Механизмы деформации и разрушения ферритно-мартенситной стали ЭК-181: влияние нано(субмикро-)структурного поверхностного слоя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат технических наук Синякова, Елена Александровна

• Синякова, Елена Александровна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Синякова, Елена Александровна

ВВЕДЕНИЕ 5 1. МЕТОДЫ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ

СЛОЕВ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

1.1 Введение

1.2 Изменение структуры и фазового состава материалов под действием ультразвуковой ударной обработки

1.3 Обработка поверхностных слоев электронными и ионными пучками

1.3.1 В оз действие электр онными пучками

1.3.2 Обработка поверхностных слоев ионными пучками

1.4 Ионно-плазменное азотирование

1.5 Постановка задачи

2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Материал исследований

2.2 Методы исследований

3 ФОРМИРОВАНИЕ НАНО(СУБМИКРО-) КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ В ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ СТАЛИ ЭК-181 В ПРОЦЕССЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

3.1 Микроструктурные исследования стали, подвергнутой ультразвуковой обработке

3.2 Влияние ультразвуковой обработки на механические характеристики стали

3.3 Обсуждение результатов

3.4 Выводы

4 ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ЭВОЛЮЦИЮ МИКРОСТРУКТУРЫ И МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ ЭК-181 В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ

4.1 Изменение микроструктуры стали в процессе механического нагружения 63 4.1.1 Микроструктура стали ЭК-181, подвергнутой стандартной термообработке

4.1.2 Микроструктура стали ЭК-181 с промежуточной ультразвуковой обработкой

4.2 Исследование деформационного рельефа, формирующегося на поверхности образцов стали ЭК-181, в процессе одноосного растяжения

4.2.1 Локализованный характер пластической деформации нагруженных образцов

4.2.2 Зависимость складчатых структур от толщины упрочненного слоя и степени деформации

4.3 Закономерности макролокализации деформации и образование шейки

4.4 Фрактографические исследования стали ЭК-181 в исходном состоянии и с нано(субмикро-)структурными поверхностными слоями

4.5 Обсуждение результатов

4.6 Выводы 100 5 ФОРМИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИ СТАБИЛЬНЫХ

НАНОСТРУКТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ В СТАЛИ ЭК

5.1 Влияние температуры старения на формирование в стали карбидных и интерметаллидных фаз

5.2 Влияние ионно-плазменного азотирования на микроструктуру и механические характеристики стали ЭК

5.3 Наноструктурирование поверхностных слоев стали ЭК-181 путем облучения электронными и ионными пучками

5.3.1 Облучение стали ЭК-181 низкоэнергетическими электронными пучками

5.3.2 Облучение стали ЭК-181 ионными пучками циркония

5.3.2.1 Микроструктурные исследования поверхностных слоев стали, подвергнутой обработке ионными пучками

5.3.2.2 Особенности деформации и разрушения поверхностных слоев стали ЭК-181, подвергнутых облучению ионами циркония

5.3.2.3 Влияние обработки пучками ионов Zr+ на механические характеристики стали ЭК

5.3.2.4 Влияние термического отжига на структуру и механические свойства стали ЭК- 181с модифицированными поверхностными слоями

5.4. Обсуждение результатов

5.5 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы деформации и разрушения ферритно-мартенситной стали ЭК-181: влияние нано(субмикро-)структурного поверхностного слоя»

Актуальность темы.

Среди различных способов упрочнения конструкционных материалов особое место занимает поверхностное наноструктурирование. Создание нанокристаллической структуры в тонком поверхностном слое позволяет существенно увеличить прочностные свойства (предел текучести, временное сопротивление, предел выносливости), коррозионную стойкость и другие эксплуатационные характеристики металлов и их сварных соединений [1-12]. Технология поверхностного наноструктурирования характеризуется относительной простотой и низкой себестоимостью. В отличие от методов интенсивной пластической деформации, при наноструктурировании поверхностных слоев твердых тел нет жестких ограничений по их размерам и геометрической форме.

Механизм влияния поверхностного наноструктурирования на макромеханические характеристики материала до сих пор остается неясным. Характер пластической деформации наноструктурных поверхностных слоев существенным образом зависит от строения границ зерен, их протяженности и атомной плотности, наличия нанопор и других свободных объемов и др. Большое значение имеет сопряжение крупнокристаллического материала и его поверхностного слоя, имеющего нанокристаллическую структуру.

В рамках представления деформируемого твердого тела как многоуровневой системы, поверхностный слой играет важную функциональную роль. Согласно [13], в поверхностных слоях развиваются каналированные потоки локальных структурных превращений в направлениях максимальных касательных напряжений. Данные потоки создают локальный изгиб образца. В результате на боковой грани образца возникает концентратор напряжений, который генерирует макрополосу сброса локализованной деформации, распространяющуюся через все его сечение. Это обуславливает снижение макромеханических характеристик нагруженного материала. Однако систематических исследований возможностей управления каналированными потоками и способов их подавления до сих пор не проводилось.

В отличие от традиционных химико-термических методов поверхностного упрочнения, поверхностное наноструктурирование позволяет наглядно продемонстрировать эффект повышения макромеханических характеристик конструкционных материалов за счет блокирования распространения локализованных сдвигов в их поверхностных слоях. Данная концепция поверхностного наноструктурирования, разработанная с учетом многоуровневого характера деформации и разрушения твердых тел, требовала экспериментального исследования.

