.Е. Громов, В.А. Гришунин, Ю.Ф. Иванов [и др.] // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2012. -№ 3. - С. 50-57.

65.Панин, С. В. Влияние геометрии и структуры границы раздела на характер развития пластической деформации на мезомасштабном уровне борированных образцов конструкционных сталей [Текст] / C.B. Панин, A.B. Коваль, Г.В. Трусова [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2000. - Т.З., №2. - С. 99-115.

66.Панин, В. Е. Влияние внутренней структуры и состояния поверхности на развитие деформации на мезоуровне малоуглеродистой стали [Текст] / В.Е. Панин, А.И. Слосман, H.A. Антипина [и др.] // Физ. мезомех. - 2001. - Т. 4. - № 1.-С. 105-110.

67.Панин В.Е. Мезомеханика поверхностно упрочненных материалов [Текст] / В.Е. Панин, А.И. Слосман, Н.А. Антипина // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - №1. - С. 30-36.

68.Панин В.Е. Эффект поверхностного слоя в деформируемом твердом теле [Текст] / В.Е. Панин, А.В. Панин // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т.8, №5.-С. 7-15.

69.Панин С.В. Влияние толщины и структуры поверхностных боридных слоев на развитие пластической деформации и разрушение образцов конструкционных сталей при сжатии [Текст] / С.В. Панин, А.В. Коваль, А.Ю. Ткаченко [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2003. - Т.6, № 2. - С. 81-92.

70.Марочник сталей и сплавов / под ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989.-640 с.

71.Rotshtein V. Surface treatment of materials with low-energy, high-current electron beams / V. Rotshtein, Yu. Ivanov, A. Markov // Materials surface processing by directed energy techniques / ed. by Y. Pauleau. - Elsevier, 2006. - P. 205-240.

72.Итин В.И. Поверхностное упрочнение сплавов на основе железа при воздействии интенсивного импульсного электронного пучка / В.И. Итин, Б.А. Коваль, Н.Н. Коваль // Известия Вузов. Физика. - 1985. - № 6. - С. 38-43.

73.Pulsed electron-beam treatment of WC-TiC-Co hard-alloy cutting tools: wear resistance and microstructural evolution / Yu. F. Ivanov [et al.] // Surface and coating technology. - 2000. - V. 125 (1-3). - P. 251 - 256.

74.Pulsed electron-beam melting of high-speed steel: structural phase transformations and wear resistance / Yu. Ivanov [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2002. -№ 150.-P. 188- 198.

75.Генерирование импульсных электронных пучков с равномерным распределением высокой плотности тока в системах с плазменным сетчатым эмиттером / Н.Н. Коваль, Ю.Е. Крейндель, П.М. Шанин // ЖТФ. - 1983. - Т. 53, №.9.-С. 1846- 1848.

76.Девятков В.H. Получение сильноточных низкоэнергетичных электронных пучков в системах с плазменным эмиттером / В.Н. Девятков, H.H. Коваль, П.М. Щанин // Известия Вузов. Физика. - 2001. - Т. 44, № 9. - С. 36 - 43.

77.Automated Power-Complex for Pulse Surface Treatment of Materials by Electron Beam / N.N. Koval [et al.] // Известия Вузов. Физика. - 2006. - Т. 49, № 8. - С. 51-54.

78.Generation and Propagation of High-Current Low-Energy Electron Beams / V.N. Devyatkov [et al.] // Laser and Particle Beams. - 2003. - V. 21. - P. 243 - 248.

79.Коваль, H. II. Наноструктурирование поверхности металлокерамических и керамических материалов при импульсной электронно-пучковой обработке [Текст] / H.H. Коваль, Ю.Ф. Иванов // Известия Вузов. Физика. - 2008. - №5. -С. 60-70.

80.Коваль, H.H. Низкоэнергетические сильноточные электронные пучки субмиллисекундной длительности: получение и применение [Текст] / H.H. Коваль [и др.] // Материалы XIII Международной научной школы-семинара «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах», 21-25 августа, 2007 г., Украина, г. РГиколаев, - С. 38-42.

