Научная тема: «РАЗРАБОТКА ИОННО-ПУЧКОВЫХ МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ СВОЙСТВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИАЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2011
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
1. Аномально глубокое воздействие (по всей глубине профилей толщиной до 3-5 мм) на структуру и свойства холоднодеформированных промышленных алюминиевых сплавов АМг6, ВД1, 1441 и 1960 (при пробегах ускоренных ионов, составляющих доли мкм) достигается за счет воздействия непрерывных пучков ионов Ar+ (E=20-40 кэВ, D=1015-5·1017см-2) при существенно повышенных значениях плотности ионного тока: j=100-500 мкА/см2.

2. Определены параметры ионно-лучевой обработки, при которых происходят изменения структуры и механических свойств исследуемых сплавов. Рассчитаны многомерные аналитические зависимости (уравнения регрессии): ζв=ζв(E,j,D), ζ0,2=ζ0,2(E,j,D), δ=δ(E,j,D), позволяющие задавать режимы ионно-лучевой обработки, обеспечивающие получение регламентированных свойств сплавов АМг6, ВД1 и 1441.

3. В ходе облучения непрерывными пучками ионов аргона холоднодеформированных алюминиевых сплавов АМг6, ВД1 и 1441 (в виде полос толщиной 1-3 мм) протекают процессы:

  • полигонизции с образованием субзерен (при дозах 1015-1016 см-2, соответствующее время облучения ~1-10 с),
  • растворения (1015 см-2) и образования (1016-1017 см-2) интерметаллидных фаз,
  • рекристаллизации и роста зерна (5∙1016-3∙1017 см-2).
  • постепенного устранения кристаллографической текстуры прокатки, начиная с дозы 2,5. 1015 см-2 .

4. При ионно-лучевой обработке с вышеуказанными параметрами происходит радиационный отжиг холоднодеформированных алюминиевых сплавов, имеющий нетермической природу. Он протекает при значительно более низких, на 150-200оС температурах. Продолжительность процесса уменьшается до 1-100 с по сравнению с 2-6 ч для термического отжига.

Список опубликованных работ
1.Стародумов В.В., Комаров СБ., Можаровский СМ. Свойства полуфабрикатов из алюминиево-литиевых сплавов // Цветные металлы. - 1993. - № 6. - С. 37-40.

2.Школьников А.Р., Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С., Можаровский СМ., Козловских В.А., Кайгородова Л.И. Изменение дислокационной структуры и фазового состава сплава АМг6 при облучении ионами Ar+ с энергией 40 кэВ // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - №7. - С 58-64.

3.Ovchinnikov V.V., Gushchina N.V., Chemerinskaya L.S., Belykh T.A., Shkolnikov A.R., Mozharovsky S.M., Filippov A.V., Kaigorodova L.I. Effect of Ar+ ions implantation on phase composition, microstructure and strength characteristics of Al-Mg alloy // Известия вузов. Физика. - 2006. - № 8. - С. 350-353.

4.Ovchinnikov V.V., Gushchina N.V., Chemerinskaya L.S., Belykh T.A., Shkolnikov A.R., Mozharovsky S.M., Filippov A.V., Kaigorodova L.I. Structure and mechanical properties of cold-deformed alloy of system Al-Сu-Мg-Mn irradiated with Ar+ ions // Известия вузов. Физика. - 2006. - № 8. - С. 347-349.

5.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С, Школьников А.Р., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Структурные особенности алюминиевого сплава 1441, подвергнутого облучению ионами Аг+ // Известия вузов. Физика. - 2007. - № 2. - С. 73-81.

6.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С, Школьников А.Р., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Анализ изменений структурного состояния сплава ВД1 (Al-Cu-Mg-Mn) под воздействием ионного облучения (Ar+, Е = 40 кэВ) методом просвечивающей электронной микроскопии // ФММ. - 2008. - Т. 105. - № 4. - С. 404-411.

7.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Сагарадзе В.В., Вильданова Н.Ф. Изменение механических свойств и структуры алюминиевого сплава АМг6 (Al-Mg) после облучения ионами Аг+ и после термического отжига // Известия вузов. Физика. - 2008. - № 11/2. - С. 56-61.

8.Овчинников В.В., Титоров Д.Б., Гущина Н.В., Титорова Д.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В. Текстурные превращения в листах из алюминий-литиевого сплава при облучении ионами Аг+ // Известия вузов. Физика. - 2008. - № 11/2. - С. 62-67.