Методы поверхностного наноструктурирования могут быть успешно использованы при создании перспективных жаропрочных и радиационно-стойких конструкционных материалов для ядерных энергетических реакторов. В данной работе исследована ферритно-мартенситная сталь ЭК-181 (16Х12В2ФТаР), разработанная в ФГУП ВНИИНМ им. A.A. Бочвара [14-16]. Благодаря выбранной системе легирования и режимам термообработки, сталь ЭК-181 является малоактивируемым дисперсно-твердеющим конструкционным материалом с высокими технологическими и механическими свойствами в широком диапазоне температур (300-700 °С). Результаты сравнительного анализа механизмов деформации и разрушения данной стали, находящейся в исходном состоянии и имеющей нанокристаллическую структуру в тонком поверхностном слое, могут быть использованы для дальнейшей модификации ферритно-мартенситных сталей с целью расширения температурных и дозовых интервалов их применения.

Целью данной работы являлось исследование влияния наноструктурирования поверхностных слоев на механизмы деформации и разрушения образцов ферритно-мартенситной стали ЭК-181 с учетом самосогласования различных масштабных уровней. Для достижения данной цели в работе были поставлены следующие задачи:

1. Провести поиск оптимального сочетания термической и ультразвуковой обработок, позволяющего получать нано(субмикро-)кристаллическую структуру в поверхностных слоях образцов стали ЭК-181.

2. Исследовать влияние состояния поверхностного слоя на характер многоуровневой деформации и разрушения образцов стали ЭК-181 в процессе одноосного растяжения в широком интервале температур (от -196 до 400 °С).

3. Изучить возможность создания термически стабильных нано(субмикро-) структурных поверхностных слоев в образцах стали ЭК-181 путем сочетания ультразвуковой обработки и ионно-плазменного азотирования.

4. Исследовать влияние облучения низкоэнергетическими электронными и ионными пучками на структуру, фазовый состав и прочностные характеристики образцов стали ЭК-181.

Новизна работы. В работе впервые:

1. Исследованы микроструктура и фазовый состав поверхностных слоев образцов ферритно-мартенситной стали ЭК-181, подвергнутых различным сочетаниям ультразвуковой и термической обработок. Показано, что нано(субмикро-) кристаллическая структура а-фазы, формирующаяся в образцах стали ЭК-181 в результате закалки, ультразвуковой обработки и старения, обусловливает максимальное увеличение их предела текучести при одноосном растяжении.

2. Изучены закономерности пластической деформации на различных масштабных уровнях образцов стали ЭК-181, имеющих в поверхностных слоях ферритно-мартенситную и нано(субмикро)кристаллическую структуру а-фазы. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о перспективности многоуровневого подхода для анализа механизмов упрочнения твердых тел путем наноструктурирования их поверхностных слоев.

3. Исследована возможность поверхностного упрочнения образцов стали ЭК-181 путем закалки, ультразвуковой обработки, азотирования и высокотемпературного старения. Показано, что температура азотирования оказывает существенное влияние не только на структуру и фазовый состав поверхностных слоев стали, но и на процесс выделения частиц вторых фаз в объеме материала.

4. Показано, что облучение электронным пучком позволяет создать в поверхностных слоях стали ЭК-181 нано(субмикро-)кристаллические ферритные зерна. В результате бомбардировки пучками ионов циркония в поверхностных слоях стали ЭК-181 формируется многослойная композиция, состоящая из пленки оксидов циркония, слоя имплантированного циркония и переходной зоны, имеющей мартенситную структуру, обогащенную интерметаллидными фазами.

Научная и практическая ценность.

1. Установленные в работе особенности формирования нанокристаллической структуры в поверхностных слоях образцов стали ЭК-181 могут быть использованы при дальнейшей модификации ферритно-мартенситных сталей с целью расширения температурного диапазона их применения в энергетической технике.

2. Закономерности многоуровневого пластического течения образцов стали ЭК-181 с наноструктурированными поверхностными слоями должны учитываться при обосновании функциональной роли поверхностного слоя в процессах деформации и разрушения конструкционных материалов при различных внешних воздействиях.

3. Разработанный метод поверхностного упрочнения, основанный на совмещении термической обработки, ультразвукового воздействия и ионно-плазменного азотирования, обеспечивает высокие механические свойства образцов стали ЭК-181 как при комнатной, так и при повышенных температурах испытаний.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Влияние ультразвукового воздействия на структуру и характер выделения вторых фаз в поверхностных слоях стали ЭК-181 определяется последовательностью ультразвуковой и термической обработок, а также температурой и длительностью старения.

2. Распространение локализованных сдвигов в поверхностных слоях нагруженных образцов стали ЭК-181 обусловливает формирование «переплетающихся» рельефных складок за счет экструзии и интрузии поверхностных зерен. Наноструктурирование блокирует распространение локализованных сдвигов в поверхностном слое образцов стали ЭК-181, обеспечивая повышение их макромеханических характеристик при одноосном растяжении.

3. Формирование шейки в образцах стали ЭК-181 начинается на стадии слабого деформационного упрочнения задолго до достижения предела прочности и обусловлено самосогласованным распространением двух макрополос локализованной деформации. Интенсивная пластическая деформация внутри макрополос приводит к измельчению зерен, а также увеличению доли малоугловых границ по сравнению с окружающим материалом.

4. Поверхностное упрочнение стали ЭК-181 в результате обработки низкоэнергетическими электронными пучками связано с формированием нано(субмикро-)кристаллических зерен феррита. Наноструктурирование поверхностных слоев стали ЭК-181 путем бомбардировки ионами циркония обусловливает формирование градиентной структуры, состоящей из пленки оксидов циркония, слоя имплантированного циркония и переходной области, обогащенной интерметаллидными фазами.

Достоверность научных положений, результатов и выводов подтверждается хорошим совпадением экспериментальных данных, полученных различными современными методами исследования, систематическим характером проведения исследований и обработки результатов, а также согласием полученных результатов с данными других авторов.

