Эрозионное изнашивание поверхности и формирование покрытий под действием потока частиц тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

-3' 'П

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ В ЧЕРНОГОЛОВКЕ

На правах рукописи

БУРАВОВА Светлана Николаевна

ЭРОЗИОННОЕ ИЗНАШИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ И ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПОТОКА ЧАСТИЦ

Специальность 01.04.17 — химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Черноголовка 1992

¿х^сМ? си

Работа выполнена в Институте структурной макрокинетики РАН.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор А. Н. Дремин, доктор технических наук, профессор В. С. Соловьев, доктор технических наук Ю. С. Шаривкер

Ведущая организация: Ленинградский физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Защита состоится „^ " (ХСлО)//^ в ^час.

на заседании специализированного совета Д 200.08.01 в Институте химической физики в Черноголовке по адресу: 142432, Московская область, Ногинский район, п/о Черноголовка, ИХФЧ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ногинского научного центра.

и, оиГ^Ц

Автореферат разослан —»--Ь- 1992 года.

Ученый секретарь специализированного совета А. А. Юданов

© Институт химической физики в Черноголовке РАН

' ОДДАЯ ХАРАКТЕР!1СШИА РЛЕ011

Актуальность тоблсги. Интэнсптюз разв.:тле высоко эффектами« технологий госзгано-мсезл л упрочнеии/. деталей с помощью защитных покрытий, удовлетворяюгцих сомрепоиним требованиям по ресурсу и надекности, на так:;', объектах, как лопана газотурбинных дпагат^ей, гентяляторние сопас-гл дымососов, обивки лотателншх аппаратов, проходящих зону а(шм с шзокнмл скоростей, судовне кпга-и и т.л., сд<;ретва-ется отсутствие;.; пскнпакия механизма срозлошюй повротдае-.мости. Защу га ьтах объех'.тсв находится эмпирически» путем.

вопросам гзучения .-¡еханазма орозпп под действием потока частиц вг всем мире уделяэтс*! болылоэ вчшанне, накоплен огромный фактический игятерьал, иредлоээно 1/на?ество моделей. Однако щчцстачеоки все модели носят фенс;.;эколов;чес];ий характер, являются полуамшрпческ.::.«], содержат нескольку, иногда до 10, подгоночных параметров, определяемых з экспериментальных данных. Общее состояние проблемы такого, что интенсивность уноса материала под дэйствпе.м лотокл частиц не коррелирует 1ш с одним из извзстянх параметров Е-оории упругсс-тп и пластичности. "а удается установить однозначной связи мозду формами повреждаемости дреграды и рэетнсм обработки ее потоком частиц. Основной вопрос теории а^озионного изнашивания - роакцпя кгториала, его сопротивляемость ударному нагружению частицами, остается открыта.!.

Причин такого состояния, на наш взгляд, две.' Первая -процесс разрушения поверхностного слоя во всех предложенных, моделях описывается статистической механикой ргзрузошш, согласно которой источниками повреждаемости являются ют-центраторы, дефекты, статистически раоположэюшз на поверхности твердого тела. ТркоЛ подход не позволяет выявить специфические особоттпости импульсного нагру"е;::.я. Вторая пр:?- * чина - слзлость проблемы. Ударному взаимодействию поверхности твердого те "а о частицам сопутствует комплекс взаимосвязанных процессов. Это высокоскоростное деформирование,, упрочнение ~ наклеп, разрушение преграды я частши, химические, дпффузяошшо процессы, г:ассо-тепдооб:,:ен, кристаллизация,

• ударнее прессование и т.д. Каздый ¡¡и эмх процессов опясн-ваотся езобй научной дисциплиной, т.е. проблема эрозионного изнашивания оказалась на стыке несколкях дисциплин, а изучается, как правило, один аспект вне сблзи его с остальными.

Целью работы является:

- анализ и обобщенно экспериментального материала но взг.имодзЛствшо таерднх, кадках я расплаалошшх частиц с поверхности при эрозионном изпашшшш л пр>* ■.борьарсваипи завдатх покрытий;

- вшшлошю механизма эрозионного ьзнашившшя, основанного на законах механики волновых процессов;

- о^июанпе динамики формирования детонационных покрытий;

- установление природа сил, удерживаицих покрытое на

преграде;

- выявление основных факторов, злаямцих на повреждаемость преграды я формирование покрытая.

В соответствии с поставленными целями в работе решены следуадп е _ задачи;

- Разработан аналитический двумерый метод расчета взаимодействия брускообразной -частицы с поверхность» твердого тела, учитывающий двухстадийностъ разгрузки статого материала.

- ¡Экспериментально исследован эффект возникновения про-'' дольной повреждаемости на примере модельных экспериментов по соударешш' брусков прямоугольной формы с мишоньп и при импульсном лазерном облучении поверхности детонационных по-

КрЫЯЙ.

- Разработана одномерная математическая модель соударения сферической и цилиндрической частиц с поверхностью на основе газодинамики течения в расширяющемся д'^адузоро и правила Зиз&ма.

-Выполнены тооретичоскиэ оцошш влияния тллективиого действия потил частиц ко пропаду для случаев одновременного и последовательного погружения.

- Проведено эксперимчнтзлъноо » ¡у мдчл.-"-ско-з изучение поперечно;! по^рч'-гдаемооти основного «'.и'/) \ л-ру^ония на

- а-

стационарной стадий изнашивания.

- Предложена стколыгая модель эрозионного изнапившпш, основанная на фшчесют законах кехагакп волновых процессов.

- Проведено экспериментальное исследование химических реакций и массоперонооа jí условиях импульсного нагус/лення.

- Вшилена природа сил сцеп.йтш дэюнацношшх покрытий с подлоакоЗ на основе изучения дянргшст формирования покрытия г разрушения iрочноотного ища зри нормальном, тангенциальном растяжении и изгибе.

Научней новизна. Рредлояен новый чуть решения проолемн эрозионного изнашивания я формирования газотар гач ;сштх покри--тай, основанный на учете сжимаемости твердого тела в процессе высокоскоростного дефор.чпрования прегради потоком частиц. Для описания экспериментальных фактов гспользоваи аппарат физик" ударн;ж волн. К -vi суд ей совокупности взаимосвязанных процессов, каковам я^ляе'ся эрозия, притенен .лакрокшетичес-глй подход псслед .иатш. В комплексе процессов опроделен ведущий, лидирующий процесс. Таклл процвсса.', лимктпрутеим разрушение л химическое взаимодействие, является высокоскоростное дедор:лпровггч1е. Изучение структурного п газодинамического аспектов эрозионного изныитаапи i я формирования покрытий шеста с мппроюшэтическтш подходом к изучению Есей совокупности сгпутствуюадох взаимодейстг m потока частиц с поверхностью процессов в целом тзволпли установить основные виды повревдаемоогв, выявить флкторн, влияющие на процессы, происходящие на поверхности преграды, эксчарпмонталыто проверить их, обобщить известные данные и постр^чть откольную-модель эрозия, опяснк^щую окспер-птенталыше факты и способную прогнозировать повреждаемость.

Предлояенннй метод расчета взаимодействия частиц преградой позволил получать новые результата?

- Показано, что импульсное сжатие в прэграде к- частица -распространяется внутри конической поверхности., угол конуса сжимаемости является монотонной футазрей скорости удара.

. - Обнаруадн эффект образования продолнтпх микро- илй Макротрещин под зоной контакта, шзааншй эффектом "утоления". <Жект пркнцкпналыт отличает ямпульоное внедрение индентора,

которому сопутствует сляшае/.юсть твердого тела, от квази-статпческого. Лричика ьознякнодешя арэщпч - интерференция зла .¿одускровка волн раы'рузкл, идущх о боковых граней часазцв. Ранее г$£вкг образования продольной поврездаемоста в MoacœiHoii нрегрэдо ira ударе частиц а литературе не был. списан. Лзвестшю математические модели пробивания прегради снарядам;: не прогнозируют эффект "ужалогая".

- Рассчитаны глубины кратера, продольны;-: кпкро-- и макротрзги-ш, толцлна упрочненного слоя в зависимости от CKopocii! удара и размера частзд.

-■ Установлено влияние геометрического фактора расположения боковых граней на глубину проникновения продольных трещин.

- показано, что неучот геометрического фактора при импульсном нагруиении прегради является основной причиной неудач попыток установления однозначной связи между формата повреждаемости и роаииоц обработки.

- Найден геометрический критерий возникновения фокусируемого -продольного канального откола, согласно которого повреждаемость возникает, когда угол наклона боковых граней частицы меньше угла конуса сжимаемости.

- Временно!! критерий образования канального откола требует, чтобы разновременность возникноаечия боковых волн ,. разгрузки но превыпала времени прохоэдения лены контакта о^чой волной разгрузки.

- Показано, что затухание ударной волны г, длинно;,торной частице приводит к невозможности затормозит!, набегаэдий поток,, вызывает образование новой ударной волны, в розул1-тате чего внедрение частицы в прег'раду приобретает периодический характер.

. - Расчет позволил выявить природу образования боковых ÛTpyii И Волг ВОКРУГ КОНТаКШОГО нлтнп и КОЛИ"'!ст1юнно описать их.

Экспериментальная прсвергд oj&mn "ук- лоипл" подтвердила образование продольных накротр«' и ' гери тором и лоз— Vl.ii: гч упчгоп^ть ногсторио cîroivir'x-rti • W. .:пт.-:ти, ' - ).(.-

Формировании кабального откола сопровождается внутренним разрушением. Вознакаю'дле осколки б вэде полос имеют тенденцию к,скручиванию в спиралевидные образования. Импульсное лазерное дахрутсение поваохлости ос'нару^заот г.^огестзелный продольный отк'.'Л, состояли;} из продольной магистральной трещины и сястеш соосшс. Кольцовых трегеш вокруг пггс. Материал в об'астп множественного отколц фрагнени'ровзл и разрушен. Экспериментальные данпыэ показывают общность эффекта "удаления" другим видам имвульсного нагрузотпл.

