RU2125615C1 - Method of surface treatment of articles made of structural alloys - Google Patents

Method of surface treatment of articles made of structural alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2125615C1
RU2125615C1 RU98105755A RU98105755A RU2125615C1 RU 2125615 C1 RU2125615 C1 RU 2125615C1 RU 98105755 A RU98105755 A RU 98105755A RU 98105755 A RU98105755 A RU 98105755A RU 2125615 C1 RU2125615 C1 RU 2125615C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
alloys
energy density
increase
pulses
Prior art date
Application number
RU98105755A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98105755A (en
Inventor
В.П. Ротштейн
Г.Е. Озур
Д.И. Проскуровский
Ю.Ф. Иванов
А.Б. Марков
И.М. Гончаренко
Original Assignee
Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт сильноточной электроники СО РАН filed Critical Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority to RU98105755A priority Critical patent/RU2125615C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2125615C1 publication Critical patent/RU2125615C1/en
Publication of RU98105755A publication Critical patent/RU98105755A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technology of surface heat treatment of structural alloys and articles made of these alloys with concentrated energy fluxes; may be used in various branches of mechanical engineering. SUBSTANCE: method includes multiple heating of article working surface with pulses of low-energy high-current electron beam with pulse duration of 1-5 mcs, electron energy of 20-40 keV, energy density depending on chemical composition of alloy within 10-20 J/sq.cm and number of pulses of not in excess of 10. Required energy density is selected within such interval as to provide for the pulse duration for full liquid-phase dissolving of coarse (up to micron and higher) particles, and also full or partial dissolving of submicron separations of the second phases present in initial state but noticeable evaporation of surface layer is absent which may increase roughness of surface, i.e. impair its quality with such selection of energy density, the rate of electrochemical corrosion is reduced by 1-2 orders and wear resistance is increased by 1.5-2 times as compared with initial state. EFFECT: higher efficiency due to increased corrosion and wear resistance of machine parts made, mainly, of stainless steels or aluminum alloys, and higher radiation safety. 4 tbl

Description

Изобретение относится к технологии поверхностной термической обработки изделий из конструкционных сплавов, преимущественно из нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, концентрированными потоками энергии и может быть использовано в машиностроении для повышения коррозионной стойкости и поверхностного упрочнения этих изделий. The invention relates to the technology of surface heat treatment of products from structural alloys, mainly from stainless steels and aluminum alloys, by concentrated energy flows and can be used in mechanical engineering to increase the corrosion resistance and surface hardening of these products.

Известны различные способы поверхностной обработки изделий из конструкционных сплавов с целью улучшения их эксплуатационных характеристик, основанные на использовании концентрированных потоков энергии (мощных импульсных лазерных, электронных, ионных и плазменных пучков). There are various methods of surface treatment of products from structural alloys in order to improve their operational characteristics, based on the use of concentrated energy fluxes (high-power pulsed laser, electron, ion and plasma beams).

Наиболее близким по назначению и сущности является способ обработки аустенитных нержавеющих сталей и деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой, описанный в [1], который заключается в том, что для увеличения коррозионной стойкости поверхность образцов облучали мощным ионным пучком (МИП), состоящим из протонов и ионов углерода, с длительностью импульса 50 - 60 нс, энергией ионов 0,5 - 1 Мэв и плотностью энергии 2 - 5 Дж/см2. Повышение коррозионной стойкости авторы связывали с уменьшением доли вторых фаз и дефектов на поверхности после импульсного плавления поверхностного слоя толщиной несколько микрон.The closest in purpose and essence is the method of processing austenitic stainless steels and wrought aluminum alloys, hardened by heat treatment, described in [1], which consists in the fact that to increase corrosion resistance the surface of the samples was irradiated with a powerful ion beam (MIP) consisting of protons and carbon ions, with a pulse duration of 50 - 60 ns, an ion energy of 0.5 - 1 MeV and an energy density of 2 - 5 J / cm 2 . The authors attributed the increase in corrosion resistance to a decrease in the fraction of second phases and defects on the surface after pulsed melting of a surface layer several microns thick.

