Формирование строения, структурно-фазовых состояний и свойств зоны двухкомпонентного электровзрывного легирования металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Мартусевич Елена Владимировна

Формирование строения, структурно-фазовых состояний и свойств зоны двухкомпонентного электровзрывного легирования металлов

Специальность 01.04.07 - «Физика конденсированного состояния»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк - 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"

Научный руководитель - доктор физико- математических наук,

профессор Громов В.Е Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, доцент

Ведущая организация - ОАО "Новокузнецкий металлургический комбинат"

Защита состоится .15. ноября 2004 года в 12 часов на заседании диссертационного совета К 212.252.01 при Сибирском государственном индустриальном университете по адресу: 654007, г. Новокузнецк Кемеровской области, ул. Кирова, 42.

Факс: (3843) 465792, e-mail: gromov@phvsics.sibsiu.ru.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО "Сибирский государственный индустриальный университет".

Автореферат разослан 2 октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Колубаев Александр Викторович кандидат технических наук Пискапенко Владимир Викторович;

кандидат технических наук, доцент

Куценко А. И.

2005-4 13552

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Данная работа выполнена в рамках общего направления развития научных исследований и практических разработок - защиты и упрочнения материалов с использованием концентрированных потоков энергии Необходимость их проведения обусловлена ужесточением требований к современным конструкционным материалам и ограниченными возможностями способов их обработки Повышение эксплуатационных характеристик материалов может эффективно достигаться легированием поверхности с использованием импульсных плазменных струй, формируемых при электрическом взрыве проводников Взаимодействие сверхзвуковых плазменных струй с плоской поверхностью приводит к образованию вблизи нее ударно-сжатого слоя с высокими значениями температуры и давления плазмы В результате этого оказывается возможным плавление тонких поверхностных слоев материала и насыщение их продуктами взрыва

На практике часто возникает необходимость получения на поверхности материалов слоев, обладающих одновременно комплексом необходимых эксплуатационных свойств. Решение этой проблемы может быть получено при одновременном или последовательном легировании поверхности двумя или большим количеством элементов Ранее были изучены возможности формирования структурно-фазовых состояний и свойств поверхности металлов при электровзрывиом легировании (ЭВЛ) ее каким-либо одним элементом (углеродом, алюминием. никелем и др) Металлофизические же аспекты двух- и многокомпонентного ЭВЛ в настоящее время остаются неизученными

Таким образом, для практического применения данного способа поверхностного легирования необходимо, с одной стороны, всесторонне изучить его технологические возможности С другой стороны, с тем, чтобы управлять результатами обработки, необходимо дать описание всего комплекса процессов, сопровождающих формирование плазменных струй и взаимодействие их с поверхностью

Целью работы было описание процессов формирования строения, структурно-фазовых состояний и свойств зоны двух компонентного ЭВЛ на поверхности сталей и титанового сплава Для ее достижения поставили задачи

1 Реализовать различные варианты двухкомпонентного ЭВЛ на примере обработки широко используемых на практике инструментальных сталей и титановых сплавов

2 Изучить строение, структуру, химический и фазовый состав, а также служебные

свойства модифицированных слоев — --|

Jeoc. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

3 Дать модельное описание процессов электровзрывной обработки, начиная с момента собственно электрического взрыва проводника, последующего формирования из продуктов взрыва плазменной струн, ее разлета при истечении из сопла в технологическую камеру, механизмов растворения легирующих элементов в расплавленном слое

Научная новизна. Впервые целенаправленно было осуществлено двухкомпонентное ЭВЛ сталей и сплавов и изучено строение и структурно-фазовые состояния модифицированных легированием слоев, а также их свойства (жаро- и износостойкость, микротвердость) Определены возможности управления процессом электровзрывной обработки при изменении следующих параметров

1) соотношения в гетерогенной плазменной струе конденсированного и плазменного компонентов путем выбора энерговклада во взрываемый проводник, его материала, размеров и формы;

2) теплового воздействия на облучаемую поверхность при выборе энерговклада во взрываемый проводник, диаметров внутреннего и внешнего электродов разрядного устройства и канала сопла, а также расстояния от его среза до поверхности,

3) степени легирования плазменным компонентом струи при выборе термосилового воздействия на поверхность

Практическая ценность. Расширены технологические возможности ЭВЛ При элек-тровэрывном бороалитировании и боротитанировании сталей и карбоалитировании титанового сплава получены поверхностные слои, одновременно устойчивые как против высокотемпературного окисления, так и против изнашивания в условиях сухого трения скольжения и абразивного износа Прочностные характеристики повышены в несколько раз. Определены возможности управления процессом электровзрывной обработки поверхности и обоснованы предложения по ее использованию в условиях производства

Положения, выносимые на защиту:

1 Способ обработки металлов импульсными плазменными струями, сформированными при электрическом взрыве алюминиевых или титановых фольг с нанесенными на них навесками аморфно! о бора или совместно с углеграфитовыми волокнами, приводящий к образованию поверхностных слоев, в состав которых входят как элементы материала основы, так и элементы, вносимые из пучка

2 Результаты исследований строения, структуры и фазового состава модифицированных слоев, их микротвердости, жаро- и износостойкости

3 Результаты анализа кинетики элекгровзрыва фольги, обосновывающие возможности управления структурой плазменной струи выбором материала взрываемого проводника, его размеров и формы, а также энергии накопителя

4 Схема расчета параметров плазменной струи радиуса ее границы как радиуса зоны ' плазменного воздействия, температуры и давления, а также плотности поглощаемой мощности на оси струи в зависимости от размеров разрядного устройства, расстояния от среза сопла до облучаемой поверхности

5 Модель насыщения расплава плазменным компонентом струи (на примере науглероживания железа).

Личный вклад автора состоит в анализе современного состояния проблемы импульсного легирования поверхности металлов с использованием концентрированных потоков энергии и, в частности, гетерогенных плазменных струй продуктов электровзрыва проводников, в определении круга вопросов, требующих дальнейших исследований в этой области научных и практических разработок, формировании цели и задач работы, в получении новых структурно-фазовых состояний поверхностных слоев сталей и сплавов, изучении их методами физического металловедения и определении их свойств, модельном описании «внешних» процессов обработки, позволяющих оптимизировать ее результаты

Апробация работы. Результаты диссертации представлялись на XIII Петербургских чтениях по проблемам прочности, Санкт-Петербург, 2002, Всероссийской конференции "Дефекты структуры и прочность кристаллов", Черноголовка, 2002, II Российско-китайском семинаре "Фундаментальные проблемы современного материаловедения", Барнаул, 2002, Международной конференции "Science for Materials in the Frontier of Centuries Advantages and Challenges", Киев, 2002, VII Международной школе-семинаре, посвященной году науки и культуры Казахстана в России, Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003, Международной конференции "Действие электромагнитных полей и тока на пластичность и прочность материалов", Москва, 2003, XXV Международной конференции "Физика прочности и пластичности", Тольятти, 2003, XVII Уральской школе металловедов-термистов Киров -Екатеринбург, 2004, I31'1 International Conférence on Metallurgy and Materials "Métal 2004", Ostrava, Czech Republic, 2004, XLII и XLIII Международной конференции "Актуальные проблемы прочности", Калуга и Витебск, 2004, Международной конференции "Действие электрических, магнитных полей и электрического тока на объекты и материалы" Москва, 2004

Публикации По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе I коллективная монография. 3 статьи, 12 тезисов докладов

Структура и объем работы Диссертация включает в себя введение , 4 главы и заключение, изложена на 135 страницах машинописного текста, содержат 26 рисунков и 6 таблиц, список литературы состоит из 176 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Первая глава "Формирование структурно-фаговых состояний и свойств поверхностных слоев металлов при электровзрывном легировании" посвящена обзору научных исследований и практических разработок в области упрочнения и защиты металлов поверхностным легированием с использованием концентрированных потоков энергии Рассмотрены литературные данные по формированию импульсных плазменных струй при электрическом взрыве проводников с использованием коаксиально-торцевой системы электродов, возможностям управления их структурой, взаимодействию с поверхностью Рассмотрены различные физические процессы, характерные для импульсного поверхностного легирования, в частности, электровзрывного, и определяющие формирование структурно-фазовых состояний и свойств модифицированных легированием слоев На основании проведенного анализа сформирована цель и задачи диссертации

Во второй главе "Материалы, электровзрывная установка и методика исследований" описана функциональная электрическая схема лабораторной установки (рисунок 1) для получения гетерогенных плазменных струй, приведены ее параметры Рассмотрены использованные методы исследования фазового состава и свойств поверхностных слоев Описана методика определения интенсивности теплового воздействия на облучаемую поверхность

Применение упрочняющей и защитной обработки с использованием концентрированных потоков энергии особенно перспективно для снижения разрушений, связанных с такими явлениями как изнашивание, усталость, коррозия, высокотемпературное окисление Известно, что высокой износостойкостью обладают поверхности, упрочненные, например, карбидами или боридами, а высокой стойкостью к окислению - интерметаллидами При выборе материалов взрываемых проводников для ЭВЛ целесообразно было учесть эти результаты работ по традиционной химико-термической обработке Поэтому в качестве взрываемых проводников были использованы алюминиевые фольги толщиной 2 и 10 мкм и углеграфито-вые волокна А также в область взрыва вводили навески порошка аморфного бора или смеси бора с другими веществами

Обработке подвергали образцы размерами до 30x30x3 мм технически чистого титана марки ВТ1-0, рафинированного железа 008ЖР и сталей Р6М5 и Х12М Выбор материалов

обусловлен практическими соображениями, поскольку инструментальные стали, и титановые сплавы широко используются в технике Одновременное легирование алюминием и углеродом, алюминием и бором, титаном и бором проводили в одинаковых условиях при определенных значениях диаметра внутреннего электрода (20 мм) и канала сопла (20 мм), а также расстояния от его среза до образца (тоже 20 мм) При этом поглощаемую поверхностью плотность мощности, давление и температуру в ударно-сжатом слое задавали выбором энергии накопителя. Эффективные значения этих величин составили соответственно -9=5,5'!О5 Вт/см2, р =13,1 МПа. и Т ~ (2,3 2,5) 105 К Они были рассчитаны для эффективного времени г„ = 100 мкс воздействия на поверхность, длительность которого полагали равным одному периоду разрядного тока

__а.

1ТУ |—

I

КЗ

5

ч вн

Ч дг 1-

вн

пг

и-

Л,

Рисунок 1 - Функциональная электрическая схема лабораторной электровзрывной установки ЭВУ 60/10

ПУ - пусковое устройство; ВН - вакуумный насос; ЗУ - зарядное устройство, КЗ - ко-роткозамыкатель, ИШ - изолирующая штанга, ЕН - емкостный накопитель, ДР -дуговой разрядник, ПГ - плазменный генератор; ТК - технологическая камера

Рисунок 2 - Схема плазменного генератора

Л, - диаметр внутреннего электрода, - диаметр канала сопла, 1, 2 - внутренний и внешний электроды, 3 - разрядная камера, 4 - диэлектрик. 5 - взрываемый проводник

Особенностью использованного оборудования является плазменный ускоритель, состоящий из коаксиальных электродов и компрессионной камеры с направляющим соплом (рисунок 2) Он позволяет сформировать сверхзвуковую струю продуктов взрыва, обеспечивающий при взаимодействии с поверхностью необходимые условия для осуществления процесса импульсного жидкофазного легирования

Металлографический анализ проводили с помощью оптического микроскопа «Не-офот-21» Микротвердость измеряли на приборе ПМТ-3 Рентгеносгруктурные исследования проводили на дифрактометре ДРОН-2,0 Износостойкость определяли в условиях сухого трения скольжения в паре с вращающимся шариком из закаленной стали ШХ15 или с торцом цилиндра из электрокорунда Испытания на высокотемпературное окисление И коррозию проводили весовым методом

В третьей главе «Строение, структурно-фазовые состояния и свойства зоны двухкомпоиентного электровзрывного легирования» рассмотрены результаты металлографических исследований строения и структурно-фазового состояния поверхностных слоев металлов после двухкомпоиентного электровзрывного легирования, а также приведены экспериментальные данные определения их свойств - микротвердости, жаро- и износостойкости.

