Тіркеу нөмірі 204-ж Регистрационный №204-ж

Тіркеу нөмірі 204-ж
Регистрационный № 204-ж
Registration number №204-j
№ 2 (62), маусым, 2014
№ 2 (62), июнь, 2014
№ 2 (62), june, 2014
1999 жылдан бастап шығады
Основан в 1999 году
Founded in 1999
Жылына 4 рет шығады
Выходит 4 раза в год
Published 4 times a year
Ғылыми журнал
Шығыстың
аймақтық хабарШысы
региональный вестник
востока
Научный журнал
Scientific journal
Regional bulletin of  
the east
Өскемен
С. Аманжолов атындағы
ШҚМУ «Берел» баспасы
Усть-Каменогорск
Издательство «Берел» ВКГУ
имени С. Аманжолова
Ust-Kamenogorsk
Publishing house «Берел» 
of S. Amanzholov EKSU
 

Бас редактор 
Қуандықов Ә.Ө, экономика ғылымдарының докторы
Бас редактордың орынбасары 
Ердембеков Б.А., филология ғылымдарының докторы, профессор
Жауапты хатшы 
Мырзағалиева А.Б., биология ғылымдарының докторы
Редакциялық алқа 
Игібаева А.Қ., педагогика ғылымдарының докторы, доцент; 
Құрманбаева Ш.Қ., педагогика ғылымдарының докторы, доцент;
Ковалев С.Э., психология ғылымдарының кандидаты, доцент;
Абылқасова Г.Е., химия ғылымдарының кандидаты, доцент;
Бейсембаева Р.С., география ғылымдарының кандидаты, доцент;
Нұрбаев С.Д.,биология ғылымдарының докторы, профессор;
Амреева Л.М., медицина ғылымдарының кандидаты, доцент; 
Ахметжанова К.Б., философия ғылымдарының докторы, ШҚМУ профессоры; 
Жылкубаева А.Ш., филология ғылымдарының докторы, ШҚМУ профессоры;
Абдуллина Л.И., филология ғылымдарының кандидаты, доцент;
Капышева Г.Қ., филология ғылымдарының кандидаты, доцент;
Кайгородцев А.А., экономика ғылымдарының докторы, профессор; 
Квеглис Л.И., физика-математика ғылымдарының докторы, профессор;
Базарбеков А.Б., физика-математика ғылымдарының докторы, доцент; 
Седелев В.А., техника ғылымдарының докторы;
Игібаев С.Қ., тарих ғылымдарының докторы, профессор; 
Рахимбердин Қ.Х., заң ғылымдарының докторы, доцент.
Клочко В.Е., психология ғылымдарының докторы, профессор (Томск қ., Ресей); 
Козлов Н.С., педагогика ғылымдарының докторы (Барнаул қ., Ресей); 
Соколова Г.Г., биология ғылымдарының докторы (Барнаул қ., Ресей); 
Тикунов В.С., география ғылымдарының докторы, профессор (Мәскеу қ., Ресей);
Мәмбетқазиев Е.А., химия ғылымдарының докторы, ҚР ҰҒА академигі (Өскемен қ., 
Қазақстан); 
Дьячков  Б.А.,  геология-минералогия  ғылымдарының  докторы,  ҚР  ҰҒА  академигі 
(Өскемен қ., Қазақстан);
Сүйінова Н.Х., филология ғылымдарының докторы, профессор (Черкесск қ., Карачай-
Черкессия Республикасы, Ресей);
Сидорович А.В., экономика ғылымдарының докторы, профессор (Мәскеу қ., Ресей);
Шапиро Н.А., экономика ғылымдарының докторы, профессор (Санкт-Петербург қ., 
Ресей);
Саймон  Редферн,  минералдық  физика  профессоры,  рентгендік  дифракция 
зертханасының меңгерушісі (Кембридж қ., Англия);
Старостенков  М.Д.,  физика-математика  ғылымдарының  докторы,  профессор 
(Барнаул қ., Ресей);
Сқақов М.Қ., физика-математика ғылымдарының докторы, профессор (Курчатов қ., 
Қазақстан);
Аманжолова Д.А., тарих ғылымдарының докторы (Мәскеу қ., Ресей);
Селиверстов В.И., заң ғылымдарының докторы, доцент (Мәскеу қ., Ресей).
ISSN 1683-1667 
© С. Аманжолов атындағы 
 