Одномерная модель взатаццейетвия о^ерической частиць» позволила:

- Выявить панее не установленный критерий поперечного растекания ••апель. "Вытэкание" ста того лшзрнала за границу контакта имеет место, когда скорость расширения сбитого материала превьлае'г фазовую скорость перемещения периметра зоны контакта.

- Доказать отсутствие сверхскоростной струн при ударе капель, что является наиболее распространенным заблувденлем зрэдп специалистов по дол,,эвой эрозии ч газе юрмпческому напылению. Экспериментально 11аб;щцаеыая ''сверхскорость" раст?кання являет«; фазовой скоростью перемещения границы контакта.

Расчет передня импульса от цилиндрической чаотицы преграде, согласно одномерно! модели, лога, ал, что за режим передачи импульса ответственна "¡эффективная" внеота частиси. При относительно небольшой высоте ударника течение'в зоне контакта определяется торцевыми волнами разгрузки и доля переданного импульса максимальна. Рост высо'.и частицы сверх "эффективной" прклоди'г к независимости абсолютно!! величины воспринятого дотлонью имгульса, при э.ом доля переданного импульса с ростом вгеегл: падает. "Эффективная" высота, определенная из усилия одновременной ветре1?:' на границе контакта боковой и торцовой волн разгрузки, оказалась близкой к половине ргцпуса основания частпцл. В наиболее ва;ших „релгышенннх случаях эрозионной повреждаемое та имеют дело с равновелик"-"! чястпцых. Б о том случае преграда воспринимает

десятую часть запасенного частицей кшульса. С ростом скорости удара доля переданного импульса имеет тенденцию уменьшаться, в то время как аСсодютшл величина сохраняется постоянней.

Тьоретичос1сю оценки коллективного кагрудькня поверхности мнодоством одновременно взаимодействующих частиц пг гл-зишат супостьениоо возрастание толщины упрочненной зки, в ко врз:.>: как рост концентрации частиц не окаэивазт шшя-н?]й на глубину пронгкаялч продольной яовревдазмости.

Теоретические оценки нагруаешш поверхности множеством, последовательно соударйнвдхся частиц показывают, что разру-шв!происходив нутеь' формирования мнодественного продольного откола. Фокусируемый гяналы'.ш ыакроот:;ол под зоной .контакта является внутренней свободна! поверхностью, ноыхл источником разгрузд-д. Лослодуищов лагружешю ловорх-Н0(.¡тного слоя, содержащего продолышо тревдны, формирует коялцевио трездни ссосно основной магистральной тредшю на полу^ьсстошии от соседних свободных поверхностей. Глубина их пронгшшл сокращается вдвое. .Новое поколение соосшх кольц&>л;1х тревдн начинаот генерироваться только после того, • 1ак прэдвдущее поколыше порородится в шкротрещшш -и станет опосойиш создавать волпи разгрузка.

Продольный шокествошшй откол, 'как результат данами- . ■ чоского усталостного расклинивания продольной магистральной тхзсмпи, -паялогея иохаиазпоц форлирота^Ы ищу пни - воронки на ноьерхнос ти твердого тела. Б ли тара тури отсутствуют экииерзыонталышо и теоретические исследования продольной повреждаемости - основного вида разрушения 1ы начальной инкубационной стадия арозлонного •ивнашш.шшн.

Зг.сиор'/ллонтальноо изучению новрагдаомос ли поверхностного ело л п\т тиулъопт лазерном облучении ;; детонационном НЫШХОИИ" 110крнтий позволило уса:шоции ШЗШ^НШиЛЫС) 110-пурмчних т]ч'цкк в вершинах ушстуг>'м релиф! пгчпргносгн им рлдоУ: о амюй ьри^ожиния нагрупки, п то про-.- глк, согл/дсио «рчдптмг: л; кием нгйЗИ'Нп'гичоокоИ ^гт1--'гт , ум->шш, поии-

1 чшм кг»'ч • ч юкпЛ':;»7г.1Р(( под ,••• • ••»{«•"« ¡г-иу.илноР

■'■{у

нагрузки.

Теоретический двумерный расчет удара бруспообразной частицы в дно впадины рельефа позволял:

- Объяснить природу возникновения топзрочннх трещан» Интерференция волн разгрузки, иоточгшко>.; которые является лицевая поверхность прегради и боковая оценка владпны - воротя, является прзчяной зароздееквя я развития лотового откола.

- Построить критерий возникновения лицевого откола, согласно т;оторо.лу поперечная микро- и яг макрос ещина генерируется, когда угол наклона боковой стечет выступа становится меньше угла конуса сгамаемоотп.

- Рассчитать параметры попэрочноЗ ппвред^аемости: шлри-ну, толщину и угол наклона откольной плослшы к лицевой поверхности ириграды.

- Показать наличие критических скоростей удара, превышение которых прагсдиг к образования макро'.чзешнш при однократном пагру'-очпи. Прлиочаташ.но, что -рлячгпа критической скорости зависит от гесглетрзя вгадиш рельефа.

Обобщением про<идвнньс1 «¿алитпчеекгх и экспериментальных исследований явилась модель, основангка на откольной повреждаемости. Фокусируемый тса.гльтй откол, продольный множественный откол и лицевой явдлтотся основными видами разрушения, которое сопровождают эрозии. Всчднны выполняют фунгэдга массоп; охюдов, но которым зчэдрлется. инородный материал внутрь преграды. Выступы рельефа поверхности .выполняют пункцию массоотвода собственного материала в процессе эрозионного изнашивания.

Новые научные ".мьтаты получены в моде.ляых экспериментах при изучении химического взакиодейоияш з ампула:: сохранения и при детонационном напылении. Показано, что в условиях импульсного нагрузення химические реакции возникают на продуктах откольной попрездаемос"«, т.е. ш,оптируются стадией разрупен-т, которая сама контролируется газодинамическими закона!», волновой механики. Химическая реакция незду напыляемым материалом и материалов подлс^'п "эпчачй-- 1 -

тьлька, поьтму ыслад в прочность сцепления из ожидается существенным. детонационное папылсяше показало, чю эффект аро&ьошой иоирезддеиосод основы, пролг иящийся в обрагоза-нви иопаречш.х ?увц&и в вершшшх вьхтуиа и разрушении гп-ступов сообразоуап/ек осколков произвольной формы, является тем кехеикзцск, который носгаиляо? материал основы в покрытие. Мизм.'е, распространенное среди специалистов по газ»--ть-рмхнэсг.сму палидошш, относительно аномально высоких скоростей идссошэренос? основано на описании импульсного пере-мешв&ния продуктов орозионного повреждения частиц и основы даЗФУьаошшм механизмом, который араки-,чесю не имеет? мест/д в условиях ьмиульсногс нагружения.

Для установления природы сил, удерживаниях детонационное покрытие на подложке, проведена экспериментальные исследования динамики формирования покрытия % особенностей раз -рушения прочностного ива.

Обнаружено, что прочность сцепления покрытая формируется постепенно на начальной стадии напыления за счет силсшой нагрузки' при удара индивидуальной частицы:) последующего ударного прессования потоком частиц. Икается корреляция между прочностьд сцег.лен/я и текатурироганмем материале! под япадинами, что свидетельствует о пластическом деформировании контактирующих материалов. Изучение динамики формирования . ■ покрытия подтвердило ранео обнаруженные оффакуы ударного прессования и затухания мчнульса, образованного потоком частиц.

Разрушение прочностного ива композиция покрытие-основа показало, что:

- . - в общей случае поверхность разрушиия проходит через основание выступов в покрытии, которые образовались при заполнений впадин рельефа основы ("зубьев")» через отколыша сечения тех выступов подложка, где лицевой оч::ол успел сформироваться, в но границе контакта покригае-гистуи, в зершане которого поперечная повреждаемость не сбраз« -талдоь}

- зелйоемосо.ъ содержания металл;:чйсчои ,;«зи на поверх-■ ксотг4 ъглуш ш и прочнсет;< , С'Н-е.и-яьчиой по

■ . - Ь-.

клеевой методике, являются экстремальными величинами от шсот« сороховэт.сстп подлетай до напыления, что свидетельствует о корреляции мэхду изучаемыми величинами;

- измеряемая прочность сцепления яв::яотся суммарной величиной, куда входит со своими удельными весами ксгозяон-иая прочность покрытия, когезионная прочность поврездошюгс металла основы в поперечных сечениях и адгезионная лрочиооть покрытая;

- прочность различных участков зоны контакта различна. Максимальная величина прочности приходится на впадшш рельефа основы, и она определяет прочнооть сцешшиия чсего покрытия. "Зубья" покрытия осуществляют функции свай, вбитых в основу.

Практическая ценность и предполагаемая реализация результатов. Предложенная в работа откольная модель эрозии поверхности под действием потока частиц основшш на законах механики волновых процессов, что отличает ов от эмпирического описания сложного комплекса взаимосвязанных процессов о помощью подгоночных параметров, подход характерный для существующих моделей эрозии. Модель но только объясняет многие наблюдаемые факты, но и предсказывает эрозионное поврзядонпо в зависимости от режима обработки поверхности. Преимуществе»,' откольной модели' эрозионного изнашивания является то, • го она позволяет построить принципы конструирования антиэрозяонных покрытий. 1

Образование фокусируемого канального и множёствшшого откола модно избежать, если на пути распространения ударного импульса поместить чашечные эломонты из материала о высоким динамическим пределом упругости Вогонио. Отраженные от сто-нок чашечки ударные волны будут стремиться захлопнуть, ¿тянуть область высоких растягивающих напряжений. Чашечный элемент является газодинамической ловулжой для продольной повреядаемости.

