cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2016-2-72-80cvmet-345Research ArticleМеталловедение и термическая обработкаPhysical Metallurgy and Heat TreatmentУВЕЛИЧЕНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО СИЛУМИНА ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКОЙThe increase in eutectic silumin fatigue life caused by electron beam processingИвановЮ. Ф.IvanovYu. F.

докт. физ.-мат. наук, профессор 

гл. науч. сотрудник 

634050, г. Томск, пр. Ленина, 36 

634055, г. Томск, пр-т Академический, 2/3

Dr. Sci. (Eng.), Professor

Researcher

634050, Tomsk, Lenina str., 36

634055, Tomsk, av. Akademicheskii, 2/3

yufi55@mail.ruАксёноваК. В.AksеnovaK. V.

кафедра физики

аспирант 

654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Department of physics

Graduate Student

654007, Russia, Novokuznetsk, Kirov str., 42

alsaraeva_kv@physics.sibsiu.ruГромовВ. Е.GromovV. E.

кафедра физики

докт. физ.-мат. наук, профессор, заведующий

Department of physics

Dr. Sci. (Eng.), Professor

gromov@physics.sibsiu.ruКоноваловС. В.KonovalovS. V.

кафедра физики

докт. техн. наук, доцент, профессор 

Department of physics

Dr. Sci. (Eng.), Professor

konovalov@physics.sibsiu.ruПетриковаЕ. А.PetrikovaE. A.

аспирант

Graduate Student

elizmarkova@yahoo.comНациональный исследовательский Томский государственный университет (НИ ТГУ); Институт сильноточной электроники СО РАН, г. ТомскРоссияthe National Research Tomsk State University; the Institute of High-Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences (SB RAS)Russian FederationСибирский государственный индустриальный университет (СибГИУ), НовокузнецкРоссияSiberian State Industrial University (SibSIU)Russian FederationИнститут сильноточной электроники СО РАН, г. ТомскРоссияthe Institute of High-Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences (SB RAS)Russian Federation201604062016027280Copyright © Иванов Ю.Ф., Аксёнова К.В., Громов В.Е., Коновалов С.В., Петрикова Е.А., 20162016Иванов Ю.Ф., Аксёнова К.В., Громов В.Е., Коновалов С.В., Петрикова Е.А.Ivanov Y.F., Aksеnova K.V., Gromov V.E., Konovalov S.V., Petrikova E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/345

Осуществлена обработка силумина эвтектического состава высокоинтенсивным импульсным электронным пучком и выявлено кратное увеличение усталостной долговечности материала. Методами сканирующей электронной микроскопии проведены исследования структуры модифицированного слоя и поверхности разрушения силумина, подвергнутого усталостным многоцикловым испытаниям до разрушения. Установлены и проанализированы факторы, ответственные за увеличение его усталостной долговечности. 

Eutectic silumin was processed with a high-intensity pulsed electron beam, and a multi-fold increase in the material fatigue life was discovered. Scanning electron microscopy was used to study the modified layer structure and the fracture surface of silumin subjected to high-cycle fatigue breakdown tests. The factors responsible for the increase in fatigue life of silumin were identified and analyzed. 

