автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование особенностей формирования и свойств интерметаллидных покрытий систем Ti-Cu и Ti-Ni на поверхности стальных деталей

На правах рукописи

КРАШЕНИННИКОВ

Сергей Валерьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ И СВОЙСТВ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМ П-Си и Ti.Nl НА ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Специальность 05.02.01 Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2006

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского государственного технического университета

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор ЛЫСАК Владимир Ильич.

доктор технических наук, профессор ТЕСКЕР Ефим Иосифович.

кандидат технических наук

ВАТНИК Леонид Ефимович.

ФГУП ПО «Баррикады».

Защита состоится ш 2006 г. в__часов на заседании диссерта-

ционного совета Д 2)2.028.02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград-131, пр. Ленина, д.28, зал заседаний ученого совета (ауд.209).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан /У_2006 г.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие

Ученый секретарь диссертационного совета

Кузьмин С. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования.

Увеличение срока службы деталей машин, работающих в условиях комплексного воздействия таких факторов, как износ, температура и коррозия, всегда являлось актуальной задачей для машиностроительных отраслей промышленности. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является применение покрытий на основе интерметалл и дных соединений. Разработке новых методов получения таких покрытий и исследованию их свойств посвящены работы H.H. Фролова, Л.И. Тушинского, И. И. Корнилова. В.М. Власова, В.Н. Анциферова, В.А. Неуймина, С.А. Шелухи, В.Е. Оликер, А.Г. Кобеле-ea, Н.В. Рогова, И.С. Гелыпмана. Sugawara Aktra, Папа Yshitaki, М. Salehi, R. Hosseini u др., анализ которых показал, что кроме непосредственного формирования интер металл иди ых покрытий ллазменно-дуговыми методами в последнее время для их получения все чаще применяют комбинированные технологии, состоящие из операции предварительного нанесения на поверхность детали слоя металла, способного образовывать с металлом основы интерметаллндные соединения, и последующего диффузионного отжига полученной композиции.

Применение сварки взрывом в такой технологии обосновывается рядом преимуществ данного метода получения соединения разнородных металлов, основным из которых является возможность создания многослойной композиции с прочно-плотно соединенными слоями требуемых толщин. Изучению кинетики диффузионных процессов, протекающих на границе металлов в полученных сваркой взрывом соединениях, посвящены работы B.C. Седыха, В.И. Лысака, Ю.П. Трыкова, А.Г. Кобелееа, И.If. Казак, Е.Б. Сахновской и др. В них исследованы темиературно-временные условия образования и нтер металл ид-ных фаз и определены режимы «безопасных» нагревов композиционных материалов, для которых появление интерметаллндных прослоек в диффузионной зоне является недопустимым. Однако интерметаллндные соединения, обладающие рядом полезных свойств, привлекли внимание исследователей и побудили их к поиску технических и технологических решений, направленных на создание нового класса конструкционных материалов — слоистых интерметал-лидных композитов (Ю.П. Трыков, ВТ. Шморгун и др.), что определило необходимость углубленного изучения вопросов оптимизации режимов диффузионного отжига и раскрытия механизмов интенсификации процессов диффузии, необходимых для «выращивания» интер металл ид ных прослоек требуемых толщин и фазовых составов.

Автор выражает благодарность кандидату технических наук, доценту C.B. Кузьмину за участие в формировании направления работы и помощь в анализе результатов исследований,

Согласно данным работ ДД. С арат овкина, П.А. Савищева. В. В. Позднякова, А.П. Семенова. Л. К. Савицкой, Н.Ф. Ломко, Л, Б. Крапошиной и др., значительного повышения интенсивности диффузионного взаимодействия между разнородными металлами можно добиться реализацией на границе металлов явления контактного плавления, представляющего собой процесс перехода в жидкое состояние контактирующих разнородных твердых веществ при температурах ниже их точек плавления. Однако в литературе практически отсутствуют сведения, касающиеся исследований этого процесса в сваренных взрывом композитах.

В связи с вышеизложенным, изучение особенностей протекания процесса контактного плавления на граиице полученных сваркой взрывом соединений металлов, а также разработка нового способа получения интерметалл и дных покрытий являются актуальными научно-техническими задачами.

Актуальность работы подтверждается выполнением ее в рамках гранта по программе «Фундаментальные исследования в области технических наук» 2001 года.

Цель и задачи работы. Целью диссертационного исследования является разработка метода формирования и итер металл и дных покрытий систем 71-Си и *П-№ на основе изучения особенностей протекания процесса контактного плавления на границе разнородных металлов в сваренных взрывом композитах.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Определены условия протекания процесса контактного плавления в соединениях разнородных металлов, полученных сваркой взрывом.

2. Исследована кинетика диффузионных процессов при контактном эвтектическом плавлении металлов, образующих при взаимодействии интерме-таллидные фазы.

3. Исследована структура и фазовый состав диффузионных зон, образующихся в результате контактного плавления и реактивной диффузии,

4. На основе результатов проведенных исследований разработан способ получения интерметаллидных покрытий.

