367 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
367
Рис. 3
. Изображение поверхности усталостного разрушения силумина, обработанного при режиме
облучения 20 Дж/см
2
; 150 мкс; 5 имп. (Сканирующая электронная микроскопия).
Очевидно, формирование подобной субмикро- и наноразмерной многофазной
структуры и является определяющей причиной, способствующей многократному
увеличению усталостной долговечности силумина. Физический смысл формирования
многоуровневых структурно-фазовых состояний состоит в снижении масштабного
уровня локализации пластической деформации в поверхностном слое, приводящего к
более равномерному распределению упругих напряжений в более значительном
объеме материала при внешнем механическом или температурном воздействии на
поверхность. В результате в значительной степени повышается энергия зарождения в
поверхностном слое концентраторов напряжения, снижается вероятность
образования в поверхностном слое дефектной субструктуры. Другими словами,
формирование многоуровневого структурно-фазового состояния определяет
проявление в поверхностном слое модифицированного силумина демпфирующих
свойств по отношению к основному материалу при механических и температурных
внешних
воздействиях,
предотвращая
преждевременное
зарождение
и
распространение с поверхности в основной объем материала хрупких микротрещин,
приводящих к образованию магистральных трещин и разрушению основного
материала [11].
Выводы
Высокоинтенсивным импульсным электронным пучком осуществлено
модифицирование
поверхности
эвтектического
силумина.
Выполнены
многоцикловые усталостные испытания и выявлен режим облучения, позволивший
повысить усталостную долговечность материала более чем в 3 раза. Осуществлены
исследования структуры поверхности облучения и поверхности усталостного
разрушения силумина в исходном (не облученном) состоянии и состояниях после
модифицирования интенсивным импульсным электронным пучком. Показано, что в
режиме частичного оплавления поверхности облучения процесс модификации
пластин кремния сопровождается формированием многочисленных микропор,