Данный способ имеет ряд недостатков. Во-первых, для его реализации необходима защита от рентгеновского излучения, повышенный уровень которого связан с наличием паразитной электронной нагрузки в сильноточных диодах, используемых для формирования МИП, и высоким уровнем ускоряющих напряжений [3] . Это приводит к большим затратам на оборудование помещений для ускорителя и пультовой [4]. This method has several disadvantages. Firstly, its implementation requires protection against x-ray radiation, an increased level of which is associated with the presence of a spurious electronic load in high-current diodes used to form MIPs and a high level of accelerating voltages [3]. This leads to high costs for equipment facilities for the accelerator and remote control [4].

Второй недостаток связан с использованием сравнительно короткой длительности импульса (50 - 60 нс). Известно [5, 6], что электрохимическая коррозия усиливается с ростом действующих и остаточных напряжений и объемной доли частиц вторых фаз в поверхностном слое. Уровень напряжений при импульсном нагреве поверхности зависит от температурных градиентов, т.е. от скорости ввода энергии в материал, и растет при уменьшении длительности импульса. В случае МИП из-за короткой длительности импульса в поверхностном слое формируются значительные напряжения [7], о чем свидетельствует наличие микротрещин на облученной поверхности (например, при облучении сплава AL2024 [1,2]). По этой же причине время существования расплава на поверхности сравнительно мало (для сплава (AL2024, согласно расчетам [1], это время составляет 0,5 - 1 мкс), что может препятствовать жидкофазному растворению частиц вторых фаз в матрице и формированию гомогенной микроструктуры. Эти обстоятельства снижают эффективность использования МИП для повышения коррозионной стойкости данных сплавов. The second drawback is associated with the use of a relatively short pulse duration (50-60 ns). It is known [5, 6] that electrochemical corrosion intensifies with increasing effective and residual stresses and the volume fraction of particles of the second phases in the surface layer. The stress level during pulsed heating of the surface depends on temperature gradients, i.e. from the rate of energy input into the material, and grows with decreasing pulse duration. In the case of MIP, significant stresses form in the surface layer due to the short pulse duration [7], as evidenced by the presence of microcracks on the irradiated surface (for example, upon irradiation of the AL2024 alloy [1,2]). For the same reason, the lifetime of the melt on the surface is relatively short (for the alloy (AL2024, according to calculations [1], this time is 0.5 - 1 μs), which can prevent the liquid-phase dissolution of second-phase particles in the matrix and the formation of a homogeneous microstructure. circumstances reduce the efficiency of using MIP to increase the corrosion resistance of these alloys.

К недостаткам данного способа, как следует из [1, 2], можно также отнести увеличение только одной служебной характеристики. В то же время, наряду с повышением коррозионной стойкости важной задачей поверхностной обработки конструкционных сплавов, в том числе нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, является увеличение прочностных характеристик поверхностных слоев. The disadvantages of this method, as follows from [1, 2], can also include an increase in only one service characteristic. At the same time, along with increasing corrosion resistance, an important task of surface treatment of structural alloys, including stainless steels and aluminum alloys, is to increase the strength characteristics of surface layers.

Техническим результатом настоящего изобретения является комплексное повышение эксплуатационных характеристик конструкционных сплавов, преимущественно нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, а именно, повышение коррозионной стойкости, микротвердости и износостойкости, а также обеспечение радиационной безопасности процесса поверхностей обработки. The technical result of the present invention is a comprehensive increase in the operational characteristics of structural alloys, mainly stainless steels and aluminum alloys, namely, an increase in corrosion resistance, microhardness and wear resistance, as well as ensuring radiation safety of the processing surface process.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что для облучения вместо источника МИП используют источник низкоэнергетичных сильноточных электронных пучков (НСЭП) длительностью ≈ 10-6 с. Источник НСЭП, в отличие от используемого в способе-прототипе, не требует дополнительной радиационной защиты. Кроме того, увеличение длительности импульса позволяет уменьшить уровень остаточных напряжений за счет более медленного ввода энергии в поверхностный слой и повысить степень растворения вторых фаз при импульсном плавлении за счет увеличения времени жизни расплава более чем на порядок. При этом наряду с ростом коррозионной стойкости происходит увеличение микротвердости и износостойкости зоны воздействия НСЭП. Это, в конечном счете, позволяет повысить эффективность поверхностной обработки конструкционных сплавов со способом-прототипом.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that instead of the MIP source, an irradiation using a source of low-energy high-current electron beams (NECS) with a duration of ≈ 10 -6 s is used. The source of NSEP, unlike that used in the prototype method, does not require additional radiation protection. In addition, an increase in the pulse duration allows one to reduce the level of residual stresses due to a slower energy input into the surface layer and to increase the degree of dissolution of the second phases during pulsed melting by increasing the melt lifetime by more than an order of magnitude. At the same time, along with an increase in corrosion resistance, there is an increase in microhardness and wear resistance of the zone of influence of NSEP. This, ultimately, allows to increase the efficiency of surface treatment of structural alloys with the prototype method.