Шығыс Қазақстан 
 
мемлекеттік университеті, 2014

Главный редактор 
Кувандыков А.У., доктор экономических наук
Заместитель главного редактора 
Ердембеков Б.А., доктор филологических наук, профессор
Ответственный секретарь 
Мырзагалиева А.Б., доктор биологических наук
Редакционная коллегия 
Игибаева А.К., доктор педагогических наук, доцент; 
Курманбаева Ш.К., доктор педагогических наук, доцент;
Ковалев С.Э., кандидат психологических наук, доцент;
Абылкасова Г.Е., кандидат химических наук, доцент;
Бейсембаева Р.С., кандидат географических наук, доцент;
Нурбаев С.Д., доктор биологических наук, профессор;
Амреева Л.М., кандидат медицинских наук, доцент; 
Ахметжанова К.Б., доктор философских наук, профессор ВКГУ; 
Жилкубаева А.Ш., доктор филологических наук, профессор ВКГУ;
Абдуллина Л.И., кандидат филологических наук, доцент;
Капышева Г.К., кандидат филологических наук, доцент;
Кайгородцев А.А., доктор экономических наук, профессор; 
Квеглис Л.И., доктор физико-математических наук, профессор;
Базарбеков А.Б., доктор физико-математических наук, доцент; 
Седелев В.А., доктор технических наук;
Игибаев С.К., доктор исторических наук, профессор; 
Рахимбердин К.Х., доктор юридических наук, доцент.
Клочко В.Е., доктор психологических наук, профессор (г. Томск, Россия); 
Козлов Н.С., доктор педагогических наук, профессор (г. Барнаул, Россия);
Соколова Г.Г., доктор биологических наук (г. Барнаул, Россия);
Тикунов В.С., доктор географических наук, профессор (г. Москва, Россия);
Мамбетказиев Е.А., доктор химических наук, академик НАН РК (г. Усть-Каменогорск, 
Казахстан); 
Дьячков  Б.А.,  доктор  геолого-минералогических  наук,  академик  НАН  РК  (г.  Усть-
Каменогорск, Казахстан);
Суинова  Н.Х.,  доктор  филологических  наук,  профессор  (г.  Черкесск,  Карачаево-
Черкесская Республика, Россия);
Сидорович А.В., доктор экономических наук, профессор (г. Москва, Россия), 
Шапиро Н.А., доктор экономических наук, профессор (г. Санкт-Петербург, Россия);
Саймон Редферн, профессор минеральной физики, доктор философии, заведующий 
лабораторией рентгеновской дифракции (г. Кембридж, Англия);
Старостенков  М.Д.,  доктор  физико-математических  наук,  профессор  (г.  Барнаул, 
Россия);
Скаков  М.Қ.,  доктор  физико-математических  наук,  профессор  (г.  Курчатов, 
Казахстан);
Аманжолова Д.А., доктор исторических наук, профессор (г. Москва, Россия);
Селиверстов В.И., доктор юридических наук, профессор (г. Москва, Россия).
ISSN 1683-1667 
© Восточно-Казахстанский
 