81.Коваль, H.H. Синтез нано- и субмикрокристаллических структур при электронно-пучковом воздействии [Текст] / H.H. Коваль [и др.] // Труды Харьковской нанотехнологической ассамблеи. Т.2. «Тонкие пленки в оптике и наноэлектронике». - Харьков: ННЦ «ХФТИ», ИПП «Контраст». - 2006. - С . 60-64.

82.Григорьев, C.B. Электронно-пучковая модификация поверхности сталей и твердых сплавов [Текст] / C.B. Григорьев [и др.] // «Плазменная эмиссионная электроника». Труды II международного крейнделевского семинара. - г. Улан-Удэ, 17-24 июня 2006 г. - С. 113-120.

83.Чернявский, B.C. Стереология в металловедении / B.C. Чернявский. - М. : Металлургия, 1977.-280 с.

84.Глаголев A.A. Геометрические методы количественного анализа агрегатов под микроскопом / A.A. Глаголев. - Львов : Госгеолиздат, 1941. - 264 с.

85.Салтыков С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков. - М. : Металлургия, 1970. - 376 с.

86.Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш [и др.]. - М. : Мир, 1968.-574 с.

87.Утевский JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении / JI.M. Утевский. - М. : Металлургия, 1973. - 584 с.

88.Эндрюс К. Электронограммы и их интерпретация / К. Эндрюс, Д. Дайсон, С. Киоун.-М. : Мир, 1971.-256 с.

89.Развороты кристаллической решетки и стадии пластической деформации / H.A. Конева [и др.] // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций.-Jl. : ФТИ, 1984.-С.161 - 164.

90.Эволюция дислокационной структуры и стадии пластического течения поликристаллического железо-никелевого сплава / H.A. Конева [и др.] // ФММ. - 1985.-Т. 60, № 1.-С. 171-179.

91.H.A. Конева. Природа субструктурного упрочнения / H.A. Конева, Э.В. Козлов // Известия вузов. Физика. - 1982. - № 8. - С. 3 - 14.

92.Полосовая субструктура в ГЦК-однофазпых сплавах / H.A. Конева [и др.] // Дисклинации и ротационная деформация твердых тел. - Л. : ФТИ, 1988. - С. 103-113.

93.Физика и механика волочения и объемной штамповки / В.Е. Громов [и др.]. -М. : Недра, 1997.-293 с.

94.Воробьев С.В. Градиенты структуры и фазового состава поверхности аустенитной стали 20Х23Н18 после электронно-пучковой обработки / С.В. Воробьев, В.В. Сизов, В.Е. Громов [и др.] // Вестник СибГИУ. - 2012. - №1. -С.11-13.

95.Сизов, В. В. Модификация структуры поверхности стали 20Х23Н18 при облучении высокоинтенсивным электронным пучком / Сизов В.В., Воробьев С.В., Коновалов С.В. [и др.] // Сборник научных статей XX Республиканской научно-практической конференции аспирантов, магистрантов и студентов по физике конденсированного состояния. - Гродно: ГрГУ, 2012. - 4.2. - С.131-134

96.Громов, В. Е. Формирование и эволюция паноразмериых структурно-фазовых состояний стали 20Х23Н18, подвергнутой электронно-пучковой обработке / В.Е. Громов, В.В. Сизов, В.А. Гришунин [и др.] // Сборник материалов III Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». - М.: ИМЕТ РАН.-С. 175-176.

97.Сизов, В. В. Эволюция зеренной структуры поверхностного слоя стали 20Х23Н18, подвергнутой электронно-пучковой обработке и многоцикловому нагружению / В. В. Сизов, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2012. - №10. - С. 56 - 60.

98.Сизов, В. Е. Усталостное разрушение нержавеющей стали после электронно-пучковой обработки / Сизов В.В., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф. [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2012. - № 6. - С. 35 - 37.

99.Сизов, В. В. Формирование и эволюция зеренной структуры нержавеющей стали при электронно-пучковой обработке и многоцикловой усталости / В. В. Сизов, В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов [и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2012. - №2. - С. 136 - 140.

