<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">fwj</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Трение и и износ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Title in english</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0000-0000</issn><issn pub-type="epub">0000-0000</issn><publisher><publisher-name>AGU</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32864/0202-4977-2024-45-1-68-74</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">fwj-13</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Повышение износостойкости деталей машин из алюминиевых сплавов ионным азотированием при высокоэнергетической активации</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Increasing the Wear Resistance of Machine Parts Made of Aluminum Alloys by Ion Nitriding with High-Energy Activation</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Криони</surname><given-names>Н. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Krionia</surname><given-names>N. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ул. Карла Маркса, 12, г. Уфа 450001, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Karl Marx str., 12, Ufa 450001, Russia</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мингажева</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mingazheva</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ул. Карла Маркса, 12, г. Уфа 450001, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Karl Marx str., 12, Ufa 450001, Russia</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мингажев</surname><given-names>А. Д.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mingazhev</surname><given-names>A. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ул. Карла Маркса, 12, г. Уфа 450001, Россия</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Karl Marx str., 12, Ufa 450001, Russia</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Уфимский Университет Науки и Технологий</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Ufa University of Science and Technology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>26</day><month>09</month><year>2026</year></pub-date><volume>45</volume><issue>1</issue><fpage>68</fpage><lpage>74</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; AGU, 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">AGU</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">AGU</copyright-holder><license xlink:href="https://fwj.ejournal.by/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://fwj.ejournal.by/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://fwj.ejournal.by/jour/article/view/13">https://fwj.ejournal.by/jour/article/view/13</self-uri><abstract><p>Рассмотрены результаты исследований износостойкости деталей машин из алюминиевых сплавов с азотированными слоями, полученными при активации поверхностных слоёв (ПС). Показано, что применительно к алюминиевым сплавам традиционные технологии ионного азотирования малоэффективны из-за низкой скорости диффузии азота и неоднородной структуры азотированного слоя (АС). Представлены результаты четырёхкратного повышения интенсивности диффузионных процессов ионного азотирования при активации поверхностного слоя алюминиевого сплава методами поверхностной пластической деформации и высокоэнергетической ионной имплантации по сравнению с традиционным ионным азотированием. Показано, что при подготовке поверхности алюминиевого сплава методом высокоэнергетической ионной имплантации обеспечивается износостойкость азотированного слоя, превышающая более чем в три раза износостойкость азотированного слоя, полученного при подготовке поверхности методом поверхностной пластической деформации. Предложена новая технология ионного азотирования, позволяющая за счёт устранения оксидной плёнки ионным травлением в вакуум повысить производительность процесса азотирования и износостойкость АС. Показано, что использование метода высокоэнергетической ионной имплантации при энергии ионов порядка 25 кэВ обеспечивает, за счёт возникновения эффекта дальнодействия, образование в поверхностном слое деталей из алюминиевых сплавов на глубине соизмеримой с толщиной азотированного слоя радиационных дефектов кристаллической структуры, позволяющих значительно интенсифицировать диффузию азота, а также произвести блокирование границ зёрен тормозящих в них диффузионные процессы.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The results of studies on the wear resistance of machine parts made of aluminum alloys with insulated layers obtained by activating surface layers (SL) are considered. It is shown that, in relation to aluminum alloys, traditional ion nitriding technologies are ineffective due to the low rate of nitrogen diffusion and the heterogeneous structure of the nitrided layer (NL). The results of a fourfold increase in the intensity of diffusion processes of ion nitriding during activation of the surface layer of an aluminum alloy by methods of surface plastic deformation and high-energy ion implantation compared with traditional ion nitriding are presented. It is shown that when preparing the surface of an aluminum alloy by the method of high-energy ion implantation, the wear resistance of the nitrided layer is provided, exceeding by more than three times the wear resistance of the nitrided layer obtained during surface preparation by the method of surface plastic deformation. A new ion nitriding technology has been proposed, which makes it possible to increase the productivity of the nitriding process and the wear resistance of the AC by eliminating the oxide film by ion etching in vacuum. It is shown that the use of the method of high-energy ion implantation at an ion energy of about 25 keV ensures, due to the occurrence of a long-range effect, the formation of aluminum alloy parts in the surface layer at a depth commensurate with the thickness of the nitrided layer of radiation defects of the crystal structure, which significantly intensify nitrogen diffusion, as well as block grain boundaries inhibiting diffusion processes in them.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>алюминиевые сплавы</kwd><kwd>оксидная пленка</kwd><kwd>ионное травление</kwd><kwd>поверхностный слой</kwd><kwd>высокоэнергетическая ионная имплантация</kwd><kwd>радиационные дефекты</kwd><kwd>азотирование</kwd><kwd>износ</kwd><kwd>трение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>aluminum alloys</kwd><kwd>oxide film</kwd><kwd>ion etching</kwd><kwd>surface layer</kwd><kwd>high-energy ion implantation</kwd><kwd>radiation defects</kwd><kwd>nitriding</kwd><kwd>wear</kwd><kwd>friction</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комба-лов В.