Рисунок 3 - Микрофотографии модифицированных слоев стали Р6М5 (а) и титана ВТ1 -0 (б) 1 - легированный слой, 2 - граница плавления, 3 - основа;

Исследования образцов методом световой микроскопии показали (рисунок 3), что после обработки на поверхности образовывался слой толщиной около 40 мкм, имеющий резкую границу с основой По характеру химической травимости шлифов можно было сделать вывод, что слои были образованы при кристаллизации из жидкого состояния и содержали новые фазы обусловленные легированием расплава компонентами пучка Этот вывод подкреплялся данными рентгеноспектрального микроанализа и рентгеноструктурного фазового

анализа Степень легирования и фазовый состав поверхности были сравнительно однородными по глубине вплоть до границы плавления. 1п(Ат,

мг/с*'2* —-----—-1

Рисунок 4 - Кинетические зависимости прироста массы Дш от времени х испытаний в двойных логарифмических координатах при окислении титана в атмосфере воздуха при 800 °С Типы образцов 1 - исходные (ВТ1-0), 2, 3 и 4 - после обработки по вариантам: первому(Л)), второму(АЬОз) и третьему(А1С) Для сравнения указаны данные для образцов ВТ6С до (5,7) и после апитирования (6, 8)

Испытания на жаростойкость (рисунок 4) образцов технически чистого титана марки ВТ 1-0 показали, что кинетика окисления поверхности до и после обработки при 800 °С подчинялась сложно-параболическому закону По сравнению с образцами, не подвергавшимися защите электровзрывным легированием, скорость окисления образцов после алитирования была в 5 раз ниже Комплексное легирование титана совместным электровзрывом алюминиевых фольг и углеграфитовых волокон приводило к уменьшению скорости окисления только в 2 раза При этом износостойкость поверхности в условиях сухого трения скольжения в первом случае практически не изменялась, а во »тором - увеличилась в 6 раз Значительное увеличение износостойкости (до нескольких сотен раз) было получено при совместном насыщении поверхности алюминием и порошковыми частицами оксида алюминия Вместе с тем эти частицы, по-видимому, обладая плохой адгезией с металлической матрицей, плохо удерживались в слое Частицы же углеграфитовых волокон, наоборот удерживались хорошо, а в процессе отжига частично растворялись в слое с дополнительным образованием и ростом частиц карбида титана Из анализа данных, полученных на сталях, следует, что окалина на обеих сталях до обработки росла по линейному закону, но с различными скоростями Как видно и! таблицы 1 обработка приводила к уменьшению скорости окисления и, по-видимому, к смене закона окисления После пяти часов испытаний при 800 °С жаростой-

-0,6 -0,8 -1,0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1в(т,ч)

кость бороалитированной стали Х12М возросла в 2 раза, а боротитанироваиной стали Р6М$ -почтив 15 раз

Рассмотренные выше данные сравнивали с результатами коррозии образцов в насыщенном воднвм растворе аспирина при комнатной температуре В этом случае ЭВЛ приводило не к уменьшению, а к увеличению скорости коррозии Например, образцы стали Х12М после электровзрывной обработки первые 200 ч выдержки в аспирине корродировали со скоростью примерно в 10 раз более высокой, чем образцы без обработки Поведение стали Р6М5, было аналогичным, с той лишь разницей, что показатель коррозии до обработки у нее был почти в 3 раза выше, а после обработки он увеличился в 4 раза

Испытания на абразивную износостойкость (таблица 1) показали, что бороалитирова-ние стали Х12М и боротитанирование стали Р6М5, приводило к увеличению стойкости примерно в 3 раза

Таблица 1 - Результаты испытаний на жаростойкость в атмосфере воздуха образцов из сталей Х12М и Р6М5 без обработки (числитель) и после обработки (знаменатель) электровзрывным бороалитированием и боротитанированием соответственно

Температура испытаний, К Время испытаний, ч Удельная прибыль массы, г/м2 Массовый показатель коррозии, г/(м2 ч)

Х12М Р6М5 Х12М Р6М5

1173 5 84/37 486/60 17/7 97/12

1123 5 34/4 407/20 7/1 82/4

1073 5 19/8 367/26 4/2 73/5

1073 10 40 932/- тоже то же

1073 25 89 2650/ - то же то же

1073 50 -/10 6136/2710 то же то же

1073 60 7497/ - тоже тоже

1073 80 -/- 10989/- то же то же

1073 90 322 -/- тоже то же

1073 100 -/- 13594/2856 то же то же

1073 120 436 -/- то же тоже

1073 150 547/55 -/- то же то же

Четвертая глава "Теплофизические и физико-химические процессы при электровзрывном легировании" посвящена модельному описанию "внешних" процессов электровзрывной обработки а именно кинетике разрушения фольги, разлету плазменной сгруи в

технологической камере и переносу легирующих элементов через границу раздела плазма-расплав

Продукты электровзрыва включают в себя конденсированные частицы. Их общее содержание и соотношение между ними и плазменной составляющей в пучке во многом определяют результаты воздействия его на поверхность В связи с этим нами было выполнено исследование, позволяющее получить представление о возможности управления фазовым составом формируемого пучка

Исходя из закона Джоуля-Ленца в дифференциальной форме и определения удельной (на единицу массы) плотности мощности, выделяемой в материале взрываемого проводника в процессе разряда, было получено уравнение, которое связывает между собой значение радиуса г, кромки разрушающейся фольги и время тр, прошедшее после начала разряда.

Соотношение включает в себя, с одной стороны, характеристики разряда (удельную энергию разрушения и амплитудное значение силы разрядного тока / Д а с другой, -толщину фольги А и ее теплофизические свойства (плотность р и электропроводность <т), и показывает возможности управления процессом электровзрывной обработки

Интегрирование было

проведено в предположении, что сила разрядного тока была настолько велика, что фольга разрушалась в первой четверти разрядного тока. При этом синусоидальная зависимость разрядного тока была

аппроксимирована линейной

функцией Данное соотношение было протестировано путем расчета известной из литературы зависимости и 4 8 12 Хр, мкс г(т), полученной экспериментально

Рисунок 5-Зависимость радиуса фронта разру- "У™ скоростной фоторегистрации шения , от времени разряда накопителя г,., процесса разрушения круглой фольги

при коаксиально-торцевом токопод-

I - для медной фольги (точки на зависимости -

воде (рисунок 5) Согласование моде-

данные измерений) 2 - для фольги из алюминия

П

Гр,мм

ли с опытными данными достигалось при условии, что энергия разрушения фольги должна быть меньше, чем энергия ее сублимации

Таким образом, из модели следует, что продукты разрушения проводника представляют собой гетерогенную систему, состоящую из плазменного компонента и конденсированных частиц Разрушение фольги начинается в ее центре и распространяется к периферии и происходит по механизму электрического взрыва Формирование продуктов взрыва в направленную струю приводит к тому, что ее фронт образует высоко-энтапьпийный плазменный компонент, образованный при разрушении центральной области фольги, а тыл включает в себя конденсированные частицы, образовавшиеся преимущественно из периферийных областей фольги Использование вместо фольги круглой формы фольги в форме креста или полоски при условии постоянного значения энергии накопителя должно приводить к уменьшению градиента фазового состава струи в направлении ее распространения и уменьшению разброса конденсированных частиц по размерам

Энергия, запасаемая накопителем, при определенной величине ее емкости, определяется зарядным напряжением V Выбирая то или иное напряжение, можно управлять тепловыми потоками через облучаемую поверхность Помимо зарядного напряжения на поглощаемую плотность мощности д влияют также диаметр внутреннего электрода </,, диаметр канала сопла разрядной камеры , расстояние от его среза до облучаемой поверхности И Эти зависимости были исследованы нами экспериментально Как видно (рисунки 6, 7 и 8) С увеличением напряжения плотность мощности ц растет по закону (У2 Зависимость д от Н - обратно пропорциональная, что эквивалентно тому, что она изменяется с изменением радиуса зоны плазменного воздействия по закону I!г]

и\н

Рисунок 6 - Зависимость поглощаемой плотности мощности от квадрата напряжения

£/,, ¿„соответственно'! _ 5 2-5 ,10, 3 -

10,15,4- 10,20,5-10,10,6-15,15,715 .20; 8 - 15 , 10,9 -20,15, 10- 20 ,20; 11-20,10;

/у2 103,мм'2 Зависимость д о г диаметра внутреннего

электрода обратно пропорциональна корню

четвертой степени из его значения (рисунок 8).

При этом влияние диаметра канала сопла

оказывается немонотонным, при уменьшении

<7 сначала увеличивается, а затем уменьшается

Все эти зависимости нашли объяснение с

использованием следующей расчетной Рисунок 7-Зависимости поглощаемой плотаосги схшы ^ ^

мощности от расстояния п облучаемой поверхности от среза сопла эффективные значения поглощаемой

плотности мощности исходили из

определения этой величины и полагали, что тепловой поток равномерно распределен по

площади зоны облучения Ее радиус находили как радиус г, границы струи При этом

(I 20 40 «1

И, мм

Ч-Ю"9.