Сущность изобретения заключается в том, что для комплексного повышения эксплуатационных свойств поверхностных слоев изделий из конструкционных сплавов, преимущественно нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов (коррозионной стойкости, микротвердости и износостойкости) и обеспечения радиационной безопасности процесса рабочую поверхность изделия многократно нагревают импульсами НСЭП с длительностью импульса 1 - 5 мкс, энергией электронов 20 - 40 кэВ, плотность энергии в зависимости от химического состава сплава в интервале 10 - 20 Дж/см2, числом импульсов 5 - 10. Необходимую плотность энергии выбирают в таком интервале, чтобы в результате импульсного плавления поверхностного слоя в нем происходило жидкофазное растворение частиц и выделений вторых фаз и формирование электрохимически однородной микроструктуры, но отсутствовало заметное испарение поверхности. В этом случае скорость электрохимической коррозии облученной поверхности уменьшается на 1 - 2 порядка, а микротвердость и износостойкость поверхностного слоя толщиной до ≈ 100 мкм увеличивается в 1,5 - 2 раза по сравнению с исходным состоянием.The essence of the invention lies in the fact that to comprehensively improve the operational properties of the surface layers of products from structural alloys, mainly stainless steels and aluminum alloys (corrosion resistance, microhardness and wear resistance) and to ensure radiation safety of the process, the working surface of the product is repeatedly heated by pulses of NESE with a pulse duration of 1 - 5 μs, electron energy of 20 - 40 keV, energy density depending on the chemical composition of the alloy in the range of 10 - 20 J / cm 2 , pulse breakdown 5 - 10. The required energy density is chosen in such an interval that, as a result of pulsed melting of the surface layer, liquid-phase dissolution of particles and precipitates of the second phases and the formation of an electrochemically uniform microstructure occur, but there is no noticeable evaporation of the surface. In this case, the electrochemical corrosion rate of the irradiated surface decreases by 1–2 orders of magnitude, and the microhardness and wear resistance of the surface layer with a thickness of up to ≈ 100 μm increases by a factor of 1.5–2 compared to the initial state.

Согласно нормам радиационной безопасности [4] источники электронов, в которых ускоряющее напряжение не превышает 100 кВ, а следовательно, и источник НСЭП, используемый в предлагаемом способе, относятся к источникам неиспользованного рентгеновского излучения, и не требуют специальных помещений для самих источников и пультовой. Напротив, в источнике МИП, используемом в способе-прототипе [1], как и в других источниках МИП [6], ускоряющее напряжение существенно превышает 100 кВ, что требует специальных помещений. Кроме того, при напряжениях до 40 кВ, используемых в источнике НСЭП, применяются более простые и более надежные элементы высоковольтной техники, как правило, промышленного изготовления. В совокупности эти обстоятельства обуславливают более высокую эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом, а именно, его меньшую стоимость, большую простоту и надежность. According to radiation safety standards [4], electron sources in which the accelerating voltage does not exceed 100 kV, and therefore the NSEC source used in the proposed method, are sources of unused X-ray radiation and do not require special rooms for the sources themselves and the control room. On the contrary, in the MIP source used in the prototype method [1], as in other MIP sources [6], the accelerating voltage significantly exceeds 100 kV, which requires special rooms. In addition, at voltages up to 40 kV used in the NSEP source, simpler and more reliable elements of high-voltage equipment are used, as a rule, of industrial manufacture. Together, these circumstances determine the higher efficiency of the proposed method compared to the prototype, namely, its lower cost, greater simplicity and reliability.

