The mechanisms of the long-range effect in metals and alloys by ion implantation

Sharkeev, Yu. P.; Козлов, Э. В.; Didenko, A. N.; Kolupaeva, S. N.; Vihor, N.A

doi:10.1016/0257-8972(95)02777-7

Cited by 40 publications

(15 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Figure 4a shows three obvious peaks at the positions of 44.5°, 66.2°, and 81.6°. Since the M50 material is mainly composed of martensite after heat treatment, the peaks may correspond to body centred cubic (BCC) α-Fe(110), α-Fe(200), and α-Fe(211) [20], respectively. In addition, a fine scan in the 34–42° range (Figure 3b) revealed that the peak attributed to the Ti 4 N 3-x phase appears at 37.3°, and that metallic Ti exists simultaneously.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Graded Microstructure and Mechanical Performance of Ti/N-Implanted M50 Steel with Polyenergy

Jin

Shao

2017

Materials

View full text Add to dashboard Cite

M50 bearing steels were alternately implanted with Ti+ and N+ ions using solid and gas ion sources of implantation system, respectively. N-implantation was carried out at an energy of about 80 keV and a fluence of 2 × 1017 ions/cm2, and Ti-implantation at an energy of about 40–90 keV and a fluence of 2 × 1017 ions/cm2. The microstructures of modification layers were analyzed by grazing-incidence X-ray diffraction, auger electron spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and transmission electron microscopy. The results showed that the gradient structure was formed under the M50 bearing steel subsurface, along the ion implantation influence zone composed of amorphous, nanocrystalline, and gradient-refinement phases. A layer of precipitation compounds like TiN is formed. In addition, nano-indentation hardness and tribological properties of the gradient structure subsurface were examined using a nano-indenter and a friction and wear tester. The nano-indentation hardness of N + Ti-co-implanted sample is above 12 GPa, ~1.3 times than that of pristine samples. The friction coefficient is smaller than 0.2, which is 22.2% of that of pristine samples. The synergism between precipitation-phase strengthening and gradient microstructure is the main mechanism for improving the mechanical properties of M50 materials.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…Some researchers have also pointed out that it is difficult to improve the performance of the implanted layer by migration alone. The long-range effect of ion implantation dramatically improves the performance of the ion-implanted layer [20]. …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Graded Microstructure and Mechanical Performance of Ti/N-Implanted M50 Steel with Polyenergy

Jin

Shao

2017

Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This indicates a visible effect of the implanted ions at depths greater than those resulting from the implantation process. In the literature, this phenomenon has been described as a longrange effect of ion implantation [36,37,38,39]. The increase in the load to 5 gf resulted in an increase in the depth of microhardness tester penetration.…”

Section: And D = 1⋅1017mentioning

confidence: 99%

Comparing of Microhardness of the Stellite 6 Cobalt Alloy Implanted with 175 keV Mn+ Ions and 120 keV N+ Ions

Kamiński¹,

Budzyński²,

Szala³

et al. 2019

Adv. Sci. Technol. Res. J.

View full text Add to dashboard Cite

Nowadays, high-precision machines require lightweight materials with very high strength. Ion implantation is used to improve the mechanical strength of the material. A further paper presents the influence of manganese and nitrogen ion implantation on changes of microhardness of the surface layer of cobalt alloy. Samples were analyzed with the SEM-EDS Phenom ProX microscope. Microhardness was assessed with the Vickers method, and the loads of 1 gf (0.00981 N) and 5 gf (0.049 N) was applied using a FM-800 from Future-Tech microhardness meter. At a load of 1 gf, the penetration depth of the implanted specimens was reached not exceeding 0.5 um. At this depth, all samples showed an increase in microhardness compared to the unimplanted sample. The highest increase in microhardness was achieved after implantation of Mn ions with dose D=1•10 17 Mn + /cm 2 and energy E=175 keV. The increased load on the indenter to 5 gf reduced the microhardness differences between implanted and unimplanted samples.

