The increase in eutectic silumin fatigue life caused by electron beam processing
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2016-2-72-80
Abstract
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.
About the Authors
Yu. F. Ivanov
the National Research Tomsk State University;
the Institute of High-Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences (SB RAS)
Russian Federation
Russian Federation
Dr. Sci. (Eng.), Professor
Researcher
634050, Tomsk, Lenina str., 36
634055, Tomsk, av. Akademicheskii, 2/3
K. V. Aksеnova
Siberian State Industrial University (SibSIU)
Russian Federation
Russian Federation
Department of physics
Graduate Student
654007, Russia, Novokuznetsk, Kirov str., 42
V. E. Gromov
Siberian State Industrial University (SibSIU)
Russian Federation
Russian Federation
Department of physics
Dr. Sci. (Eng.), Professor
S. V. Konovalov
Siberian State Industrial University (SibSIU)
Russian Federation
Russian Federation
Department of physics
Dr. Sci. (Eng.), Professor
E. A. Petrikova
the Institute of High-Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences (SB RAS)
Russian Federation
Graduate Student
Russian Federation
Graduate Student
References
1. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976. Kocan’da S. Ustalostnoe razrushenie metallov [Fatigue failure of metals]. Moscow: Metallurgiya, 1976.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. M.: Наука, 2002. Terent’ev V.F. Ustalost’ metallicheskih materialov [Fatigue of metallic materials]. Moscow: Nauka, 2002.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
Review
For citations:
Ivanov Yu.F., Aksеnova K.V., Gromov V.E., Konovalov S.V., Petrikova E.A. The increase in eutectic silumin fatigue life caused by electron beam processing. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2016;(2):72-80. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2016-2-72-80
Views:
623
Email this article 