Личный вклад автора заключается в совместных с научным руководителем постановке задач диссертации, формулировке выводов и положений, выносимых на защиту, написании статей по теме диссертации, в проведении экспериментов и обработке экспериментальных данных. Диссертант лично проводил механические испытания, измерение микротвердости, анализ поверхности с использованием оптической, сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии, а также принимал непосредственное участие в анализе и обработке экспериментального материала, полученного с использованием наноиндентора, рентгеноструюурного и микрорентгеноспектрального анализа, растровой и просвечивающей электронной микроскопии (оборудование расположено в Центре коллективного пользования «Нанотех» Учреждения Российской академии наук Институте физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН и в Томском материаловедческом центре коллективного пользования ГОУ ВПО «Томский государственный университет»).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах: Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009), Всероссийской конференции «Материалы ядерной техники» (Краснодарский край, Туапсинский район, пос. Агой, 2005, 2010), Международной конференции «Физическая мезомеханика, компьютерное конструирование и разработка новых материалов» (г. Томск, 2006, 2009), Всероссийской научно-технической конференции «Физика и химия высокоэнергетических систем» (г. Томск, 2007, 2008, 2009), International Conference on Fusion Reactor Materials (Nice

France), 2007, Sapporo (Japan), 2009), Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 2007), Всероссийской конференции «Наноструктурные материалы» (г. Новосибирск, 2007), Российском семинаре «Теория и многоуровневое моделирование дефектов, явлений и свойств материалов ядерной техники» (Москва, 2008), Международной школе-семинаре «Многоуровневые подходы в физической мезомеханике. Фундаментальные основы и инженерные приложения» (г. Томск, 2008), Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2010), International Conference of Mesomechanics «Multiscaling of Synthetic and Natural Systems with Self-Adaptive Capability» (Taipei (Taiwan), 2010).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 5 статей в рецензируемых журналах и 25 докладов в сборниках трудов конференций.

Структура работы. Текст диссертации состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 152 страницах, содержит 115 рисунков и 15 таблиц. Библиографический список включает 136 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Синякова, Елена Александровна

5.5 Выводы

1. Процесс формирования нанокристаллической структуры а-фазы в стали ЭК-181 под действием ультразвуковой обработки зависит от температуры старения. В случае закалки, ультразвуковой обработки и последующего низкотемпературного (600 °С), либо ступенчатого старения (600 °С и 720 °С) в поверхностных слоях образцов стали ЭК-181 формируются фрагментированный пакетный мартенсит и крупные ферритные зерна.

2. Величина микротвердости исследованных образцов стали ЭК-181 в большей степени определяется наличием карбидных и интерметаллидных фаз, нежели нанокристаллической структурой а-фазы. Максимальным значением микротвердости характеризуются поверхностные слои образцов стали, подвергнутых закалке, ультразвуковой обработке и старению при 600 °С, и содержащие нанокристаллические частицы карбидов У2С и М23Сб, а также частицы фаз Лавеса Ре2\^. Наличие наноструктурного сдвигоустойчивого поверхностного слоя а-фазы эффективно задерживает начало пластического течения при одноосном растяжении и обусловливает максимальное увеличение предела текучести.

3. Сочетание ультразвуковой обработки и ионно-плазменного азотирования не позволяет создать в образцах стали ЭК-18 нано(субмикро-)кристаллическую структуру а-фазы. При этом, промежуточная ультразвуковая обработка способствует существенному увеличению глубины азотированного слоя.

4. В результате закалки, ультразвуковой обработки, азотирования при температуре 600 °С и старения в поверхностном слое сохраняется структура пакетного мартенсита, а также выделяются нитриды железа Fe4N и частицы карбида М23С6. Как следствие, наблюдается рост прочностных характеристик стали при одноосном статическом растяжении. Повышенные прочностные характеристики сохраняются как после отжига при 700 °С в течение 50 часов, так и при высокотемпературных испытаниях. При увеличении температуры азотирования до 700 °С доля нитридных фаз в поверхностных слоях стали ЭК-181 возрастает до 15%, а также происходит превращение пакетного мартенсита в феррит. В процессе последующего старения в объеме образца стали выделяются прослойки аустенита игольчатой формы, что обусловливает снижение механических характеристик.

5. При облучении электронным пучком установлен диапазон плотностей энергий, приводящих к изменению структурно-фазового состояния поверхностных слоев образцов стали ЭК-181 и формированию нано(субмикро-)кристаллических ферритных зерен. Независимо от плотности энергии, ' толщина модифицированного поверхностного слоя не превышает 10 мкм, и, следовательно, не оказывает влияния на прочностные свойства образцов стали ЭК-181 при одноосном растяжении. Более того, нано(субмикро-) кристаллические поверхностные зерна не являются термически стабильными: после отжига при 700 °С размер поверхностных зерен возрастает.

6. Бомбардировка пучками ионов циркония приводит к формированию в поверхностных слоях стали ЭК-181 градиентной структуры, состоящей из тонкой пленки оксида циркония, слоя имплантированного циркония и переходного слоя, имеющего мартенситную структуру, обогащенную интерметаллидными фазами. Наряду с поверхностным упрочнением, в процессе ионно-пучковой обработки происходит интенсивный нагрев образца, в результате которого структура стали из мартенсита отпуска переходит в мартенсит закалки. Последнее обусловливает значительное увеличение микротвердости объема материала и прочностных характеристик образцов стали ЭК-181.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе изучена возможность наноструктурирования поверхностных слоев образцов ферритно-мартенситной стали ЭК-181 путем ультразвуковой обработки в сочетании со ступенчатым старением и ионно-плазменным азотированием, а таюке облучения низкоэнергетическими электронными и ионными пучками. Полученные в работе результаты позволили сделать следующие выводы:

1. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и состав вторых фаз в поверхностных слоях стали ЭК-181 зависит от последовательности ультразвуковой и термической обработок, а также температуры и длительности старения. Показано, что нано(субмикро-)кристаллическая структура а-фазы с размером зерен 140 нм, по границам которых располагаются нанокристаллические карбиды ванадия, формируется только в случае, когда ультразвуковая обработка проводится между закалкой (1080 °С) и старением (720 °С).

