Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

23 / 530

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
23
УДК: 533.9:539.4
ДЕГРАДАЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СИЛУМИНА, ПОДВЕРГНУТОГО
ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКЕ И МНОГОЦИКЛОВЫМ
УСТАЛОСТНЫМ ИСПЫТАНИЯМ *
К.В. АКСЁНОВА 1 , аспирант
В.Е. ГРОМОВ 1, доктор физ.-мат наук, профессор
С.В. КОНОВАЛОВ 1 , доктор техн. наук, доцент
Ю.Ф. ИВАНОВ 2 , доктор физ.-мат наук, профессор
(1 СибГИУ, г. Новокузнецк, 2 ИСЭ СО РАН, г. Томск)
Аксёнова К.В. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42,
Сибирский государственный индустриальный университет,
e-mail:
Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии выполнен
анализ изменения структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры силумина,
подвергнутого электронно-пучковой обработке (ЭПО) с последующим усталостным
нагружением до разрушения. Установлено, что ЭПО силумина независимо от используемых
режимов облучения приводит к формированию в поверхностном слое структуры ячеистой
кристаллизации.
Изучены трибологические и прочностные свойства поверхности силумина после
электронно-пучковой обработки и усталостных испытаний. Выявлено, что многоцикловые
усталостные испытания приводят к снижению нанотвердости, увеличению интенсивности
изнашивания и коэффициента трения. Показано, что одной из основных причин снижения
прочностных и трибологических свойств поверхностного слоя силумина является
интенсивная деформация материала, протекающая при многоцикловых усталостных
испытаниях и приводящая к разрушению структуры высокоскоростной кристаллизации,
сформированной при ЭПО.
Ключевые слова: структура, фазовый состав, электронно-пучковая обработка,
силумин, усталость, ячеистая кристаллизация.
Введение
Для повышения механических и эксплуатационных свойств сталей и сплавов в
последние годы используются концентрированные потоки энергии [1, 2]. Одним из
перспективных методов поверхностного упрочнения металлов и сплавов является
электронно-пучковая обработка (ЭПО) [3-5]. В настоящее время ЭПО является уникальным
и высокоэффективным инструментом как для исследования физической природы
формирования градиентных структурно-фазовых состояний, так и для целенаправленной
модификации структуры и свойств силуминов для улучшения их эксплуатационных
характеристик [6-9].
* Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной
поддержки молодых российских ученых - докторов наук (проект МД-2920.2015.8) и государственного
задания № 3.1496.2014/K.