Выбор рабочего интервала плотностей энергии Es, обеспечивающего эффективное увеличение электрохимических и прочностных характеристик поверхностных слоев нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, основан на результатах структурных исследований методами оптической металлографии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, Оже-спектроскопии и моделирования тепловых полей в зоне воздействия НСЭП, а также измерений коррозионной стойкости потенциодинамическим методом, микротвердости и износостойкости в исходном состоянии и после облучения в различных режимах.The choice of the working range of energy densities E s , which provides an effective increase in the electrochemical and strength characteristics of the surface layers of stainless steels and aluminum alloys, is based on the results of structural studies using optical metallography, scanning and transmission electron microscopy, X-ray diffraction analysis, Auger spectroscopy, and modeling of thermal fields in the zone effects of NSEP, as well as measurements of corrosion resistance by the potentiodynamic method, microhardness and wear ykosti in the initial state and after irradiation in different modes.

Эти исследования показали, что с ростом плотности энергии выше порога плавления поверхности происходит постепенное увеличение толщины расплавленного поверхностного слоя. Это, согласно расчетам, сопровождается ростом времени жизни расплава на поверхности. При определенном значении Es, зависящем от структурно-фазового состояния материала и длительности импульса, толщина расплава (≈ 10-3 см) и время его жизни (≈ 10-5 с) становятся достаточными для того, чтобы в поверхностном слое произошло полное растворение сравнительно крупных частиц (от десятых долей до единиц микрон) и субмикронных выделений вторых фаз, присутствующих в исходной структуре. В результате высокоростной закалки из жидкого состояния формируются либо однофазные структуры (пересыщенные твердые растворы), либо двухфазные структуры, отличающиеся от исходных значительно меньшими размерами зерна и объемной доли выделений вторых фаз.These studies showed that with an increase in the energy density above the melting threshold of the surface, a gradual increase in the thickness of the molten surface layer occurs. This, according to calculations, is accompanied by an increase in the lifetime of the melt on the surface. At a certain value of E s , which depends on the structural phase state of the material and the pulse duration, the melt thickness (≈ 10 -3 cm) and its lifetime (≈ 10 -5 s) become sufficient for relatively complete dissolution of the surface layer large particles (from tenths to units of microns) and submicron precipitates of the second phases present in the initial structure. As a result of high-speed quenching, either single-phase structures (supersaturated solid solutions) or two-phase structures are formed from the liquid state, which differ from the initial ones by significantly smaller grain sizes and the volume fraction of precipitates of the second phases.

При некотором пороговом значении Es, являющемся верхней границей интервала Es, начинается заметное испарение поверхности, о чем свидетельствует появление на ней микрокапель и измерения весовым методом. Давление Es приводит к росту толщины расплава и давления разлетающихся паров. В итоге существенно возрастает шероховатость поверхности после окончания кристаллизации, т.е. ухудшается ее качество, что в большинстве случаев недопустимо.At a certain threshold value of E s , which is the upper boundary of the interval E s , a noticeable evaporation of the surface begins, as evidenced by the appearance of microdrops on it and measurements by the weight method. Pressure E s leads to an increase in the thickness of the melt and the pressure of expanding vapors. As a result, the surface roughness increases significantly after crystallization, i.e. its quality is deteriorating, which in most cases is unacceptable.