Сопротивляемость материала действию потока частиц, проявляющаяся в образовании на поверхности выступов, чэраз которые удаляется материал, подоказываэт принцип защиты от

- 9-

поперечной повреждаемости. Если выступ рельейа заменить столбиком твордого материала с высоким пределом Гюгошю, лицевой откол в нем будет формироваться при более высоких динамических нагрузках. Критическую скорость удара можно повысить, выполняя столбики слоистыми с ориентацией слоев параллельно или под малым углом к поверхности изделия. При отом слои пластичной матрицы долины быть ориентированы перпендикулярно к поверхности. Слоистая структура элементов газодинамических ловушек позволяет преобразовать ударные нагрузки в плавную волну сжатия и том самым снизить или исключать разрушающее действие сжимаемости. Замена столбика на конус с углом наклона боковой грани, превышающим утол конуса сгиыаемости, монет предотвратить возш1кновеш:е поперечной повреждаемости.

Каадый элемент задаты оф^ективе- для определенного размера частиц-зродонтов. Создание защищенной игольной перфорации (внутренние полусвободтге поверхности) в покрытии позволят обеспечить работоспособность газодинамических ловушек для частиц.большего размера, по сравнению с расчетным.

В йастоящео время создание защитных покрытий вдет по двум направлениям. Один - это поиск однородных материалов, сплавов с определешюй структурой и составом. Другой - поиск композиционных материалов. Б каздом направлении эмпирически- ■ получены обнадеживающие результаты.-Зта покрытия, с точки зронпя отколышй модели, имеют свои преимущества и недостатка. Сплавы, в основном бронзы с озерковой структур^, имеют слабое различие динамических свойств ые&ду разами, что определяем невысокую величину критической скорости удара. Однако прочность адгезии ыепду фазами велика. Композиционные материалы на основе .высокопрочных волокон, ориентированных в не-•оесдьккх ллравлошшх, в тш-число содернащае стол&иш, направленные парпецдикулярно к поверхности, емоют более васо-куо критачэскую скорость удара. Слаб".'.'- мзстом г.о:,1йоз21г.:ошшх покрытий является прочность связе мс.\г;у ::с:гаопоятаг.я в покри гая. -Антаэрозпоаиоа покрлго дакаю ■'¡а-'-о'^тъ иолсетлолышо стороны оуоих подходов, бшчь ка'.торшцю::;,. V в ::.ч;о-

кой прочностью связи тзду различными кошонентамп.

Другим проикущбслзои откольной модели является возг,данность систеиатазпровать накопленный йшллч^сícüíí материал и определить круг задач, не решенных ча сегодня:

- математический аппарат, описывавщл: фокусировку волн сжатия и разгрузки не разработай и но является инструментом в руках исследователей;

- продольная повроздаомость (каналынй фокусгровашпШ и miosQCTBOüHiil цроцолыжЗ отколи) экслерчионтпльпо «« исследована;

- нет динамических лрочностнш: характеристик материалов, таких ¡caí: предел прочности, предел упругости, упруго-пластический гистерезис и т.д. з субмикросекундном диапазоне пмпудъечнх нагрузок.

Обнаружение эрозионной повреждаемости при детонационном напылении требуетоопродоленного согласования режимов напыления и предварительной пескоструйной обработки для обеспечения максимальной прочности покрытия.

Установление лпмитзрущой роли птаульсной повреждаемости на протекание химической роакгпш между материалам! покрытая и подлоглеп и обнаругадтае связи прочности детонацчечшого покрыт:*;? с шпряг.енно-дефоршрошгаш состояниям в зоне копта:*.:-! говорят о иоиспользованпой в общем случае позмонгос-ти хшичеокого взаимодействия ыогду сооднняе.мнми материал0'"-'. Попытки, предпринимаемые ¡люглми исследователями, снизить остаточные напряжения, основываясь па химической концепции прочности сцепления, но только не перспективны, но даит протявополо;шый результат. Поиск увеличения прочности сЦеп-легшя долкен ядтз по пути обеспечения допоягштелишх условий для протекция реакции в процессе напыления нет при последующей обработке посла напыления.

Автор защищает; . - .

- Результаты аналитического и экспериментального исследования продольной п поперечной повреждаемости поверхностного слоя под действием импульсная нагрузок, в том числа потока частиц. . . ■

- Ношэ представления о волно- и струе образовании при индивидуальных ударах частиц, эффектах сверхглубокого проника-ння частиц при действлн коллектива частиц, сверхбыстром шосопероносе при детонационном напылении.

- Новое представление о природе сил, удоркпьащих покрытие на подлоике при детонационном напылении.

- Установление откольного механизма повреждаемости прегради при взаимодействии потока частиц с поверхностью твердого тела.

" - Новые экспериментальные данные по химическому взаимодействию материалов частацы и подложи в условиях импульсного нагружешш и новые представления о механизме химического взаимодействия.

- Новца эксшриме"талыше исследования по динамике формирования прочности сцепления в ос Ценностей разрушения сформированного прочностного шва.

Апробация работы; Улториалы диссертации докладывались на Всесоюзных, отраслевых и региональных научно-технических конферегац'шх.' Основные из них: УП Бсоюзный симпозиум по горонлк ч взрыву (Черноголовка, 1984 г.); I Отраслевая кон- ' ференцня "Применение газотер.шчэскнх покрытий, современное состояние, перспективы развития" (Москва, 1965 г.); Ш Всесоюзное совещание по детонации (Таллинн, 1985 г.); Ш Научно-.-техническая конференция "Композиционные покрытия" (Житомир, . 1986 г.); УШ Всесоюзный симпозиум по гореШзю г взрыву (Тап-кент, 1986 г.); ХШ Всесоюзное совещание по яаростой—ш покрытиям (Ленинград, 1987 г.); П Всесоюзное совещание "Высокотемпературные физико-химические процессы нащцсце раздела твердое тело - газ (Суздаль, 1987 г.); П Отраслевая конференция "Состояние* перспективы развития и применения упрочнявдпх покрытий в машиностроении (Москва, 1987 г.); Всесоюзный сеыгнар "Фундаментальные проблемы ударных волн" (Азау, 1987 г.); Всесоюзный семинар-совещание "Достижение в сбластя газотердаческзх покрытий1 я методы их диагностики (Апатита, 1988 г.); 1Г Республиканский семинар "Динамическая прочность и трещлностойкость конструкционных материалов (Квев, 1988 г.); I Всесоюзное совзаанио '"Теоретические

- 1г-

и эксясргтвгсгалш/з иробг.етг 1т«мол-эЯст.'.г-; и

ворхностыэ" (Кпов, 19"5 г.); XIX Всесоюзно» сопок,нне по каростойглм покрытиям (Одесса, 1909 г.); ЗТ1 Роосеозкоя ааучно-тохалческая ко;; "опешим по пороакогоЗ ьмфптЗД'Ш! (Свердловск, 1589 г.); IX Всесопзы*Й сзмг.озиум по горо'ши в взрыву (Суздаль, 1289 г.); Региональная кон.роретгся "Совремогопга материал!! в ьшзностроенва" Шориь, 1090 г.); XXII! Заседание "Теория и практика логпкжия коррозионной износостойкости газотерт.:чзсю:х и ко'.'лозипношшх покрытий" (Ивано-Франковск, 1990 г.); Кэучно-техническая коп^орчиц1!? "Опыт применения процессов го.зстер\г"чос7ссго' пшд>лл:та и лазерной обработки материалов (Горький, 1990 г.); публаканская научио-т&:»инчоекая кся'кзрфщия "Яридаитшо импульстшх методов и обработки давлением для производств3, пороговых изделий, комлозицлотшх материалов и покрытий (Волгоград, 1990 г.): Всесоюзная научно-техническая конференция "Новые маторпплк и ресурсосберегающие тоунолог«»! термической и химико-торпг-гаской обработки в 1'п"тнестроет'л и металлургии (Новокузнецк, 19Э1 г.).

ССДЕРЛ.ШПЗ ГАЕОТН

Ивр.гепт содордих обоснование хОд.ш, краткое описание В1Ш0Л1;<"нн0" работы, основные положения, ьшосимые на защиту, раскрывает ноызну п приводит соображения по,конкретной реализации и использованию научных выводов. ' _ •

Первая глава посвящена исследованию продольной'повреждаемости преграды при. взаимодействии с частицами, установлению факторов, влиявдпх на повреждаемость при индивидуальном ударе частицы.