2. При одноосном растяжении закаленных и состаренных образцов стали ЭК-181 происходит увеличение расстояний между мартенситными границами, образование изотропных дислокационных фрагментов в рейках пакетного мартенсита и анизотропных ферритных зерен с мигрирующими границами. В шейке образца в рейках мартенсита образуются субмикрокристаллическая структура а-фазы и изотропные дислокационные фрагменты.

3. В образцах стали, подвергнутых промежуточной ультразвуковой обработке, на стадии однородной деформации происходит рост нанокристаллических ферритных субзерен, и превращение малоугловых границ мартенситных фрагментов в болыпеугловые с последующей их миграцией. На стадии макролокализации деформации границы мартенситных реек полностью разрушаются, обусловливая формирование субмикрокристаллических ферритных зерен. Эволюция ферритной составляющей структуры стали в процессе пластической деформации вплоть до разрушения не зависит от промежуточной ультразвуковой обработки.

4. Показано, что в процессе одноосного растяжения на поверхности образцов закаленной и состаренной стали ЭК-181 образуются складчатые структуры различной ориентации, формы и размера. Данные складки формируются путем экструзии одного или нескольких зерен и их возникновение обусловлено как неоднородной структурой материала по глубине образца, так и распространением локализованных сдвигов по направлениям максимальных касательных напряжений. Размер и форма складчатых структур определяется твердостью поверхностного слоя, степенью деформации, а также температурой испытаний.

5. Повышение механических характеристик стали ЭК-181, подвергнутых промежуточной ультразвуковой обработке, связано с блокированием распространения локализованных сдвигов в поверхностных слоях нагруженных образцов. При одноосном растяжении образцов с наноструктурными поверхностными слоями формируются складчатые структуры в виде двойных спиралей, ориентированных вдоль оси нагружения. В результате уменьшаются изгибающие моменты на образец и полос сброса локализованной деформации не образуются.

6. Установлено, что образование шейки в образцах стали ЭК-181 связано с развитием двух макрополос локализованной деформации, самосогласованных по схеме креста. Интенсивная пластическая деформация внутри макрополос приводит к измельчению зерен, а также увеличению доли малоугловых границ по сравнению с окружающим материалом.

7. Сочетание промежуточной ультразвуковой обработки и ионно-плазменного азотирования позволяет существенно увеличить прочностные характеристики образцов стали ЭК-181, которые остаются выше как после отжига при 700 °С в течение 50 часов, так и при высокотемпературной деформации при 700 °С, по сравнению с закаленными и состаренными образцами. Температура азотирования оказывает существенное влияние не только на структуру и фазовый состав поверхностных слоев стали, но и на процесс выделения частиц вторых фаз в объеме материала.

8. Установлен диапазон плотностей энергий, приводящих к формированию нано(субмикро-)кристаллических ферритных зерен при облучении низкоэнергетическим электронным пучком. Бомбардировка пучками ионов циркония приводит к созданию в поверхностных слоях стали ЭК-181 градиентной структуры, состоящей из тонкой пленки оксида циркония, слоя имплантированного циркония и переходного слоя, имеющего мартенситную структуру, обогащенную интерметаллидными фазами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Синякова, Елена Александровна, 2011 год

1. An X., Rodopoulos С.А., Statnikov E.S. Study of Surface Nanocrystallization Induced by the Esonix Ultrasonic Impact Treatment on the Near-Surface of 2024-T351 Aluminum Alloy // J. Mater. Engg. Perf. 2006. - V.3. - № 15. - P. 355364.

2. Кулемин A.B. Ультразвук и диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. -200 с.

3. Марков Л.И., Устинов И.Д. Ультразвуковое алмазное выглаживание деталей и режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. - 54 с.

4. Абрамов О.А., Добаткин В.И., Казанцев В.Ф. и др. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов. М.: Наука, 1986. - 277 с.

5. Алехин В.П., Алехин О.В. Нанотехнология поверхностной упрочняющей и финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей // Машиностроение и инженерное образование. 2007. - № 4. - С. 213.

6. Tao N.R., Sui M.L., Lu J., Surface Nanocrystalline of Iron Induced by Ultrasonic Shot Peening // Nanostruct. Mater. 1999. - V4. - № 11. -P. 433-440.

7. Lu G., Lu J., Lu K. Surface Nanocrystalline of 316L Stainless Steel Induced by Ultrasonic Shot Peening // Mater. Sci. Eng. 2000. - V.A286. - P. 91-95.

8. Proskurovsky D.I., Rotshtein V.P., Ozur G.E. Pulsed electron-beam technology for surface modification of metallic materials // J. Vac. Sci. Technol. A. -1998. V.16(4). -P. 2480-2488.

9. Zenker R. Structure and properties as a result of electron beam surface treatment // Adv. Eng. Mat. -2004. -V.6(7). -P. 581-588.

10. П.Анчев В.А., Скаков Ю.А. Влияние ультразвука на микротвердость и дислокационную структуру меди // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1974. -№11.-С. 132-139.

11. Клименов В.А, Иванов Ю.Ф., Перевалова О.Б. и др. Структура, фазовый состав и механизмы упрочнения аустенитной стали, подвергнутой ультразвуковой обработке бойками // ФизХОМ. 2001. -№ 1. - С. 90-97.

12. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Панин А.В. Эффект каналирования пластических сдвигов и нелинейные волны локализованной пластической деформации и разрушения // Физ. мезомех. 2010. - Т. 13. - № 5. - С. 7-26.

13. Леонтьева-Смирнова М.В., Агафонов А.Н., Ермолаев Г.Н. др. Микроструктура и механические свойства малоактивируемой феррито-мартенситной стали ЭК-181 (RUSFER-EK-181) // Перспективные материалы. -2006.-№6.-С. 40-52.

14. Chernov V.M., Leonteva-Smirnova M.V., Potapenko М.М. Structural materials for fusion power reactors the RF R&D activities // Nuclear Fusion. - 2007. -V.47.-P. 839-848.

15. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. - 272 с.

16. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит. - 2000. - 224 с.

17. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. Заведений / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. М.: Издательский центр «Академия», 2005. -192 с.

18. Пышминцев И.Ю. Механические свойства металлов с субмикрокристаллической структурой // МиТОМ. №11. - 2000. - С. 37-40.

19. Wei Q., Jiao Т., Mathaudhu S.N. Microstructure and mechanical properties of tantalum after equal channel angular extrusion // Materials Science and Engineering. 2003. - V.A358. - P. 266-272.

20. Терентьев В.Ф., Колмаков А.Г., Просвирнин Д.В. Усталостная прочность субмикро- и нанокристаллических сплавов железа, титана и никеля // Деформация и разрушение материалов. 2007. - №9. - С. 2-11.

21. Dao М., Lu L., Asaro RJ. Toward a quantitative understanding of mechanical behavior of nanocrystalline metals // Acta Materialia. 2007. -V.55. - P. 40414065.

22. Панин B.E. Физическая мезомеханика поверхностных слоев твердых тел // Физ. мезомех. 1999. - Т.2. - №6. - С.5-23.

23. Wu X., Tao N., Hong Y., Xu В., Lu J., Lu К. Microstructure and Evolution of Mechanically-Induced Ultrafine Grain in Surface Layer of Al-alloy Subjected to USSP // Acta Mater. 2002. - V. 50. - P. 2075-2084.

24. Tao N.R., Wang Z.B., Tong W.P. An investigation of surface nanocrystallization mechanism in Fe induced by surface mechanical attrition treatment // Acta Materialia. -2002. -V.50. -P. 4603-4616.

25. Wang Z.B., Tao N.R., Tong W.P. Diffusion of chromium in nanocrystalline iron produced by means of surface mechanical attrition treatment // Acta Materialia. -2003. -V.51. -P. 4319-4329.

26. Roland Т., Retrain D., Lu K. Fatigue life improvement through surface nanostructuring of strainless steel by means of surface mechanical attrition treatment // Scripta Materialia. 2006. - V.54. - P. 1949-1954.

27. Lu K., Lu J. Nanostructured surface layer on metallic materials induced by mechanical attrition treatment // Materials Science and Engineering A. 2004. -V.375. -P. 38-45.

28. Hanlon Т., Kwon Y.-N., Suresh S. Grain size effect on the fatigue response of nanocrystalline metals // Scripta Materialia. 2003. - V.49. - P. 675-680.

29. Полоцкий И.Г., Базелюк Г.Я., Ковш С.В. В кн.: Дефекты и свойства кристаллической решетки. - Киев: Изд-во АН УССР, 1966. - С. 156-163.

30. Лангенекер В. Электронно-микроскопические исследования образцов, подвергаемых воздействию ультразвука // Приборы для научных исследований 1966.-Т.37.-№1.-С. 109-112.

31. Терентьев В.Ф., Коган И.С., Орлов Л.Г. Изменение дислокационной структуры молибдена в процессе усталости // ФММ. 1975. - Т.40. - №1. -С.199-202.

32. Горицкий В.М., Иванова B.C., Орлова Л.Г., Терентьев В.Ф. О различии пластической деформации поверхностных и внутренних слоев поликристаллического железа при усталостном нагружении // Докл. АН СССР 1972. - Т.205. - №4. - С. 812-814.

33. Прокопенко Г.И., Петров Ю.Н., Васильев М.А., Трофимова Л.Н., Близнюк В.В. Структурно-фазовые превращения в аустенитной стали после ультразвуковой ударной обработки поверхности // Металлофиз. Новейшие технологии. 2008. - Т.30. - №1. - С. 115-131.

34. Сизова О.В., Колубаев Е.А. Влияние ультразвуковой обработки на структуру и свойства перлита // Изв. ВУЗов. Физика. 2003. - №2. - С. 27-30.

35. Клименов В.А., Нехорошков О.Н., Уваркин П.В. и др. Структура, фазовый состав и свойства стали 60, подвергнутой ультразвуковой финишной обработке // Физ. мезомех. 2006. -Т.9. - спец. выпуск. - С. 173-176.

36. Белоцкий A.B., Виниченко В.Н., Муха И.М. Ультразвуковое упрочнение металлов. К.: Тэхника, 1989. - 168 с.

37. Колубаев Е.А., Сизова О.В., Толмачев А.И. и др. Модифицирование структуры поверхностного слоя конструкционной стали ударным ультразвуковым и импульсным электронно-лучевым воздействиями // Физ. мезомех. 2004. - Т.7 - спец. выпуск ч.2. - С. 165-168.

38. Панин В.Е., Клименов В.А., Безбородов В.П. и др. Субструктурные и фазовые превращения при ультразвуковой обработке мартенситной стали // ФизХОМ. 1993. - №6. - С. 77-83.

39. Клименов В. А, Ковалевская Ж.Г., Уваркин П.В. Ультразвуковое модифицирование поверхности и его влияние на свойства покрытий // Физ. мезомех. 2004. - Т.7 - спец. выпуск ч.2. - С. 157-160.