Вт/м2

0 4 Из 0 6 0 7

0 4 0 5 0 6 0 7

<1/ь, мм-""

0 6 в

V чС IV

/V /V К

\ / V N

\ л - / \ >

\ N

5 10 15 20

5 10 15

(I,, ММ

Рисунок 8 - Зависимости поглощаемой плотности мощности от диаметра внутреннего электрода Пунктиром показаны расчетные зависимости Диаметр сопла мм а-20. б-15, в-10

профиль струи аппроксимировали уравнением эллипса Из этого следовало, что отклонение струи от оси на заданном расстоянии /; от среза сопла определяется максимально возможным ее отклонением в конкретных условиях разряда и соответствующим ему расстоянием

А те в свою очередь зависят от отношения п давления плазмы к давлению в технологической камере Давление плазмы находили как разность динамического давления рЛш и магнитного /?„ Для нахождения динамического давления исходили из уравнения состояния, в

4

котором плотность плазмы р рассчитывали с использованием уравнения гидродинамического потока энергии, а температуру Г„ на срезе сопла с использованием закона Стефана-Больцмана

Сравнение расчетов с экспериментальными данными (рисунок 8) позволяет считать предложенную схему расчетов удовлетворительной Характеристики струи, определенные при вычислениях, а именно, ее скорость, плотность, температура и давление на срезе сопла, степень нерасчетности п, скорость звука V,,, числа Маха на срезе сопла М0 и на границе струи М„ представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Значения параметров плазменной струи при различных значениях диаметров внутреннего и внешнего электродов

Ти КГ1, Рлнн» V», ми п и. В, г)-

мм к МПа км/с град мм

< = 20 мм: 0„„ = 0,5; у= 17,2 км/с; р = 0,082 кг/м3; р„ = 36 кПа

5 6,2 1,6 5,6 3.1 44,0 7,3 27,3 20,3

10 5,2 1,3 5,2 3,3 37,0 7,5 24,6 19,1

15 4,7 1,2 4,9 3,5 33,3 7,7 23,0 18,5

20 4,4 1,1 4,8 3,6 31,1 7,8 22,1 18,1

<>. = !5 мм: = 0,46, V = 16,5 км/с, р =0,153 кг/м3 р. = 64кПа

5 7,8 3,7 6,3 2,6 57,4 6,8 32,2 20,1

10 6,8 3,7 5,9 2,8 50,2 7,0 29,3 19,0

15 6,3 3,0 5,7 2,9 46 4 7,1 28,7 18,4

20 6.0 2,8 5,3 3,0 44,0 7,1 27,8 18,1

= Ю мм- п.,.. = 0,39; V = 15,1 км/с, р =0,376 кг/м3; р = 140 кПа

5 10,6 12,2 7,4 2,05 85,4 6,3 40,6 22,2

10 9.6 11,1 7.0 2.15 77,5 6,37 38,9 21,1

15 9,1 10,5 6,8 2,21 73,4 6,4 37,8 20,5

20 8,8 10,2 6,7 2,25 70.8 6,43 37,2 20 2

Из модели разрушения фольги следует что при увеличении энергии, вкладываемой от накопителя в разряд, содержание капельной составляющий струи уменьшается, а плазменной растет При этом растет и термосиловое воздействие на облучаемую поверхность В связи с этим можно ожидать что вклад в степень легирования капельной составляющей струи при увеличении энергии накопителя будет уменьшаться В то же время, увеличение степени ио-

низации плазмы в ударно-сжатом слое вблизи поверхности может приводить к значительному увеличению адсорбции расплавом Это должно вызывать увеличение степени легирования расплава плазменной составляющей струи

Разделить вклады каждого из компонентов струи продуктов взрыва металлических фолы практически невозможно Вместе с тем, эти вклады можно разделить при обработке электровзрывом углеграфитовых волокон Это связано с тем, что, во-первых, частицы волокон в пучке находятся в твердом состоянии, а, во-вторых, при обработке таких металлов как медь, никель и других, частицы волокон из-за низкой смачиваемости их расплавами в жидкий слой не проникают, а образуют на поверхности сплошное покрытие При обработке железа проникновение в расплав частиц волокон происходит только при достаточно интенсивных режимах воздействия на поверхность Но даже в том случае, когда частицы проникают в слой, за малое время обработки они не успевают раствориться в нем. Известны литературные данные количественного рентгеноструктурного фазового анализа слоев железа, науглеро-женных при различных режимах обработки, когда волокна либо вообще не проникали в расплав, либо проникали в него в сравнительно небольшом количестве

В связи с этим представляло интерес дать модельное описание влияния режима обработки на степень легирования слоя расплава, образующегося на поверхности, плазменной составляющей пучка Режим задавали выбором зарядного напряжения накопителя энергии

Исходя из определения потока массы, с одной стороны, и представления его как величины пропорциональной разности концентраций углерода предельной С0 на поверхности и текущей С в объеме, получили дифференциальное уравнение, в котором коэффициент массообме-0 20 40 «о 1м—на /} представляли как функцию, экспоненциально зависящую от температуры и , кВ 1,8(1), 2,0 (2), 2,2(3), 2,6 (4) г _г п

1п У'! = _ Р

Рисунок 9 - Кинетика науглероживания железа

где - глубина зоны плавления и легирования, г„ и г„, - время импульса воздействия на поверхность и время начала ее плавления в конкретных условиях обработки

Уравнение получено, исходя из того что глубина зоны плавления в процессе воздействия плазмы на поверхность изменялась известным образом Результаты расчетов по модели (рисунок 9) удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными Энергия

15

активации процесса растворения углерода в слое оказалась равной 183 + 5 кДж/моль Столь высокое значение энергии активации, отражающее сильную зависимость степени науглероживания от температуры в ударно-сжатом слое, означает, что лимитирующей стадией процесса легирования плазменной составляющей пучка является адсорбция плазмы на поверхности расплава

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Обработка металлов импульсными плазменными струями, сформированными при электрическом взрыве алюминиевых или титановых фольг с нанесенными на них навесками аморфного бора или совместно с углеграфитовыми волокнами, приводит к образованию поверхностных слоев, в состав которых входят как элементы материала основы, так и элементы, вносимые в слой из пучка.

2 Методами оптической микроскопии и рентгеноструктурного фазового анализа определены строение зоны легирования, ее структура и фазовый состав Показано, что распределение по глубине легирующих элементов и упрочняющих фаз (интерметаллидов, боридов и карбидов) характеризуется однородностью

3 Модифицированные легированием слои обладают повышенными значениями микротвердости, жаро- и износостойкости в условиях абразивного износа и сухого трения

>

скольжения

4 Предложено модельное описание разрушения фольги, служащей источником гетерогенной плазмы, и показаны возможности управления структурой формируемой плазменной струи выбором материала взрываемого проводника, его размеров и формы, а также энергии накопителя

5 Проведен расчет параметров плазменной струи, радиуса зоны плазменного воздействия, давления и температуры плазмы в ударно-сжатом слое вблизи облучаемой поверхности, а также плотности поглощаемой мощности на оси струи в зависимости от размеров разрядного устройства, расстояния от среза сопла до облучаемой поверхности, зарядного напряжения накопителя Установлено, что данные расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментально определенными зависимостями от указанных параметров

6. Предложена модель насыщения расплава плазменным компонентом гетерогенной струи, результаты которой согласуются с экспериментальными данными по науглероживанию железа

Таким образом, проведенные исследования показали, что комплексное электровзрывное легирование поверхности металлов может использоваться для решения практических за-

16

дач одновременного повышения нескольких эксплуатационных свойств В то же время данные коррозионных испытаний в растворе аспирина показали возможные ограничения использования данного вида обработки Предложенные модели с учетом ранее выполненных исследований позволяют описать процесс ЭВЛ полностью от момента разрушения фольги до кристаллизации расплава

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Основы технологии обработки поверхности материалов импульсной гетерогенной плазмой Монография / Е А Будовских, В Д Сарычев, Е В Мартусевич и др - Новокузнецк, СибГИУ, 2002 -170с

2 Будовских ЕА., Мартусевич ЕВ Разрушение материалов при воздействии на поверхность импульсных плазменных струй // 70 лет секции прочности и пластичности материалов им H H. Давиденкова' Тез докл XIII Петербург чтений по проблемам прочности -СПб.,2002. С 19.

3 Будовских Е А , Мартусевич Е В , Громов В Е Особенности структуры и свойств поверхностных слоев титана после электровзрывного борирования и науглероживания // Дефекты структуры и прочность кристаллов Тез. докл Всерос конф - Черноголовка, 2002. С. 3

4 Budovskikh Е А , Mattusevich Е V Wear resistance surface layers on metals formed by multi-component electroexplosive alloying II Фундаментальные проблемы современного материаловедения- Тез докл II Рос-кит семинара - Барнаул, 2002 С. 12-13

5 Budovskikh Е А , Martusevich Е V Surface Alloying of Metals by Impulse Heterogeneous Plasma Jets // Science for Materials m the Frontier of Centuries Advantages and Challenges Proceed, of Internat Conf - Kiev, 2002 P. 615-616.

6 Повышение жаро- и износостойкости инструментальных сталей комплексным электровзрывным легированием поверхности /ЕВ Мартусевич, Е А Будовских, Д M Сущенко и др // Эволюция дефектных структур в конденсированных средах- Тез докл VU Международ шк -семинара, посвящ году науки и культуры Казахстана в России - Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003 С 36-37

7 Повышение жаро- и износостойкости титана комплексным электровзрывным легированием поверхности / Е А Будовских J1B Манжос, ЕВ Мартусевич, И С Астахова//И зв вузов Чер металлургия - 2003 - № 6 -С 38-40

8 Мартусевич Е В , Будовских Е А Науглероживание железа при различных режимах электровзрывного легирования // Сб. Тр. IV Рос. выставки "Изделия и технологии двойного назначения" Докл международ конф "Действие электромагнит полей и тока на пластичность и прочность материалов" - M . 2003 С. 70

9. Формирование поверхностных свойств металлов и сплавов комплексным электровзрывным легированием /ЕВ Мартусевич, Е А Будовских, Д.М Сущенко и др // Физика прочности и пластичности Тез докл XXV Международ конф Тамбов, 2003 С 2-100

10 Мартусевич Е В , Будовских Е А , Горюшкин В Ф Жаро-, износостойкость и сопротивление коррозии инструментальных сталей после электровзрывного бороалитирования и борозитанирования поверхности//Вест Тамбов ун-та Сер Естеств и техн науки Т 8 Вып 4 С 714-715

11 Мартусевич Е В , Будовских Е А , Громов В Е Особенности структуры и фазового состава поверхностных слоев металлов, борированных электровзрывным способом // Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов' Тез докл XVII Урал шк металловедов-термистов - Киров-Екатеринбург, 2004 С 76-77.