100. Иванов, Ю. Ф. Увеличение усталостной долговечности нержавеющей стали электронно-пучковой обработкой / Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Сизов В.В. [и др.] // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2012. - № 1. - С. 66-75.

101. Иванов, Ю. Ф. Повышение усталостного ресурса стали 20Х23Н18 высокоинтенсивной электронно-пучковой обработкой / Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Сизов В.В. [и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2011. -т.8. - №4. - С. 131 - 136.

102. Воробьев, C.B. Формирование нанокристаллической структуры и усталостная долговечность нержавеющей стали / C.B. Воробьев, В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, В.В. Сизов [и др.] // Известия ВУЗов. Черная металлургия. -2012. -№ 4.-С. 51-53.

103. Громов, В. Е. Увеличение усталостной долговечности нержавеющей стали электронно-пучковой обработкой поверхности / В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, В. В. Сизов [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследований.-2013. -№1.-С. 99-104.

104. Иванов, Ю. Ф. Структурно-масштабные уровни деформации стали 20Х23Н18, подвергнутой усталостному разрушению после электронно-пучковой обработки / Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, В.В. Сизов [и др.] // Физическая мезомеханика. - 2013. - Т.16. - №1. - С. 85 - 90.

105. Иванов, Ю. Ф. Эволюция структуры и фазового состава нержавеющей стали 20Х23Н18 при циклическом деформировании / Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, В.В. Сизов [и др.] II Материаловедение. - 2013. - №4. - С.34 - 39.

106. Громов, В.Е. Усталость сталей, модифицированных высокоинтенсивными электронными пучками / В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, С.В. Воробьев, С.В. Горбунов, Д.А. Бессонов, В.В. Сизов, С.В. Коновалов. - Новокузнецк: Изд-во «Интер-Кузбасс», 2012. -403 с.

107. Сизов, В. В. Влияние электронно-пучковой обработки на усталостную долговечность нержавеющей стали / В.В. Сизов, С.В. Воробьев, В.И. Мясникова [и др.] // Материалы XXI Уральской школы металловедов-термистов «Актуальные проблемы фазовых и структурных превращений в сталях и сплавах». - Магнитогорск: МГТУ, 2012. - С. 100

108. Сизов, В. В. Эволюция внутризеренной структуры аустенитной стали при многоцикловой усталости после электронно-пучкового воздействия / В.В. Сизов, С.В. Воробьев, A.A. Юрьев [и др.] // Сборник трудов VI Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур». -Москва: МИСИС, 2012. - С.53

109. Сизов, В. В. Закономерности влияния электронно-пучковой обработки на структуру и фазовый состав аустенитной стали, подвергаемой многоцикловой усталости / Сизов В.В., Коновалов С.В., Воробьев С.В. [и др.] // Сборник материалов Юбилейных XX Петербургских чтений по проблемам прочности. -Санкт-Петербург, 2012. Часть 2. - С.54-55

110. Сизов, В. В. Структурно-фазовое состояние стали 20Х23Н18, подвергнутой усталостному разрушению после электронно-пучковой обработки / Сизов В.В., Воробьев C.B., Коновалов C.B. [и др.] // Сборник тезисов докладов LII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности». - Уфа: РИЦ БашГУ, 2012.-С.69.

111. Сизов, В. В. Влияние электронно-пучковой обработки на эволюцию зеренной структуры стали 20Х23Н18 при многоцикловой усталости / Сизов В.В., Воробьев C.B., Коновалов C.B. [и др.] // Сборник тезисов XVIII Международной конференции "Физика прочности и пластичности материалов". - Самара: СГТУ, 2012. - С.52.

112. Сизов, В. В. Повышение усталостной долговечности стали 20Х23Н18, подвергнутой электронно-пучковой обработке / Сизов В.В., Воробьев C.B., Столбоушкииа О.А. [и др.] // Сборник материалов 53 Международной научной конференции «Актуальные проблемы прочности». 2-5 октября 2012г. -Витебск: УО «ВГТУ», 2012. - 4.2. С.134-135.