Теоретический расчет взаш.юдействия брускообразной частица с поверхностью твердого тела проведен методом характеристик с использованием малого параметра 6*= , где С » С0'~ скорость звука сяатого и >неврзмущепного материала, и.- массовая скорость ударно сгатого -материала. Все вэличи-г ны потока выражаются через параметр (о .и' показатель политропы е^'маемости п. , который для -металлов близок к 41 '

-

M l^.- число Маха, разное отношении скорости удара f/0 у. ьугознуе^иной скорости звука, 3) - скорость распространз-гл:п ударной вслян. Волны разгрузки появляются одг." ; ■ а..-егаю с образованно.',! ударгшх волн в частица z преграда, пх источ-тп.оп является свободное пространство, куда входит ямпульс (в гачальяш момент удара это пзри-ыогр зоны контакта). Волна разгрузки ослабляет интенсивность волги, искривляет фронт,

Рег:эпяэ проведено в пороыошшх X У , определенных из соотношения 2: = + л у = У<Г. Порош иже X , У' впервые попользовали .Грибом, Хрисг:ановзчом, Рябининш при рэпэиии задачи взаимодействия ударной волны со свободной поверхностью ьри подво^шх взрывах, что позволило получить выражения для искривленного фрсята, проходящего через волну разгрузет Х- qÇfàoV- Y и для характеристик волн

разгрузки X 'î S' Y ^-(Г, иэ зависящими от времени. Расчет показывает, что катдое состояний на искривленном участке фронта перемещается по прямолинейным траектории.! в пространство, при sic« X = l/T?;- ■ У- fdi - &fcr Угол наклона фронта ударной волны к первоначальному певозму-щешда.у направлению cL равен Ы. = /б^ - \fîr '

И1л1ульс слагая в преграда распространяется внутри icoini— чедг.ой поворхпоотв, названной конусом ашлаемосга. Прохождении шшульса сглтяя, интенсивность которого превышает предел ''улругосш Твиото {<Tv>61t)s изменяет структуру '-ш^рпала. Катеряал вауця конуса езигаеноохв упрочняется. Глубина сс¥ (oiaacoiшая к радиусу частаци 1а }, на которой ударная волна л:г"-ра:да;тся в унрггуз.п пяасякюскоо. дефоргшровашю цро-г.гд^аысл. OL'r?долястся Bï'pà*:oiffio.M:

а:

_____ , . ,1

... .

т. йр'ЖлТ раь:;;.!> 0,03. Уд"^;^ ■■■ и я

п^.тогмк'г'у го.то::?тз?п, порем^тются гдоль Лскс .•;•*; -

?;!!'.'! О ГГОСТОТ!!-"'" СГОрО-УГ*'.), ОТПЦИОМПГПО , .гп о--- '• „ -

г—:.\ "■ р;г■ -V <усО •тор — ;'1'.. '

• - ' • - - :.:т • / "¡.г" „ > -" '

' ту ' :: •'.! р . -'Л. '

: • ' л ■ л:

.Г, Л /'•'.'-?«. ^

" /Л / I • !->

. з.;'УО • ..от.^цв образуется /ана'''.'ид -> ; р " '• " Пг", пр'зп!:!ч-■"■;!;

гаторна.:.'1 с.;.у" р. я рслакспоуот с о^агс.'^ь'.';."

ДО-71.1Ю.1 ¡; (■..•.¡„рчоЛ).

Др;;";;;:г. -■'■ртпредглпша ганальтг';,'! т-'р-- .у.:: л11 ~' - .отколмшг (,,гол - опсщ!'Т:псс:':!Ч тор^а р.л^!;.,. :т

оопутс?;г/;::"^; "гудо^ор;.у^ерка."''», ■ 1 ' :штср£ . -л-П) •.¿с^с'.гровкв воли раогк ркч*. Яходшш с:*"..' • зовалия продол'-нсД ;товровдае:.:ос1и э.исподитис^ преграде лцу ударо частац названо эффектом "удаления''.

Критерием ОТКОЛЬНОГО продольного р&аруЕОНЗЯ ЯЛЛЯОТСЛ

провшизньо родгошюП составляю^ой скорости растя-сипя V критической валлчшш. -Дая махфогрсейн-кратаческая скорость равная ^- /СГо С,), гдо-' в--г - лшетглчосяпй продзл прочности, для МЖрОТреП'ДНИ - С(у. -- Со IГ< '

йю.З лллгострдруот завзспмость г.^'бин.ч прошп'лняя про-долькоЗ Ш1ф01рогшна от гэоглохрячоского фагяора, ух'ла на1:ло-па грапп ^ . Для кацдод скорости удара характерно «сизпзэ двух проделкпсс углов пакясиа грапп, кохда цоврзгдаомоохь ьяксскальпа п когда она отсутстзуот^ 3::в-:сг;,:ость глублкл пго-шпеоппя макоотрс-цлш от числа Мхса длл бруассобразноД част::!.';: -15--

дцлсутачш&то сочопля црльздояа на рпо.З. Гессогрил частяцц ¡ш шшяох на тоядо»? усрочпйиного опоя.

Процесса уирочаоьэд шюрвала, водшк&эде ара ирОлсе-д;ош№ импульса внутри конической поворлкоет»!, и разунрочно-1шя материала в вида образования цредодьких шкрэ- ила уакротрэзцш, локшизус-лш но оси конуса а-л'маошстп, сосущост-вуйг одновременно и неотделимы друг от друга.

Сладствиом продольно:'! нсвраадае:.;оо1:1 является возпш'ло-вшхао отраженного отдельного шшульса сжатая при инторфо-ронцлп волн разгрузки (рис. 16). Выход онкольного импульса на поверхность прегради сопровождается ое вспучиванием. Болно-офшог.цшо вокруг контактного лятщявдяотся следствием цульиодлзэго характера раедареши сяатого шхарнала и норп-одиуноези возникновеш-^ ударных волн для длинномерной частица. Траектория охкольыого импульса в продпололяпаи, что скорость еоройочошш б поперечном направлении близка к скорости звука, емэот 2изд и- - Координаты возникающей первой водны оп-

ределяются но моменту встречи откольного импульса с гргишцой контакта." Траектория последней одцсываотся вираношшм

^ = /са , где V - скорость перемещения границы-

раздела, ~ ^

-ЪъС%-Зо°) при .

л*

~ угол начала поперечного растекания, согласно которому штекачно сжатого нзтернача за границу контакта может иметь {.:зсто, кохда скорость расширения сяатого материала превышает сасолуи скорость'перемещения границы.контакта.

У-

Прз малых скоростях удара первый валик смощешшго материала возникает в непосредственной блязбетп от зош контакта. С ростогл скорости удара и увеличением угла 'наклона боковых талей' зона волнообразования удаляется сх кратера.

• - К- •.' •

•Следствием быстрого затухания ударной волны в боковых волнах разгрузка являогся неспособность затормозить избегающий поток. Ускорение потока приводит г. генерации повой ударной волны, в результате чего внедрешю частицы в проз раду становится процессом периодическим.

Глава вторая посвящена экспериментальной проверке эффекта "удаления". Яри моделировании продольного канального откола поверхность стального образца нш ругалась ударом пластины, снабженной брускообразиыми или кольцевыми ьис гупаш". Металлографическое изучение поперечных шлифов стальных образцов обнаруглваэт два вида повроздаемости: продольное сквозное отверстие и торцевой одномерный откол. Структура материала в зоне повреждаемости испытывает существенные изменения. В зоне сллывос пластических течений зерна токстурирове-ны. Края трещины имеют болун нетравящуюся оторочку. Гыхлость, пористость белой оторочки является характерным признаком повреждаемости. Еио установлено, что осветленные перлитные зерна в результате импульсного воздействия на стальную под-лолку, состоящую первоначально из феррита и перлита, представляет собой мартенсит с содержанием углерода близким к 0,85?.

О.'рззоватю продольной трещины сопровождается внутренним разрда.1/;ек, фрагментацией'материала в местах встреч-* трещин, причем отделившиеся полосы якоит тенденцию скручиваться. Проведенные эксперименты свидетельствуют о слог-тах структурных изменениях, происходящих с т-дтериалом' при формировании продольной повреждаемости поверхности.

Изучение воздействия на поверхность мощного лазерного облучения проводилось на примере детонационного покрытия1^ изЛ&О , Оц С» -Ь/1, уу С - 'Г^с .Полиморфные превращения

н Эксперименты выполнены -совместно с Т.Л.Ададуровым,-

"^Детонационное напылезше исследовалось совместно с сотрудникам:? ЭНЙНа Киселевым Ю.Н.„ [¿лрсновим Э.л. я сотрудни-капп НШГЕзвтопрома Гончаровы;,! 'АЛ.,, Федько Ю.П,

- О-

Я'-/)в сопровождающиося усадкой объема,

приводят к появлению кнсжесота продольных трещин, которые экраниругач" трещины газ о" ¿мической природы. Поперечные шлифы облученных образцов с покрытием из карбида хрома или карбида вольфрама о никелевом связкой обшругшвают под кратером продольные трещины. Увеличение мощности импульса изменяет характер продольной повреждаемости. Вокруг магистральной продольной трещины возникает система соосгшх продольных более мелких трещин. Материал под зоной контакта фратаентировак, разрушен. Такой вид повреждаемости назван продольным множественным отколом. Лазерное облучение сопровождается еще одним видом поврстдаеыости: рядом с зоной приложения импульсной нагрузки возникает поперечная троена, ориентированная под малым углом к поворхж -та. ■

Ронтгенофазовый анализ облучешп : образцов обнаруштает протекание развитых окислительных процессов взаимодействия карбидов с кислородом воздуха. В покрытии образуется оксид хрома, карбидные фазу обезуглероживаются, присутствует ¿¡отастабильннй карбид никеля, происходит отжиг дефектов.

Анализ литературных данных показал, что канальный про- • дольний.откол наблюдался ранее, но на был объяснен. Наблюдали ovo прл ударе водяной струн в виде вороша; на дно кра-"тера. Поры, пустоты во впадинах рельефа поверхности при аро-.. sm, каверны при ударе дисков, сквозные отверстия при взрыло заряда взрывчатого воцостла на поверхности - примеры образования канального откола. Продольная повреждаемость является общим свойства.! импульсного нагруяеняя, когда течение на грани цо контакта определяется боковой разгрузкой сгатого материала, а торцовая волна разгрузки•затруднена.