9.Овчинников В.В., Титоров Д.Б., Гущина Н.В., Титорова Д.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В. Исследование текстуры алюминиевых сплавов после холодной прокатки, отжига и облучения ионами Аг+ // ФММ. - 2010. - Т. 109. - № 1. - С. 83-92.

10.Овчинников В.В., Ремнев Г.Е., Гущина Н.В., Гусельников В.И, Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Инициируемые импульсными мощными ионными пучками изменения микроструктуры холоднодеформированного алюминий-литиевого сплава 1441 // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2010. - № 2. - С. 32-38.

11.Овчинников В.В., Гаврилов Н.В., Гущина Н.В., Каменецких А.С, Емлин Д.Р., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Радиационный отжиг полос алюминиевых сплавов АМг6, 1441 и ВД1 с использованием ленточного источника ускоренных ионов // Металлы. - 2010. - № 2. - С. 62-69.

12.Можаровский СМ., Овчинников В.В., Клепикова А.А., Гущина Н.В., Кайгородова Л.И. Исследование изменений структуры, фазового состава и механических свойств деформированного алюминиевого сплава 1960 при имплантации ионов Аг+ // Известия вузов. Физика. - 2011. - Т. 54. - № 1/3. - С 101-106.

13.Патент РФ № 2363755. Способ получения листового проката из алюминиевых сплавов / В.В. Овчинников, Н.В. Гаврилов, Н.В. Гущина, А.Р. Школьников, СМ. Можаровский, А.В. Филиппов. Заявлено 08.12.2006. Опубл. 10.08.2009. Бюл. № 22.

14.Комаров СБ., Можаровский СМ. Производство алюминиевых сплавов с литием на КУМЗе // Научно-технический сборник ВИЛС: Технология легких сплавов. - 1993. -№ 1.-С. 11-14.

15.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С, Школьников А.Р., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Модификация алюминиевых сплавов ионами Аг+ средних энергий // Труды V Международной научной конференции “Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах”. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2006. - С. 257-260.

16.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С, Школьников А.Р., Можаровский СМ., Козловских В.А., Кайгородова Л.И. Структурные изменения в объеме сплава Al-Mg (АМг6) при ускоренном низкотемпературном радиационном отжиге в пучке ионов Ar+ (E = 40 кэВ) // Труды XVI Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. -М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2006. - С. 271-276.

17.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С., Школьников А.Р., Можаровский СМ., Козловских В.А., Кайгородова Л.И. Быстрый низкотемпературный радиационный отжиг нагартованного сплава Al-Li-Сu-Мg (1441) пучком ионов Аг+ (Е=40 кэВ) // Труды XVI Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2006. - С. 527-533.

18.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Махинько Ф.Ф., Чемеринская Л.С., Школьников А.Р., Можаровский СМ., Козловских В.А., Кайгородова Л.И. Низкотемпературный ускоренный радиационный отжиг сплава Al-Cu-Mg (ВД1) под воздействием ионов Ar+ (E = 40 кэВ) // Труды XVI Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2006. - С. 534-539.

19.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Белых Т.А, Клепикова А.А., Кайгородова Л.И., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Изменение структуры отожженного сплава ВД1 (Al-Cu-Mg-Mn) под воздействием ионов Ar+ (E = 40 кэВ) // Труды XVII Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2007. - С. 355-360.

20.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Белых Т.А., Титоров, Д.Б., Титорова Д.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Исследование текстуры исходно нагартованного алюминий-литиевого сплава 1441 после облучения ускоренными ионами аргона // Труды YII Международной конференции «Взаимодействие излучений с твердым телом». - Минск: Издательский центр БГУ, 2007. - С. 143-145.

21.Овчинников В.В., Гаврилов Н.В., Гущина Н.В., Каменецких А.С, Емлин Д.Р., Можаровский СМ., Филиппов А.В. Радиационный отжиг полос промышленных алюминиевых сплавов с использованием ленточного источника ускоренных ионов // Труды XVIII Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2008. - С. 448-456.

22.Овчинников В.В., Титоров Д.Б., Гущина Н.В., Титорова Д.В., Клепикова А.А, Можаровский СМ., Филиппов А.В. Исследование влияния облучения ускоренными ионами аргона на текстуру исходно нагартованного сплава ВД1 системы Al-Сu-Мg-Mn // Труды XVIII Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2008. - С. 457-464.

