Развитие комплексного электронно-ионно-плазменного метода модификации поверхности материалов и изделий

Коваль, Николай Николаевич; Иванов, Юрий Федорович; Девятков, Владимир Николаевич; Шугуров, Владимир Викторович; Тересов, Антон Дмитриевич; Петрикова, Елизавета Алексеевна

Развитие комплексного электронно-ионно-плазменного метода модификации поверхности материалов и изделий

Коваль, Николай Николаевич, Иванов, Юрий Федорович, Девятков, Владимир Николаевич, Шугуров, Владимир Викторович, Тересов, Антон Дмитриевич, Петрикова, Елизавета Алексеевна

Дата публикации: 2020

Дата публикации в реестре: 2020-12-02T09:53:43Z

Аннотация:

Обнаружены закономерности модификации элементного и фазового состава и дефектной субструктуры, механических и трибологических свойств углеродистой стали при комбинированной обработке в едином вакуумном цикле. Проведено формирование в едином вакуумном пространстве пленок Si+Nb, толщиной 1 мкм каждая, на образцах из стали 40Х на установке «КОМПЛЕКС» магнетронным (Si) и электродуговым (Nb) методами с плазменным ассистированием. Высокоскоростное плавление системы пленка (Si+Nb) / сталь 40Х-подложка осуществлялось интенсивным импульсным электронным пучком. Выявлен режим облучения системы пленка (Si+Nb) / (сталь 40Х)-подложка (50 Дж/см2, 200 мкс, 3 имп.), позволяющий сформировать поверхностный слой, характеризующийся высокой твердостью, равной 9600 МПа (в 3.3 раза превышающей твердость стали 40Х в исходном (феррито-перлитная структура) состоянии), и износостойкостью, более чем в 15 раз превышающей износостойкость исходной стали 40Х. Показано, что высокие прочностные и трибологические свойства стали обусловлены образованием частиц упрочняющей фазы (Nb5Si3 и Nb3.61Si0.39, Nb08Fe02, SiC, NbO2) и сравнительно большой (до 30 мкм) толщиной упрочненного слоя.

Ключевые слова:
электронно-ионно-плазменные методы, модификация поверхности, система пленка -подложка, структура, свойства

Тип: статьи в журналах

Права: open access

Источник: Известия высших учебных заведений. Физика. 2020. Т. 63, № 10. С. 174-183