Электронно-пучковая модификация структуры и свойств поверхности электровзрывного легирования стали 45

• Автор: Ионина, Анна Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЁВ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ
1Л Повышение конструкционной прочности поверхностных слоев материалов с использованием комбинированной обработки
1.2 Разновидности упрочняющей комбинированной обработки с использованием концентрированных потоков энергии
1.3 Основные особенности комбинированных способов упрочнения поверхности металлов и сплавов
1.4 Цель и задачи исследования
2 МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ И ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ
2Л Обоснование выбора материалов для проведения комбинированной
обработки стали
2.2 Лабораторная электровзрывная установка ЭВУ 60/
2.3 Вакуумная импульсная электронно-пучковая установка «СОЛО»
2.4 Режимы обработки, методы исследования структуры, фазового со-
става и свойств поверхностных слоев после комбинированной обработки
3 СТРУКТУРА И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СТАЛИ 45 ПОСЛЕ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ
3.1 Сканирующая электронная микроскопия поверхностных слоев стали 45 после комбинированной обработки
3.2 Электронно-микроскопические исследования зоны комбинированной обработки стали
3.3 Шероховатость поверхности стали 45 после электровзрывного бо-

роалитирования и комбинированной обработки
3.4 Рентгеноструктурные исследования стали 45 после электровзрывного бороалитирования
3.5 Выводы
4 СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СТАЛИ 45 ПОСЛЕ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1 Влияние электронно-пучковой обработки на распределение микро-твёрдосги по глубине стали 45 после различных видов электровзрывного легирования
4.2 Повышение износостойкости поверхности стали 45 после электровзрывного бороалитирования, алитирования с карбидом кремния
и комбинированной обработки
4.3 Анализ тепловых и диффузионных процессов при ЭПО поверхности электровзрывного легирования
4.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Упрочнение поверхности металлов и сплавов с использованием концентрированных потоков энергии (КПЗ) развивается опережающими темпами по сравнению с традиционными технологиями термической и химико-термической обработки [1, 2]. В последние десятилетия получил развитие новый способ такой обработки электровзрывное легирование (ЭВЛ) [3]. Он заключается в модификации структуры и свойств поверхностных слоев материалов путем формирования импульсных многофазных плазменных струй при электрическом взрыве проводников, оплавления ими поверхности и насыщения расплава продуктами взрыва с последующей самозакалкой и образованием новых фаз и соединений.
В ряде случаев ЭВЛ позволяет получать на поверхности облучаемого материала структурно-фазовые состояния, недостижимые при использовании других аналогичных способов обработки и обладающие высокими функциональными свойствами. В то же время, неоднородность строения и структуры плазменных струй, а также импульсный характер термосилового воздействия на поверхность при ЭВЛ, являются причинами формирования высокоразвитого рельефа облучаемой поверхности и незавершённости структурно-фазовых превращений в зоне легирования. Это может ограничивать возможности практического использования способа.
Исследования последних лет показали [4-11], что возможности ЭВЛ могут быть усилены при совместном использовании его с электронно-пучковой обработкой (ЭГ10), осуществляемой с оплавлением поверхности низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками (НСЭП). Такая комбинированная обработка приводит к выравниванию поверхности, увеличению глубины и повышению функциональных свойств зоны упрочнения. Актуальность темы исследования обусловлена тем, что комбинированная обработка позволяет увеличивать функциональные свойства поверхности в несколько раз.

личные модификации: а, р, у. Образование соединения А1Вю вызвано присутствием примеси углерода. Наличие примеси углерода может приводить к образованию самостоятельной фазы состава АрзВ^Сг- Фазу Р-А1В)2 связывают с присутствием азота, либо углерода или кремния.
в, У. (л» мгссе)
в їв го оо во оо (о то тоюо
Л1 В, У* П*>> в
Рисунок 2.3 - Диаграмма состояния системы А1-В 2.2 Лабораторная электровзрывная установка ЭВУ 60/
Для формирования многофазных плазменных струй и исследования ЭВЛ в настоящей работе использовали электровзрывную установку ЭВУ 60/10. Конструктивно она состоит из зарядного устройства, в который входят автотрансформатор, повышающий трансформатор и выпрямитель; ёмкостного накопителя энергии; плазменного ускорителя; кассеты взрываемых проводников; техно-