государственный университет 
 
имени С. Аманжолова, 2014

Editor in chief
Kuvandykov A.U., Doctor of Economic Sciences
Deputy Editor in Chief
Yerdembekov B.A., Doctor of Philological Sciences, professor
Executive secretary
Myrzagaliyeva A.B., Doctor of Biological Sciences
Editorial board
Igibayeva A.K., Doctor of Pedagogic Sciences, associated professor;
Kurmanbayeva Sh.K., Doctor of Philological Sciences, associated professor;
Kovalyov S.E., Candidate of Psychological Sciences, associated professor;
Abylkassova G.Ye., Candidate of Chemical Sciences, associated professor;
Beisembayeva R.S., Candidate of Geographic Sciences, associated professor;
Nurbayev S.D., Doctor of Biological Sciences, professor;
Amreyeva L.M., Candidate of Medical Sciences, associated professor;
Akhmetzhanova K.B., Doctor of Philological Sciences, professor of EKSU;
Zhylkubayeva A.Sh., Doctor of Philological Sciences, professor of EKSU;
Abdullina L.I., Candidate of Philological Sciences, associated professor;
Kapysheva G.K., Candidate of Philological Sciences, associated professor;
Kaigorodtsev A.A., Doctor of Economic Sciences, professor;
Kveglis L.I., Doctor of Physico-mathematical Sciences, professor;
Bazarbekov A.B., Doctor of Physico-mathematical Sciences, associated professor;
Sedelev V.A., Doctor of Engineering Science;
Igibayev S.K., Doctor of Historical Sciences, professor;
Rakhimberdin K.H., Doctor of Juridical Sciences, associated professor.
Klotchko V.E., Doctor of Psychological Sciences, professor (Tomsk, Russia);
Kozlov N.S., Doctor of Pedagogic Sciences, professor (Barnaul, Russia);
Sokolova G.G., Doctor of Biological Sciences (Barnaul, Russia);
Tikunov V.S., Doctor of Geographic Sciences, professor (Moscow, Russia);
Mambetkaziyev  Ye.A.,  Doctor  of  Chemical  Sciences,  academician  of  NAS  RK  (Ust-
Kamenogorsk, Kazakhstan);
Diachkov  B.A.,  Doctor  of  Geologo-Mineralogical  Sciences,  academician  of  NAS  RK 
(Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan);
Suyіnova  N.H.,  Doctor  of  Philological  Sciences,  professor  (Cherkessk,  Republic  of 
Karachay-Cherkessia, Russia);
Sydorovych A.V., Doctor of Economic Sciences, professor (Moscow, Russia);
Shapiro N.A., Doctor of Economic Sciences, professor (St. Petersburg, Russia);
Simon Redfern, Professor of mineral physics, PhD, Head of X-ray diffraction laboratory 
(Cambridge, United Kingdom);
Starostenkov  M.D.,  Doctor  of  Physico-mathematical  Sciences,  professor  (Barnaul, 
Russia);
Skakov  M.K.,  Doctor  of  Physico-mathematical  Sciences,  professor  (Kurchatov, 
Kazakhstan);
 Amanzholova D.A., Doctor of Historical Sciences, professor (Moscow, Russia);
Selivyorstov V.I., Doctor of Juridical Sciences, professor (Moscow, Russia).
ISSN 1683-1667 
© S. Amanzholov 
 
East-Kazakhstan 
 
State University, 2014

Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 2 (62), 2014
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ ЖӘНЕ ФИЗИКАЛЫҚ-МАТЕМАТИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
ENGINEERING, TECHNOLOGY, PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES
УДК 539.534.9
 
