Surface modification of Ti-based alloy by low-energy power electron beam at elevated temperature
Creators
- 1. SO RAN, Inst. Sil'notochnoj Ehlektroniki, Tomsk (Russian Federation)
- 2. APT GmbH, Drezden (Germany)
- 3. Inst. Fiziki Ionnykh Puchkov i Materialovedeniya, Rossendorf (Germany)
- 4. Moskovskij Gosudarstvennyj Aviatsionnyj Inst. (Tekhnicheskij Univ.), Moscow (Russian Federation)
Description
Using methods of optical, laser and scanning electron microscopy, Auger electron spectroscopy and X-ray diffraction analysis the surface topography and chemical and phase compositions evolution are studied in a titanium base alloy VT6 exposed to pulsed irradiation with a low-energy high-current electron beam (30 keV, 3 μs, 2.5 J/cm-2) at a target initial temperature T0 ranging from 20 to 550 deg C. It is shown that an initial temperature increase results in a growth of melted layer thickness and a temperature gradient decrease in a heat affected zone. It is established that at T0≤200 deg C the cleaning of oxygen from a subsurface layer takes place, and at T0≥400 deg C the saturation of an ∼1 μ thick layer with oxygen from residual atmosphere of a vacuum chamber occurs. Surface layer microhardness increases with T0 and its wear resistance varies unmonotonically. The irradiation leads to a corrosion resistance increase regardless of the initial temperature of the target
Abstract (Russian)
Методами оптической, лазерной, сканирующей электронной микроскопии, оже-электронной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа исследованы топография поверхности и эволюция химического и фазового составов в поверхностных слоях титанового сплава ВТ6, подвергнутого импульсному облучению низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком (30 кэВ, 3 мкс, 2.5 Дж/см-2) при начальной температуре мишени Т0 от 20 до 550 град С. Показано, что увеличение начальной температуры мишени приводит к увеличению толщины расплавленного слоя и уменьшению температурных градиентов в зоне термического влияния. Установлено, что при Т0≤200 град С происходит очистка приповерхностного слоя от кислорода, а при Т0≥400 град С поверхностный слой толщиной ∼1 мкм насыщается кислородом из остаточной атмосферы вакуумной камеры. Микротвердость поверхностного слоя растет с повышением Т0, а его износостойкость меняется немонотонно. Независимо от начальной температуры мишени облучение приводит к росту коррозионной стойкостиAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Поверхностная модификация титанового сплава низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком при повышенных начальных температурах
Publishing Information
- Journal Title
- Fizika i Khimiya Obrabotki Materialov
- Journal Issue
- no.1
- Journal Page Range
- p. 62-72
- ISSN
- 0015-3214
- CODEN
- FKOMAT
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 37073528
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- ALLOY-TI90AL6V4; ELECTRON BEAMS; KEV RANGE 10-100; MICROHARDNESS; MORPHOLOGY; PHASE STUDIES; PHYSICAL RADIATION EFFECTS; PULSED IRRADIATION; SURFACE HARDENING; WEAR RESISTANCE
- Descriptors DEC
- ALLOYS; ALUMINIUM ALLOYS; BEAMS; ENERGY RANGE; HARDENING; HARDNESS; IRON ADDITIONS; IRON ALLOYS; IRRADIATION; KEV RANGE; LEPTON BEAMS; MECHANICAL PROPERTIES; PARTICLE BEAMS; RADIATION EFFECTS; SURFACE TREATMENTS; TITANIUM ALLOYS; TITANIUM BASE ALLOYS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS; VANADIUM ALLOYS
Optional Information
- Notes
- 12 refs., 11 figs., 4 tabs.