С. Основы расчетов на трение и износ. — М.: Машиностроение. — 1977</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kragelsky I.V., Dobychin M.N., Kombalov V.S. Fundamentals of calculations for friction and wear. — Moscow: Mashinostroenie. — 1977 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sears K. Aluminum Alloys in Cars // Automotive Engineering: Strategic Overview. — 1997, no. 2, 55—68</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sears K. Aluminum Alloys in Cars // Automotive Engineering: Strategic Overview. — 1997, no. 2, 55—68</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Богрякова Е.В., Федорова Е.А. Сравнительный анализ оксидных покрытий на сплавах Д16 при микродуговом и электрохимическом окси-дировании // Известия вузов. Сер. Химия и хи-мическая технология. — 2007 (50), № 11, 120—121</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bogryakova E.V., Fedorova E.A. Comparative analysis of oxide coatings on D16 alloys during mi-croarc and electrochemical oxidation // Izvestia vuzov. Sire. Chemistry and Chemical Technolo-gy. — 2007 (50), № 11, 120—121 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang Y. and Tung S.C. Scuffing and Wear Behavior of Aluminum Piston Skirt Coatings Against Aluminum Cylinder Bore // Wear. — 1999 (225-229), 1100—1108</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang Y. and Tung S.C. Scuffing and Wear Behavior of Aluminum Piston Skirt Coatings Against Aluminum Cylinder Bore // Wear. — 1999 (225-229), 1100—1108</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Метель А.С., Григорьев С.Н., Мельник Ю.А., Панин В.В. Заполнение рабочей камеры тех-нологической установки однородной плазмой с помощью стационарного тлеющего разряда // Физика плазмы. — 2009 (35), № 12, 1140—1149</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Metel A.S., Grigoriev S.N., Melnik Yu.A., Panin V.V. Filling the working chamber of a tech-nological installation with homogeneous plasma using a stationary glow discharge // Plasma Physics. — 2009 (35), no. 12, 1140—1149 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Панайоти Т.А. Создание газовой среды с пре-дельной насыщающей способностью при</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Panajoti T.A. Creation of gaseous medium with ul-timate saturating power under ion nitriding of the alloys // Physics and Chemistry of Materials Treatment. — 2003, no. 4, 70—78 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ионном азотировании сплавов // Физика и хи-мия обработки материалов. — 2003, № 4, 70—78</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Electron-ion-plasma modification of non-ferrous metals and alloys / under the general editorship of N.N. Koval and Yu.F. Ivanov. — Tomsk: Publish-ing house of NTL. — 2016 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Электронно-ионно-плазменная модифика-ция цветных металлов и сплавов / под общ. ред. Н.Н. Коваля и Ю.Ф. Иванова. — Томск: Изд-во НТЛ. — 2016</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Process for Ion Nitriding of Aluminium or an Aluminium Alloy and Apparatus therefor: US Pa-tent № 4522660. — 1985</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Process for Ion Nitriding of Aluminium or an Aluminium Alloy and Apparatus therefor: US Pa-tent № 4522660. — 1985</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Suryanarayana C. Mechanical Alloying and Mill-ing // Progress in Materials Science. — 2001, no. 46, 184</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Suryanarayana C. Mechanical Alloying and Mill-ing // Progress in Materials Science. — 2001, no. 46, 184</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ferrasse S., Hartwig K.T., Goforth R.E. et al. Microstructure and Properties of Copper and Aluminum Alloy 3003 Heavily Worked by Equal Channel Angular Extrusion // Metall. Mater. Trans. A. — 1997 (28), 1047—1057</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ferrasse S., Hartwig K.T., Goforth R.E. et al. Microstructure and Properties of Copper and Aluminum Alloy 3003 Heavily Worked by Equal Channel Angular Extrusion // Metall. Mater. Trans. A. — 1997 (28), 1047—1057</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Patama Visuttipitukul1, Tatsuhiko Aizawa, and Hideyuki Kuwahara. Advanced Plasma Nitriding for Aluminum and Aluminum Alloys // Materials Transactions. — 2003 (44), no. 12, 2695—2700</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Patama Visuttipitukul1, Tatsuhiko Aizawa, and Hideyuki Kuwahara. Advanced Plasma Nitriding for Aluminum and Aluminum Alloys // Materials Transactions. — 2003 (44), no. 12, 2695—2700</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gerasimov S.A., Kuksenova L.I., Lapteva V.G. Structure and wear resistance of nitrided structural steels and alloys. - 2nd ed., ispr. — Moscow: Pub-lishing House of Bauman Moscow State Technical University. — 2014 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. – 2-е изд., испр. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. — 2014</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Geguzin Ya.E. Diffusion zone. — M.: Nauka. — 1979 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. — М.: Наука. — 1979</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krioni N.K., Mingazheva A.A., Mingazhev A.D. Increasing the wear resistance of the nitrided layer of machine parts made of alloy steels by high-intensity and high-energy methods // Friction and wear. — 2022 (43), no. 6, 341—349 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Криони Н.К., Мингажева А.А., Мингажев А.Д. Повышение износостойкости азотированного слоя деталей машин из легированных сталей высокоинтенсивными и высокоэнергетическими методами // Трение и износ. — 2022 (43), № 6, 341—349</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bokshtein S.Z. Diffusion and structure of metals. — M.: Metallurgy. — 1973 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бокштейн С.З. Диффузия и структура метал-лов. — М.: Металлургия. — 1973</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бокштейн С.З. Диффузия и структура метал-лов. — М.: Металлургия. — 1973</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