Б.К. РахадилОв
1
, М.К. СКаКОв
2
, Е.а. алтаЕв
2
1
РГП Национальный ядерный центр, г. Курчатов, Казахстан
2
Восточно-Казахстанский государственный технический университет 
имени Д. Серикбаева, г. Усть-Каменогорск, Казахстан
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ 
НА СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ 
И МИКРОТВЕРДОСТЬ СПЛАВА 67КН5Б 
В статье показано влияние ионной имплантации азота и электронно-лучевой обра-
ботки на структурно-фазовые состояния и микротвердость дисперсионно-твердеющего 
сплава 67КН5Б. Установлено, что при обработке поверхности электронными и ионными 
пучками имеют место морфологические изменения и изменения элементного состава 
сплава 67КН5Б. Определено, что в результате облучения ионами азота и электронами на 
поверхности дисперсионно-твердеющего сплава 67КН5Б образуются мелкодисперсные 
включения за счет поверхностной сегрегации ниобия. Показано, что ионная импланта-
ция приводит к возрастанию микротвердости на 10-50%, в зависимости от дозы облуче-
ния. Определено, что микротвердость поверхности сплава 67КН5Б после электронного 
облучения увеличивается почти в 2 раза.
Ключевые  слова:  структура,  микротвердость,  сплав,  ионная  имплантация, 
электронно-лучевая обработка 
ҚҰНАРЛАНДЫРЫЛҒАН ЭНЕРГИЯЛАР ШОҚТАРЫНЫҢ 67КН5Б 
ҚОРЫТПАСЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ-ФАЗАЛЫҚ КҮЙЛЕРЕРі МЕН 
МИКРОҚАТТЫЛЫҒЫНА ӘСЕР ЕТУі
Мақалада  азотты  иондық  ендірудің  және  электронды-сәуле  арқылы  өңдеудің 
67КН5Б қорытпаның құрылымдық-фазалық күйлеріне және микроқаттылығына әсері 
көрсетілген. 67КН5Б қорытпасының бетін электронды және ионды шоқтармен өңдеу 
кезінде оның морфологиялық және элементтік құрамы озгеретіні анықталды. Азотты 
иондық ендірудің және электронды-сәуле арқылы өңдеудің нәтижесінде ниобидің беттік 
сегрегациясы әсерінен 67КН5Б қорытпасының бетінде ұсақ дисперсиялық қосылыстар 
түзілетіні  анықталды.  Иондық  ендіру  кезінде  сәуле  түсірудің  дозасына  байланысты 

6
№ 2 (62), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
микроқаттылықтың  10-50%-ға  өсуі  көрсетілген.  Электронды  сәуледен  кейін  67КН5Б 
қорытпа бетінің микроқаттылығы 2 есеге артқаны анықталды.
түйін  сөздер:  құрылым,  микроқаттылық,  қорытпа,  иондық  имплантация,  элек-
тронды сәулелік өңдеу 
THE INFLUENCE oF CoNCENTRATED ENERGy FLowS 
oN THE STRUCTURAL AND PHASE STATES AND MICRoHARDNESS 
oF THE 67CoNi5Nb ALLoy
The article shows the influence of ion implantation of nitrogen and electron-beam pro-
cessing on structural-phase state and microhardness of a dispersion-hardening 67CoNi5Nb 
alloy. It is established that at the surface treatment of electronic and ion beams is the place to 
morphological changes, and changes in the elemental composition of the 67CoNi5Nb alloy. 
It is determined that in the result of treatment by nitrogen ions and electrons on the surface of 
a dispersion-hardening 67CoNi5Nb alloy formed fine inclusion due to surface segregation of 
niobium. It is shown that the ion implantation leads to an increase in the microhardness to 10-
50%, depending from dose of irradiation. It is determined that the surface microhardness of the 
67CoNi5Nb alloy after electron irradiation increases almost to 2 times.
Keywords: structure, microhardness, alloy, ion implantation, electron beam process-
ing.
Введение
Развитие современной техники приводит к необходимости создания мате-
риалов, работающих в экстремальных условиях высоких температур, больших 
механических нагрузок, агресивных контактирующих сред, внешнего ионизиру-
ющего облучения. Одним из наиболее перспективных путей развития современ-
ного материаловедения является создание новых методов обработки материалов 
концентрированными потоками энергии [1]. В связи с этим, в настоящее время 
ведутся интенсивные исследования по изучению влияния обработки концентри-
рованными потоками энергии на структуру и свойства металлов и сплавов. При 
обработке концентрированными потоками энергии одновременно осуществляет-
ся радиационное, тепловое и ударно-механическое воздействия. Развивающиеся 
при этом процессы перестройки структуры происходят в условиях, далеких от 
термодинамических равновесных состояний, и позволяют получать поверхност-
ные слои с уникальным комплексом физико-механических свойств [2]. Поэтому 
изучение механизмов и особенностей изменения структурно-фазовых состояний 
и микротвердости дисперсионно-твердеющего сплава 67КН5Б при воздействии 
ионных и электронных пучков представляет большой научный и практический 
интерес  в  плане  выяснения  общих  закономерностей  фазовых  превращений  в 
изучаемом сплаве и разработки новых прогрессивных способов обработки ма-
териалов для улучшения их практически важных свойств. Несмотря на ши рокое 
практическое применение и исследование [3] дисперсионно-твердеющего сплава 
67КН5Б на Co-Ni основе, не все особенности структурных и фазовых превраще-
Б.К. Рахадилов, М.К. СКаКов, Е.а. алтаЕв