5. Исследованы структура и свойства покрытий систем "П-Си и полученных данным способом.

Научная новизна работы заключается в выявлении закономерностей протекания процесса контактного плавления в сваренных взрывом соединениях разнородных металлов.

I. Установлено, что на начальной стадии контактного плавления концентрация компонентов в жидкой фазе после ее образования в результате твердофазного диффузионного взаимодействия резко изменяется от равновесной

при данной температуре нагрева до концентрации той эвтектики (или эвтектик) данной системы, температура плавления которой ниже температуры нагрева.

2. Доказано, что на стадии интенсивного роста диффузионной зоны происходит растворение взаимодействующих металлов в жидкой фазе в эвтектическом соотношении. Впервые установлено, что скорость контактного плавления существенно зависит от фазового состава диффузионной зоны, сформированной при температурах нагрева ниже температуры начала процесса контактного плавления. Скорость процесса резко снижается, если при предшествующем твердофазном взаимодействии образовался сплошной слой интерметалл ид ной фазы, температура плавления которой выше температуры начала контактного плавления в данной системе металлов.

3. Установлено, что на завершающей стадии процесса контактного плавления, наступающей при полном растворении в диффузионной зоне одного из взаимодействующих металлов, происходит кристаллизация жидкой фазы за счет увеличения концентрации второй компоненты и соответствующего изменению этой концентрации повышения температуры плавления системы.

Методы исследования. Для изучения структуры и фазового состава диффузионных зон применялись рентгеновские методы исследования. Микро-рентгеноспектральный анализ проводили на микроанализаторе Superprobe JEOL JXA-8100, оснащенном энергодисперсионным спектрометром Inca tr, Москва, ВИМС). Для проведения качественного фазового анализа использовали универсальный дифрактометр «ДРОН-З».

Изучение микроструктуры проводили с помощью металлографического комплекса на базе микроскопа «OLYMPUS» ВХ 61 и инвертированного микроскопа «Axiovert» 40 МАТ.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований позволили разработать новый способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей (патент РФ № 2202456).

Разработан технологический процесс формирования интерметаллидного покрытия системы Ti-Cu на элементах стальных форм, предназначенных для производства силикатных изделий. Проведенные на ОАО «Биотех» испытания опытной партии изготовленных по данной технологии деталей показали, что применение ннтерметаллидных покрытий позволяет в два раза увеличить срок их службы.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях Волгоградского государственного технического университета 2001-2006 гг. и международных конференциях «Современные материалы и технологии - 2002» (г. Пенза), «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов. ОТТОМ-4» (г. Харьков, 2003 г.), (^Композиты - в на-

5

родное хозяйство России. Композит - 02» (г. Барнаул), «Слоистые композиционные материалы -2001» (г. Волгоград), «Новые перспективные материалы и технологии их производства - 2004» (г. Волгоград).

Публика и и и. По результатам диссертационной работы опубликовано 3 статьи в центральных периодических научно-технических журналах, 5 статей в сборниках научных трудов международных научно-технических конференций, 5 тезисов докладов на всероссийских и региональных конференциях, а также получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 329 страниц машинописного текста, 53 рисунка, 21 таблицу. Список использованной литературы включает 107 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Исследование процесса контактного плавления на границе соединения металлов, взаимодействующих с образованием ннтерметаллндных фаз

Изучение процесса контактного плавления проводили на образцах из изготовленных сваркой взрывом композитов титан+медь+сталь (ВТ1-0+М1 •( ВСт.Зсп) и титан+ни кель+сталь (ВТ1-0+НП2+ВСт.Зсп) с толщииами слоев титана, никеля и стали 1 мм, 0,4 мм и 2 мм, соответственно. Толщины медной прослойки дискретно варьировались в пределах 0,25; 0,5; 1 и 2 мм, таким образом обеспечивались следующие соотношения толщин слоев мели и титана: 1:4, 1:2, 1:1 и 1:0,5.

Анализ результатов экспериментальных данных, отражающих зависимость толщины диффузионной зоны, образующейся на границе полученного сваркой взрывом соединения титан-медь, от температуры нагрева и времени выдержки (рис.1), показал, что при температурах, близких к температурам эвтектических превращений данной системы металлов (см. рие.1 а, б), наблюдается резкое увеличение скорости роста толщины диффузионной зоны, связанное с появлением жидкой фазы и увеличением ее объема.

В результате исследования начальной стадии процесса контактного плавления было установлено, что переход от твердофазного диффузионного взаимодействия к взаимодействию в жидкой фазе происходит не при температуре эвтектического превращения (870°С), а в интервале более высоких температур 880-890°С (рис. 2). Это объясняется тем, то в результате предшествую-

Рис. I. Зависимость толщины диффузном ной зоны, обрахунэшсйся на гранит титан-мель от режимов нагрева (а), (6 -то же в полулогарифмических координатах), и темпера-турно-времснные условия образования ннтерметалл ид иых фа] (в-данные Ка»к 11,11.)