12 Budovskikh Е А , Martusevich Е V , Gromov V Е Electroexplosive Alloying of Surface Layers of Mêlais //13"1 International Conference on Metallurgy and Materials "Metal 2004" - Ostrava, Czech Republic, 2004 P 17

13 Мартусевич E В , Будовских E A , Громов В E Зависимость степени науглероживания железа от интенсивности воздействия на поверхность при электровзрывном легировании // Актуальные проблемы прочности Материалы XLII Международ конф - Калуга, 2004. С 5

14 Будовских E А , Мартусевич Е В Формирование градиентных структур электровзрывным науглероживанием металлов//Изв вузов Чер металлургия -2004 -№6 -С 37-41

15 Мартусевич Е В , Будовских E А Громов В Е Модельное описание процессов электровзрывного легирования поверхности // Актуальные проблемы прочности: Материалы XLII1 Международ конф - Витебск, Беларусь, 2004 С 24

16 Мартусевич Е В , Будовских E А , Громов В Е Модель разрушения металлической фольги при электрическом взрыве // Сб тр 5-й Рос выставки "Изделйя и технологии двойного назначения Конверсия ОПК" Докл международ конф "Материаловедение и перспективные материалы Дейст вне электрических, магнитных полей и электрического тока на объекты и материалы" - M , 2004 С 225

Изд лиц № 01439 от 05 04 2000 Подписано в печать 01 [0.2004 Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага писчая. Печать офсетная Уел печ л Уч изд. л./.^^Тираж 100 экз Заказ Сибирский государственный индустриальный университет 654007, г Новокузнецк, ул Кирова, 42 Издательский центр СибГИУ

»18 5 U

РНБ Русский фонд

2005-4 13552

Введение.

Глава 1 Формирование структурно-фазовых состояний и свойств поверхностных слоев металлов при электровзрывном легировании.

1.1 Упрочнение и защита поверхности металлов двухкомпонентным электровзрывным легированием.

1.2 Поверхностное легирование металлов с использованием концентрированных потоков энергии.

1.2.1 Возможности интенсификации химико-термической обработки металлов.

1.2.2 Способы легирования поверхности с использованием концентрированных потоков энергии.

1.2.3 Электровзрывное легирование - новый способ обработки металлов.

1.3 Анализ работ по электровзрывному легированию.

1.3.1 Теплофизические и гидродинамические процессы воздействия импульсных плазменных струй на поверхность металлов.

1.3.2 Структурно-фазовое состояние и свойства поверхности металлов после воздействия концентрированных потоков энергии.

1.3.3 Формирование поверхностных слоев металлов при электровзрывном легировании.

1.4 Цель и задачи исследования.

Глава 2 Материалы, электровзрывная установка и методика исследований.

2.1 Материалы для проведения исследований процессов электровзрывного легирования металлов.

2.2 Лабораторная установка для получения импульсных гетерогенных плазменных струй из продуктов электрического взрыва проводников.

2.3 Определение тепловых потоков.

2.4 Методы исследования микроструктуры, фазового состава и свойств модифицированных легированием поверхностных слоев.

Глава 3 Строение, структурно-фазовые состояния и свойства зоны двухкомпонентного электровзрывного легирования.

3.1 Формирование структуры и свойств при электровзрывном карбоалигировании титана.

3.2 Бороалитирование и боротитанирование инструментальных сталей. . 75 щ I 3.3 Выводы.

Глава 4 Теплофизическне и физико-химические процессы при электровзрывном легировании.

4.1 Кинетика электрического взрыва фольги.

4.2 Расчет параметров импульсных плазменных струй при различных режимах обработки.

4.2.1 Экспериментальное определение интенсивности теплового воздействия на поверхность при обработке.

4.2.2 Расчет параметров плазменных струй, формируемых при электрическом взрыве проводников.

4.3 Зависимость степени науглероживания железа от интенсивности воздействия импульсной плазменной струи на поверхность.

4.4 Выводы.

Актуальность исследования. Решение ряда задач упрочнения и защиты металлов может эффективно достигаться обработкой поверхности с использованием импульсных плазменных струй, формируемых при электрическом взрыве проводников.

Одним из видов электровзрывной обработки поверхности, нашедшим промышленное применение, является нанесение покрытий из продуктов взрыва проволочек и фолы. Для этого используется система двух соосно расположенных то-коподводящих электродов. Известен также опыт электровзрывного нанесения покрытий с использованием коаксиально-торцевой системы электродов, при которой взрываемый проводник, например круглая фольга, зажимается между торцами внутреннего электрода, изготовленного в виде цилиндрического стержня, и внешнего электрода в виде кольца. В этом случае из продуктов взрыва формируется сверхзвуковая импульсная плазменная струя (плазменный сгусток), взаимодействие которой с поверхностью при определенных условиях приводит к образованию вблизи нее ударно-сжатого слоя с высокими значениями температуры и давления. Это позволяет проводить не только напыление покрытий, но и осуществлять электровзрывное легирование (ЭВЛ), которое происходит в результате оплавления тонких поверхностных слоев облучаемого материала и насыщения их продуктами взрыва Оказывается возможным также внесение в расплавленные слои порошковых частиц различных веществ, которые специально вводят в плазменную струю.

В связи с этим возникает необходимость как всестороннего изучения технологических возможностей данного способа обработки, так и модельного описания всего комплекса процессов, сопровождающих формирование плазменных струй и взаимодействие их с поверхностью.

Известно, что формирование на поверхности слоев, обладающих одновременно комплексом повышенных эксплуатационных свойств, может быть достигнуто при одновременном или последовательном легировании поверхности двумя или большим количеством элементов [1-4]. Вместе с тем все ранее выполненные исследования по ЭВЛ были посвящены формированию структурно-фазового состояния и свойств поверхности при насыщении ее каким-либо одним элементом (углеродом, алюминием, никелем и др.). Технологические же вопросы осуществления двух- и многокомпонентного электровзрывного легирования и его результаты до сих пор не изучались.

С другой стороны, основой управления ЭВЛ с целью получения заданного результата является понимание особенностей всех стадий обработки. Среди них условно можно выделить "внешнюю" стадию разрушения проводника и формирования гетерогенной плазменной струи в процессе разряда накопителя энергии; "поверхностную", связанную с физико-химическими процессами на границе раздела плазма-расплав, и "внутреннюю", определяющую конвективное перемешивание расплава и его кристаллизацию. В настоящее время в литературе имеются сведения, касающиеся описания процессов внутренней стадии обработки ЭВЛ. Вместе с тем, для понимания возможностей ее управления необходимо дать модельное описание и других стадий обработки.

Цель и задачи исследования. Высказанные выше соображения и обусловили постановку цели и задач исследования в данной работе. Ее целью явилось формирование структурно-фазового состояния и свойств поверхностных слоев металлов и сплавов при двухкомпонентном ЭВЛ и модельное описание процессов обработки.

В соответствие с этой целью были поставлены следующие задачи. Во-^ первых, реализовать различные варианты двухкомпонентного ЭВЛ на примере обработки широко используемых на практике инструментальных сталей и титановых сплавов; изучить строение, структуру, химический и фазовый состав, а также служебные свойства модифицированных слоев. Во-вторых, дать модельное описание электровзрывной обработки, начиная с момента собственно электрического взрыва проводника, последующего формирования го продуктов взрыва плазменной струи, ее разлета при истечении из сопла ускорителя в технологическую камеру, и заканчивая растворением легирующих элементов в расплавленном слое.

Объект исследования. Данная работа выполнена в рамках общего направления развития научных исследований и практических разработок - обработки материалов концентрированными потоками энергии (КПЭ). Такая обработка проводится различными способами, например, с использованием лазерного излучения, электронных пучков, плазменных струй, электрических токов высокой частоты. Известны различные ее виды. Это и термообработка поверхности, нанесение на нее тонких пленок и покрытий, поверхностное легирование и др. Использование того или иного способа обусловлено, прежде всего, экономическими соображениями, технологическими особенностями самого способа и содержанием конкретной задачи.

Предмет исследования. Поскольку каждый из способов обработки имеет свои достоинства и недостатки и свою оптимальную область применения, разработки новых способов упрочнения и защиты поверхности продолжаются. Одним из таких способов и является ЭВЛ.

Методологическая и теоретическая основа исследования. За последние годы в нашей стране и за рубежом был опубликован ряд монографий и множество статей по вопросам взаимодействия КПЭ с веществом. В них отражены достижения науки в области изучения физических и физико-химических процессов в зонах воздействия КПЭ (прежде всего лазерного и электронного излучения), а также их практического применения. Наиболее значимыми для нашей работы оказались литературные источники [5-17]. По вопросам электровзрывной обработки и, в частности, ЭВЛ были использованы результаты работ [18-51].

Накопление знаний в этой динамичной области науки приводит, в частности, к расширению области пересечения существенно различающихся по техническому оформлению процессов лазерной, электронно-лучевой и плазменной обработке, поскольку геометрические и технологические параметры их в технологическом диапазоне оказываются близкими друг к другу. В связи с этим мы считали целесообразным анализировать основные физические явления, возникающие при ЭВЛ металлов, с единых для всех названных способов обработки позиций, развивая уже имеющиеся в литературе модельные представления. Прежде всего это касается теплофизических и гидродинамических процессов. Ранее этот подход систематически применялся в работах [51-60], которые положили начало данным исследованиям.

Научная новизна. Впервые целенаправленно было осуществлено двухком-понентное ЭВЛ сталей и сплавов и изучены его результаты, а именно строение и структурно-фазовый состав модифицированных слоев, а также их свойства (жаро-и износостойкость, микротвердость). Определены возможности управления про* цессом электровзрывной обработки со следующих точек зрения:

1) изменения соотношения в гетерогенном плазменном пучке конденсированного и плазменного компонента при выборе энерговклада во взрываемый проводник, его материала, размеров и формы;

2) изменения теплового воздействия на облучаемую поверхность при выборе энерговклада во взрываемый проводник, диаметров внутреннего и внешнего электродов разрядного устройства и канала сопла, а также расстояния от его среза до поверхности;

3) изменения степени легирования плазменным компонентом пучка при выборе термосилового давления на поверхность.

Практическая значимость работы. Установлено, что при электровзрывном бороалитировании и боротитанировании металлов удается получить поверхностные слои, одновременно устойчивые как против высокотемпературного окисления, так и против изнашивания. Прочностные характеристики повышаются ^ в несколько раз. Определены дополнительные возможности управления процессом электровзрывной обработки поверхности. Тем самым обоснованы предложения по ее возможному использованию в условиях производства

Апробация результатов исследования. Результаты диссертации представлялись на ХШ Петербургских чтениях по проблемам прочности, Санкт-Петербург, 2002; Всероссийской конференции «Дефекты структуры и прочность кристаллов», Черноголовка, 2002; П Российско-китайском семинаре «Фундаментальные проблемы современного материаловедения», Барнаул, 2002; Международной ^ конференции «Science for Materials in the Frontier of Centuries: Advantages and

Challenges», Киев, Украина, 2002; VII Международной школе-семинаре, посвященной году науки и культуры Казахстана в России, Усть-Каменогорск - Барнаул, 2003; Международной конференции «Действие электромагнитных полей и тока на пластичность и прочность материалов», Москва, 2003; XXV Международной конференции «Физика прочности и пластичности», Тольятти, 2003; XVII Уральской школе металловедов-термистов, Киров-Екатеринбург, 2004; XII и XIII Международных конференциях "Актуальные проблемы прочности", Калуга и Витебск, Беларусь; V Российской выставке «Изделия и технологии двойного назначения», Москва, 2004.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 1 коллективная монография, 3 статьи, 12 тезисов докладов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Способ обработки металлов импульсными плазменными струями, сформированными при электрическом взрыве алюминиевых или титановых фольг с нанесенными на них навесками аморфного бора или совместно с углеграфитовы-ми волокнами, приводит к образованию поверхностных слоев, в состав которых входят как элементы материала основы, так и элементы, вносимые из пучка.