40. Панин В.Е., Каблов E.H., Плешанов B.C. и др. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и сопротивление усталости сварных соединений высокопрочной стали ВКС-12 // Физ. мезомех. 2006. — Т. 9. — №2. - С. 85-96.

41. Кудрявцев И.В. Поверхностный наклеп для повышения прочности и долговечности деталей машин. М.: УТПВМ, 1966. - 97 с.

42. Хворостухин JI.A. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением. -М.: Машиностроение, 1988. 141 с.

43. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М.: Машиностроение, 1978. - 44 с.

44. Погребшие А.Д., Ошнер Р., Зекка А. Изменение дефектной структуры и физико-механических свойств альфа-Fe, облученного сильноточным электронным пучком // ФизХОМ. 1996. - №1. - С. 29-37.

45. Пайкин А.Г., Шулов В.А., Крайников A.B. Перспективные технологии обработки поверхности при изготовлении и ремонте лопаток ГТД из титановых сплавов с применением мощных ионных и сильноточных электронных пучков // ФизХОМ. 2007. - №3. - С. 44-56.

46. Шулов В.А., Рябчиков А.И., Белов А.Б. Влияние импульсно-дуговой имплантации ионов лантана и бора на усталостную прочность и коррозионную стойкость деталей из титановых сплавов // ФизХОМ. 2007. -№2.-С. 33-36.

47. Шулов В.А., Пайкин А.Г., Белов А.Г. Применение сильноточных импульсных электронных пучков для модификации свойств деталей из a+ß-титановых сплавов. Упрочняющие технологии и покрытия // ФизХОМ. — 2005.-№11.-С. 9-18.

48. Шулов В.А., Пайкин А.Г., Белов А.Б. Модификация поверхности деталей из жаропрочных сталей сильноточными импульсными электронными пучками // ФизХОМ. 2005. - № 2. - С. 61-70.

49. Децик В.Н. Механические свойства стали 20X13 после электронно-лучевой обработки // МиТОМ. 1996. - Т. 38. - №2. - С. 25-27.

50. Колубаева Ю.А., Иванов Ю.Ф., Девятков В.Н., Коваль H.H. Импульсно-периодическая электронно-пучковая обработка закаленной стали // Изв. Вузов. Черная металлургия. 2007. - №8. - С. 30-34.

51. Иванов Ю.Ф., Целлермаер И.Б., Громов В.Е. Закономерности эволюции структуры стали 65Г при электронно-пучковой обработке // Деформация и разрушение металлов. 2008. - №2. - С. 21-27.

52. Целлеомаер И.Б., Иванов Ю.Ф., Коновалов C.B., Громов В.Е. Формирование структурно-фазовых состояний поверхностного слоя стали электронно-пучковой обработкой // Изв. Вузов. Черная металлургия. 2007. - №8. - С. 38-10.

53. Целлермаер И.Б., Иванов Ю.Ф., Коваленко В.В., Громов В.Е. Эволюция феррита в зоне термического влияния стали 65Г при облучении электронными пучками // Изв. Вузов. Черная металлургия. 2007. - №4. - С. 44-46.

54. Целлермаер И.Б., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. Структурно-масштабные уровни формирования зоны термического влияния стали 65Г при воздействии электронным пучком // Изв. Вузов. Черная металлургия. 2007. -№6.-С. 35-37.

55. Громова A.B., Иванов Ю.Ф., Коновалов C.B. Эволюция дислокационной субструктуры в отожженной доэвтектоидной стали при облучении сильноточным электронным пучком // Изв. Вузов. Физика. 2009. - №5. - С. 65-71.

56. Иванов Ю.Ф., Колубаева Ю.А., Коновалов C.B., Коваль H.H., Громов В.Е. Модификация поверхностного слоя стали при электронно-лучевой обработке // МиТОМ. 2008. - №12. - С. 10-16.

57. Батаева Е.А., Батаев И.А., Буров В.Г. и др. Влияние исходного состояния на неоднородность структуры углеродистых сталей, упрочняемых методом электронно-лучевой обработки при атмосферном давлении // МиТОМ. -2009. -№3.- С. 3-5.

58. Малинов Л.С., Харланова Е.Я., Зереченский A.B. и др. Свойства поверхностных слоев марганцовистых сталей после электронно-лучевой обработки // МиТОМ. 1995. - №12. - С. 6-9.

59. Пименов В.Н., Демина Е.В., Масляев С.А. и др. Взаимодействие импульсных потоков ионов дейтерия и плотной плазмы с материалами труб из малоактивируемой аустенитной стали в установке плазменный фокус // Перспективные материалы. 2007. - №2. - С. 48-56.

60. Демина Е.В., Иванов Л.И., Масляев С.А. Модифицирование поверхностных слоев стальных труб импульсными потоками ионов и высокотемпературной плазмы // Перспективные материалы. 2008. - №5. - С. 41-48.

61. Иванов Л.И., Пименов В.Н., Грибков В.А. Взаимодействие мощных импульсных потоков энергии с материалами // ФизХОМ. 2009. - №1. - С. 23-37.

62. Сергеев В.П., Сунгатулин А.Р., Сергеев О.В. и др. Нанотвердость и износостойкость высокопрочных сталей 38ХНЗМФА и ШХ-15, имплантированных ионами (Al+B), (Ti+B) и Ti // Известия Томского политехнического университета. -2006. Т.309. - №1. - С. 120-125.

63. Панова Т.В., Ковивчак B.C. Исследование механизмов деформации кристаллической решетки стали при облучении мощными ионными пучками // ФизХОМ. 2004. - №6. - С. 14-19.