Рис. 2-Зависимость толщины диффузионной зоны на границе тага и -медь от температуры и времени нагрева

щего контактному плавлению твердофазного взаимодействия в диффузионной зоне не образуются соединения данной системы металлов с концентрацией элементов, близкой к эвтектической, в связи с чем, появление жидкой фазы и переход к процессу контактного плавления связан с расплавлением твердых растворов на основе меди с концентрацией титана выше равновесной.

Исследования структуры и фазового состава зоны диффузии, полученной контактным плавлением титана и меди при температуре 900 °С в течение 0,1 ч (рис.3), показали, что после появления жидкой фазы концентрация компонентов изменяется в ней от концентрации пересыщенных твердых растворов иа основе медн до концентрации эвтектики данной систему содержащей 27 ат.% Т1 и 73 аг. % Си (см. табл. 1).

Титан Область I Область 2 Область 3 Область 4 Область 5

О- Медь

Рис. 3. Микроструктура диффузионной юны, образующейся на границе соединения титан-медь после нагрева до температуры 900° С и выдержке 0,1 ч,*500*0,5

Таблица I

Результаты микрорентгеноспектральмого и рс втген оструклурниго анализов

Область № Содержание элементов, | вес. % | Фаза

Т1 Си 1

1 88.97 9,98 | аТ1 +ТЬСи

2 25,91 73,51 ТЮиг

3 26,23 72,01 ]

4 17,53 82,16 1

5 0,64 99,28 ] Те, р-р Т| в Си

Далее на стадии развития процесса контактного плавления, происходит интенсивный рост диффузионной зоны путем растворения в жидкой фазе в эвтектическом соотношении атомов взаимодействующих компонентов, при этом

соотношение скоростей растворения будет определяться, согласно данным Саратов кина Д.Д.), как:

= СсРг,

1/п СпРс» ) (I)

где Vçu, VTl - скорости плавления меди и титана; Сси, Ст, - весовое или процентное содержание их в эвтектике; pcu, p-ri - плотности.

В результате проведенных исследований выявлена зависимость влияния структуры диффузионной зоны, образующейся при предшествующем твердофазном взаимодействии, на скорость контактного плавления. Показано, что интенсивность процесса резхо снижается (рис, 4), если в диффузионной зоне содержатся прослойки интерметаллидных фаз и твердых растворов, температурный интервал кристаллизации которых (или температура плавления) выше температуры процесса контактного плавления (рис. 5). В этом случае, скорость диффузионных процессов зависит от скорости диффузии атомов титана и меди через эти фазы (рис. 4 кривая 2), но будет отличаться от твердофазного взаимодействия (рис. 4 кривая ] ) более высокой интенсивностью.

Рис. 4. Зависимость ширины диффузионной зоны 6 па границ« титан-медь от времени выдержки т при температуре: I - 880°С; 2,3 - 900°С (кривая 2 для образцов с предварительным нагревом: 850°С, 1ч)

Развитие процессов, связанных с растворением компонентов в жидкой фазе, продолжается до тех пор, пока один из металлов не израсходуется. Увеличение концентрации второй компоненты при той же температуре взаимодействия приводит к кристаллизации жидкой прослойки. В образцах композитов титан-медь-сталь с толщинами слоев меди 1 мм и 2 мм, толщиной титана 1 мм

9

при температуре 900°С и выдержке 0,5-1 ч и медь, и титан полностью растворяются в диффузионной зоне. При толщинах медного слоя 0,25 и 0,5 мм при указанных режимах нагрева сохраняется только часть титанового слоя, дальнейшее растворение которого возможно лишь при повышении температуры до равновесной температуры образовавшихся твердых фаз.

I * * * -

£

Си Сталь*) г) Рис. 5. Микроструктура композита титан-медь-сталь и границы диффузионной зоны с титаном н медью после нагрева: а), 6) - 900°С выдержка 0,1 ч.; в), г) - 850°С с выдержкой 1 ч + нагрев до 900°С и выдержка 03 ч.; а), в),*50*0,5, 6), г) «2005

При определенных режимах нагрева в результате контактного плавления компоненты полностью растворяются в диффузионной зоне. Если слои реагирующих металлов при этом были предварительно нанесены на стальную основу, то после их взаимодействия формируется покрытие, фазовый состав которого будет определяться соотношением атомов металлов, зависящим в свою очередь от толщин наносимых слоев.

Выявленные закономерности протекания процесса контактного плавления при взаимодействии титана с медью оказались характерными и для системы металлов титан-никель. Переход от диффузии в твердой фазе к процессу контактного плавления в этой паре происходит при температуре 955 °С, когда концентрация никеля в образующихся твердых растворах на основе титана пре-10

высит равновесную (около 15 вес. %) или при более высоких температурах нагрева и соответствующих им равновесных концентрациях. При этом скорость плавления титана оказывается значительно выше скорости плавления никеля, поскольку его больше требуется для образования жидкости, состав которой предполагается равным эвтектическому.