113. Сизов, В. В. Влияние электронно-пучковой обработки на изменение структуры и фазового состава стали 20X231-118, подвергнутой усталостному нагружению / Сизов В.В., Воробьев C.B., Иванов Ю.Ф. [и др.] // Сборник материалов научных чтений им. члеиа-корр. РАН И.А. Одинга «Механические свойства современных конструкционных материалов». - М.: ИМЕТ РАН, 2012. - С. 243 - 244.

114. Сизов, В. В. Изменение зеренной структуры поверхностного слоя стали 20Х23Н18, подвергнутой электронно-пучковой обработке и многоцикловой усталости / В.В. Сизов, C.B. Воробьев, В.И. Мяспикова [и др.] // Сборник тезисов 7 Международной Конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», посвященной 110-летию со дня рождения академика Г.В. Курдюмова. - Черноголовка: ИМФМ, 2012. - С. 216.

115. Громов, В. Е. Усталостная долговечность и формирование нанокристаллических структур при электронно-пучковой обработке нержавеющей стали / В.Е. Громов, C.B. Воробьев, Д.А. Бессонов В.В. Сизов [и

др.] // Тезисы докладов научной сессии НИЯУ МИФИ-2013 «Инновационные ядерные технологии. Высокие технологии в медицине». - М.: НИЯУ МИФИ. 2013.-С. 164.

116. Gromov, V. Е. Nanosize carbides formation and fatigue life increase of stainlees steel by electron beam treatment / V.E. Gromov, V.V. Sizov, S.V. Vorobyov [et al.] // Theses of XI International conference on nanostructured materials, Rodos, Greece, 2012.-P.100.

117. Сизов В.В. Структурно-фазовое состояние аустенитной стали, подвергнутой усталостному разрушению после электронно-пучковой обработки /В.В. Сизов, С.В. Воробьев, В.А. Гришунин [и др.] // Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения». — Новокузнецк. — 2012. — С. 9 - 11.

118. Конева, Н. А. Физика субструктурного упрочнения / H.A. Конева, Э.В. Козлов // Вестник ТГАСУ. -1999. -№1. -С.21-35.

119. Конева, Н. А. Физическая природа стадийности пластической деформации / H.A. Конева, Э.В. Козлов // Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Под ред. В.Е. Панина. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990. - С. 123-186.

120. Рыбин, В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов / В.В. Рыбин. - М.: Металлургия, 1986. - 224 с.

121. Конева, II. А. Дальнодействующие поля напряжений, кривизна-кручение кристаллической решетки и стадии пластической деформации. Методы измерений и результаты / H.A. Конева, Э.В. Козлов, Л.И. Тришкина, Д.В. Лычагин // Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела. Сб. трудов международной конференции. - Томск: ТГУ, 1990.- С.83-93.

122. Штремель, М. А. Прочность сплавов / М.А. Штремель. Часть I. Дефекты решетки. - М.: МИСИС, 1999. - 384 с.

123. Пикеринг, Ф. Б. Физическое металловедение и разработка сталей / Ф.Б. Пикеринг. -М.: Металлургия, 1982. - 184 с.

124. Трефилов, В. И. Деформационное упрочение и разрушение поликристаллических металлов / В.И. Трефилов, В.И. Моисеев, Э.П. Печковский и др. - Киев: Наукова думка, 1987. - 248 с.

125. Гольдштейн, М. И. Дисперсионное упрочнение стали / М.И. Гольдштейн, Б.М. Фарбер. - М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

126. Иванов, Ю. Ф. Закаленная конструкционная сталь: структура и механизмы упрочнения / Ю.Ф. Иванов, Е.В. Корнет, Э.В. Козлов, В.Е. Громов. -Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2010. - 174 с.

127. Терентьев В.Ф. Модель физического предела усталости металлов и сплавов / В.Ф. Терентьев // Доклады АН СССР. - 1969. - Т. 185, №2. - С. 324-326.

128. Рыбин, В. В. Вязкое разрушение молибдена как следствие фрагментации структуры / В.В. Рыбин, А.Н. Вергазов, В.А. Лихачев // ФММ. - 1974. - Т.37, №3,-С. 620-624.

148