Методами современного физического материаловедения проведён послойный анализ структурно-фазовых состояний и трибологических свойств доэвтектического силумина марки АК10М2Н на глубине до 170 мкм после комплексной обработки. Она заключалась в электровзрывном легировании титаном и порошком оксида иттрия в разных соотношениях с последующей электронно-пучковой обработкой. Выбор титана и иттрия в качестве легирующих элементов обусловлен тем, что при затвердевании они образуют эвтектическую смесь двух ограниченных твёрдых растворов. Реализованы четыре варианта комбинированной обработки поверхности: массы взрываемых фольги титана и порошка Y2O3 составляли по 58,9 мг при плотности энергии пучка электронов Es = 25 Дж/см<^>2 и напряжении разряда U = 2,8 кВ, а также 58,9 и 88,3 мг при Es = 35 Дж/см<^>2 и U = 2,6 кВ. Установлено, что электровзрывная обработка сопровождается как легированием поверхностного слоя элементами плазмы, так и внедрением в поверхностный слой частиц исходного порошка оксида иттрия. Комплексная поверхностная обработка приводит к растворению включений Si и интерметаллидов, характерных для литого состояния. Она, в зависимости от режима, формирует многоэлементный многофазный слой толщиной до <$E symbol Ы~170> мкм, размеры кристаллитов которого изменяются в пределах от единиц до сотен нанометров. Наряду с атомами исходного материала (Al, Si, Cu, Ni, Fe), поверхностный слой обогащён атомами титана, иттрия, кислорода. Методом катрирования выявлено неоднородное распределение легирующих элементов в модифицированном слое. Выявлено, что модифицированный слой имеет структуру высокоскоростной ячеистой кристаллизации и содержит включения огранённой формы, относительное содержание которых снижается по мере удаления от поверхности. Ячейки высокоскоростной кристаллизации обогащены преимущественно атомами Al; прослойки, разделяющие ячейки, обогащены преимущественно атомами Si; включения огранённой формы обогащены преимущественно атомами Ti, Al и Cu; атомы Y преимущественно формируют прослойки по границам включений огранённой формы. Выявлено, что прослойки кремния, располагающиеся вдоль границ и в стыках границ ячеек кристаллизации, сформированных твёрдым раствором на основе алюминия, имеют нанокристаллическую структуру с размером криталлитов, изменяющимся в пределах 10 - 20 нм. Комплексная поверхностная обработка увеличивает износостойкость в 18 - 20 раз по отношению к исходному силумину и в 2,6 - 2,8 раза по отношению к силумину после электровзрывного легирования. Коэффициент трения снижается в <$E symbol Ы~1,5> раза по отношению к исходному силумину.

 Наукова періодика України 

---

Додаткова інформація про автора(ів) публікації:
(cписок формується автоматично, до списку можуть бути включені персоналії з подібними іменами або однофамільці)

• Коновалов Сергій Вікторович (хімічні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"