Эксперименты показали, что нагрев образцов в течение 1 часа при температуре 970 °С приводит к формированию зоны диффузии, структура которой представляет собой двухфазную область, состоящую из светлых кристаллов интерметаллидной фазы Т^ЬН, расположенных в темной матрице - эвтектике (рис. 6 а). Увеличение времени выдержки до 1,5 ч приводит к полному растворению слоя титана. В этом случае количество эвтектической фазы в структуре диффузионной зоны резко уменьшается, а основной становится фаза интерме-таллидного соединения Т^И» (рис. 6 б). Микротвердость интерметаллидной фазы Т^Т^Н достигает значений 10-11 ГПа. Прочность соединения слоев на срез т ср после таких нагревов составляет примерно 20-40 МПа, а разрушение происходит по границе интерметаллидной фазы с никелем.

а) 6}

Рис. 6. Микроструктура композита титан+н ик*ель+сталь после нагрева при температуре 970°С и выдержке: а) I ч; б) 1,5 ч, х 100*0,5

Необходимо отметить, что на завершающей стадии процесса, когда слой титана полностью растворяется, увеличение концентрации никеля приводит к отклонению от эвтектического соотношения элементов н образованию интер-металлидного соединения. А поскольку температура плавления интерметаллидной фазы выше температуры нагрева, то процесс контактного плавления

переходит в твердофазное взаимодействие. При этом интенсивность диффузионных процессов резко падает.

2. Исследование фазового состава, структуры и свойств формируемых интерметалл ид ных покрытий

Проведенные микрорентге нос центральный и рентгеноструктурный анализы покрытий, полученных методом контактного плавления нанесенных с помощью сварки взрывом на стальную основу слоев титана и меди при соотношении их толшин дт/5си равном 0,5; 1; 2 и 4, показали, что в конечный состав формируемых покрытий могут входить не только фазы, близкие по концентрации к эвтектике, но и практически любые соединения данной системы металлов (рис.7).

(у -и ; Д' Ж. -

/й>И шг

' £• 9 ■ У . : -г' ' % { ■ %. - »г-тсич ,. уг .

7.' -л

&Г.-1 мм, 5е„=2 мм (80 вес.% Си н 20 вес.% Т1)

6т!=1 ММ, 6с»=1 мм

(67 мс.% Си И 33 вм.% то

ж®«

8т|-1 мм, 6о=0,5 мм (50 вес.% Си к 50 вес.% Т1)

вп=1 мм, 6с,Н),25 мм (33 вес.% Си н 67 вес.% ТО

Рис. 7. Микроструктура и фазовый состав покрытий, полученных контактным плавлением меди и титана при различном соотношении тол шин слоев, х500

Ряс. 8. Микроструктура границы диффузной ной зоны со сталью после нагрева до 1000°С и выдержки 1 ч, х200"О Л.

Согласно данным микрорентгеноспектрального анализа концентрация атомов железа в покрытиях в зависимости от температуры нагрева и расстояния от границы со сталью может изменяться в широких пределах от 0,66 до 14,7 вес.%, что подтверждает его участие в диффузионных процессах, в результате которых на границе со сталью формируются сложные переходные диффузионные прослойки, оказывающие влияние на прочность соединения покрытия с основой (рис. 3). Значения прочности на срез т^р в зависимости от фазового состава покрытия и режимов нагрева находится в пределах 30 80 МПа, что вполне достаточно для обеспечения работоспособности композиции покрытие - основа.

Металл о графич ее к и е исследования структуры покрытий, полученных методом контактного плавления, показали, что в ней отсутствуют характерные для сформированных другими методами покрытий дефекты типа пор, трещин, окисных пленок, непрочных границ между частицами и т.п.

Результаты измерения микротвердости интермстаяли дных покрытий системы

4 Ми кротверАость Ст.3(1,а гпй)

Рис. 9. Распределение микротвердости по толщ ни« покрытий

"Л-Си (рис. 9) показали, что максимальной микротвсрдостью обладает покрытие, содержащее 50 вес,% Си н 50 вес.% 'П, основу которого составляет соединение ТЮи. Износостойкость данного иктермегаллидного покрытия, оцененная методом испытания при трении о закрепленные абразивные частицы, оказалась выше износостойкости закаленной стали 40 в 2,47 раза (рис. 10).

£

2.5

2 I

I !

1.5 | I | 0.5 » О

1 1,02

1.68

1,47

0.в5

Т1гСи

Сталь 40 Т]Сщ Т1,Сщ т'Си {(ЖС 49-53)

Рис. 10. Зависимость относительной тносостой кости интерметалл ндных покрытий от их фазового состава в сравнении со сталью 40

3. Практическая реализация результатов исследования

На основе результатов проведенных исследований процесса контактного плавления, протекающего на границе металлов в полученных сваркой взрывом соединениях, разработан новый способ получения интерметалл и дных покрытий на стальных деталях (патент РФ №2202456). В отличие от предложенных ранее способов он не требует применения дорогостоящего оборудования и позволяет формировать ингерметаллидные покрытия различной тол шины с высокой прочностью сцепления с основой.