Механизм повышения коррозионной стойкости нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов при воздействии НСЭП можно объяснить следующим образом. Известно [5,6], что процесс электрохимической коррозии в значительной степени определяется электрохимической гетерогенностью материала. При этом частицы и выделения вторых фаз, расположенные на внутрифазных границах, определяют межкристаллитную коррозию, а частицы, расположенные внутри зерен, точечную или питтинговую коррозию. Поскольку после облучения происходит полное жидкофазное растворение всех сравнительно крупных частиц вторых фаз, а субмикронные выделения либо полностью растворяются, либо их объемная доля существенно уменьшается, то электрохимическая гетерогенность материала резко уменьшается. В случае нержавеющих сталей наряду с этим происходит обогащение приповерхностного слоя хромом. Это приводит к росту коррозионной стойкости данных материалов, о чем свидетельствует сравнение анодных поляризационных кривых до и после облучения. The mechanism for increasing the corrosion resistance of stainless steels and aluminum alloys under the influence of NSEP can be explained as follows. It is known [5,6] that the process of electrochemical corrosion is largely determined by the electrochemical heterogeneity of the material. In this case, particles and precipitates of the second phases located at the interphase boundaries determine intergranular corrosion, and particles located inside the grains, pitting or pitting corrosion. Since after irradiation a complete liquid-phase dissolution of all relatively large particles of the second phases takes place, and submicron precipitates either completely dissolve or their volume fraction significantly decreases, the electrochemical heterogeneity of the material sharply decreases. In the case of stainless steels, along with this, enrichment of the surface layer with chromium occurs. This leads to an increase in the corrosion resistance of these materials, as evidenced by a comparison of the anode polarization curves before and after irradiation.

Изменения показали, что в результате воздействия НСЭП наряду с ростом коррозионной стойкости происходит увеличение микротвердости и износостойкости. При этом толщина упрочненного слоя существенно превышает толщину зоны теплового влияния и с ростом плотности энергии в указанных выше пределах увеличивается от ≈ 100 до ≈ 200 мкм. Повышение микротвердости и износостойкости может быть связано образованием пересыщенных твердых растворов и резким измельчением зерна матричной фазы при быстрой кристаллизации расплава, а также с деформационным упрочнением материала под действием квазистатических и динамических полей напряжений, инициируемых импульсным нагревом поверхности [8]. Changes have shown that, as a result of the effect of the NSEP, along with an increase in corrosion resistance, an increase in microhardness and wear resistance occurs. In this case, the thickness of the hardened layer significantly exceeds the thickness of the heat affected zone, and with an increase in the energy density in the above ranges, increases from ≈ 100 to ≈ 200 μm. The increase in microhardness and wear resistance can be due to the formation of supersaturated solid solutions and sharp grinding of the matrix phase grain during rapid crystallization of the melt, as well as to strain hardening of the material under the action of quasistatic and dynamic stress fields initiated by pulsed surface heating [8].

Пример 1. Образцы из аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т в состоянии поставки помещали в вакуумную камеру электронно-лучевой установки. Образцы облучали НСЭП с длительностью импульса 2 - 3 мкс, энергией электронов 25 - 35 кэВ, плотностью энергии 8 - 16 Дж/см2. Число импульсов в серии 5. До и после облучения проводили измерения коррозионной стойкости, микротвердости и износостойкости. Коррозионную стойкость определяли потенциодинамическим методом (потенциостат П5848) при скорости нарастания напряжения 2 мВ/мин в 1% растворе HCl при комнатной температуре. Измерения микротвердости проводили на поперечных шлифах на приборе ПМТ-3 при нагрузке 50 г. Испытания на износ проводили без смазки по схеме ротор (кольцо диаметром 35 мм из шарикоподшипниковой стали (HRC62) - исследуемый плоский образец. Скорость вращения ротора 55 об/мин; нагрузка 98 H. Величину износа в процессе испытаний определяли весовым методом и с помощью оптического микроскопа. Для сравнения изностостойкости материала до и после облучения строили зависимости потери объема от пути трения.Example 1. Samples of austenitic stainless steel 12X18H10T in the delivery state were placed in a vacuum chamber of an electron-beam installation. The samples were irradiated with NSEC with a pulse duration of 2–3 μs, an electron energy of 25–35 keV, and an energy density of 8–16 J / cm 2 . The number of pulses in a series of 5. Before and after irradiation, corrosion resistance, microhardness, and wear resistance were measured. Corrosion resistance was determined by the potentiodynamic method (P5848 potentiostat) at a voltage rise rate of 2 mV / min in a 1% HCl solution at room temperature. Microhardness measurements were carried out on transverse sections on a PMT-3 device at a load of 50 g. Wear tests were carried out without lubrication according to the rotor scheme (35 mm diameter ball bearing steel (HRC62) - flat sample under study. Rotor rotation speed 55 rpm; load 98 H. The wear value during the tests was determined by the weight method and using an optical microscope. To compare the wear resistance of the material before and after irradiation, the dependences of the volume loss on the friction path were constructed.