2. Результаты металлографических исследований строения, структуры и фазового состава зоны легирования, согласно которым поверхностные слои обладают сравнительно однородным распределением по глубине легирующих элементов и мелкодисперсных фаз.

3. Экспериментальные результаты, согласно которым модифицированные легированием слои обладают повышенными значениями микротвердости, жаро- и износостойкости.

4. Результаты анализа кинетики электровзрыва фольги, обосновывающие возможности управления структурой плазменной струи выбором материала взрываемого проводника, его размеров и формы, а также энергии накопителя.

5. Схему расчета параметров плазменной струи, радиуса зоны плазменного воздействия, температуры и давления, а также плотности поглощаемой мощности на оси струи в зависимости от геометрических параметров разрядного устройства, расстояния от среза сопла до облучаемой поверхности зарядного напряжения накопителя.

6. Модель науглероживания расплава железа плазменным компонентом струи.

Краткое описание структуры диссертационной работы. Диссертация включает в себя введение , 4 главы и заключение, изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков и 6 таблиц, список литературы состо

4.4 Выводы

1. Анализ разрушения фольги круглой формы при разряде на нее емкостного накопителя энергии, осуществляемом с использованием коаксиально-торцевой системы токоподводящих электродов, показал, что разрушение начинается в центре фольги и распространяется к ее периферии. Время разрушения кромки фольги заданного радиуса зависит от ее толщины и электро- и теплофизических свойств, а также характеристик разряда Полученное уравнение, связывающее эти величины друг с другом, показывает возможности управления процессом ЭВЛ. Разру

С, с, 9 И 13 15 17 р, МПа

Рисунок 4.8 - Зависимости степени насыщения расплава от динамического давления на поверхность (а), от зарядного напряжения (б) и от интенсивности воздействия (в) шение металлических фольг при исследованных значениях энергии накопителя и амплитуды разрядного тока может происходить в первой четверти периода разряда по механизму электрического взрыва При этом энергия разрушения оказывается значительно меньше энергии сублимации. Вследствие этого формируемая струя продуктов взрыва является гетерогенной. Ее фронт образует высокоэнталь-пийный плазменный компонент, образованный при разрушении центральной области фольги. Тыл же включает в себя конденсированные частицы, образовавшиеся преимущественно из периферийных областей фольги. Использование вместо фольги круглой формы фольги в форме креста или полоски при условии постоянного значения энергии накопителя должно приводить к уменьшению градиента фазового состава пучка в направлении его распространении и уменьшению разброса конденсированных частиц по размерам.

2. Анализ данных калориметрических измерений, полученных в исследованном диапазоне изменения зарядного напряжения, расстояния облучаемой поверхности от среза сопла, диаметров сопла и внутреннего электрода, показал, что поглощаемая плотность мощности на оси струи прямо пропорциональна энергии разряда и обратно пропорциональна площади зоны плазменного воздействия, которая может быть рассчитана по радиусу границы струи для заданного расстояния поверхности от сопла. Уменьшение диаметра сопла приводит к увеличению угла наклона вектора скорости истечения плазмы на кромке сопла В связи с этим поглощаемая плотность мощности с изменением диаметра сопла может изменяться немонотонно. Тепловое воздействие на поверхность уменьшается с ростом диаметра внутреннего электрода, что связано с уменьшением температуры плазмы в соответствии с законом Стефана-Больцмана Расхождение экспериментальных и расчетных данных требует анализа влияния конденсированных частиц продуктов взрыва на степень сосредоточенности пучка

3. Предложено модельное описание импульсного плазменного науглероживания поверхностных слоев железа плазменным компонентом продуктов электрического взрыва углеграфитовых волокон. Результаты сопоставлены с данными количественного рентгеноструктурного фазового анализа модифицированных легированием слоев. Определена энергия активации процесса науглероживания. Показано, что лимитирующей стадией легирования является адсорбция углерода на границе раздела плазма-расплав.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обработка металлов импульсными плазменными струями, сформированными при электрическом взрыве алюминиевых или титановых фольг с нанесенными на них навесками аморфного бора или совместно с углеграфитовыми волокнами, приводит к образованию поверхностных слоев, в химический состав которых входят как элементы материала основы, так и элементы, вносимые в них плазменной струей.

2. Методами оптической микроскопии, рентгеносгруктурного фазового анализа и рентгеноспектрального микроанализа определены строение зоны двухком-понентного электровзрывного легирования, ее структура и фазовый состав. Показано, что распределение по ее глубине легирующих элементов, упрочняющих и защитных фаз (интерметаллидов, боридов и карбидов) характеризуется однородностью.

3. Модифицированные легированием слои обладают повышенными значениями микротвердости, жаро- и износостойкости в условиях абразивного изнашивания и сухого трения скольжения.

4. Предложено модельное описание электровзрывного разрушения металлической фольги, служащей источником гетерогенной плазмы, и показаны возможности управления структурой формируемой плазменной струи выбором материала фольги, ее размеров и формы, а также энергии емкостного накопителя.

5. Проведен расчет параметров плазменной струи, радиуса зоны плазменного воздействия, температуры и давления плазмы в ударно-сжатом слое вблизи облучаемой поверхности, а также интенсивности теплового воздействия на оси струи в зависимости от размеров разрядного устройства, расстояния от среза сопла до облучаемой поверхности, зарядного напряжения накопителя. Установлено, что данные расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментально определенными зависимостями от указанных параметров.

6. Предложена модель насыщения расплава плазменным компонентом гетерогенной струи, результаты которой согласуются с экспериментальными данными по науглероживанию железа Показано, что лимитирующей стадией электровзрывного легирования является адсорбция плазмы на поверхности расплава

Таким образом, проведенные исследования показали, что комплексное (двумя элементами) электровзрывное легирование поверхности металлов может использоваться для решения практических задач одновременного повышения нескольких эксплуатационных свойств. Это расширяет представления о технологических возможностях способа В то же время данные коррозионных испытаний в растворе аспирина показали возможные ограничения использования данного способа обработки. Предложенное модельное описание "внешних" процессов электровзрывного легирования дополняет имеющийся в литературе теоретический анализ других основных особенностей такой обработки и позволяет описать ее полностью - от момента разрушения фольги до кристаллизации расплава

1. Архаров В. И. Основные направления развития методов защитных покрытий металлов // Защит, покрытия на металлах. 1975. - Вып. 9. - С. 3-6.

2. Земсков Г.В., Коган Р. Л. Многокомпонентное диффузионное насыщение металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1978. - 208 с.

3. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. 3-е изд., перераб, и доп. В 3-х т. Т. П. Основы термической обработки / Под ред. М.Л. Берншгейна, А.П. Рахштадта М.: Металлургия 1983. -368 с.

4. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов: Учеб. пособие для вузов. М. : Металлургия, 1985. -256 с.

5. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справ. / Н.Н. Рыкалин, А. А. Углов, И.В. Зуев, А.Н. Кокора. М.: Машиностроение, 1985. -496 с.

6. Веденов А.А., Гладуш Г.Т. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208 с.

7. Леонтьев ПА., Чеканова Н.Т., Хан М.Г. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1986. - 208 с.

8. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов / B.C. Коваленко, АД Верхотуров, Л.Ф. Головко, И.А Подчерняева. М.: Наука, 1986. -276 с.

9. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 3. Методы поверхностной лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов / АГ. Григорьянц, А.Н. Сафонов; Под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Высшая школа, 1987. - 192 с.

10. Воздействие лазерного излучения на материалы / Р.В. Арутюнян, В.Ю. Баранов, Л.А. Большое и др. М.: Наука, 1989. - 368 с.

11. Моделирование теплофизических процессов импульсного лазерного воздействия на металлы / А. А Углов, И.Ю. Смуров, AM. Лашин, А.Г. Гуськов. -М.: Наука, 1991.-288 с.

12. Крапошин B.C. Термическая обработка стали и сплавов с применением лазерного луча и прочих прогрессивных видов нагрева // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Металловедение и терм, обраб. 1987. Т. 21. С. 144-206.

13. Поболь И.Л. Электронно-лучевая термообработка металлических материалов // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Металловедение и терм, обраб. 1990. Т. 24. С. 99-166.

14. Диденко А.Н., Лигачёв А.Е.,. Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. М.: Энергоатомиздат, 1987. -184 с.

15. Бойко В.И., Валяев А.Н., Погребняк А.Д. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц // УФН. 1999.

16. Т. 169.-№11.-С. 1243-1271.

17. Султанов М. А Ударносжатая плазма в мощных импульсных разрядах. Душанбе: Дониш, 1981. - 282 с.

18. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов: Учеб. / В.А Грибков, Ф.И. Григорьев, Б. А Калин, В.Л. Якушин. М.: Круглый год, 2001. - 527 с.

19. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский АВ. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М.: Энерго -атомиздат, 1990. - 288 с.

20. Лукьянов Г.А Сверхзвуковые струи плазмы. Л.; Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985. - 264 с.

21. Поверхностная закалка стали излучением взрывающейся проволочки / / Б.П. Константинов, И.М. Зимкин, М.И. Степанов, Л.М. Шестопалов // Физика металлов и металловедение. 1966. - Т. 22. - Вып. 1. - С. 157-158.

22. Сухара Т., Факуда С., Ито X. Нанесение покрытий взрывающимися проволочками // Получение покрытий высокотемпературным распылением / Под ред. ЛК. Дружинина, В.В. Кудинова -М.: Атомиздат, 1973. С. 124-133.

23. Применение электрического взрыва фольги для локального золочения мегаллостеклянных полупроводниковых приборов / В.П. Снесаревский,

24. С.П. Яковлев, B.C. Хозиков и др. // Электронная техника Сер. 6. Материалы. -1974. Вып. 7. - С. 138-143.

25. Нанесение твердосплавных покрытий электрическим взрывом проводников / А. А. Дерибас, В.П. Исаков, Б.М. Крейчман и др. // Физика горения и взрыва. 1982. - № 2. - С. 110-116.

26. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление: Пер. с яп. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

27. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. Учеб. для вузов / В.Н. Анцифиров, Г.В. Бобров, JI.K. Дружинин и др.; Под ред. B.C. Митина. М.: Металлургия, 1987. - 792 с.

28. Исаков В.П., Москаленко В.Г. Оценка возможности получения аморфных покрытий при электрическом взрыве проводников // Там же. С. 218222.

29. Фукуда Шигеша. Электроимпульсное напыление металлов с использованием проволоки// J. Jap. Soc. Heat. Treat. 1988. - Vol. 28. - №5. - С. 320-325. -Яп.

30. Фукуда Шигеша Напыление при низком давлении методом взрывающихся проволочек // Weld. Technol. 1990. - Vol. 38. - № 6. - С. 85-88. - Яп.