высокоинтенсивный импульсный электронный пучоксилуминструктураусталостная долговечностьhigh-intensity pulsed electron beamsiluminstructurefatigue lifeReferencesКоцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976. Kocan’da S. Ustalostnoe razrushenie metallov [Fatigue failure of metals]. Moscow: Metallurgiya, 1976.Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976. Kocan’da S. Ustalostnoe razrushenie metallov [Fatigue failure of metals]. Moscow: Metallurgiya, 1976.Фрактография и атлас фрактограмм / Под ред. Дж. Феллоуза. М.: Металлургия, 1982. Fellouz J. (Ed.) Fraktografija i atlas fraktogramm [Fractography and satin fraktogramm]. Moscow: Metallurgiya, 1982.Фрактография и атлас фрактограмм / Под ред. Дж. Феллоуза. М.: Металлургия, 1982. Fellouz J. (Ed.) Fraktografija i atlas fraktogramm [Fractography and satin fraktogramm]. Moscow: Metallurgiya, 1982.Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. Stroganov G.B., Rotenberg V.A., Gershman G.B. Splavy aljuminija s kremniem [Alloys of aluminum and silicon]. Moscow: Metallurgiya, 1977.Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. Stroganov G.B., Rotenberg V.A., Gershman G.B. Splavy aljuminija s kremniem [Alloys of aluminum and silicon]. Moscow: Metallurgiya, 1977.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Гришунин В.А., Тересов А.Д., Коновалов С.В. Структура поверхностного слоя и усталостная долговечность рельсовой стали, об- лученной высокоинтенсивным электронным пучком // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16. No. 2. С. 47—53. Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Grishunin V.A., Teresov A.D., Konovalov S.V. Struktura poverhnostnogo sloja i ustalostnaja dolgovechnost’ rel’sovoj stali, obluchennoj vysokointensivnym jelektronnym puchkom [The structure of the surface layer and the fatigue life of the rail steel, a high-intensity electron beam irradiated]. Fizicheskaja mezomehanika. 2013. Vol. 16. No. 2. P. 47—53.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Гришунин В.А., Тересов А.Д., Коновалов С.В. Структура поверхностного слоя и усталостная долговечность рельсовой стали, об- лученной высокоинтенсивным электронным пучком // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16. No. 2. С. 47—53. Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Grishunin V.A., Teresov A.D., Konovalov S.V. Struktura poverhnostnogo sloja i ustalostnaja dolgovechnost’ rel’sovoj stali, obluchennoj vysokointensivnym jelektronnym puchkom [The structure of the surface layer and the fatigue life of the rail steel, a high-intensity electron beam irradiated]. Fizicheskaja mezomehanika. 2013. Vol. 16. No. 2. P. 47—53.Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Гришунин В.А., Райков С.В., Коновалов С.В. Масштабные уровни структурно-фазовых состояний и усталостная долговечность рельсовой стали после электронно-пучковой обработки // Успехи физики металлов. 2013. Т. 14. No. 1. С. 67—80. Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Grishunin V.A., Rajkov S.V., Konovalov S.V. Masshtabnye urovni strukturno-fazovyh sostojanij i ustalostnaja dolgovechnost’ rel’sovoj stali posle jelektronno-puchkovoj obrabotki [Scale levels of structural-phase states and the fatigue life of rail steel after electron-beam processing]. Uspehi fiziki metallov. 2013. Vol. 14. No. 1. P. 67—80.Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Гришунин В.А., Райков С.В., Коновалов С.В. Масштабные уровни структурно-фазовых состояний и усталостная долговечность рельсовой стали после электронно-пучковой обработки // Успехи физики металлов. 2013. Т. 14. No. 1. С. 67—80. Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Grishunin V.A., Rajkov S.V., Konovalov S.V. Masshtabnye urovni strukturno-fazovyh sostojanij i ustalostnaja dolgovechnost’ rel’sovoj stali posle jelektronno-puchkovoj obrabotki [Scale levels of structural-phase states and the fatigue life of rail steel after electron-beam processing]. Uspehi fiziki metallov. 2013. Vol. 14. No. 1. P. 67—80.Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Sizov V.V., Vorob’ev S.V., Konovalov S.V. Increase in the fatigue durability of stainless steel by electron-beam surface treatment // J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2013. Vol. 7. No. 1. P. 94—99.Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Sizov V.V., Vorob’ev S.V., Konovalov S.V. Increase in the fatigue durability of stainless steel by electron-beam surface treatment // J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2013. Vol. 7. No. 1. P. 94—99.Konovalov S.V., Atroshkina A.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F. Evolution of dislocation substructures in fatigue loaded and failed stainless steel with the intermediate electropulsing treatment // Mater. Sci. Eng. A. 2010. Vol. 527. No. 12. P. 3040—3043.Konovalov S.V., Atroshkina A.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F. Evolution of dislocation substructures in fatigue loaded and failed stainless steel with the intermediate electropulsing treatment // Mater. Sci. Eng. A. 2010. Vol. 527. No. 12. P. 3040—3043.Ласковнев А.П., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Коваль Н.Н., Углов В.В., Черенда Н.Н., Бибик Н.В., Асташинский В.М. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой. Минск: Белорусская наука, 2013. Laskovnev A.P., Ivanov Yu.F., Petrikova E.A., Koval’ N.N., Uglov V.V., Cherenda N.N., Bibik N.V., Astashinskij V.M. Modifikacija struktury i svojstv jevtekticheskogo silumina jelektronno-ionno-plazmennoj obrabotkoj [Modification of the structure and properties of the eutectic silumin electron-ion-plasma treated]. Minsk: Belorusskaya nauka, 2013.Ласковнев А.П., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Коваль Н.Н., Углов В.В., Черенда Н.Н., Бибик Н.В., Асташинский В.М. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой. Минск: Белорусская наука, 2013. Laskovnev A.P., Ivanov Yu.F., Petrikova E.A., Koval’ N.N., Uglov V.V., Cherenda N.N., Bibik N.V., Astashinskij V.M. Modifikacija struktury i svojstv jevtekticheskogo silumina jelektronno-ionno-plazmennoj obrabotkoj [Modification of the structure and properties of the eutectic silumin electron-ion-plasma treated]. Minsk: Belorusskaya nauka, 2013.Иванов Ю.Ф., Кобзарева Т.Ю., Райков С.В., Будовских Е.А. Модификация поверхности сплава ВТ6 плазмой электрического взрыва проводящего материала и облучением электронным пучком // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2013. No. 6. С. 45—49. Ivanov Yu.F., Kobzareva T.Yu., Rajkov S.V., Budovskih E.A. Modifikacija poverhnosti splava VT6 plazmoj jelektricheskogo vzryva provodjashhego materiala i oblucheniem jelektronnym puchkom [Modification of the surface of the alloy VT6 plasma electric explosion of a conductive material and the electron beam irradiation]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgija. 2013. No. 6. P. 45—49.Иванов Ю.Ф., Кобзарева Т.Ю., Райков С.В., Будовских Е.А. Модификация поверхности сплава ВТ6 плазмой электрического взрыва проводящего материала и облучением электронным пучком // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2013. No. 6. С. 45—49. Ivanov Yu.F., Kobzareva T.Yu., Rajkov S.V., Budovskih E.A. Modifikacija poverhnosti splava VT6 plazmoj jelektricheskogo vzryva provodjashhego materiala i oblucheniem jelektronnym puchkom [Modification of the surface of the alloy VT6 plasma electric explosion of a conductive material and the electron beam irradiation]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgija. 2013. No. 6. P. 45—49.Соснин О.В., Громов В.Е., Козлов Э.В., Иванов Ю.Ф. Усталость сталей при импульсном токовом воздействии. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2004. Sosnin O.V., Gromov V.E., Kozlov Ye.V., Ivanov Yu.F. Ustalost’ stalej pri impul’snom tokovom vozdejstvii [Fatigue steels under pulsed tone exposure]. Novokuznetsk: SibGIU, 2004.Соснин О.В., Громов В.Е., Козлов Э.В., Иванов Ю.Ф. Усталость сталей при импульсном токовом воздействии. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2004. Sosnin O.V., Gromov V.E., Kozlov Ye.V., Ivanov Yu.F. Ustalost’ stalej pri impul’snom tokovom vozdejstvii [Fatigue steels under pulsed tone exposure]. Novokuznetsk: SibGIU, 2004.