В тротюП глазе рассматривается задача вралмодействня ol;op;i4ocito;: частицы с поверхностью. Задача имеет давшвз йоторвэ. ттоштЕческио трудности, обусловлошшо тем,

чю на разик стадиях удара уравнения -.'•■?ня:от тип,.но рогона cipcro до настоящего времени, J,;;iorcv:'- • - -.-je противоречивши црздаояоконпя яы!лясь-ярившей '.г:г

napa*.öip03<. удара. Ъст:иг/. nv.^-xary о;:;: - ^ .'•/• •'■...■

св-'1.хс::угост»;ч.» олруд подЫчо кутлуляин-чна^ зар/дом. Болзппиа а-.оЛ слСросл:, о?гж«г:и»я к снсрсотп у; , >:о ¡MWj.it мех.'» ь «агкс! мои-лгся о"» С до 3. Дшгоызс у;;^, о к г.:/.-

рикляческому лидоиэд, .мошотся в ди.итйг.о ох 0//'.; до ТэгоЙ неопг-гд"тспчооп к сТкзричоскан частица дотфо.тетеротьп-:;п дапа.*м*«",т!л подсад к проблема ортчя, и 0:1 •"»•опрн на квазлстатический.

Пр^уигз-'-мая гиллчисдпл мо;\с-.,л ;л ллллллд.д ■: о. 'Л'! от лльлсл'лл т.-м, '¡то л;.:с'дл:,а пр;: ;/. 'д'у по об), а ■ лу-СДирСОТНуп 'ЛГруд. вотгалоо раСГ0КПН"0 ¡ошй ИГЛ уд'.:'!'•• познали;./, г.сл.,д .".'.'Ярость но; д лддлшл г^лул,;; глллнлд. . Л'л.д.'хсд менте едоросд; рчоаири.ия амцтого ь.д. '.л. 1с.1 ,.Д":л.;::, •до лз-ли льуоходпЛплгс ^длдосц рае.!,, ,,1Л.1 >херпчлл

сд.'роо'хь, и ;илсол сл-Дл!; маторлшх не:.:.-)'." пи^олд.^, л... х^-ллц'.у: ..о:г..чкза, ¿•'¿¿шз&.ог? о'л си- _-.<>. ••>! - .. л

пая •гр'ла.лмл :>кспер;к.*шмь<Ы1их о...дао;д. л.л,ср.;

.Тозевая скорис: ь перомод-.'-дпя хрдьдц;; кдлддда щ.л- . , д.ллд. ли скордо;ь дл ли:;:.. а ди;;.'.о ¡.д удлр "¡'¡оддд^ хлл-

р;;;1 ку.у^ ...¡..л!, . ос^рч- .('оо учат ы-».-.«.д.д „л <;, г.^«. к г'пдтни сл. ллолеллотл:>г > расхок'п.пя. :. ...л ли; ох а рогжл "... .лм си\, ..,:"л;- л; уел д. i-ол > " лгл-чдекд :

чя>т;-обуе'.' уотц ^.Дох.;;:: иола разхру ,л:л. Тлрцчлло лол~ 1г: р'Г!рру.-п: снимает /„у,те»»г.э в цлпхралм:д.: уч.-ю.га члелл-

Ц«, ЧТО ЦРНВ'ДПТ ¡С. ОТрц^у ЦОНТрПЛЫИ Л , УЛ.; ЛЛСI Л Л Д,( ■ .Л ГО,

как порллорлльло участкл исъуют во лскгподЫстьно о поворч-поствю прегради. Потер:: материала при хгзоторматосшл шшы-лонпи не"збо:аа:. Волнообразование вокруг контактного пятна начинается (для относительно малой скорости удара) до возннк-позош:я поперечного растекания непосредственно в зоне фор-глпрусмого контакта. Этот результат позволяет обьясшиь окс-порикокти Брайтона и Коми, о б пару .ливших высекло градиент давления л углах капли при ударо на шллрекротографпфс. Именно . эти эксперименты явились основанием для последующих расчетов, з которых максимальное давление перемещалось в порнфоряйпуга зону контакта, для чего соответствующие участки капля наделялись скоростями, превышающими скорость удара. Расчет показы--19-

ваот, чго повышение давления обязано процессу волнообразования. •

На основе построенной одномерной модели рассмотрена задача передачи импульса от цилиндрической частицы преграда» Одшлч из распространенных предположений, к которым прибегают иеханики-прочшюты при расчетах. повреждаемости, является , предположение о полном переходе кинетической зноргпи от частицы к прохраде, считается, что она расходуется на пластическое депортирование ышшни. Расчот показывает, что это не так. Бстроча боковых волн разгрузки до прихода на границу контакта торцовой вошш приводит к снятии давления и тормо-асошш 1'раницы раздола. Тормскенио границы раздела подтверл-дается экспериментами Боудона и '.^йбора, обнаруживших, что длительность воспринятого, подлоккой импульса на порядок меньше длительности воздействия водгюй струи. Глубина кратера для неразрушающейся частица равна: ^

Глубина «образовавшейся лунки является морой импульса, воспринятого преградой. ^ ¡ТИ-о

Полный импульс частицы, отнесенный к единице плошади, равен

. Особенностью ударного взаимодействия длинномерного неразрушающегося стержня является независимость воспрп"я: го мишенью ишульса, если высота частицы превышает некоторую "осТн йоктиБную" высоту, ответственную за передачу импульса. "Эффективная" высота частицы /)* определяется из условия равенства времош] разгрузки сжатого материала боковыми н торцевыми волнами. . от

^ - слабо зависит от скорости 'чаот'-цп и близка к половине', радиуса частиц?;. "Элективная" вис.тгр ра'"эляо;г области влпя-нця на границу контакта торцевых п бокогт; поли.' Умоатлошю

"Ю- '

вне о tu частацн приводит к увеличегпно доли шпульса, ьоспрш.щ*

ТОГО ГфОГрЭДОЛ« П, 'il

При /i> ^абсолэтмая величина воспринятого импульса остается постояшюй, доля }оспрпнятого преградой импуль а равна У[Уо~0С.*/Мо h ,что составляет 0,4-0,5 от импульса частицы, у которой вгоота равна "элективной". Равновеликая частица с высотой, розной диаметру основания, передает преграде десятую част;, запасенного импульса. Независимость воспринятого импульса от импульса частицы и наличие "объективной" высоты являются общим свойством длинномерных удар-иико», независимо от вида нагруг.отш. "Эффективная" высота кумулятивной струн равна v ной трети обшей длины

Следует заметить, что для описашм эрозии часто строится зависимость потери массы от массы воздействующего абразива. Тазсие зависимости не являются однозначными, т.к. потеря массы определяется воспринятым импульсом, т.о. зависит от "зфгпзктегной" массы частицы, которая определяется радиусом частицы, а не ее высотой, ( h У h*)

Глава четвертая посвящена количественным оценкам.» коллективного действия потока частиц, одновременно вступающих во взаимодействие с преградой. Перохрнтчо индивидуальных импульсов с-татия формирует общую мпогофронтовуга ударную волну. Структура 'тупого фронта принципиально неоднородна, вы-хтгажшо происходит и результате многократных пульсаций. Расчет выполнен в н^едаоломонии, что интенсивность коллективно/! волны в норвом прпблптегшп устанавливается, когда давление в центральной области под зоной контакта ( 'j" - О) сравняется с давленном в области столкновения хвостосы:: характеристик волн разгрузки, ([¡~J -f-Л ) » где Д - полу-рпсстоянго мегду частицам:!. Последило берут начато па бли-raiiпих боковых гранях .глух сосоедядх частиц. Координат« воз-пякпоззямт коллективна; волны Х$ , вр&лн зозшжкороипя ^ и мальй гарписчу опродсАяья-ся из у равно шш

П- ч/' « s

Посла формировать! общей ударной волзш механизм затухан;1к ее изменяотся. Толщина упрочненного слоя результате

коллективного действия потока возрастает.

t'.^'fclw-ifáf-rnv]

Глубина пропшшопенвя продольных каналов не зависит от концентрации частиц и остается той ке, что и при ударе индивидуальных частиц.

Примером коллективного действия потока частиц является .эффект, обнаруженный С.М.Ушеренко и названный "сверхглубоким" про1шка1шем. Изучение структуры образца после обработки его потоком частиц, разгоняемых с помощью кумулятивного заряда взрывчатого вещества, позволяло обнаружить каналышо •формообразования, распространяющиеся на глубину до 1000 ка-■И.Йров. Эти каналы авторы трактуют как траектории про!шкаэ-íilíiX вглубь мишени частиц. Б работа проведено изучение структуры детонационных покрытий, которые формируются ударным нагруженном расплавлонных частиц тех ыз размеров и при тех г.е скоростях удара, что в экспериментах С.М.Ушеренко. Однако при детонационном напылении эффект проникания частиц из наблюдается. "Сверхглубокое" проникание является продольной канальной повреждаемостью, возникающей по от удара частиц микрометрических размеров, а резу ьтатом удара осколков облицовки кумулятивной выемки. Многократность нагру^ешш поверхности потоком таких крупных осколкоз может привести к загрязнению каналов материалом частиц. Однако сами частицы Проникнуть на такую глубину не могут. Согласно закона'.; сохранения глубина проникания частиц при ударе равна размеру Кратера, лунки, которую оставляет частица па поверхности ¡после удара, что составляет 10-15" от диаметра частицы.