64. Белов А.Б, Крайников A.B., Львов А.Ф. Перспективы применения концентрированных импульсных потоков энергии при изготовлении и ремонте деталей машин. 1. Физико-химическое состояние // Двигатель. 2006. - Т. 43. -№1.-С. 6-8.

65. Белов АД Крайников А.В., Львов А.Ф. Перспективы применения концентрированных импульсных потоков энергии при изготовлении и ремонте деталей машин. 2. Свойства. // Двигатель. 2006. - Т. 44. - №2. - С.8-11.

66. Новиков А.С., Пайкин А.Г., Львов А.Ф. Перспективные технологии поверхностной обработки при изготовлении и ремонте лопаток ГТД // Двигатель. 2004. - Т. 32. - №2. - С.18-19.

67. Сергеев В.П., Федорищева М.В., Сергеев О.В. Влияние ионно-пучковой обработки на структуру и трибомеханические свойства покрытий TiN // ФизХОМ. 2008. - №2. - С. 10-13.

68. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. М.: Машиностроение, 1976. -256 с.

69. Гончаренко И.М., Иванов Ю.Ф., Григорьев С.В. и др. Закономерности формирования зоны диффузионного насыщения при азотировании стали в плазме газового разряда // Физ. мезомех. 2004. - Т.7 - спец. выпуск ч.2. -С. 201-204.

70. Герасимов С.А., Жихарев А.В., Березина Е.В. и др. Новые идеи о механизме образования структуры азотированной стали // МиТОМ. 2004. - №1. - С. 13-17.

71. Силина О.В., Клейнер Л.К., Митрохович Н.Н. Повышение теплостойкости азотируемых низколегируемых мартенситных сталей // МиТОМ. 1998. -№1. С. 17-20.

72. Петрова Л.Г. Внутреннее азотирование жаропрочных сталей и сплавов // МиТОМ. 2001. -№1.- С. 10-17.

73. Sun Y., Li X.Y., Bell Т. X-ray diffraction characterization of low temperature plasma nitrided austenitic stainless steels // J. Mater. Sci. 1999. -V.34. -P. 47934802.

74. Dearnley P.A., Namver A., Hibberd G.G.A. Some observations on plasma nitriding austenitinc stainless steel // Proceedings of the 1st International Conference on Plasma-Surface Engineering. 1988. - V.l. - P. 219-226.

75. Menthe E., Rie K-T., Schultze J. W. Structure and properties of plasma-nitrided stainless steel // Surf. Coat. Tech. 1995. - V.74/75. - P. 412-416.

76. Xu X., Wang L., Yu Z. Study of microstructure of low-temperature plasma-nitrided AISI 304 stainless steel // Metallurgical and materials transaction. V 31 A, 2000, P. 1193-1199.

77. Березина E.B., Мичугина M.C., Лаптева В.Г., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость стали после различных способов азотирования // Деформация и разрушения материалов. 2008. - №4. - С. 29-37.

78. Будилов В.В., Рамазанов К.Н. Технология ионного азотирования деталей ГТД в тлеющем разряде с полым катодом // Вестник УГАТУ. Машиностроение. Технология машиностроения. 2008 - Т.10. - №1(26). - С. 82-86.

79. Будилов В.В., Агзамов Р.Д., Рамазанов К.Н. Ионное азотирование в тлеющем разряде с эффектом полого катода // МиТОМ. 2007. - №.7. - С. 33-36.

80. Коротаев А.Д., Овчинников С.В., Тюменцев А.Н. Ионное азотирование ферритно-перлитной и аустенитной стали в газовых разрядах низкого давления // ФизХОМ. 2004. - №1. - С. 22-27.

81. Щанин П.М., Коваль Н.Н., Гончаренко И.М. Азотирование конструкционных сталей в газовых разрядах низкого давления // ФизХОМ. — 2001.-№3.-С. 16-19.

82. Pinedo С.Е., Monteiro W.A. On the kinetics of plasma nitriding a martensitic stainless steel type AISI 420 // Suf. Coat. Technology. 2004. - V.179. - P. 119123.

83. Того A., Misiolek W.Z., Tschiptschin A.P. Correlation between microstructure and surface properties in a high nitrogen martensitic stainless steel // Acta Mater. -2003. V.51. - P. 3363-3374.

84. Панайоти T.A. Разработка высокопроизводительных и высокоэффективных технологических процессов ионного азотирования сплавов железа, титана, тантала и ниобия // Материаловедение. 2003. - №7. - С. 46-55.

85. Tong W.P., Tao N.R., Wang Z.B. Nitriding iron at lower temperature // Science. -2003.-V.299.-P. 686-688.

86. Tong W.P., Liu C.Z., Wang W. Gaseous nitriding of iron with a nanosrtuctured surface layer // Scripta Materialia. 2007. -V.57. - P. 533-563.

87. Панин C.B., Нойманн П., Байбулатов Ш.А. Исследование развития деформации на мезоуровне интерметаллического сплава при сжатии // Физ. мезомех. 2000. - Т.З. - №. 1. - С. 75-82.

88. Утевский JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. Москва: Металлургия, 1973. - 583 с.

89. Горелик О.С., Расторгуев JI.H., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: Металлургия, 1970. - 368 с.

90. Савицкая JI.K. Методы рентгеноструктурных исследований. Томск: ТГУ, 2003.-358 с.

91. Деревягина Л.С. Панин В.Е., Стрелкова И.Л. Количественные оценки напряженно-деформированного состояния в зоне геометрического концентратора напряжений // Проблемы машиностроения. 2002. - № 4. - С. 43-49.

92. Козлов Э.В., Попова H.A., Кабанина О.В., Климашин С.И., Громов В.Е. Эволюция фазового состава, дефектной структуры, внутренних напряжений и перераспределение углерода при отпуске литой конструкционной стали. -Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2007. 177с.

