Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 27 наноструктуризация прослоек кремния и полное разрушение структуры ячеистой кристаллизации (рис. 4). Это сопровождается глобуляризацией частиц кремния, равномерно располагающихся в объеме зерен (рис. 4, а), и формированием сетчатой дислокационной субструктуры со скалярной плотностью дислокаций 3,4*10 10 см -2 (рис. 4, в). Сравнение этих данных с результатами трибологических и механических испытаний (рис. 1-3) позволяет заключить, что разрушение структуры ячеистой кристаллизации при многоцикловой усталости может явиться одной из основных причин изменения указанных свойств силумина. Рис. 4. ПЭМ изображение структуры силумина, подвергнутого ЭПО по режиму №2 и разрушенного после 517000 циклов. а, в – светлые поля; б – микроэлектронограмма, полученная с (в); стрелками указаны частицы кремния, расположенные в зерне алюминия (а) и в прослойках кремния (в). Выводы Проведены исследования трибологических и прочностных свойств поверхности силумина, подвергнутого ЭПО в различных режимах и усталостным испытаниям до разрушения. ЭПО приводит к формированию в образцах силумина упрочненного поверхностного слоя толщиной ~30 мкм, в котором величина микротвердости в зависимости от режима ЭПО от 2 до 5 раз превышает микротвердость основы. Выявлено, что ЭПО с параметрами 20 Дж/см 2 ; 150 мкс; 1 имп. способствует снижению коэффициента трения (в 1,15 раза) и интенсивности изнашивания (в 2,1 раза), а также многократному (в 5,6 раза) увеличению нанотвердости поверхностного слоя при малых нагрузках. Многоцикловые усталостные испытания (517000 циклов) приводят к снижению нанотвердости, увеличению интенсивности изнашивания и коэффициента трения. Интенсивная деформация материала, протекающая при многоцикловых усталостных испытаниях и приводящая к разрушению структуры высокоскоростной кристаллизации и является одной из основных причин снижения прочностных и трибологических свойств поверхностного слоя силумина.