31. Головяшкин А.Н., Лежнев Д В. Получение тонких пленок медно-цинковых сплавов методом электрического взрыва в вакууме И Технология и конструирование в электрон, аппаратуре. 2001. - № 2. - С. 42-44,63-64.

32. О воздействии плазменных сгустков на металлы / В.М. Финкель,

33. B.Н. Гурарий, ПС. Носарев, В.И. Беликов // Физика твердого тела: Сб. науч. тр. / Кемер. гос. пед. ин-т. 1967. Вып. 1. С. 130-136.

34. Финкель В.М. Физика разрушения. Рост трещин в твердых телах. -М.: Металлургия, 1970. 376 с.

35. Гурарий В.Н., Носарев ПС., Ивасенко Н.П. Поверхностное насыщение сталей быстрыми плазменными пучками // Структура и свойства ион. и метал, материалов: Сб. науч. тр. /Новосиб.гос. пед. ин-т. 1976. Вып. 126. С. 104-109.

36. Гринюк С И., Погорелый В.А. Пайка бериллия мягким припоем // Приборы и техника эксперимента 1970. - № 6. - С. 215-216.

37. Лисиченко В.И., Петриченко Н.Н., Гринюк С.И. Образование сплава при взаимодействии сгустков плазмы Fe с поверхностью А1 // Физика и химия обраб. материалов. 1974. - № 1. - С. 169-170.

38. Лисиченко В.И., Гринюк С.И., Петриченко Н.Н. О характере взаимодействия сгустков Fe-плазмы с поверхностью А1 и Be // Там же. 1975. - № 4.1. C. 23-26.

39. Некоторые особенности движения и конденсации продуктов электрического взрыва проводников / Н.В. Гревцев, Ю.М. Кашурников, В.А Летягин, Б.И. Махорин // Журн. прикл. механики и техн. физики. 1974. - № 2. - С. 92-97.

40. О взаимодействии жидких капель металла с преградой / Б.И.Махорин, Н.В. Гревцев, В. Д Золотухин и др. // Физика и химия обраб. материалов. 1976. -№6.-С. 45-51.

41. Петросян В.И., Дагман Э.И. К теории электрического взрыва в вакууме // Журн. техн. физики. 1969. - Т. 40. - № 11. - С. 2084-2091.

42. Махорин Б.И., Золотухин В. Д., Гревцев Н.В. Влияние параметров разрядного контура на формирование пленок при напылении электрическим взрывом // Физика и химия обраб. материалов. 1973. - №2. - С. 60-64.

43. Движение продуктов электрического взрыва фольги в воздухе и взаи модейсгвие их с подложкой / А.В Легягин, В. Д Золотухин, Ю.М. Кошурников, Н.В. Гревцев И Электрон, обраб. материалов. 1974. - № 4. - С.63-65.

44. Золотухин В. Д., Махорин Б.И Кинетика распыления фольги сильноточной импульсной дугой в коаксиальном ускорителе // Электрон, обраб. материалов. 1981. -№ 3. - С. 41-45.

45. Золотухин В. Д, Махорин Б.И. Модель процесса эрозии фольги в импульсной дуге коаксиального испарителя // Там же. 1981. -№ . - С. 69-72.

46. Бурмаков А.П., Михайлов В.В., Колесник А.В. Взаимодействие плазмы электрического взрыва проводника с поверхностью твердого тела // Теплофизика высок, температур. 1982. - Т. 20. - №5. - С. 906-911.

47. Бурмаков А.П., Михайлов В.В., Колесник АВ. Экспериментальное исследование процессов взаимодействия плазмы электрического взрьюа проводника с плоской преградой // Инж.-физ. журн. 1984. - Т. 46. - Вып. 5. - С. 813819.

48. Гольдберг М.М., Соколов С.В., Суминов И.В. Определение скорости частиц при напылении покрытий из порошковых материалов // Из мер. техника. -1984.-№12.-С. 24-25.

49. Гольдберг М.М., Сахаров К. А Структура металлических поверхностей после воздействия импульсных плазменных струй, образованных электриче ским взрывом фольги // Физика и химия обраб. материалов. 1993. - № 5.1. С. 74- 78.

50. Моделирование взаимодействия сверхскоростных микрочастиц с твердой хрупкой преградой / М.М. Гольдберг, Л.И. Миркин, B.C. Нефедов, А.Ю. Ржевцев // Физика и химия обраб. материалов. 1997. - № 2. - С. 26-29.

51. Гольдберг М.М., Миркин Л.И. Исследование возможности импульсной цементации при использовании энергии электрического взрыва фольги // Там же. 1993. - № 6. - С. 139-141.

52. Структура композитного слоя при импульсном электроплазменном напылении с лазерным подогревом / К.Ю. Виноградов, ММ. Гольдберг,

53. Л.И. Миркин, И.С. Сабурова// Там же. 1989. - № 1. - С. 67-70.

54. Обработка титанового сплава импульсной гетерогенной плазмой с оплавлением и легированием поверхностного слоя алюминием и никелем / В.П. Симаков, Е.А. Будовских, П. С. Носарев, Г.В. Бобров // Физики и химия об-раб. ма-териалов. 1991. - № 5. - С. 60-66.

55. Особенности поверхностного легирования импульсными потоками плазмы электрически взрываемых проводников / В. Д. Сарычев, В. А. Петрунин, Е.А. Будовских и др. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1991. - № 4. - С. 64-67.

56. Науглероживание с оплавлением поверхности титанового сплава и железа воздействием гетерогенных плазменных пучков / Е. А. Будовских, В. Д. Сарычев, О. А. Коврова и др. // Там же. 1992. - № 6. - С. 89-93.

57. Импульсное науглероживание никеля и меди воздействием плазменных пучков / Е.А. Будовских, В. Д Сарычев, В.П. Симаков, П. С. Носарев // Электрон. обраб. материалов. 1993. -№ 3. - С. 20-24.

58. О конвективном механизме жидкофазного легирования поверхности металлов при импульсном плазменном воздействии / Е.А. Будовских, В. Д Сарычев, В.П. Симаков, П.С. Носарев // Физика и химия обраб. материалов. 1993. -№ 1. - С. 59-66.

59. Будовских Е.А., Назарова RH, Носарев П.С. Фазовый состав и микроструктура поверхностных слоев железа, науглероженных импульсным воздействием гетерогенных плазменных пучков // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1994. -№ 12. - С. 29-33.

60. Будовских Е. А., Носарев П.С. Особенности формирования структуры оплавляемых слоев металлов при импульсной плазменной обработке // Там же. -1996.-№2.-С. 74-79.

61. Синтез интерметаллидных соединений при тепловом воздействии импульсной плазмы на систему покрытие-основа / В.П. Симаков, Б. А. Будовских, Н.Н. Назарова и др. // Там же. 2000. - № 12. - С. 60-62.

62. Будовских Б. А., Носарев П.С. Влияние режима импульсного воздействия на параметры зоны науглероживания поверхности металлов // Материаловедение. 2001. - № 3 - С. 50-53.

63. Основы технологии обработки поверхности материалов импульсной гетерогенной плазмой: Моногр. / Б. А. Будовских, В. Д. Сарычев, В. Б. Громов, П.С. Носарев, Е.В. Мартусевич, Новокузнецк: Издат. центр СибГИУ, 2002. -170 с.

64. Будовских Б. А., Мартусевич. Е.В. Формирование градиентных структур электровзрывным науглероживанием металлов // Изв. вузов. Чер. металлургия. -2004. -№ 6. С.

65. Повышение жаро- и износостойкости титана комплексным электровзрывным легированием поверхности / Б. А. Будовских, JI.B. Манжос, Е.В. Мартусевич, И.С. Астахова // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2003. - № 6. - С. 38-40.

66. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для студентов втузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1989. - 328 с.

67. Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справ. / Ю.С. Борисов, Ю.А. Харламов, С.П. Сидоренко, Е.Н. Ардатовская. Киев: Наук, думка, 1987. - 542 с.

68. Бураковски Т., Саля А Направления рационализации использования энергии в термической обработке металлов // Металловедение и терм, обраб. металлов. 1985. - № 1. - С. 17-24.

69. Бабад-Захряпин А.А., Кузнецов Г. Д. Радиационно-стимулированная химико-термическая обработка М.: Энергоиздат, 1982. - 96 с.

70. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1989. - 256 с.

71. Бабад-Захряпин А. А., Кузнецов Г. Д. Химико-термическая обработка в тлеющем заряде. М.: Атомиздат, 1975. - 175 с.

72. Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах. М. . Машиностроение, 1979. - 224 с.

73. Могилевский И З., Линецкий Я.Л. Исследование физико-химических изменений в поверхностных слоях сталей после электроискровой обработки в керосине // Проблемы электрической обработки материалов. М.: Изд-во АН СССР, 1960.-С. 98-114.

74. Могилевский И.З. Структурные изменения в железе и стали после электроискровой обработки их поверхности графитом // Там же. С. 86-97.

75. Превращение в поверхностных слояж сплавов железа при электроискровом легировании графитом / АИ. Михайлюк, А.Е. Гитлевич, А.И. Иванов и др. // Электрон, обраб. материалов. 1986. - № 4. - С. 23-27.

76. Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов / И.Н. Ки-дин, В.И. Андрюшечкин, В. А. Волков, А.С. Холин. М: Металлургия, 1978. -320 с.

77. Головин Г.Ф. Замятнин М.М. Высокочастотная термическая обработка: Вопросы металловедения и технологии. 3-е изд., перераб. и доп. Л: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 240 с.

78. Кирия Г.Ш., Бунина Ю.К., Иванова Л.Х Поверхностное упрочнение серого чугуна индукционным оплавлением // Металловедение и терм, обраб. металлов. 1982. - № 5. - 58-59 с.

79. Высокочастотная импульсная закалка сталей / М.Ф. Жуков, В.Г.Щукин, В. А. Неронов, В.В. Марусин // Физика и химия обраб. материалов. -1994.-№6.-С. 98-108.

80. Щукин В.Г., Зиновьев В.П., Марусин В.В. Высокочастотная импульсная закалка стальных деталей. Получение толстых закалённых слоев // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1989. - Вып. 2. - С. 102-106.

81. Auerbach N., Grosch J. Randschichtumschmelzlegieren // Forsch. actuell. 1986. - Vol. 3. - № 9. - P. 31-35.

82. Кузьмичева А.П. Разработка процесс электроконгактного термоупрочнения порошковых сталей с целью повышения их износостойкости: Автореф. дис. канд. техн. наук. 1991. - 17 с.

83. Семилетова Е.Ф. Способ локального легирования металлов // Тр. X науч.-техн. конф. ГПИ/ Груз, политехи, ин-т. 111И. 1970. Вып. 11. С. 127-132.

84. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучом лазера. М.: Изд-во МГУ, 1975. - 216 с.

85. Микроструктура стали У10А после облучения ОКГ и закалки из жидкого состояния / Н.В. Еднерал, В.А. Лякишев, Ю.А. Скаков, И.Я.Спектор // Физика и химия обраб. материалов. 1981. - № 4. - С. 24-28.

