Ebook: Эрозионная стойкость жаростойких материалов облученных ионным пучком

Литературный перевод. Erosion resistance of refractory alloys modified by ion beams. Elseiver. Surface & Coatings Technology xx (2007) xxx–xxx
Цель существующего исследования - критический анализ результатов посвященных эффекту обработки ионным пучком после песчаной эрозии жаростойких сплавов. Лопатки компрессора газотурбинного двигателя изготовленные из титановых сплавов (ВТ9 и ВТ18У) и жаростойкой стали (ЭП 866Ш и ЭП 718И) использовались как объекты исследования. Облучение МИП проводилось на ускорителях Дельта, Радуга-2 и ТЕМП-М. Условия облучения лежали в следующих диапазонах: B, N, C, La, Pd, Sm и Hf ионы внедрения - Е=30-80 кэВ (энергия ионов), j=40-5 103 A/см2 (плотность ионного тока), f = 30 Гц (частота импульсов), D = 1016-2 1019 ионов/см2 (доза облучения); МИП содержит - ионы углерода (60-70 %) и протоны, Е=250-300 кэВ, j=40-200 A/см2, τ=50 нс (продолжительность импульса), n=3-10 (число импульсов). После облучения образцы отжигались в вакууме в течении 2 часов. Тесты на эрозию исходных и облученных лопаток были выполнены в вакууме на газо-динамических установках с силой удара песка 200 мг/мм2 при скорости частицы 200 м/с. Средний размер частиц песка 80-120 мкм. Состояние поверхности до и после эрозии исследовалось с помощью электронной Оже-спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопией, сканирующей электронной микроскопией, оптической металлографией и рентген-структурным анализом. Разрушенная поверхность была изучена оптической и электронной фрактографией. Результаты эксперимента показали, что сопротивление эрозии облученных образцов с последующим вакуумным отжигом может быть увеличено на 20-200% в зависимости от типа внедренных ионов. Этот положительный эффект по-видимому связан с упрочнением материала в приповерхностном слое толщиной от 1 мкм (внедрение иона) до 10 мкм (облучение МИП). С использованием электронной фрактографии было обнаружено, что увеличение сопротивления эрозии было связано и с изменением типа кратеров, созданных в начале эксперимента и с уменьшением нормы эрозии из-за поверхностного микрорельефа, сформированного в течение инкубационного периода разрушения ("инерционное начало" механизма разрушения).