Глава пятая рассиатриваот позрездаеместь преграды при "йагруяении ее потоком последовательно ударгмдих частиц. Поднять механизм формирования волнистого рельефа поверхности с чередупдимися выступами и впади на;,и при шогочастлчноЛ эро-зиа позволили эксперименты по обнаружению продольного мпо-

-т- \

мствешюго откола. Поврондое^ость в условиях линампесксй усталости принципиально отличается от традиционной квазнста-тпчоскол* Динамический трактор усталости проявляется в строгой локализации трещин, везшлиювепие котор"х определяет геометрический ('актор расположения dozcmix граней частицы. Накопление повреждаемости ь онкольных канальных зонах взаимодействия волн разгрузи происходит тазе го, кал в при обычной усталости. Деформация материала £ зависит от упруго-пластического гистерезиса ("5 ) и числа нагрушлкй ( N ): £ = £af-f t-ytYj. Начальная (<f'CJ) и критическая деформация ( Е d ), по достижении которой образуется макрооткол, связана с массовой скоростью по; смешения материала В ~ п ¿'> ¡С-., Многократное нагру::°1ше попзрлюстн приво-

дит к формировании макрооткола из продольной ггакротрэдшм. Число циклов нагру:хения, определяющее стойкость материала к образован:»: канального макреогкола, определяется вирпле-кзек: f/^i-f/^o'-i)' Д®1 бру «сообразной частпцн прямо- ^ угольного сечения критическое число Шха равноМ^

Р{Х - динамический предел прочности .та терн ала, образовавшаяся продольная мзкротрощнна является новой внутренней свободной поверхностью,' создающей волны разгрузка при ударе частиц. 3 результате на полурасстоянии мо:.сду боковыми граня.'.'.'! 11 фок.успруог.гх'! кз'юлыаю отколом генерируются канальные КОЛЬДСВ'.'О продсльшгв МВКретрСЕЦПШ второго поколения. Глубина и:с 3po:s)i:a'nii составляет воловину от основной г.'ягистральпой трепанг. Под ударили частиц кольца:ше .гикротро-зпш пэрораг-даотоя в макротрещпш и становятся зсточ.такаш зоэд разгрузки. Глубина пронзкзгия кольцевых тропи.ч нового поколения состазляо? половину гдубзны макротрсцин продеоотвукп$ого ПОКОЛЕНИЯ

С1 - координата продольной магротрмуна / -го пасочоши,

6,ZV'.?ItZ>:i К ООКОПОИ Грей!!! ЧаСТЛПН.

сМ -

L-Jb

■ (4n =1- ^ £ L <Lj

Следует заметить, что продольный множественней откол является результатом импульсного циклического расклинивания ■фрещиш. Кваэистатическое периодическое нагруконие приводит К удлинению трещина. Толщина зоны возмущения при наличии в Поверхностное слое продольных макротрои^н с -го поколения такке будет сокращаться в отношении 1:2.

+ . ■ ifb-fc-l-i-a:

1,1 Lit с,?«'. S+i^-oS^-Si.}

Разрушение материала под зоной контакта в результате формирования множественного продольного, откола создает на поверхности впадину - воронку.

. Образование впадин на поверхности является реакцией материала на ударное нагрупение потоком частиц, его сопротивляемостью. Ценой.создания канальной трещины материал сразу сокращает область распространения возмущения в глубь преграды. Н;строму затуханию подвержена ударнгя волна, распространяющаяся в частице. Это приводит к сокращению в ней зош торможения, которая является барьерным слоем, препятствующим передаче кинетической энергии прег;тде. Сокращение заторможенного слоя.с ростом макротрещин в поверхностно!-,; слое приводит к возрастанию доли кинетической эноргни, остамделся в самой частице (когда частица не разрушается при ударе), поэтому ока вынуждена тратить анергию на свое деформирование и Повреждаемость.

В шестой главе рассматривается поперечная повреждаемость поверхности под ударами частиц. Этот вид разрушения является -основным на стационарной стадии эрозионного изнашивания.

Анализ основных моделей эрозии, приведенных в лптерату-;ро 'показывает^ что предпринимаются многочисленные попцтии шошеть -механизм .разрушения поверхностного слоя под действием 'Частиц. -Ш 'Настоядое ¡время 'интенсивно проводятся работа материал авэдческого характера. ;На ¡высоком уровне описываются — SJM-

лудс-нзиая структур;, происходящие в веществе np,j пппулхсло.: • кзгрулош:и. Однак > причини, ах вунтавпле, остается новиао-нрнн!,'.V,!, Элспорим-птально установлено, что основная причина разрупешя материала - поперо'шио трещаш, а ч о продукта»?! ороэия яагтзтся чр-зтичяи ч^ообрознсй ^лст.оЕйдксЗ $ор;-л.

Ксслодаишко повре-тдаокости при детонационном патшл-эшш, когда повре-дошшЕ слой консорвпрувтся, сохрашются сбраэо-'вптстмся покрптпсм, позволяло устаиоззиъ ло:з!ллзадач поперечной тро'йпш. ГТопэрочнке трегдтш возникают в верлшах спступов ролька и пякогда но наблтодаптсп под вчадинамч, как ото следует из "сазистаттесклх представлении о разрупегЕнп.

Аналитическое рассмо<эняо удара брускообразкоЗ частлцк л дно вгадкны рольоти позволило установить причину образования поперечного откола и описать количественно ого пара-метрп. Откол образуется в результате гнтерТярзгхзтл вата разгрузки, возгкткях па лзцезоЗ поверхности а боковоЗ , сссши впздшш. Поперечный вид рззруштшя на<5дгщался окске-рпмсяталыю ранее при пробивании снаряде,',! прехрадн, гд-э cu получит название лицевого откола. Природа образования .гм\9-вого откола и поперечной трецлнн при эрозии одна я та ло, поэтому в работа поперечная поврездас-мооть названа лицевой.

ЛпцегоЗ откол появляется, когда угот наклона отепки »годапы станов:!та1! к&ншо угла конуса сашаемоста. В этом случае нмпулчо ска тля, вознгпжлли при ударе частацн в дно впадины, приобретает возможность проходить через стожу вметут з преграду. Внход пропедшэго ж.щлюа на свободную лицевую поверхность сопровождается образованием под Поверхность» области растяхиваших няпрялешш, ьз котороЗ в зависимости от скорости удара мишт образоваться микро-- или макротрещипа; 1&рш:а отколътюи нластинч £ в общем случае определяется разностью углов нпклао стенки выступа (Р и угла конуса сжимаемости . ;,*акскмальнгЗ размер откольнсЗ пластина пмоет ; (ícto, -согда отг.нка хчгступа вертикальна СЧ7 =90°)

к - is-

где ^ - высота выступа. Гдубпна <3 , на которой зэратдчотся й развивается поперечное откольное сечение, равна

* ^ _ »V* 1 (ЧА

X * Г = ' °

Видно, что лицевой размер отколшй шгеотшг* почтп па поря-* док превышает во юлциьу. При разруие:"": отког-пов ссчзгсе формируо? пласшюэ<5разш£Й осколок. Крптп*15скгт скорость удара, превышение которой право-? к вопни . лр,-дельной мшфотревдии при однократно;,! нагрузок.!:-. гптмсат от геометрии формирующейся впадиш;. Для впал?!" о яартсколыпгя станками критическое число Шха М, г. Г, /■, г ^

Тагиш образом, многочастпчная эрозия поверхности под дейиякет йот .а частиц сопровождается тремя юдаиа отколь-ноц отарсэдаемооти как результат проявлеавя сгг.'мяомостл твердого тела при импульсном нагружогаш: Канальный фокусируемый откол возникает под 3011011 контакта. Под удара\®1 частиц из пего формируется продольна-т макрогре-о тайна.- ?£атериад продолжает сопротивляться рззрувштал- юг,-у -действию ударов частиц. Послодуацая повреждаемость поверхностного слоя проходит в форме множественного продольного откола. Вокруг магистральной трещит; образуется система более мелках кольцевых трещин. Сопротивляемость ¡,'атерпала падает. Фрагментпровашшй ынохествекныы отколом ьатерпад в .зоне контакта разрушается. В результате уноса материала под зоной приложения импульсной нагрузки возникает впадина - воронка. Интенсивная потеря .латариала, характерная для стационарной стадии эрозий, обязана лицевому стколу, который разрушает материал рядом с зоной приложения нагрузки. Е каждом участке поверхности процесс эрозиониого изнашвания является Периодическим с поочередным участием трех видов откольнои поврездаеыости. Статистический характер включе*тчя в эрозию различных участков поверхности создает впечатление относительного постоянства потери массы под ударами час-иц;

В главе седьмой излагается экспериментальный материал

- м>-

по хлпгхоск!»* процессов в условиях одиулмшиги ■

1!ггруг01!!"!. Вопрос Й0Г.9Н дм установления природы сил, удер-иток-чих газотвр:.а!чес1ше покрытая на подлояко, посколъ- : ку сродп специалистов распространено мнение, что прочность сцоплешт определяется хшпюогаш взашодоПствпом гседду • маторлалаки покрытия п основа.

Химические прсцосск изучались в цилиндрических ампулах3 сохранения. Одшт из реагентов выполнялся в виде стержня, разиедешого по оси ампулы, другой компонент в виде поропка загружался в зазор »,:о;.;цу стер'гдом я стенко!! ампулы. Импульсное нагругенпо осуществлялось детонацией смесевого заряда из тротила л гексогона в сюгношзшш 75:25, насшшоЯ плотности. Изучались системы: ±ю - стэрт.ёнь, шор§га$ бор - засыпка, А1 - отер'че.чь, ^¿¿Ру засыпка, "П - стержень, графят - засипкэ.

Проведенный металлографический анализ позволив устано- • _ вить определяющую роль газодинамических условий на прото5а-нио химччесгл: реакций. Импульсное нагружошю ампулы сопро-вс.тдаотсл процессами разрупонпя внутренней поверхности стопок пгшуп' и стержя - реагопта. Малая плотность' борной засыпки по препятствует проникновении откольных осколков шталла внутрь зазора козду стенксЯ и стержнем. Шогочп елейные продукты реслсцпп бора и гелеза обнаруживается всюду в заеппке в виде нптзобгазних обрчзотаниЗ. Поверхноспшо слои стплыюй шпулн и сторгля, коктактпруквдо с бором, образует твердый раствор бора в.аолозо.