Для ОАО «Биотех» был разработан метод получения интерметаллидно-го покрытия системы ТьСи на элементах стальных форм, предназначенных для производства силикатных изделий, который включает в себя две основные операции: нанесение сваркой взрывом на рабочую поверхность формы слоев титана и меди и диффузионный отжиг полученной композиции при температурах, обеспечивающих протекание на границе титан-медь процесса контактного плавления.

Согласно проведенным исследованиям стойкости интерметаллидных покрытий системы титан-медь к абразивному износу было установлено, что максимальная износостойкость соответствует покрытию, содержащему фазу "ПСи. Для образования данного ннтерметаллидного соединения концентрация титана и меди в диффузионной зоне должна составлять соответственно 45 и 55 вес.%. Необходимого соотношения компонентов можно достичь путем измене-14

ния толщин слоев металлов в исходном композите. Расчеты показали, что для получения покрытия толщиной 1,6 мм на основе интерметаллидного соединения Т!Си толщина титанового слоя должна быть 1мм, а слоя меди - 0,6 мм. Согласно размерам детали и с учетом припуска на механическую обработку определялась толщина основного (стального) слоя.

Сварка взрывом композита ВТ1-0 + М1 + Ст.З осуществлялась по параллельной схеме с одновременным метанием слоев.

Термическую обработку заготовки детали проводили в два этапа (рис. 11), На первом этапе осуще-

Т, "С

60 мни

950 --

900 -■

850

870 "СТ.,,«.,

% час

Рис. 11. Режимы термической обработки

ствлялась загрузка в печь при температуре 850±5 °С с выдержкой 10 мин. Второй этап заключался в нагреве до температуры 950±5 °С и выдержке в течение I ч. Такой режим нагрева способствует началу контактного плавления по всей границе раздела металлов, а не в отдельных участках, нагрев которых происходит быстрее.

Микроструктура полученного покрытия представлена на рис.12, его микротвердость достигает значений 8-10 ГПа, а прочность сцепления с основой тер находится в интервале 30-40 МПа.

Партия изготовленных по предложенному методу форм прошла испытания в реальных условиях эксплуатации. Осмотр изношенных деталей показал, что

на рабочей поверхности форм, изготовленных по базовой технологии, в результате износа появились риски и сколы, оказывающие существенное влияние на размеры и внешний вид изделия. Износ форм с покрытием был равномерным и

15

а; >>-,.

Рмс. 12. Микроструктура юны соединения покрытия с основой, х200х0,6.

в среднем оказался в 2,1 раза меньше. Разработанный метод позволяет не только изготавливать новые формы, но и проводить ремонт старых с продлением срока их службы не менее, чем в 2 раза.

ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных исследований выявлены основные закономерности протекания процесса контактного плавления на границе разнородных металлов в полученных сваркой взрывом соединениях. Установлено, что данный процесс протекает в несколько стадий. На начальной стадии превалирует твердофазное диффузионное взаимодействие с образованием, прежде всего, твердых растворов, в которых превышение равновесной при данной температуре нагрева концентрации элементов приводит к образованию жидкой фазы. Доказано, что концентрация компонентов в жидкой фазе, после ее появления резко изменяется, достигая при этом концентрации той эвтектики (или эвтектик) данной системы, температура плавления которой ниже температуры нагрева,

2. Установлено, что интенсивный рост диффузионной зоны на стадии развития процесса, связан с растворением в жидкой фазе в эвтектическом соотношении атомов взаимодействующих компонентов. Доказано, что скорость контактного плавления существенно зависит от фазового состава диффузионной зоны, сформированной при температурах нагрева ниже температуры начала процесса контактного плавления. Скорость процесса резко снижается, если при предшествующем твердофазном взаимодействии образовались прослойки интерметаллидных фаз и твердых растворов, температурный интервал кристаллизации которых (или температура плавления) выше температуры начала процесса контактного плавления в данной системе металлов, В этом случае, скорость диффузионных процессов зависит от скорости диффузии атомов через эти фазы.

3. Доказано, что на завершающей стадии, наступающей при полном растворении в диффузионной зоне одного из металлов, увеличение концентрации второй компоненты приводит к отклонению от эвтектического состава и переходу от контактного плавления к твердофазному взаимодействию с образованием в диффузионной зоне тех или иных фаз данной системы в соответствии с установившейся концентрацией.

