Details

В работе исследованы характеристики поверхности разрушения сплава АК5М2 упрочненного нанесением титанового покрытия. Покрытия различной толщины (1, 3, 5 мкм) нанесены вакуумно-дуговым методом на образцы в форме пропорциональных лопаток. Образцы подвергали механическим испытаниям: усталостное нагружение. Элементный и фазовый состав, дефектную субструктуру системы "пленка/подложка" изучали методами сканирующей и просвечивающей дифракционной электронной микроскопии. Установлено, что вакуумно-дуговое напыление пленки титана сопровождается формированием многослойной системы. Показано, что облучение системы "пленка (II)/(силумин) подложка" импульсным электронным пучком при ES = (5-10) Дж/см{2} (первая ветвь усталостных испытаний), не приводит к разрушению пленки титана. Высказано предположение, что данное явление будет способствовать обнаруженному повышению усталостной долговечности материала при данном режиме облучения. Показано, что высокоскоростное плавление и последующая кристаллизация поверхностного слоя системы "пленка (Т)/(силумин) подложка", имеющее место при облучении импульсным электронным пучком, сопровождается формированием градиентной структуры, размер кристаллитов которой увеличивается по мере удаления от поверхности облучения. Высказано предположение, что формирование поверхностного слоя с градиентной субмикрокристаллической (и, очевидно, многофазной) структурой является одним из факторов, способствующих существенному увеличению усталостной долговечности силумина.

The work investigated the characteristics of the fracture surface of the AK5M2 alloy strengthened by applying a titanium coating. Coatings of various thicknesses (1, 3, 5 microns) are applied by the vacuumarc method to samples in the form of proportional blades. The samples were subjected to mechanical tests: fatigue loading. The elemental and phase composition, defect substructure of the film/substrate system were studied using scanning and transmission diffraction electron microscopy. It has been established that vacuumarc deposition of a titanium film is accompanied by the formation of a multilayer system. It has been shown that irradiation of the "film (Ti)/(silumin) substrate" system with a pulsed electron beam at ES = (5-10) J/cm2 (the first branch of fatigue tests) does not lead to destruction of the titanium film. It has been suggested that this phenomenon will contribute to the detected increase in the fatigue life of the material under this irradiation regime. It has been shown that high-speed melting and subsequent crystallization of the surface layer of the "film (Ti)/(silumin) substrate" system, which occurs during irradiation with a pulsed electron beam, is accompanied by the formation of a gradient structure, the size of crystallites of which increases with distance from the irradiation surface. It has been suggested that the formation of a surface layer with a gradient submicrocrystalline (and, obviously, multiphase) structure is one of the factors contributing to a significant increase in the fatigue life of silumin.