Особенности поверхностного упрочнения титана при электровзрывном легировании и электронно-пучковой обработке

• Автор: Карпий, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИ И..
1.1 Упрочнение металлов и сплавов легированием поверхности с использованием плазменной и электронной обработки

1.1.1 Импульсные плазменные способы упрочнения поверхности металлов и сплавов

1.1.2 Упрочнение поверхности с использованием электровзрывного легирования

1.1.3 Упрочнение поверхности при электронной обработке

1.2 Основные особенности упрочнения металлов и сплавов с использованием электровзрывного легирования и электронно-пучковой обработки

1.3 Цель и задачи исследования

2 ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИИ

2.1 Оборудование для осуществления комбинированной обработки..

2.1.1 Лабораторная электровзрывная установка ЭВУ60/
для получения импульсных многофазных плазменных струй и особенности методики проведения электровзрывного легирования
2.1.2 Оборудование для обработки поверхности материалов низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками и особенности методики ее проведения
2.2 Материалы для исследования процессов электровзрывного легирования металлов
2.3 Режимы обработки, методы исследования структуры, фазового состава и свойств зоны легирования

3 ВЛИЯНИЕ ВАКУУМНОГО ОТЖИГА И ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ
ОБРАБОТКИ НА ЗОНУ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ СПЛАВОВ ТИТАНА
ЗЛ Влияние вакуумного отжига на структуру и свойства титана
3.2 Влияние электронно-пучковой обработки на структуру поверхности после науглероживания
3.3 Внедрение результатов исследований по науглероживанию титана
3.4 Выводы
4 ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОЕ АЛИТИРОВАНИЕ И ПОСЛЕДУЮЩАЯ
ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВАЯ ОБРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИ
ЧИСТОГО ТИТАНА ВТ
4.1 Градиент микротвердости поверхности электровзрывного алити-рования титана после электронно-пучковой обработки
4.2 Влияние электронно-пучковой обработки на рельеф и состояние поверхности электровзрывного алитирования титана
4.3 Послойные исследования строения и структурно-фазовых состояний, формирующихся при электронно-пучковой обработке поверхности электровзрывного алитирования титана
4.4 Анализ градиента фазового состава и дефектной субструктуры формирующихся в технически чистом титане при электроннопучковой обработке поверхности после электровзрывного алитирования
4.5 Выводы
5 ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОЕ БОРОАЛИТИРОВАНИЕ

И ПОСЛЕДУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВАЯ ОБРАБОТКА
ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТИТАНА ВТ
5.1 Г радиент микротвердости поверхности электровзрывного бороа-
литирования титана после электронно-пучковой обработки

5.2 Влияние электронно-пучковой обработки на рельеф и состояние поверхности электровзрывного бороалитирования титана
5.3 Послойные исследования строения и структурно-фазовых состояний, формирующихся при электронно-пучковой обработке поверхности электровзрывного бороали тирования титана
5.4 Анализ градиента фазового состава и дефектной субструктуры, формирующихся в технически чистом титане после электровзрывного бороалитирования при электронно-пучковой обработке
5.5 Внедрение результатов исследований по электровзрывному али-тированию, бороалитированию и последующей электроннопучковой обработке
5.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А СПРАВКИ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные параметры установки:
энергоемкость, кДж
собственная частота разряда, кГц
максимальное напряжения заряда, кВ
дискретность регулирования напряжения заряда, кВ 0,
максимальная производительность при максимальном напряжении заряда, цикл/ч
средняя потребляемая мощность при заряде не более, кВт 0,55.
Основными физическими параметрами легирования поверхности с использованием КПЗ, определяющими тепловое поле в материале и степень легирования, являются удельная плотность мощности с/ и время воздействия т. Только начиная со значений ^ — 103 Вт/см2 облучаемая поверхность достигает температуры плавления, что обеспечивает благоприятные условия для легирования. В связи с этим время г обычно мало - порядка 1(Г6...1(Г3 с, т.е. обработка носит импульсный характер. Анализ результатов взаимодействия многофазных струй с металлами при ЭВЛ показывает, что легирование осуществляется как плазменным компонентом струи, так и конденсированными, частицами. При этом степень легирования плазменным компонентом возрастает с увеличением как д, так и р — давления плазменной струи на поверхность. Это ставит вопрос об управлении такими параметрами плазменного воздействия при ЭВЛ, как ц,р и т.
Работа плазменного ускорителя для ЭВЛ основана на накоплении энергии батареей импульсных конденсаторов до величин порядка 10 кДж и её последующем разряде через проводник, испытывающий при прохождении по нему электрического тока большой плотности электровзрывное разрушение. Повышение массовой плотности продуктов взрыва, а также интенсивности теплового воздействия на поверхность материала до значений, достаточных для её оплавления с целью легирования за малое время импульса (100 мкс), достигается применением торцевой коаксиальной системы электродов, заключенных в разрядной камере, переходящей в направляющее сопло