4. Экспернментально установлено, что фазовый состав покрытий, формируемых контактным плавлением нанесенных сваркой взрывом на стальную основу слоев металлов, может изменяться в широких пределах. В конечный состав формируемых покрытий могут входить не только фазы близкие по концентрации к эвтектике, но и практически любые соединения данной систе-16

мы металлов. Тот или иной фазовый состав можно получить путем подбора соотношения толщин слоев в получаемом сваркой взрывом композите и режима контактного плавления,

5. Исследования структуры интерметаллидных покрытий системы титан-медь, полученных методом контактного плавления, показали, что в ней отсутствуют дефекты, характерные для покрытий, сформированных другими методами, типа пор, трещин, окисных пленок, непрочных границ между частицами и т.п. Износостойкость покрытия, основу которого составляет соединение TiCu, при изнашивании о закрепленные абразивные частицы, выше износостойкости закаленной стали 40, в 2,47 раза.

6. Практическая реализация полученных результатов исследований осуществлена при разработке:

а) нового на уровне изобретения способа получения интерметаллидных покрытий на стальных деталях (патент РФ №2202456), позволяющего формировать качественные покрытия с высокой прочностью сцепления с основой;

б) технологического процесса упрочнения рабочей поверхности стальных форм для ОАО «Биотех»,

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1, Исследование кинетики процесса контактного эвтектического плавления в сваренных взрывом титан о-медно-стальных композитах / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмнн, В.ИЛысак, Н.И.Чистякова //Перспективные материалы; журнал.- 2005.-№3.- С.75-80.

2. Крашенинников, C.B. Исследование кинетики диффузионных процессов при контактном плавлен им металлов в медно-тнтановом композите, полученном сваркой взрывом / C.B. Крашенин инков, С.В.Кузьмин, В.ИЛысак //Изв. ВолгГТУ, Сер. Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межвуз. сб. науч. ст. /ВолгГТУ.- Волгоград, 2004,- Вып. 1, №б,- С.78-81.

3, Крашенинников, C.B. Исследование структуры и свойств интерметаллидных покрытий, полученных метолом контактного эвтектического плавления / С.В.Крашенинников, В.И.Лысак, С,В,Кузьмин //VIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г.Волгоград, 11-14 ноября 2003 г.: Тезисы докладов/ВолгГТУ и др.-Волгоград, 2004.- С.150-151.

4. Крашенинников, C.B. Упрочнение поверхностей стальных деталей путем формирования и нтер металл идсодержащих покрытий / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмин, В.И.Лысак //Перспективные материалы.-2004.-№2,- С.83-88.

5. Крашенинников, C.B. Фазовый состав интерметалл и дных покрытий системы Ti-Cu / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмин, В.ИЛысак //Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) - 2004: Сб. науч. тр. Между нар. науч. конф., Волгоград, 20-23.09.04 /ВолгГТУ и др.- Волгоград, 2004,- T.II.-C.143-144.

6. Крашенинников, C.B. Исследование структуры и свойств диффузионных интерметаллидных покрытий // Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов. ОТТОМ-4: Сборн, докл. 4-й Международ. / С. В.Крашенин ни ко в, С.В.Кузьмин, В.И.Лысак конф., г.Харьков, 19-23 мая 2003 г. / Нац. техн. ун-т "Харьковский политехнический ин-т" и др.- Харьков, 2003,-Ч.П.-С.132-136.

7. Крашенинников, C.B. Способ упрочнения рабочих поверхностей деталей методом контактного эвтектического плавления нанесенных сваркой взрывом слоев / С.В.Крашенинников, В.ИЛысак, С.В.Кузьмин /А7П Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г.Волгоград, 12-15 ноября 2002 г.: Тезисы докладов /Волгогр. гос. технич. ун-т и др.- Волгоград, 2003.- С.119.

8. Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей: Пат. 2202456 РФ, МКИ 7 В 23 К 20/08 / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмин, В.И.Лысак, Ю.Г.Долгий; ВолгГТУ.- 2003.

9. Исследование влияния режимов термообработки на структуру, фазовый состав и свойства и mrep метал ли досо держащих покрытий / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмин, В.ИЛысак, Е.С.Дьяченко //Композиты - в народное хозяйство России. Композит - 02: Труды Международной научно -технической конференции /Алтайский гос. технический университет и др.-Барнаул, 2002.- С.96-98.

10. Исследование структуры и свойств упрочняющих интерметаллидо-содержащих слоев на стальных заготовках / C.B. Крашен циников, C.B.Кузьмин,

B.ИЛысак, Е.СДьяченко //Современные материалы и технологии - 2002: Сборник статей Междунар. науч,-техн. конф., г.Пенза, 29-31 мая 2002 г. /Приволжский Дом знаний и др.- Пенза, 2002.- С.90-92,

11. Крашенинников, C.B. Исследование процессов формирования покрытий методом диффузионной интерметаллизации / С.В.Крашенинников,

C.В.Кузьмин, В.И.Лысак //Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Межвузовский сборник научных трудов /ВолгГТУ,- Волгоград, 2002,- C.I02-110.