23.Ovchinnikov V.V., Gushchina N.V., Mozharovsky S.M., Filippov A.V., Sagaradze V.V., Vildanova N.F. Structural Changes in Volume of Deformed Alloy 1441 (Al-Li-Сu-Мg) Under Ion Bombardment // Proceeding 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Томск: Издание Томского госуниверситета, 2008. - P. 378-379.

24.Ovchinnikov V.V., Remnev G.E., Guselnikov V.I., Gushchina N.V., Mozharovsky S.M., Filippov A.V., Kaigorodova L.I. Effect of Irradiation with Powerful Ion Beams on Microstructure of Cold-Worked Aluminum-Lithium Alloy 1441 // Proceeding 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Томск: Издание Томского госуниверситета, 2008. - P. 414-417.

25.Ovchinnikov V.V., Gushchina N.V., Klepikova A.A., Mozharovsky S.M., Filippov A.V., Kaigorodova L.I. Investigation of the Effect of Ion Irradiation on Microstructure of Alloy 1960 (Al-Zn-Mg-Cu) in Different Initial States // Proceeding 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Томск: Издание Томского госуниверситета, 2008. - P. 374-377.

26.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Сагарадзе В.В., Вильданова Н.Ф. Изменение механических свойств и структуры алюминиевого сплава АМг6 (Al-Mg) после облучения ионами Ar+ и после термического отжига // Труды VI Международной научной конференции “Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах”. -Томск: Издание Томского госуниверситета, 2008. - С. 657-662.

27.Овчинников В.В., Титоров Д.Б., Гущина Н.В., Титорова Д.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В. Текстурные превращения в листах из алюминий-литиевого сплава при облучении ионами Ar+ // Труды VI Международной научной конференции “Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах”. -Томск: Издание Томского госуниверситета, 2008. - С. 651-656.

28.Овчинников В.В., Гущина Н.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Сагарадзе В.В., Вильданова Н.Ф., Кайгородова Л.И. Радиационный отжиг алюминий-литиевого сплава пучками ускоренных ионов Ar+ // Труды XIX Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2009. - С. 716-723.

29.Гущина Н.В., Овчинников В.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Сагарадзе В.В., Вильданова Н.Ф. Изменение структуры холоднодеформированного сплава 1441 под воздействием бомбардировки ионами Ar+. Металлографическое исследование // Труды V Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов ФСМиС-V». - Екатеринбург: Уральский государственный технический университет - УПИ, 2009. - С. 87-90.

30.Овчинников В.В., Ремнев Г.Е., Гущина Н.В., Гусельников В.И., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Воздействие наносекундных импульсов (70% С+ + 30% H+) на микроструктуру алюминий-литиевого сплава 1441 // Труды V Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов ФСМиС-V». - Екатеринбург: Уральский государственный технический университет - УПИ, 2009. - С. 79-82.

31.Гущина Н.В., Овчинников В.В., Можаровский СМ., Филиппов А.В. Изучение роли плакирующего слоя в изменении механических свойств алюминиевого сплава АМг6 при ионном облучении // Труды XX Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», г. Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2010. - С. 678-682.

32.Клепикова А.А., Гущина Н.В., Овчинников В.В., Ремнев Г.Е., Гусельников В.И., Можаровский СМ., Филиппов А.В., Кайгородова Л.И. Воздействие импульсных мощных ионных пучков на микроструктуру холоднодеформированного алюминиевого сплава ВД1 // Труды XX Международного совещания «Радиационная физика твердого тела», г. Севастополь. - М.: НИИ ПМТ МГИЭМ (ТУ), 2010. - С. 35-42.

33.Ovchinnikov V.V., Gushchina N.V., Mozharovsky S.M., Filippov A.V., Sagaradze V.V., Vildanova N.F. Examination of Structure of Aluminum Alloys AMg6 and 1441 after Ion-Beam Treatment // Proceeding 10th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Томск: Издание Томского госуниверситета, 2010. - P. 305-308.

34.Ovchinnikov V.V., Gushchina N.V., Klepikova A.A., Mozharovsky S.M., Filippov A.V. Ion Irradiation Effect on Mechanical Properties and Microstructure of Deformed Alloy D16 (Al-Cu-Mg /) // Proceeding 10th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Томск: Издание Томского госуниверситета, 2010. - P. 424-426.

35.Овчинников В.В., Клепикова А.А., Гущина Н.В., Кайгородова Л.И., Можаровский СМ. Исследование изменений структуры, фазового состава и механических свойств деформированного алюминиевого сплава 1960 при имплантации ионов Аr+ // Труды VII Международной научной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах». - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. - С. 676-681.