7
Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 2 (62), 2014
ний в нем хорошо изучены. В частности, недостаточно сведений о влиянии обра-
ботки концентрированными потоками энергий на структурно-фазовое состояние 
и свойства дисперсионно-твердеющего сплава 67КН5Б, об особенностях упроч-
нения этого сплава после обработки ионными и электронными пучками. Отсут-
ствие этих данных ограничивает возможности выбора и оптимизации методов 
поверхностных обработок дисперсионно-твердеющего сплава. В этой связи ис-
следования, направленные на изучение связи параметров микро структуры спла-
вов с их механическими свойствами, с целью формирования структур с опти-
мальным  сочетанием  прочности,  являются  весьма  акту альными  и  позволяют 
создать основу при разработке новых технологий обработок этого сплава.
В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы является исследо-
вание влияния облучения электронами и ионной имплантацией на структурно-
фазовые  состояния  и  микротвердость  дисперсионно-твердеющего  сплава  на 
67КН5Б.
Материал и методика исследования
В соответствии с поставленными задачами в качестве объекта исследова-
ния был выбран аустенитный дисперсионно-твердеющий сплав 67КН5Б (67%-
Co,  28%-Ni,  5%-Nb),  широко  используемый  при  изготовлении  токоведущих 
упругих элементов, контактных пружин для электромагнитных и ртутных реле. 
Выбор материала исследования обоснован тем, что сплав 67КН5Б относится к 
дисперсионно-твердеющим аустенитным сплавам и используется в электротех-
нической промышленности. Сплав 67КН5Б после закалки находится в состоя-
нии γ-твердого раствора с ГЦК-решеткой и упрочняется при деформации или 
при старении за счет выделения избыточных вторичных фаз [4]. В данном сплаве 
путем несложных термических или механико-термических обработок можно по-
лучить широкий спектр структурных состояний, отличающихся фазовым соста-
вом, механизмом выделения избыточных фаз, степенью дисперсности и морфо-
логией выделяющихся частиц, дислокационной структурой и состоянием границ 
зерен. Как показано в работе [5], наиболее оптимальные механические свойства 
сплава 67КН5Б достигаются обработкой: закалка от 950°С (10 мин), прокатка на 
90%. Поэтому для проведения обработки концентрированными потоками энер-
гии изготавливали плоские образцы с размерами 20х20х0,5 мм, после предвари-
тельной обработки: закалка от 950°С (10 мин) и прокатка на 90%. Перед облуче-
нием образцы электролитически полировали. Внедрение ионов азота с энергией 
100 кэВ, дозами 1×10
17
, 2×10
17
, 5×10
17
 ион/см
2
 проводилось в вакууме (10
-4 
Па) 
при плотности тока 2 мкА/см
2
 на ионном имплантаторе МКСР-99 в лаборатории 
кафедры электрических аппаратов и техники высоких напряжений Люблинского 
технического университета (г. Люблин, Польша). Непрерывное электронное об-
лучение выполнялось на ускорителе ЭЛВ-4. Энергия электронов на поверхности 
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