86. Бураков Б. А., Барышевская Е. А., Буракова Н.М. Локальная цементация железа в условиях импульсного лазерного нагрева и скоростной закалки // Изв. вузов. Машиностроение. 1981. -№11. - С. 106-111.

87. Исаков С.А., Пахадня В.П., Картошкин В.М. О получении теплостойких слоев при лазерной цементации стали // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1985. -№11.-С. 112-115.

88. Walker А.М., West D.R.F., Steen W.M. Carbonization of surface induced by laser heating // Mat. Technol. 1984. - Vol. 11. - P. 399-410.

89. Walker A.M., Flower H.M.F., West D.R.F. The laser surface-alloying of iron with carbon // T. Mater. Sci. 1985. - Vol. 20. - № 3. - P. 989-995.

90. Лазерное легирование / Л С. Ляхович, С. А. Исаков, В.М. Картошкин,

91. B.П. Паходня // Металловедение и термич. обраб. металлов. 1987. - № 3.1. C. 14-19.

92. Laser surface alloying of titanium substrates with carbon and nitrogen / A.M. Walker, T. Folkes, W.M. Steen, D.R.F. West // Surface Ingineering. 1985. -Vol. 1. -№ 1. - P. 23029.

93. Крянина М.Н., Бернштейн А.М. Жидкофазное науглероживание поверхности конструкционных сталей с использованием лазерного излучения // Электрон, обраб. материалов. 1990. -№ 2. - С. 29-33.

94. Косырев Ф.К., Железнов Н. А., Барсук В. А. Цементация железноугле-родистых сталей при воздействии непрерывного излучения СОг- лазера // Физика и химия обраб. материалов. 1988. - № 6. - С. 54-57.

95. Насыщение железа углеродом при пробое газа атмосферного давления излучением импульсно-периодического СО2- лазера / Н.В. Анисимов, В.Ю. Баранов, JI. А. Большое и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. -1984.-№9.-С. 119-126.

96. Фазовый состав и свойства поверхностей низкоуглеродистых сталей, легированных с помощью лазерного нагрева / И.И. Али-заде, С.В.Кабанова, B.C. Крапошин, Ю.В. Петрикин // Физика и химия обраб. материалов. 1987. -№6.-С. 76-81.

97. Структура сплавов железо-углерод, полученных при воздействии им-пульснопериодического лазерного излучения в углеродсодержащей среде /

98. В.Н. Анисимов, В.Ю. Баранов, Д Д. Малюта и др. // Поверхность. Физика, химия, механика 1987. -№ 12. - С. 112-118.

99. Углов А. А, Горбач А.Ф. Лазерный синтез оксикарбидов титана и циркония в атмосфере углекислого газа высокого давления // Физика и химия обраб. материалов. 1985. - № 4. - С. 140.

100. Рыкалин Н.Н., Углов А.А. Процессы лазерно-плазменного синтеза соединений и восстановления тугоплавких металлов // Там же. 1985. - № 4. - С. 39.

101. Лазерно-плазменный синтез карбидных соединений тугоплавких металлов в углеродсодержащих средах / А. А. Углов, А.Ф. Горбач, И.Ю. Смуров и др. // Там же. 1986. - № 2. - С. 3-8.

102. Лазерный химико-термический синтез карбидов тугоплавких металлов / В.Н. Анисимов, Н.В. Еднерал, И.Ч. Копецкая и др. //Поверхность. Физика, химия, механика 1987. - № 11. - С. 122-127.

103. Термохимическая обработка при воздействии лазерного излучения на поверхность металлов в газах и жидкостях / Р.В. Арутюнян, В.Ю.Баранов,

104. Л. А. Болыпов и др. // Там же. 1986. - № 9. - С. 5-19.

105. Легирование поверхности твердых тел из плазмы лазерного пробоя в жидкостях / Р.В. Арутюнян, В.Ю. Баранов, Л А. Большое и др. // Там же. 1984. -№4.-С. 149-151.

106. Аномальное пересыщение железа углеродом при лазерном облучении под слоем толуола / Р.В. Арутюнян, В.Ю. Баранов, Л. А. Большое и др. // ДАН СССР. 1986. - Т. 286. - № 4. - С. 868-871.

107. Поверхностное насыщение стали бором под воздействием излучения лазера / Ю.М. Лахтин, Я. Д. Коган, Бурякин А.В. и др. // Металловедение и терм, обраб. металлов.- 1985. -№ 11. -С. 9-11.

108. Определение условий борирования стали при нагреве лазерным излучением / Л.С. Ляхович, С. А Исаков, В.М. Картошкин и др. // Там же. 1985 -№11.-С. 12-14.

109. Сафонов А.Н. Особенности борирования железа и сталей с помощью непрерывного С02-лазера// Там же. 1998. - № 1. - С. 5-9.

110. Особенности формирования структуры поверхностного слоя при лазерном борировании / И. А. Тананко, А А. Левченко, Р.Т. Гуйва и др. // Физика и химия обраб. материалов. 1989. -№ 4 - С. 72-77.

111. Лазерное борирование высокопрочного чугуна / И.А. Тананко, А.А Левченко, Р.Т. Гуйва и др. // Там же. 1991. - № 5. - С. 89-95.

112. Импульсные высоковольтные источники электронов с плазменным эмиттером для формирования пучков большего сечения / Л. Г. Винтизенко,

113. Н.В. Гаврилова, Н.Н. Коваль и др. // Источники электронов с плазменным эмиттером; Под ред. Ю.Е. Крейнделя. Новосибирск: Наука, 1983. - С. 41-59.

114. Месяц Г.А., Крейндель Ю.Е. Электронные источники с плазменным эмиттером для термической обработки материалов // Вестн. АН СССР. 1990. -№6.-С. 103-112.

115. Основы легирования стали в пучке релятивистских электронов / И.М. Полетика, М.Д. Борисов, Г.В. Краев и др. // Изв. вузов. Физика 1996. -№ 3. - С. 115-125.

116. Сизов И.Г., Смирнягина Н.Н., Семенов А.П. Особенности электроннолучевого борирования сталей // Металловедение и терм, обраб. металлов. 1999. -№12.-С. 8-11.

117. Сизов И.Г., Смирнягина КН., Семенов А П. Структура и свойства бо-ридных слоев, полученных в результате электронно-лучевой химико-термической обработки // Металловедение и терм, обраб. металлов. 2001. - № 11. - С. 45-46.

118. Гаек А.В., Попов Е.Г., Попова Н.В. Термическое действие газового взрыва на металлы // Физика и химия обраб. материалов. 1986. - № 4. - С. 3640.

119. Упрочнение сплавов титана взрывом / Е.Г. Попов, В.3. Куцова, КВ. Попова и др. // Там же. 1990. - № 3. - С. 43-48.

120. Изменения структуры сталей при импульсном воздействии высоких температур и давлений / Е.С. Кучеренко, Е.Г. Попов, Н.В. Попова, И.П. Фёдорова // Физика металлов и металловедение. 1979. - Т. 47. - Вып. 6. - С. 1190-1196.

121. Попов Е.Г., Попова Н.В., Фёдорова И.П. Структурные изменения в железоуглеродистых сплавах при импульсном воздействии высоких температур и давлений // Физика и химия обраб. материалов. 1979. - № 2. - С. 42-46.

122. Попова Н.В., Федорова И.П., Попов Е.Г. Действие плазмы взрыва на железоуглеродистые сплавы // Физика горения и взрыва. 1980. - Т. 16. - № 4. -С. 142-149.

123. Попов Е.Г. О механизме абляции металлов под действием плазмы взрыва // Там же. 1984. Т. 20. - № 6. - С. 126-134.

124. Действие плазмы и продуктов взрыва на силумины / Е.Г. Попова, КВ. Попова, А.Г. Пригунова, Н.В. Брехаря // Физика и химия обраб. материалов. -1985.-№1.-С. 51-57.

125. Попова Н.В., Башев В.Ф., Попов Е.Г.Фазовые превращения в сталях при импульсном воздействии плазмы высокого давления // Там же. 1986. - № 4. - С. 98-105.

126. Попова Н.В., Вукелич С.Б., Попов Е.Г. Состав поверхностного слоя Fe-C и А1-Si-сплавов после контакта с плазмой и продуктами взрыва // Там же. -1987.-№1.-С. 84-88.

127. Войтенко А.Е., Исаков В.П., Соболенко Т.М. Взаимодействие плазмы большого давления и температуры с металлическими стенками // Теплофизика высок, температур. 1975. - Т. 13. -№ 3. - С. 1098-1100.

128. Кирко В. И., Соболенко Т.М. Взаимодействие высокоскоростных частиц, взвешенных в турбулентном потоке плазмы, с поверхностным расплавом подложки // Физика горения и взрыва. 1976. - Т. 12. - № 6. - С. 921-924.

129. ГубареваН.В., Кирко В.И., Соболенко Т.М. Получение метасгабиль-ных твердых растворов в системе медь-железо с помощью взрывного плазменного компрессора // Там же. 1977. - Т. 13. - № 3. - С. 426-433.

130. Кирко В.И. Воздействие высокоэнтальпийной плазмы, полученной с помощью взрывного источника, на внутреннюю поверхность полости и канала // Там же. 1978. - Т. 14. - № 6. - С. 97-101.

131. Кирко В.И Структура и свойства покрытий, полученных взрывоплаз-менным напылением // Физика и химия обраб. материалов. 1980. - № 3. - С. 6872.

132. Соболев В.В., Губенко С. И Поверхностное упрочнение сплавов при воздействии струй ударно-сжатого газа // Физика и химия обраб. материалов. -1994. JN2 4-5. - С. 188-196.

133. Султанов М. А Об упрочнении сталей ударно-сжатой плазмой//Металловедение и терм, обраб. металлов. 1988. - № 7. - С. 46-51.

134. Изменение структуры армко-железа при импульсной азотноплазмен-ной обработке / М.Н. Волошин, ДА. Гасин, ИР. Кораблёва и др. // Физика и химия обраб. материалов. 1993. - № 1. - С. 67-70.

135. Гасин Д.А., Симма Л.И., Урюков Б. А. Исследование структуры и свойств твердосплавных покрытий, напылённых квазистационарным потоком плазмы // Сверхтвёрдые материалы. 1988. - № 5. - С. 28-31.

136. Кораблёва И.Р., Холостенко С.М. Влияние дистанции напыления на получение адгезионнопрочных покрытий с помощью импульсной плазмы // Изно-сосгойк. и защит, покрытия. Киев, 1989. - С. 108-111. ?

137. Влияние окислительных процессов на фазовый состав и структуру покрытий из ВК25, нанесённых высокоскоростным плазменным потоком /

138. Д. А. Гасин, И. Р. Кораблёва, С. В. Гавринцев и др. // Адгезия расплавов и пайка материалов. 1990. - № 24. - С. 92-94.