93. Иванов Ю.Ф., Коваленко В.В., Козлов Э.В. и др. Градиентные структурно-фазовые состояния в сталях. Новосибирск: Наука, 2006. - 280с.

94. Вершинина Т.Н., Иванов М.Б., Колобов М.В., Леонтьева-Смирнова М.В., Иванов Ю.Ф. Исследование структурно-фазового состояния и его роли в формировании жаропрочных свойств 12%-й хромистой стали // Изв. Вузов. Физика.-2007.-№11.-С. 36-42.

95. Конева H.A. Физика прочности металлов и сплавов // Соросовский образовательный журнал. 1997. - №7. - С. 95-102.

96. Липатников В.Н. Фазовые равновесия, фазы и соединения в системе V-C // Успехи химии. 2005. - Т74. - .№8. - С. 768-796.

97. Диаграммы состояний двойных металлических систем. М.: Машиностроение, 1997. - Т.2. - 1023 с.

98. Панин В.Е. Синергетические принципы физической мезомеханики // Физ.мезомех. 2000. - Т.З. - № 6. - С. 5-36.

99. Панин A.B., Мельникова Е.А., Перевалова О.Б. и др. Формирование нанокристаллической структуры в поверхностных слоях стали ЭК-181 в процессе ультразвуковой обработки // Физ. мезомех. 2009. - Т. 12. - № 2. -С. 83-93.

100. Структура и свойства перспективных металлических материалов. Под общ. ред. Потекаева А.И. Томск: Изд-во НТЛ, 2007. - 580 с.

101. Панин В.Е., Дерюгин Е.Е. Самоорганизация макрополос локализованного сдвига и фазовые волны переключений в поликристаллах // Физ. мезомех. -1999. Т.2. - №1-2. - С. 77-87.

102. Тушинский Л.И. Структурная теория конструктивной прочности материалов: Монография. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 400 с.

103. Панин В.Е., Егорушкин В.Е. Физическая мезомеханика и неравновесная термодинамика как методологическая основа наноматериаловедения // Физ. мезомех. 2009. - Т.12. - №4. - С. 7-26.

104. Новиков И.И., Ермишкин В.А. Микромеханизмы разрушения металлов. -М.: Наука, 1991.-366 с.

105. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.Н. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. Киев: Наук, думка, 1987. - 255 с.

106. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Новосибирск: Наука. Сиб. от-ние, 1990. -255 с.

107. Тюменцев А.Н., Панин В.Е., Деревягина Л.С., Валиев Р.З. и др. Механизм локализованного сдвига на мезоуровне при растяжении ультрамелкодисперсной меди // Физ. мезомех. 1999. - Т. 2. - № 6. - С. 115123.

108. Meyers М.А., Pak H.R. Observation of an adiabatic shear band in titanium by high-voltage transmission electron microscopy // Met. Trans. A. 1986. - V.34. -№ 12.-P. 2493-2499.

109. Панин B.E., Егорушкин B.E., Панин A.B., Моисеенко Д.Д. Природа локализации пластической деформации твердых тел // ЖТФ. 2007. - Т. 77. -Вып. 8.-С. 62-69.

110. Романова В.А., Балохонов P.P. Численное исследование деформационных процессов на поверхности и в объеме трехмерных поликристаллов // Физ. мезомех. 2009. - Т. 12 . - №2. - С. 5-16.

111. Губернаторов В.В., Соколов Б.К., Гервасьева И.В., Владимиров Л.Р. О формировании полосовых структур в структурно-однородных материалах при деформации // Физ. мезомех. 1999. - Т. 2. - № 1-2. - С. 157-162.

112. Наймарк О.Б., Баяндин Ю.В., Леонтьев В.А., Пермяков С.Л. О термодинамике структурно-скейлинговых переходов при пластической деформации твердых тел // Физ. мзомех. 2005. - Т.8. - №. 5. - С. 23-29.

113. Панин В.Е. Поверхностные слои нагруженных твердых тел как мезоскопический структурный уровень деформации // Физ. мезомех. 2001. -Т.4.-№3.-С. 5-22.

114. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Неравновесная термодинамика деформируемого твердого тела как многоуровневой системы. Корпускулярно-волновой дуализм пластического сдвига // Физ. мезомех. -2008. Т. 11. - №2. - С. 9-30.

115. Панин В.Е., Панин A.B. Проблемы мезомеханики прочности и пластичности наноструктурных материалов // Известия вузов. Физика. -2004. Т. 47. - № 8. - С. 5-17.

116. Panin A.V., Panina A.A., Ivanov Yu.F. Deformation macrolocalisation and fracture in ultrafine-grained armico iron // Materials Science and Engineering A. -2008. V.486. -P. 267-272.

117. Кайбышев O.A., Валиев P.3. Границы зерен и свойства металлов. М.: Металлургия, 1987. - 212 с.

118. Клявин О.В., Чернов Ю.М., Швец Г.И. Взаимодействие движущихся дислокаций с внешней средой и точечными дефектами в кристаллических телах. 4.1. Эксперимент. Дислокационно-динамическая диффузия в кристаллических материалах. М., 1989. - 35 с.

119. Каплун В.Г. Особенности формирования диффузионного слоя при ионном азотировании в безводородных средах // Физическая инженерия поверхности. 2003. - Т.1. -№.2. - С. 141-145.

120. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах. -Томск: Изд-во НТЛ, 2004. 328с.

121. Погребняк А.Д., Кульментьева О.П. Структурно-фазовые превращения в поверхностных слоях металлических материалов после импульсного воздействия пучков частиц // Физическая инженерия поверхности. 2003. -Т.1.-№2.-С. 108-136.