Иванова В.С., Шанявский А.А. Количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск: Металлургия, 1988. Ivanova V.S., Shanjavskij A.A. Kolichestvennaja fraktografija. Ustalostnoe razrushenie [Quantitative fractography. fatigue failure]. Cheljabinsk: Metallurgiya, 1988.Иванова В.С., Шанявский А.А. Количественная фрактография. Усталостное разрушение. Челябинск: Металлургия, 1988. Ivanova V.S., Shanjavskij A.A. Kolichestvennaja fraktografija. Ustalostnoe razrushenie [Quantitative fractography. fatigue failure]. Cheljabinsk: Metallurgiya, 1988.Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. M.: Наука, 2002. Terent’ev V.F. Ustalost’ metallicheskih materialov [Fatigue of metallic materials]. Moscow: Nauka, 2002.Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. M.: Наука, 2002. Terent’ev V.F. Ustalost’ metallicheskih materialov [Fatigue of metallic materials]. Moscow: Nauka, 2002.Иванов Ю.Ф., Соснин О.В., Целлермаер В.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. Поверхность разрушения стали 60Г2С, подвергнутой усталостным испытаниям в условиях промежуточного электростимулирования // Физическая мезомеханика. 2003. Т. 6. No. 3. С. 91—97. Ivanov Yu.F., Sosnin O.V., Cellermaer V.V., Gromov V.E., Kozlov Ye.V. Poverhnost’ razrushenija stali 60G2S, podvergnutoj ustalostnym ispytanijam v uslovijah promezhutochnogo jelektrostimulirovanija [The fracture surface of steel 60G2S subjected to fatigue testing under conditions of intermediate electrostimulation]. Fizicheskaja mezomehanika. 2003. Vol. 6. No. 3. P. 91—97.Иванов Ю.Ф., Соснин О.В., Целлермаер В.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. Поверхность разрушения стали 60Г2С, подвергнутой усталостным испытаниям в условиях промежуточного электростимулирования // Физическая мезомеханика. 2003. Т. 6. No. 3. С. 91—97. Ivanov Yu.F., Sosnin O.V., Cellermaer V.V., Gromov V.E., Kozlov Ye.V. Poverhnost’ razrushenija stali 60G2S, podvergnutoj ustalostnym ispytanijam v uslovijah promezhutochnogo jelektrostimulirovanija [The fracture surface of steel 60G2S subjected to fatigue testing under conditions of intermediate electrostimulation]. Fizicheskaja mezomehanika. 2003. Vol. 6. No. 3. P. 91—97.Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В., Целлермаер В.В. Эволюция структуры стали 60ГС2 при циклических усталостных испытаниях в условиях токового воздействия // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2003. No. 12. С. 27—30. Sosnin O.V., Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Kozlov Ye.V., Cellermaer V.V. Jevoljucija struktury stali 60GS2 pri ciklicheskih ustalostnyh ispytanijah v uslovijah tokovogo vozdejstvija [Evolution of steel 60GS2 cyclic fatigue tests under the impact of the current]. Izv. vuzov. Cher. metallurgiya. 2003. No. 12. P. 27—30.Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Козлов Э.В., Целлермаер В.В. Эволюция структуры стали 60ГС2 при циклических усталостных испытаниях в условиях токового воздействия // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2003. No. 12. С. 27—30. Sosnin O.V., Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Kozlov Ye.V., Cellermaer V.V. Jevoljucija struktury stali 60GS2 pri ciklicheskih ustalostnyh ispytanijah v uslovijah tokovogo vozdejstvija [Evolution of steel 60GS2 cyclic fatigue tests under the impact of the current]. Izv. vuzov. Cher. metallurgiya. 2003. No. 12. P. 27—30.Энгель Л., Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение / Пер. с нем. М.: Металлургия, 1986. Engele L., Klingele G. Rastrovaja jelektronnaja mikroskopija. Razrushenie [Scanning electron microscopy. destruction]. Moscow: Metallurgija, 1986.Энгель Л., Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение / Пер. с нем. М.: Металлургия, 1986. Engele L., Klingele G. Rastrovaja jelektronnaja mikroskopija. Razrushenie [Scanning electron microscopy. destruction]. Moscow: Metallurgija, 1986.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.