8
№ 2 (62), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
образцов при облучении составляла 1,3 МэВ, а плотность тока пучка – 10 мкА/
см
2
.  Образцы  были  облучены  до  дозы  0,28×10
19
  е
-
/см
2
.  В  процессе  облучения 
температура  образцов  не  превышала  100ºС.  Исследование  фазового  состава  и 
кристаллической  структуры  образцов  сплава  осуществляли  методами  рентге-
ноструктурного анализа на дифрактометре X’Pert Pro в CuK
α
- излучении. Мор-
фологию поверхности изучали в инженерной лаборатории IРГЕТАС ВКГТУ на 
растровом электронном микроскопе JSM-6390LV, оснащенном приставкой энер-
годисперсионного анализа. Микротвердость поверхностных слоев образцов до 
и после облучения измеряли методом вдавливания алмазного индентора на при-
боре ПМТ-3 при трех нагрузках 20, 50 и 100 г и выдержке под нагрузкой 10 с. 
Результаты и их обсуждение 
Анализ изображений, полученных методом растровой электронной микро-
скопии, позволяет говорить, что в результате ионной имплантации происходит 
изменение морфологии поверхности образцов исследуемого сплава. В результа-
те облучения на поверхности образцов были обнаружены каплеобразные части-
цы размером до 0,5 мкм, мелкие блистеры и поры (рисунок 1). Для выяснения 
химического состава микродефектов был проведен микроанализ в режиме энер-
гетического дисперсионного анализа. В таблице 1 приведен химический состав 
поверхности сплава 67КН5Б.
Рисунок 1 – РЭМ-изображение до (а) и после облучения ионами до дозы 10
17
ион/см
2
 (б), 
2*10
17
ион/см
2
 (в), 5*10
17
ион/см
2
 (г)
Таблица 1 – Химический состав поверхности сплава 67КН5Б (в весовых %)
Доза облуче-
ния
Спектр
o, % N,
%
Mn, 
%
Fe, 
%
Co, 
%
Ni, 
%
Nb, 
%
Итого, 
%
Необлученный Спектр 1
0.37 1.64 65.21 28.08 4.69
100.00
Спектр 2
1.90
0.34 1.58 63.67 27.30 5.22
100.00
Спектр 3
0.33 1.79 64.78 28.00 5.09
100.00
 
 
г) 
в) 
б
) 
а
) 
Б.К. Рахадилов, М.К. СКаКов, Е.а. алтаЕв

9
Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 2 (62), 2014
Продолжение таблицы 1
Доза облуче-
ния
Спектр
o, % N,
%
Mn, 
%
Fe, 
%
Co, 
%
Ni, 
%
Nb, 
%
Итого, 
%
10
17
ион/см
2
Спектр 1
1.42 55.99 27.80 14.80 100.00
Спектр 2
1.82 64.07 28.44 5.67
100.00
Спектр 3
1.72 64.66 27.91 5.72
100.00
2*10
17
ион/см
2
Спектр 1
1.35
1.77 59.64 26.84 10.41 100.00
Спектр 2
2.65
1.61 62.78 27.58 5.37
100.00
Спектр 3
0.45 1.74 64.15 27.59 6.08
100.00
5*10
17
ион/см
2
Спектр 1
7.35
1.56 60.11 25.85 5.13
100.00
Спектр 2
0.45 1.85 65.19 27.00 5.51
100.00
Спектр 3
8.14
1.20 55.17 25.32 10.17 100.00
Из анализа данных таблицы 1 можно заключить, что под воздействием ион-
ного облучения происходит пространственное перераспределение легирующих 
элементов сплава. При этом обнаружено, что в составе обнаруженных на поверх-
ности светлых каплеобразных частиц количество ниобия больше по сравнению 
с составом основы. Учитывая зону обхвата энергодисперсионного анализа (до 5 
мкм), которая намного превышает размер частиц (до 0,5 мкм), предполагается, 
что светлые каплеобразные частицы являются нитридами на основе ниобия, ко-
торые образовались в результате сегрегации ниобия.
На рисунке 2 представлено изображение сплава 67КН5Б после облучения 
ионами до дозы 2*10
17
ион/см
2
. Чтобы определить глубину проникновения ионов 
азота, был проведен рентгеновский микроанализ. В таблице 2 приведен химиче-
ский состав области микровыделений. Видно, что глубина проникновения ионов 
азота составляет около 500 нм. Выше этой глубины ионы азота не обнаружены.
Рисунок 2 – РЭМ-изображение поперечного сечения сплава 67КН5Б после облучения 
ионами до дозы 2*10
17
ион/см
2
 (а) и результаты рентгеновского микроанализа в области 
микровыделений (б)