show abstract

“…Известно, что высокодозная ионная имплантация (ВИИ) металлических материалов является одним из перспективнейших методов модификации поверхностных слоев, так как в результате такого облуче-ния наблюдали увеличение микротвёрдости образцов до глубин, насчитывающих сотни микрон [8][9][10][11][12][13]. Авторы этих работ называют такое аномальное влияние ионного облучения эффектом дальнодействия, который заключается не только в изменении свойств и дефектной структуры мишеней, но и в распро-странении ионов на расстояния, которые намного превышают проективные пробеги ионов.…”

Section: результаты эксперимента и их обсуждениеunclassified

EFFECT OF Ar+, C+, N+ IONS IRRADIATION ON THE SURFACE PROPERTIES OF V—Ga ALLOYS

Danelyan¹,

Korshunov²,

Mansurova³

et al. 2009

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

Исследованы сплавы ванадия V-5Ga-6Cr и V-5Ga-0,05Cе, облучённые ионами Ar + , C + и N + с энергией 20 кэВ. Эф-фект облучения ионами Ar + и N + состоит в упрочнении поверхностных слоёв образцов, толщина которых превышает зна-чение проективного пробега этих ионов (16,4 и 32,8 нм соответственно) в ванадии более, чем на два порядка величины. Экспериментально определённая глубина проникновения ионов аргона не превышает 70 нм. Облуч ённая ионами Ar + сто-рона образца имеет преимущественную ориентацию кристаллитов по плоскостям (200) и (211), тогда как необлучённый образец -по плоскости (110). Параметр решётки облучённого образца не изменяется по сравнению с параметром исход-ного образца. Обсуждаются возможные механизмы формирования глубоких модифицированных слоёв в процессе ионной бомбардировки. ВВЕДЕНИЕВ настоящее время установлено, что материалы с низкой наведенной радиационной активностью являются наиболее перспективными материалами для будущих термоядерных реакторов. К этим мате-риалам относятся ферритно-мартенситные стали, ванадиевые сплавы и композиты типа SiC f /SiC [1,2].Однако для ряда концептуальных проектов этих реакторов, базирующихся на комплексном ис-пользовании Li в качестве теплоносителя и для воспроизводства трития (например, для реактора DEMO), основным конструкционным материалом считаются ванадиевые сплавы. И хотя среди них сплав V-4Ti-5Cr представляет наибольший интерес, рассматриваются также другие композиции ванадиевых сплавов, в частности, сплавы системы V-Ga [3,4].Наряду с разработкой и исследованиями новых материалов для термоядерной энергетики актуаль-ной является также проблема их обработки ионными пучками и плазмой с целью модификации поверх-ностных и объёмных свойств. Так, проницаемость трития через образцы Ti толщиной ~1 мм, облучён-ные ионами азота, уменьшилась в 7 раз по сравнению с проницаемостью необлучённых образцов [5], а имплантация ионов N + , C + и В + в титановый сплав ВТ-18У позволила увеличить предел усталости на 33% и циклической долговечности в ~20 раз [6]. В связи с этим в данной работе проведены исследования влияния облучения ионами Ar + , N + и C + на свойства сплавов ванадия системы V-Ga. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАДля выплавки сплавов использовали алютермический ванадий марки ВНМ-1, электролитический Cr, йодидный Ti, высокочистые Ga, иттрий (Y) и цирконий (Zr). Сплавы выплавлялись в дуговой печи с нерасходуемым электродом в атмосфере химически чистого аргона. Состав и механические свойства исходных образцов приведены в табл. 1.

show abstract

The mechanisms of the long-range effect in metals and alloys by ion implantation

Cited by 40 publications

References 6 publications

Graded Microstructure and Mechanical Performance of Ti/N-Implanted M50 Steel with Polyenergy

Graded Microstructure and Mechanical Performance of Ti/N-Implanted M50 Steel with Polyenergy

Comparing of Microhardness of the Stellite 6 Cobalt Alloy Implanted with 175 keV Mn+ Ions and 120 keV N+ Ions

EFFECT OF Ar+, C+, N+ IONS IRRADIATION ON THE SURFACE PROPERTIES OF V—Ga ALLOYS

Contact Info

Product

Resources

About