УДК 620.178.311

Проведены испытания на статическое и циклическое растяжение, а также знакопеременный циклический изгиб образцов стали 12Х1МФ в исходном состоянии и после наноструктурирования поверхности ионным пучком Zr⁺. Методами оптической и растровой электронной микроскопии, интерференционной профилометрии показаны различия в формировании деформационного рельефа, а также характере растрескивания модифицированного поверхностного слоя. Оценка изменений в последнем проведена путем наноиндентирования, рентгенографических, а также фрактографических исследований. Анализ сформировавшейся в результате обработки наноструктуры в приповерхностном слое проведен с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Различие в характере деформационного поведения интерпретируется с использованием концепции множественного растрескивания. Эффект существенного повышения усталостной прочности связывается со сдерживанием развития пластической деформации и распространения усталостной трещины в модифицированном поверхностном слое. 

The paper presents the results of static and cyclic tensile tests and alternate cyclic bending tests of 12Cr1MoV specimens in the initial state and after surface nanostructuring with a Zr⁺ ion beam. Examination by optical and scanning electron microscopy and interference profilometry revealed differences in the formation of a deformation relief and in the character of cracking of the modified surface layer. The changes occurring in the modified surface layer were estimated by nanoindentation, X-ray analysis, and fractography. The nanostructure formed in the treated surface layer was analyzed by transmission electron microscopy. The difference in deformation is interpreted using the multiple cracking concept. The effect of substantial enhancement of fatigue strength is associated with retarded plastic deformation and fatigue crack propagation in the modified surface layer.

С.В. Панин, И.В. Власов, В.П. Сергеев, А.Р. Сунгатулин, М.П. Калашников, М.А. Полтаранин, Б.Б. Овечкин  Повышение усталостной долговечности стали 12Х1МФ наноструктурированием поверхности ионным пучком Zr+. Структура, свойства и характер разрушения // Физ. мезомех. - 2012. - Т. 15. - № 6. - С. 93-106