139. Гасин Д.А., Кораблёва ИР., Урюков Б.А. Нанесение износостойких и защитных покрытий из порошковых материалов высокоскоростным потоком // Защитные покрытия на металлах. -1991. Вып. 25. - С. 11-12.

140. Голубец В.М., Швец В.В., Лукина Г.Н. Износостойкость импульсно-плазменных покрытий // Физико-хим. механика материалов. 1990. - Т. 26. -№6. -С. 114-116.

141. Голубец В.М., Швец В.В., Лукина Г.Н. Формирование гетерогенных потоков при импульсно-плазменном напылении // Там же.-1991. Т. 27. - № 4. -С. 60-66.

142. Применение плазмоимпульсного нагрева для получения метасгабиль-ных структур на поверхности твёрдых тел / С.Г. Алиханов, В.П.Бахтин, В.И. Васильев и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1983. - № 5. - С. 142146.

143. Образование аморфной металлической поверхности при облучении импульсным потоком водородной плазмы / В. А. Алексеев, И.К.Конкашбаев, Е.А. Киселёв и др. // Письма в журн. техн. физики. 1983- Т. 9. Вып. 1. - С. 4246.

144. Использование импульсных потоков плазмы для антикорозионной обработки поверхности металлов /Н. Д. Томатов, И.Б. Скворцова, В. А Алексеев и др. // Защита металлов. 1988. - Т. 24. - № 3. - С. 395-400.

145. Ионное распыление стали XI8Н1 ОТ после плазменной обработки / Г.В. Гордеева, М.И. Гусева, Е.С. Ионова и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1989. - № 8. - С. 154-157.

146. Взаимодействие импульсной водородной плазмы с поверхностью ванадия и его сплавов / Н.П Апарина, И.В. Боровицкая, В.И. Васильев и др. // Металлы. 2000. - № 2. - С. 112-114.

147. Повреждение поверхности конструкционных материалов при воздействии плазменных сгустков / В.И. Польский, Б. А Калин, ПИ Карцев и др. // Атом, энергия. 1984. - Т. 56. - Вып. 2. - С. 83-88.

148. Радиационная повреждаемость и модификация материалов при воздействии импульсных потоков плазмы / Б А. Калин, В.И Польский, B.JI Якушин и др. // Физика и химия обраб. материалов. 1991. - №2. - С. 20-30.

149. Изменение структуры поверхностного слоя стали 30ХГСНА и сплава Fe83Bi7 под воздействием импульсной высокотемпературной плазмы / Ю.Г. Ан-тадзе, 3. А. Чанкветадзе, М.Х Шоршоров и др. // Физика и химия обраб. матери-лов. 1991. - № 4. - С. 90-94.

150. Шоршоров М.Х Расчетные оценки скорости охлаждения поверхностного слоя, оплавленного импульсной высокотемпературной плазмой / М.Х. Шоршоров, Ю.Г. Антадзе, З.А Чанкветадзе // Там же. 1991. - С. 100-106.

151. Динамика взаимодействия сверхзвукового плазменного потока с твердотельной мишенью / Н. И. Архипов, А М. Житлухин, В. М. Сафронов и др, И Физика плазмы. 1987. - Т. 13. - Вып. 5. - С. 632-634.

152. О механизме проплавления кристаллических твердых тел импульсной высокотемпературной плазмой / А.И. Манохин, М.Х. Шоршоров, Ю.Г. Антадзе и др. // ДАН СССР. 1991. - Т. 317. - С. 105-107.

153. Изменение структуры металлов при взаимодействии импульсных концентрированных потоков энергии / Б. А. Калин, В.И. Польский, Г.Н. Шишкин и др. // Радиационная стойкость материалов ядерной техники. М.: Энергоатом-издат, 1989. - С. 50-61.

154. Поверхностное легирование металлов с использованием потоков высокотемпературной плазмы / В. Л. Якушин, Б. А. Калин, В.И. Польский и др. // Металлы. 1994. - № 6. - С. 74-82.

155. Упрочнение и массоперенос при импульсной плазменнодетонацион-ной обработке сталей / А. Д. Погребняк, О.П. Кульментьева, B.C. Кшнякин и др. // Физика и химия обраб. материалов. 2002. - № 2. - С. 40-48.

156. Лебедев В.К., Калеко ДМ. импульсная дуговая термическая обработка поверхности металлов // Металловедение и терм, обраб. металлов. -1998.6. С. 8-12.

157. Бурмаков АП, Михайлов В.В., Колесник АВ. Взаимодействие плазмы электрического взрыва проводника с поверхностью твёрдого тела// Теплофизика высок, температур. 1982. - Т. 20. - № 5. - С. 906-911.

158. Бурмаков А.П, Михайлов В.В., Колесник А.В. Экспериментальное исследование процессов взаимодействия плазмы электрического взрыва проводника с плоской преградой // Инж.-физ. журн. 1984. - Т. 46. - Вып. 5. - С. 813819.

159. Особенности упрочнения стали У8 с помощью импульсно-плазмен-ной обработки / М.Н. Волошин, ДА. Гасин, И.Р. Кораблёва, Н.Н.Скляренко // Физика и химия обраб. материалов. 1994. - № 1. - С. 16-20.

160. Семёнов А.М. Плазмодииамический генератор для комбинированной обработки конструкционных материалов // Изв. вузов. Машиностроение. 1994. -№ 4-6. - С. 95-98.

161. Семёнов А.М. Плазмодинамический генератор импульсных давлений // Физика горения и взрыва. 1992. - № 6. - С. 101-104.

162. Скаков Ю.А., Еднерал Н.В. Легирование поверхностных слоев при использовании лазерного облучения // Изв. АН СССР. Сер. физ.- 1983. Т. 47. -Вып. 8.-С. 1487-1496.

163. Коротковолновые структуры на оплавляемой поверхности титана /

164. B.В. Владимиров, В.Н. Замков, В.Я. Порицкий, А. Д Шевелев // ДАН СССР. -1991. Т. 315. - № 2. - С. 378-382.

165. Примесный механизм возбуждения коротковолновых периодических структур на поверхности затвердевающего расплава / В.В. Владимиров, М. Д. Га-бович, ИА. Солошенко и др. // Журн. эксперимент, и теорет. физики. 1991. -Т. 100. - Вып. 39. - С. 841-848.

166. Владимиров В.В. Возбуждение коротковолновых капиллярных волн на поверхности жидкого металла, бомбардируемой ионным пучком / В.В. Владимиров, П.М. Головинский // Журн. техн. физики. 1990. - Т. 60. - Вып. 4.1. C. 140-144.

167. Образование упорядоченных структур на поверхности металла, облученного плазменными сгустками / Ю.Н. Девятко, Б. А. Калин, Г. А. Месяц и др. // ДАН СССР. 1989. - Т. 309. - № 6. - С. 1371-1373.

168. Гафийчук В.В. Неустойчивость фронта кристаллизации при лазерной эпитаксии полупроводников / В.В. Гафийчук, С.Г. Кияк, Г.В.Пляцко // Укр. физ. журн. 1984. - Т. 29. - №11. - С. 1066-1070.

169. Термокапиллярные явления и образование рельефа поверхности под воздействием пикосекундных лазерных импульсов / А. А Бугаев, В. А. Лукошкин,

170. B. А. Урпин, ДГ. Яковлев // Журн. техн. физики. 1988. - Т. 58. - Вып. 5.1. C. 908-914.

171. Урпин В. А., Яковлев Д.Г. Возбуждение капиллярных волн в неоднородно прогретых жидких пленках // Там же. 1989. - Т. 59. - Вып. 2. - С. 19-25.

172. Крапошин B.C., Шахлевич К.В. Фазовый состав железоуглеродистых сплавов после закалки из жидкого состояния // Изв. АН СССР. Металлы. 1989. -№ 5. - С. 107-112.

173. Образование структуры равноосных кристаллов при лазерном оплавлении быстрорежущей стали / А.Н. Бекренев, А.Г. Боркин, С.В. Дробязко,

174. В.В. Поргнов // Металлофизика. 1989. - Т. 11. - № 3. - С. 120-121.

175. Гордиенко А.И., Ивашко В.В., Бушик С.В. Лазерное упрочнение титановых сплавов ВТ6 и ВТ23 // Физика и химия обраб. материалов. 1989. - № 3. - С. 31-35.

176. Гуреев Д.М., Золоторевский А.В., Зайкин А.Е. Упрочнение алюминиевых сплавов при лазерно-дуговой обработке // Там же. 1990. - С. 31-35.

177. Великевич С.П., Береза Н. А. Бушик С.В. Закономерности изменения морфологиии фронта кристаллизации титановых сплавов после борирования с помощью луча непрерывного СОг-лазера // Там же. 1990. - № 2. - С. 24-30.

178. Материаловедение: Учеб. для студентов втузов. 2-е год., испр. и доп. / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. - М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.

179. Жуков А. А., Бондаренко А.В. Методы поверхностного науглероживания и легирования стали с помощью углеродных волокнистых материалов // Металловедение и терм, обраб. металлов. 1994. - №1. - С. 35 - 39.

180. Вашуль X. Практическая металлография. Методы приготовления образцов: Пер. нем. М.: Металлургия, 1988. - 320 с.

181. Окисление титана и его сплавов / А.С. Бай, Д И. Лайнер, Е.Н. Слеса-рева, М.И. Цыпин. М.: Металлургия, 1970. - 320 с.

182. Относительная стойкость ряда инструментальных и нержавеющих сталей к механическому и химическому воздействию со стороны лекарственных препаратов / В.Ф. Горюшкин, С.А. Лежава, А.А Пермяков, Н.Н. Шевченко //

183. Вест, горно-металлург. секции РАЕН. Отд-ние металлургии. 2002. Вып. 11. С. 5965.

184. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова,

185. С. А. Вяткин и др.; Под общ. ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. -640 с.

186. Конструкционные материалы: Справочник / Б.Н. Арзамасов,

187. В.А. Бросгрем, Н.А. Буше и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.

188. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия, 1989. - 384 с.

189. Сизов А.М. Газодинамика и теплообмен газовых струй в металлургических процессах. М.: Металлургия, 1987. - 256 с.

190. Камруков А.С., Козлов Н.П, Протасов Ю.С. Физические принципы плазмодинамических сильноточных излучающих систем // Плазменные ускорители и ионные инжекторы. М.: Москва, 1986. - С. 5-49.

191. Лыков В.А. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1971.560 с.

192. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука., 1976.888 с.

193. Нанесение покрытий плазмой / В.В. Кудинов, П.Ю Пекшев, В.Е. Бе-лащенко и др. М.: Москва, 1990. - 408 с.

194. Федоров В.Б., Шоршоров М.Х., Хакимова Д.К. Углерод и его взаимодействие с металлами. М. : Металлургия, 1978. - 208 с.

195. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П Материаловедение: Учебник для втузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

196. Вертман А. А., Самарин А.М. Свойства расплавов железа. М.: Наука, 1969.-280 с.