Относительно гаеотсая плотность засыпки из оксида хрома не позволяет проникать осколкам сторжня внутрь зазора. Следи ■ отколыюго разрупонил стержня хорошо наблюдаются з виде трэпдш в поверхностном слое. Откол иш поврогущемость спрессованного оксида хрома обнаруживается в виде трпгдн двух направлений: радиальных и Кольцовых вокруг алкмнплопого стертая. Локлдыим роатгеиоспоктрольпый анализ фаз, расположенных иапосгедствэлно на поверхности сторннл, показывает,

-"'Зкопош.мепты выполнены с Копановой ЛЛ1. из ВШЖТРИ.

что б отдельных участках имеет место восстаповленио оксида ата.гоняем. Высокая дисперсность восстановленного хрома не 'позволяет провести количественные измерения, поскольку размер зонда превосходит образукедюся частицы, и при ана-

• лпзе происходит одновременный захват несколпах дез. .

Изучение переходной змш детонационных покрытий из никеля., карбида вольфрама, плакированного киколом, позволило после долгого и гцателъного поиска обнажать фазы, состоящие пэ материала покрытия и основы. Округлая форма таких фаз 'свидетельствует, что реакция образования интер-ыеталлидов Те-^с протекает на расплавленных осколках основы. Те.оскольки, которые не успели за времена импульсного нагруЕвния расплавиться, имеют четкую границу раздела и сохраняет структуру материала основы, хотя существенно деформированную.

"Каким образад, химические процессы при импульсном на-груяешш имеют механохимлческую природу, определяются процессами откольного разрушения, которые сопровождают высокоскоростное дефо1х.шрование материала. Химическое взаимодействие меяду компонентами в динамических условиях лимитируется процессами откольного разрушения преграды. Сам процесс повреждаемости управляется газодинамическими закона!,га волновой механики. Степень взаимодействия мел;цу материалами частиц и основы при детонационном напылении невелика и но можот обеспечить значительного вклада в прочность композиция: покрытае--основа.

К проблеме химического реагирования чри импульсном на-грукенин тесно примыкает вопрос о массопероносе. В последнее время получило широкое распространение мнение об аномально высоких скоростях диффузии при ударных нагрузках. Эта точка зрения перекочевала от 8лектроискрового упрочнения поворх-

• ности к детонационному напылению и пытается обосноваться в плазменном.

• Экспериментальное изучение поверхности детонационных ' ¡покрытий, полученных за один, два., три и т.д. выстрелов показало,, что :ЭТО не так. Начальная стадия напыления характер;: зу- М-

ется эрозионной повровдаемостью выступов рельефа основы, . ' полученных при пескоструйной обработке. Мнопю мелкие осколки, локализуемые вокруг выступов основы, имеют округлую форму, что свидетельствует об их расплавлении. Эрозионное разрушение поверхности является механизмом, который поставляет материал оснсяи в покрытие, причем поставка идет в виде мелких кусков, легко обнаруживаемых при относительно небольшом увеличении. Диффузионные процессы - процессы молекулярные, требуют перемешивания материалов на молекулярном уровне. Попытки описать импульсное перемешивание продуктов разрушения частиц и основы диффузионным механизмом, который в условиях кратковременное и динамических нагрузок практи-чеиш не работает, привели к поштшо аномальности процессов массопереноса.

Глава восьмая относится к экспериментальному лзучоняв газодинамического аспекта формирования прочности сцепления детонационных покрытий.

Динамики формирования покрытия показала, что на первых трех выстрелах покрытие пористое, плохо прилегает к основе, прочность сцопления с основой недостаточна, необходимо предпринимать специальные меры укрепления покрытия при изготовлении шлифов. Увеличоние числа выстрелов приводит к возраста; а: ю прочности сцепления п изменении структуры материала. К 5-7 выстрелам заканчивается переформирование рельефа основы, впади!ш приобретают овальное очертание. Рост прочности сцепления сопровождается возникновеш!ем текстуры под впади-на.я, что свидетельствует о силышх пластических течениях, обязанных прессующему действию потока частиц. Деформация зерен в области пластических течений составляет 1000^ и выше, как при сварке взрывом. На началыюЗ стадки напыления твкетуртрование материала основы отсутствует.

Изучение разрушения прочностного шва при нормальном растяжении обнаруживает экстремальные зависимости прочности сцепления (измеряемой клеевым методом) и содоржишл метал-личоской фазы (материала оснозьО на поверхностях разрушения ох высоты шероховатости поверхности, полученной предвари-

~ 19-

тельной пескоструйной обработкой. Тот факт, что все экстремумы совпадаит, свидетельствует о корредчции моаду прочно' бтью и содержанием металлической фазы на поверхностях разрушения. При разрушеш:и композиции впадины основы удерживают напыленный материал. Эта особенность разрушения сохраняется при тангонциальном растяжении и изгибе. Разрушение проходит по -основании выступов покрытия ("зубьев")» которые'образовались. при заполнении впадин основы в процессе напыления; через откольныэ поверочные сечения тех внсгл,"г>в основы, где такая повреждаемость возникла; и по границе х.^здела покрыто - выступ, где поперечные области растягивающих налряяонпй не сформировалась. Прочность сцеплешш отдельных участков зоны контакта, через которую проходит разрушение при нормад^-иом растяжении, нэ одинакова. Минимальной прочностью сцепле-Е-Тия обладают участки контакта выступа основы с покрытием. ttor.cnмлльная прочность реализуется во впадинах основы, она 'определяет прочность всей композиции в целом. Наличие под впадина},и зон сильных пластических течений свидетельствует, О том, что прочность покрытия формируется не только за счет силового нагрукенпя частицы при ударе, но и при последующем ударном прессовании потоком частиц. Силы, удерживающие покрытие па преграде обязаны 1Ш1ря2в1шо-деформированноду состоянию материалов в зоно контакта. В общем случае хими-. чзекая реакция мезду материалами щ эграды и покрытия при н&пнлошш оказывается нэ использованной. Пути поиска увеличения прочности сцепления должны быть направлены на обеспечение условий для протекания химических р~ акций между напыляемы:,! материалом и подложкой.

В приложении I описана математическая одномерная модель, разработанная для описания удара сферической капли.

В приложении П изложены замечания относительно взаимо-'действия снарядов с массивными преградами. Показано, что ^о . многих существующих цоделях по пробиванию не принимается во внимание интерферонция, волн разгрузки, берущих начало на боковых гранях частицы, поэтому не учитывается двустадийний характер расширения сяатого материала, периодичность внед--30-

решш ударнияа, многократное генарнровашю ударгосс воли в . частице. В результата ни одна из з;звестпых моделей но описывает эффект "ужаления" поверхности при ударе. Возникновение до известного из эксперимента лицевого откола грявязнваетсл к той единственной ударней волна, которая образуется на начальной стадии, удара и основывается на учете кинетики накопления повреэдаемоста, которая содержит несколько параметров, выбираемых из эксперимента. Поэтому газодинамическая природа повреждаемости лицевого откола маскируется прочпост-ша:и свойства)«! материала. Эксперименты по эрозионному кзкадяшашш клеста с экспериментами по пробившею относительно тонких преград свид тельствуят о возникновении лицевого откола на начальной стадии удара. Откольная модель эрозионного изнашивания как результат проникания в преграду длинномерного ударника, состоящего из отдельных элементов, монет служить основой для создания корректной физической модели проникания бейка в преграду с учета», трех видов онкольных механизмов повреждаемости, циклической генерация ударных волн в частице в периодического характера вяодроппя ударника.

Автор выраглет благодарность за пгмещь в работе коллегам Беликовой А.Ф., ЗЗулаеву A.M., Мукасъяну A.C., Черноморской U.A.

- 31-

0щ1е шводы

Вяэрвые проведенное комплексное теоретическое и экспе-• рнменгальное исследование структурного и газодинамического аспекта проблемы взаимодействия потока частиц с поверхностью при эрозии и газотермичаском напылешш позволило обобщить накопленный фактический материал, объяснить природу сопутствующих процессов, понять особенности сопротивляемости материала импульсному нагружению потока- йстиц. В результата этих исследований сделаны выводы:

1. Воздействие на твердое тело потеком частиц сопровождается одновременно протекащиш процесса/ли упрочнения поверхностного слоя и образованием в нем разуплотненных канальных областей.

2. Повреждаемость при импульсном нагругшшш .имеет от-кольную природу и обязана фокусировке волн разгрузки.

3. Эрозионное изнашивание индивидуального участка поверхности является процесса,! периодическим с поочередным участием трех видов повреждаемости: канального откса, продольного множественного и лицевого отколов.

4. Химические процессы в условиях импульсного погружения носят механохимическиЗ характер и лимитируются стадией разрушения, сопровикцавдей высокоскоростное деформирование.

5. Прочность сцепления детонационных покрытий обеспечивается в общем случав напряженно-деформированным состоянием материалов позфытия и основы в зоне контакта. \

- ъг-

Основное содержание диссертации отражено в следущих .

опубликованных работах:

1. Буравова С.Н. Анализ процесса соударения частиц с поверхностью при детонационном напылешш, Ф1В, !¡¡ 5, 1983, с.126-131.

2. Буравова С.Н. Образование второй ударной волны при соударении частиц при детонационном напылешш, ФГВ, Гя 5,

1985, c.I07-II3.

3. Буравога С.Н. Взаимодействие о.^орической частицы с плоской мишенью при низкоскоростном ударе. Д&п.рукопись в ВИНИТИ, от 19.09.85 Га 6778- В 35.