Результаты исследований электрохимического поведения сплава (табл. 1) показали, что после облучения плотность тока пассивации уменьшается на 1 - 2 порядка, а потенциал питтингообразования Eпо смещается в положительную область ≈ 0.2 - 0.3 В. Это свидетельствует о существенном росте коррозионной стойкости облученного материала по сравнению с необлученным. Результаты испытаний на износ приведены в табл. 2. Видно, что облучение приводит к росту износостойкости материала 1.5 - 2 раза по сравнению с исходным состоянием.The results of the electrochemical behavior of the alloy Research (. Table 1) showed that after irradiation passivation current density decreases by 1 - 2 orders of magnitude, and the pitting potential E is shifted by a positive region ≈ 0.2 - 0.3 V. This indicates a significant increase in the corrosion resistance of the irradiated material compared to unirradiated. The results of wear tests are given in table. 2. It can be seen that irradiation leads to an increase in the wear resistance of the material 1.5–2 times in comparison with the initial state.

Пример 2. Образцы из алюминиевого сплава АД33 в состоянии поставки (закалка и искусственное старение) облучали НСЭП с длительностью импульса 2 - 3 мкс, энергией электронов 25 - 35 кэВ, плотностью энергии 10 - 15 Дж/см2. Число импульсов в серии 5. Использовали те же методы испытаний, что и в предыдущем примере. Отличие состояло лишь в том, что электрохимические исследования данного сплава проводили в 3% водном растворе NaCl.Example 2. Samples of AD33 aluminum alloy in the delivery state (quenching and artificial aging) were irradiated with an NSEC with a pulse duration of 2–3 μs, an electron energy of 25–35 keV, and an energy density of 10–15 J / cm 2 . The number of pulses in the series 5. Used the same test methods as in the previous example. The only difference was that the electrochemical studies of this alloy were carried out in a 3% aqueous NaCl solution.

Результаты исследований влияния воздействия НСЭП на электрохимические характеристики и износостойкость сплава приведены в табл. 3 и 4. Из этих таблиц следует, что, как и в предыдущем примере, облучение приводит к существенному росту коррозионной стойкости и износостойкости материала. The results of studies of the effect of NSEP on the electrochemical characteristics and wear resistance of the alloy are given in table. 3 and 4. From these tables it follows that, as in the previous example, irradiation leads to a significant increase in the corrosion resistance and wear resistance of the material.

Список информации, принятой во внимание при составлении заявки на изобретение
1. Stinnett R.W., Buchheit R.G., Greulich F.A., Hills C.R., Kilgo A.C., McIntyre D.C., Greenly J.B., Thompson M.O., Johnson G.P. and Rej D. Thermal surface treatment using intense, pu lsed ion beams. J. Mat. Res. Soc. Simp. Proc. Vol. 316, p. 521-532, (1994).
List of information taken into account when preparing an application for an invention
1. Stinnett RW, Buchheit RG, Greulich FA, Hills CR, Kilgo AC, McIntyre DC, Greenly JB, Thompson MO, Johnson GP and Rej D. Thermal surface treatment using intense, pu lsed ion beams. J. Mat. Res. Soc. Simp. Proc. Vol. 316, p. 521-532, (1994).

2. R.W.Stinnett, Buchheit R.G., Neaue E.L., Crawford M.T., Lamppa K.P., Renk T. J., Greenly J.B., Boyd I, Thompson M.O. and Rej D. Ion beam surface treatment: a new technique for thermally modifying surfaces using intense, pulsed ion beams. Proc. IEEE Pulsed Power Conf. July 10-13, 1995, Albuquerque, NM, USA, pp.43-52. 2. R.W. Stinnett, Buchheit R.G., Neaue E.L., Crawford M.T., Lamppa K.P., Renk T. J., Greenly J.B., Boyd I, Thompson M.O. and Rej D. Ion beam surface treatment: a new technique for thermally modifying surfaces using intense, pulsed ion beams. Proc. IEEE Pulsed Power Conf. July 10-13, 1995, Albuquerque, NM, USA, pp. 43-52.