12.Крашен инн и ко в, C.B. Исследование структуры диффузионной зоны, образующейся на границе соединения титан-медь / С. В. Крашенинников, В.ИЛысак, С.В.Кузьмин //VI Региональная конференция молодых исследова-18

телей Волгоградской области, г. Волгоград, 13-16 ноября 2001 г.: Тезисы докладов /ВолгГТУ и др.- Волгоград, 2002.- С.95-96.

13,Упрочнение поверхностей металлических деталей путем диффузионной металлизации / С.В.Кузьмин, В.И.Лысак, C.B.Крашенинников, Е.Дьяченко //Слоистые композиционные материалы - 2001: Тез. докл. междунар. конф., Волгоград, 24-28 сентября 2001 /ВолгГТУ и др..- Волгоград, 2001.- С.40-43.

14.Фазовый состав и свойства диффузионной зоны, образующейся на границе соединения титан-медь / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмин, В.И.Лысак, В.Н. Арнсова, Е.С.Дьяченко //Слоистые композиционные материалы - 2001: Тез. докл. междунар. конф,, Волгоград, 24-28 сентября 2001 /ВолгГТУ и др.- Волгоград, 2001.- С.236-238.

Личный вклад автора « опубликованные работы. В представленных работах [1,2, 9] автором проанализированы результаты исследований кинетики диффузионных процессов, протекающих при контактном плавлении в сваренных взрывом композитах, предложен новый способ получения интерметаллид-ных покрытий [4, 7, 8]. В работах [3, 5, 6, 10, 12, 14] обобщены результаты исследований структуры, фазового состава и свойств покрытий, полученных новым методом.

Подписано в печать /1.2006г. Заказ №¿39 . Тираж 100 экз. Печ, л. 1,0 Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400131, г. Волгоград, ул. Советская, 35

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИД-НЫХ ПОКРЫТИЙ.

1.1. Анализ способов получения интерметаллидных покрытий.

1.2. Реактивная диффузия как процесс образования интерметаллидных соединений на границе разнородных металлов.

1.3. Применение сварки взрывом для получения интерметаллидных покрытий.

1.4. Цели и задачи диссертационного исследования.

ГЛАВА II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика исследуемых материалов.

2.2. Методы исследования структуры, фазового состава и свойств формируемых покрытий.

2.3. Статистические методы обработки экспериментальных данных и методы их анализа.

Выводы к главе II.

ГЛАВА III ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ГРАНИЦЕ СВАРЕННЫХ ВЗРЫВОМ СОЕДИНЕНИЙ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ КОНТАКТНОМ ПЛАВЛЕНИИ.

3.1. Исследование диффузионных процессов, протекающих на границе титана со сталью.

3.2. Исследование кинетики диффузионных процессов при контактном плавлении титана и меди в композите титан-медь-сталь.

Крашенинников С. В.Кандидатская диссертацияСодержание

3.3. Исследование процесса контактного плавления в композите титан-никель-сталь

Выводы к главе 111.

ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ ПОКРЫТИЙ

4.1. Фазовый состав покрытий системы Ti-Cu, полученных контактным плавлением.

4.2. Исследование свойств интерметаллидных покрытий системы титан-медь

Выводы к главе IV.

ГЛАВА V ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Разработка метода получения интерметаллидных покрытий на стальных деталях.

5.2. Формирование интерметаллидных покрытий на элементах стальных форм, предназначенных для производства силикатных изделий.

5.3. Разработка способа получения соединения пермендюра с титаном в магнитострикционном преобразователе с применением явления контактного плавления.

Выводы к главе V.

Увеличение срока службы деталей машин, работающих в условиях комплексного воздействия таких факторов, как износ, температура и коррозия, всегда являлось актуальной задачей для машиностроительных отраслей промышленности. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является применение покрытий на основе интерметаллидных соединений. Разработке новых методов получения таких покрытий и исследованию их свойств посвящены работы Н.Н. Фролова, Л.И. Тушинского, И.И. Корнилова, В.М. Власова, В.Н. Анциферова, В.А. Неушшна, С.А. Шелухи, В.Е. Оликер, А.Г. Кобелева, Е.И. Тескера, Н.В. Рогова, И.С. Гелыпмана, Sugawara Akira, Напа Yshitaki, М. Salehi, R. Hosseini u др. [2, 21, 23, 26, 28, 29, 31, 35-37] u др., анализ которых показал, что кроме непосредственного формирования интерметаллидных покрытий плазменно-дуговыми методами в последнее время для их получения все чаще применяют комбинированные технологии, включающие операцию предварительного нанесения на поверхность детали слоя металла, способного образовывать с металлом основы ин-терметаллидные соединения, и диффузионный отжиг полученной композиции.