4. Клсолев Ю.Н,, Миронов S.A., Попов В.А., Беликова A.Q., Бурааоса С.Н., Цулаев A.M. О механизме взаимодействия потока частиц с преградой. В ich. Детонация и ударные вол ни, Черноголовка, 1986, c.?&So.

5. Попов В.А., Буравова С.Н. Анализ представлений о физико-химических процессах, сопрововдащих детонационно-газовое напылешш. Б кн. Детонация и ударные волнн, Черноголовка,

1986, 0.32-35. '

6. ьуравова С.Н. О природе раотекаия частиц при низкоскоростном ударо. Штерн алы Всесоюзного семинара Достияенля в области те>:на;ог.ш "изотермических покрытий и методы ах диагностики, Апатиты, 1989, с.132-143.

7. Буравова С.Н., Гончаров A.A., Колбасой Д.В., Мукасьян A.C., Федукина'В.М., Федысо Ю.П. О природе адгозношюЗ связи детонационных позфытий с подложкой, I. л тори алы Всесоюзного семи:ира Достижения в области технология газотсрмических покрытий и метода их диагностика, Апатиты, 1989, с.118-131.

8. Б/равова С.Н. Массопереноо при детонационном напылешш. Порошковая металлургия, республиканский межведомственный c6opifflK тучных трудов, внп.12, Минск, Высшая школа, 'I9P8, 0.4-9. - ЪЪ-

9. -Беликова Л.Ф., Буравона С.Н., Гончаров A.A., Копанова Л.И. Федьк.о Ю.П. Газодинамический аспект грозил при импульс' нем нггрукении поверхности твердого тела. Поверхность, № J.0, 1989, с. 134-139.

10. Беликова А.Ф., Ыулаев A.M., Дуравова С.Н., Киселев D.H., Миронов Э.А. Динамика формирования детонационных покрытий. 5изХШ, Л 4, 1989, с. 100-109.

И. Буранова С.Н. 0 механизме эрозиотюго изнашивания под действием потока частиц. Сб.трудов конференции "Теоретические в экспериментальные проблемы взаимодействия частиц с поверхностью". Киев, ИШ АН УССР, 1988, с.34-42.

12. %равова С.Н., Яковлева Г.С. К вопросу о передаче импульса от частицы к поддонке при ударе. Тез.докладов совещания "фундаментальные цроблемн физики уд&рных воля'.1 Черноголовка, 1987, 106-108.

13. Зуравова С.Н. 3}$ект гТюкускровки волн разгрузи; при воздействии ударников ограниченных размеров. Письма в ITS, T.I5, 3B.I7, 1989, с.63-67.

14. Беликова А.Ф., Еулаев A.M., F/равова С.Н., Киселев D.H., Миронов Э.А. О природе массопереноса при детонационном напылении. В сб.материалов лШ Всесоюзного совещания по жаростойким покрытиям, Впсокотемператургае покрытия, Ленинград, Наука, 1988.

15. Брпзгия A.A., Бураьона С.Н., Курылов М.В. Влияние формы частиц па повреждаемость преграды при ударе частиц.

В сб. Динамическая прочность и трзицшоотойкость конструк-' циошшх материалов. Киев, И2Ш АН УССР, 1988, с.94-100.

16. Буравова С.Н., Бризгян A.A. Отколыие явления при взаимодействии потока частиц с поверхностью твердого тела.

В сб. Динамическая прочность п трещи'-юстойкос^ь конструкционных материалов. Киев, ИЛИ АН УССР, I9S8, с.101-107.

17. Ьуравова С.Н. Газодинамика удара частиц о поверхность при детонационном нап:тении и эрозии. В сб. Композпцл он-ныо покрытая. Iei'Cmjip, 1986, с. 63-64.

-34-

18. Беликова Л.Ф., Будаев А.М., Цуравова С.Н., Киселев Ю.Н,, Миронов Э.А. Об адгезионной связи детонационных покрытий с подлетной. Б сб. Композиционные покрытия. Емтошф, 1986, с.101-103.

I!). Буравова С.Н., I'cir-iapoB A.A., Гурилев ГО., Федысо Ю.П. Адгезионная связь оксидных покрытий. В сб.Порошковая металлургия. Тез.докладов ХУ1 Всесоюзной конференции, Свердловск, 1989, с.68-69.

20. Вадчеш:о С.Г., Буравова С.Н., Елисеев М.В., Григорьев Ю.М. Высокотемпературное взаимодействие тантала с монокосидом углерода. ФГВ, 1930, J5 6, I08-II3.

21. Вуравова С.Н. Механизм разрушения пластичных материалов при эрозионном пзнашмвашга. Тез. XXIII Заседания по защитным и восстанови те лънш покрытиям. Ивано-Франковск, 1990, с.188.

22. Буравова С.Н., Киселев Ю.Н., Копанева Л.И., Шронов Э.А. Поврездаеноить при действии импульса лазерного излучения на поверхность. В сб. Применение процессов газотершчес-кого напыления и лазерной обработки. Н.Новгород, 1990, с.47-40.

23. Ададуров Г.А., Буравова С.Н. Термодинамика процесса алшотормического подучошш карбидов тугоплавких металлов, (препринт), Черноголовка, 1584, с.16.

24. A.C. 1266220, ГЛор-санов А.Г., Бор овин екая ПЛ., Качин А.Р, Буравова С.Н., Ададуров Г.А., Нащокин A.B. Способ получения материалов на основе тугопяагчих соединений. От

15 января J9B5, с 22 с 104.

25. A.C. JS 1354484, Морганов А.Г., Боровинская И.П., Качин А.Р. Буравова С.Н., Ададуров Г.А., Натекли A.B. Устройство для лзрштой обработки продуктов синтеза тугоплавких неоргп-iniMoni'jix соединений. От 15 января 1985 B0I 3/08.

20. Бура попа С.Н., Черноморская S.A. Эффект "уналегаш" при импульсном локальном нагруиониа поверхности. 3 сб. Применение) импулг-ointx методов и обработка давлением для - 3S"-

производства порошковых изделий, композиционных материалов. Волгоград, 1920, с.8-10.

27. Буравова С.Н. Эрозионная повреждаемость поверхности твердого тола под действием потока частиц. Письма в ИФ, т.16, в.19, 1990, с.24-28.

28. Еуравова С.Н., Гончаров A.A., Киселев ЮЛ1., Миронов Э.А., Федько Ю.П. Физико-химические аспекты формирования адгезионной связи детонационных покрытий. I. Порошковая металлургия, 1991, J£ 10, 22-27.

Схема расположения волн в частице и в преграде, а - начальная стадия столкновения встречных волн разгрузки, М'- головная характеристика первой волны разгрузки (<?=§,), ВВ - головная характеристика второй волны разгрузки (6=6д), а в а'з'С- искривленные участки Фронта ударног волны; б - образование продольной канальной области высота растягивающих напряжений, аа'- откольная трещина,ава'-..фронт отранегпюго импульса схтлтая.

Рис. 2. Зависимость глуби ни про-шихиия зсанальноа мпкро-трецшш от ума наклона боковых граней частицы к лицевой поверхности. 0,55; 2 - 0,1;

0,5 ' 0.8 1,0 1.2 1/1

I -

3 -

"'о

0,2; 4 - 0,3; 5 - 0,5.

3-7-

Рис.3. Зависимость глубины проникания канальной макротрещины от числа Маха для брускообраз-ной частицы прямоугольного сечонвя.

Л 8«

60 10

20

О

• . • V" Т14 —1г-Л

1

\

\

\

( ,1 0,2 Мо

1*

N

л. -0./

0.2

ач

о.в

ол

ю

Рис.4. Число циклов нагру-кэвкя, необходимых для формирования канального макрооткола в зависимости от числа Маха.

-

Рис.5. Зависимость доли

воспринятого преградой импульса от высоты частицы при

м0 = 0.1.

а

* I 2 *

Рис.6. Схема одновременного взаимодействия двух частиц с поверхностью. 1,2 - фронт ударной воин в чамице • ихреграде, ЛА - головные характеристики пергей волны разгрузки, во - хвостовая характеристика втовой волш. Ц> - хвостовая характеристика первой волны разгрузки 3 - область взаимодействия двух волн разгрузки, 4 - продольный канальный откол, СО'- поверхность конуса сжимаемости.

Рас. 7, Заиисимость толпупы упрочненного слоя от концентрации одновременно действующих частиц. I - И0 = 0,05; 2 - 0,1; 3 - 0,2; 4 - 0,4; 5 - 0,5.-

I -

.3 3-

Рис.8. Схема течения в окрестности ступеньки, начальный момент соударения (нерегулярное отпадение ударной волны на'границе раздела боковая грань частицы - ступенька) АС - искривленный участок фронта ударной волны, ЛА, СС - головная и хвостовая характеристики волн разгрузки. П - регулярное отражение косой

. ударной волны. ДА'и 'ДС'-огибащне к головным п хвостовым характеристикам, А'С^точки сопряжения к головное ч хвостовой хар-кам волн разгрузки

Рис.9. Зависимость угла конуса сглмаемости ^ • угла наклона лицевого откола $ к поверхности преграда, максимальных размеров ширины и толщины откольноЗ пластины от числа Маха.

V ад р йк Но

3 X 1

о /

1 / I

> * /

--Г- 1

1о а

Рис.10. Зависимость прочности сцепления и содержания напыляемого материала на поверхностях разрушения, после нормального растяжения от высоты шероховатости

1 - основа,

2 - покрытие.

4%

(О

«о 10

^7.05.1992г. Зак. 389 Объём 2.5п.л. Тир. ЮСэка. Типография ЙХФЧ РАН