3. Быстрицкий В. М. , Диденко А.Н. Мощные ионные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984, 152 с. 3. Bystritsky V. M., Didenko A. N. Powerful ion beams. M .: Energoatomizdat, 1984, 152 p.

4. Нормы радиационной безопасности НРБ-96. Утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ N 7 от 19.04.96. 4. Norms of radiation safety NRB-96. Approved by resolution of the State Committee for Sanitary and Epidemiological Supervision of the Russian Federation N 7 of 04/19/96

5. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1986, 359 с. 5. Tomashov N.D., Chernova G.P. Corrosion theory and corrosion-resistant structural alloys. M .: Metallurgy, 1986, 359 p.

6. Структура и коррозия металлов и сплавов. Атлас. Справ. изд. /Сокол И. Я., Ульянин Е.А., Фельдгандлер Э.Г. и др. М.: Металлургия, 1989, 400 с. 6. Structure and corrosion of metals and alloys. Atlas. Ref. ed. / Sokol I. Ya., Ulyanin EA, Feldgandler E.G. et al. M.: Metallurgy, 1989, 400 pp.

7. Remnev G.E. and Shulov V.A. Application of high-power ion beams for technology // Laser and Particle Beams, 1993, v. 11, N 4, pp. 707-731. 7. Remnev G.E. and Shulov V.A. Application of high-power ion beams for technology // Laser and Particle Beams, 1993, v. 11, N 4, pp. 707-731.

8. Дисклокационная субструктура, сформировавшаяся в результате облучения железа низкоэнергетичным сильноточным электронным пучком /Е.Ф.Дударев, Л.А. Корниенко, С.В.Лыков, А.Б.Марков, Г.П.Почивалова, В.П.Ротштейн, Т.Ю.Чубенко. // Изв. ВУЗов. Физика, 1993, N 5, с. 42-47. 8. The dislocation substructure, formed as a result of irradiation of iron with a low-energy high-current electron beam / E. F. Dudarev, L. A. Kornienko, S.V. Lykov, A.B. Markov, G.P. Pochivalova, V.P. Rotshtein, T.Yu. Chubenko. // Izv. Universities. Physics, 1993, N 5, p. 42-47.

Claims (1)

Способ поверхностной обработки изделий из конструкционных сплавов, преимущественно из нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, включающий облучение рабочих поверхностей изделий импульсным сильноточным пучком заряженных частиц, отличающийся тем, что облучение проводят импульсами сильноточного пучка микросекундной длительности с энергией электронов не более 40 кэВ, плотности энергии 10 - 20 Дж/см2 и числом импульсов не более 10.5A method of surface treatment of products from structural alloys, mainly from stainless steels and aluminum alloys, including irradiating the working surfaces of products with a pulsed high-current beam of charged particles, characterized in that the irradiation is carried out by pulses of a high-current microsecond beam with an electron energy of not more than 40 keV, an energy density of 10 - 20 J / cm 2 and the number of pulses no more than 10.5
RU98105755A 1998-03-24 1998-03-24 Method of surface treatment of articles made of structural alloys RU2125615C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105755A RU2125615C1 (en) 1998-03-24 1998-03-24 Method of surface treatment of articles made of structural alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105755A RU2125615C1 (en) 1998-03-24 1998-03-24 Method of surface treatment of articles made of structural alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2125615C1 true RU2125615C1 (en) 1999-01-27
RU98105755A RU98105755A (en) 1999-04-27

Family

ID=20204004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98105755A RU2125615C1 (en) 1998-03-24 1998-03-24 Method of surface treatment of articles made of structural alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2125615C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462516C2 (en) * 2010-11-13 2012-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" Method of surface treatment of products of heat resisting alloys
RU2514233C2 (en) * 2012-07-10 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Удмуртский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "УдГУ") Method of surface processing
RU2517632C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Increasing physical-mechanical properties of tool and structural steels by volumetric pulsed laser hardening
RU2571245C1 (en) * 2014-07-22 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Surface hardening of 20x13 steel
RU2666817C2 (en) * 2016-10-10 2018-09-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method for modifying silumins
RU2761222C1 (en) * 2020-11-25 2021-12-06 Михаил Александрович Петровичев Apparatus for securing an electric cable on a submersible pumping unit
RU212233U1 (en) * 2020-12-10 2022-07-12 Михаил Александрович Петровичев Device for fixing electric cable to tubing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Stinnet RW et al., Thermal surface treatment using intense, pu Jsed ion beams. J.Mat. Res. Soc. Simp. Proc. vol. 316, p. 521 - 532 (1994). R.W.Stinnet et al., Jon beam surface treatment: a new technique for thermally modi fuing surfaces using intense, pulsed ion beams. Proc. JEEE. Pulsed Power Conf July 10 - 13, 1995, Albuquerque, NM, USA, p.p. 43 - 52. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462516C2 (en) * 2010-11-13 2012-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" Method of surface treatment of products of heat resisting alloys
RU2514233C2 (en) * 2012-07-10 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Удмуртский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "УдГУ") Method of surface processing
RU2517632C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Increasing physical-mechanical properties of tool and structural steels by volumetric pulsed laser hardening
RU2571245C1 (en) * 2014-07-22 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Surface hardening of 20x13 steel
RU2666817C2 (en) * 2016-10-10 2018-09-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method for modifying silumins
RU2761222C1 (en) * 2020-11-25 2021-12-06 Михаил Александрович Петровичев Apparatus for securing an electric cable on a submersible pumping unit
RU212233U1 (en) * 2020-12-10 2022-07-12 Михаил Александрович Петровичев Device for fixing electric cable to tubing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Proskurovsky et al. Use of low-energy, high-current electron beams for surface treatment of materials
USRE36760E (en) Method and apparatus for altering material using ion beams
Qin et al. Temperature profile and crater formation induced in high-current pulsed electron beam processing
Stinnett et al. Thermal surface treatment using intense, pulsed ion beams
Shirokova et al. Comparison of damages in tungsten and tungsten doped with lanthanum-oxide exposed to dense deuterium plasma shots
Pogrebnjak et al. A comparison of radiation damage and mechanical and tribological properties of α-Fe exposed to intense pulsed electron and ion beams
RU2125615C1 (en) Method of surface treatment of articles made of structural alloys
Tereshin et al. Pulsed plasma accelerators of different gas ions for surface modification
Langner et al. Surface modification of constructional steels by irradiation with high intensity pulsed nitrogen plasma beams
Renk et al. Improvement of surface properties by modification and alloying with high-power ion beams
Ghazi‐Wakili et al. Positron annihilation studies on neutron irradiated pressure vessel steels
Schroeder et al. “In-beam” simulation of high temperature helium embrittlemeht of din 1.14970 austehitic stainless steel
Biller et al. Modification of steel and aluminium by pulsed energetic ion beams
Valyaev et al. Modification of mechanical and tribological properties of R6M5 steel and Be by intense pulsed-ion and pulsed-electron beams
Pogrebnjak et al. Effect of Fe and Zr Ion Implantation and High-Current Electron Beam Treatment on Chemical and Mechanical Properties of Ti–V–Al Alloy
Renk et al. IFE chamber dry wall materials response to pulsed X-rays and ions at power-plant level fluences
Fetzer et al. Surface layer dynamics during e-beam treatment
Fu et al. Characterization of high-current pulsed electron beam interaction with AISI 1045 steel and the microstructure evolution
RU2118381C1 (en) Process hardening hard-alloy tool
Chengzhou et al. Metallic ion implantation by using a MEVVA ion source
Yang et al. Effective fitting of nanohardness data in two different ferritic steels irradiated with He ions
Ashurova et al. Surface modification of hypereutectic silumin subjected to a millisecond modulated electron beam treatment
Klepikov et al. Behavior of Zr1% Nb Alloys Under Swift Kr Ion and Intense Electron Irradiation
Sari et al. Alloying of carbon steel surface by tantalum using compression plasma flow
Carbucicchio et al. Structural modifications induced on some steels by laser surface melting