Применение сварки взрывом в такой технологии обосновывается рядом преимуществ данного метода получения соединения разнородных металлов, основным из которых является возможность создания многослойной композиции с прочно-плотно соединенными слоями требуемых толщин [5761, 63, 65, 66, 72 и др.]. Изучению кинетики диффузионных процессов, протекающих на границе металлов в полученных сваркой взрывом соединениях, посвящены работы B.C. Седыха, В.И. Лысака, ЮЛ. Трыкова, А.Г. Кобелева, Н.Н. Казак, Е.Б. Сахновской [79, 80, 83, 87] и др. В них исследованы темпе-ратурно-временные условия образования интерметаллидных фаз и определены режимы «безопасных» нагревов композиционных материалов, для которых появление интерметаллидных прослоек в диффузионной зоне является недопустимым. Однако интерметаллидные соединения, обладающие рядом полезных свойств, привлекли внимание исследователей и побудили их к поиску технических и технологических решений, направленных на создание нового класса конструкционных материалов - слоистых интерметаллидных композитов (Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун и др. [84-86]), что определило необходимость углубленного изучения вопросов оптимизации режимов диффузионного отжига и раскрытия механизмов интенсификации процессов диффузии, необходимых для «выращивания» интерметаллидных прослоек требуемых толщин и фазовых составов.

Согласно данным работ Д.Д. Саратовкина, П.А. Савинцева, В.В. Позднякова, А.П. Семенова, JI.K. Савицкой, Н.Ф. Лашко, Л.Б. Крапоишной и др. [49-51, 53-56] значительного повышения интенсивности диффузионного взаимодействия между разнородными металлами можно добиться реализацией на границе металлов явления контактного плавления, представляющего собой процесс перехода в жидкое состояние контактирующих разнородных твердых веществ при температурах ниже их точек плавления. Однако в литературе практически отсутствуют сведения, касающиеся исследований этого процесса в сваренных взрывом композитах.

В связи с изложенным, изучение особенностей протекания процесса контактного плавления на границе полученных сваркой взрывом соединений металлов, а также разработка нового метода получения интерметаллидных покрытий являются актуальными научно-техническими задачами.

Актуальность работы подтверждается выполнением ее в рамках гранта по программе «Фундаментальные исследования в области технических наук» 2001 года.

Целью диссертационного исследования является разработка метода формирования интерметаллидных покрытий систем Ti-Cu и Ti-Ni на основе изучения особенностей протекания процесса контактного плавления на границе разнородных металлов в сваренных взрывом композитах.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Определены условия протекания процесса контактного плавления в соединениях разнородных металлов, полученных сваркой взрывом.

2. Исследована кинетика диффузионных процессов при контактном эвтектическом плавлении металлов, образующих при взаимодействии интер-металлидные фазы.

3. Исследована структура и фазовый состав диффузионных зон, образующихся в результате контактного плавления и реактивной диффузии.

4. На основе результатов проведенных исследований разработан новый метод получения интерметаллидных покрытий на поверхностях стальных деталей.

5. Исследованы структура и свойства покрытий систем Ti-Cu и Ti-Ni, полученных данным методом.

Научная новизна работы заключается в выявлении закономерностей протекания процесса контактного плавления в сваренных взрывом соединениях разнородных металлов.

1. Установлено, что на начальной стадии контактного плавления концентрация компонентов в жидкой фазе после ее образования в результате твердофазного диффузионного взаимодействия резко изменяется от равновесной при данной температуре нагрева до концентрации той эвтектики (или эвтектик) данной системы, температура плавления которой ниже температуры нагрева.

2. Доказано, что на стадии интенсивного роста диффузионной зоны происходит растворение взаимодействующих металлов в жидкой фазе в эвтектическом соотношении. Впервые установлено, что скорость контактного плавления существенно зависит от фазового состава диффузионной зоны, сформированной при температурах нагрева ниже температуры начала процесса контактного плавления. Скорость процесса резко снижается, если при предшествующем твердофазном взаимодействии образовался сплошной слой интерметаллидной фазы, температура плавления которой выше температуры начала контактного плавления в данной системе металлов.

Крашенинников С. В.Кандидатская диссертацияВведение

3. Установлено, что на завершающей стадии процесса контактного плавления, наступающей при полном растворении в диффузионной зоне одного из взаимодействующих металлов, происходит кристаллизация жидкой фазы за счет увеличения концентрации второй компоненты и соответствующего изменению этой концентрации повышения температуры плавления системы.

Для изучения структуры и фазового состава диффузионных зон применялись рентгеновские методы исследования. Микрорентгеноспектральный анализ проводили на микроанализаторе Superprobe JEOL JXA-8100, оснащенном энергодисперсиопным спектрометром Inca (г. Москва, ВИМС). Для проведения качественного фазового анализа использовали универсальный дифрактометр «ДРОН-3».

Изучение микроструктуры проводили с помощью металлографического комплекса на базе микроскопа «OLYMPUS» ВХ 61 и инвертированного микроскопа «Axiovert» 40 МАТ.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований позволили разработать новый способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей (патент РФ № 2202456).

Разработан технологический процесс формирования интерметаллид-ного покрытия системы Ti-Cu на элементах стальных форм, предназначенных для производства силикатных изделий. Проведенные на ОАО «Биотех» испытания опытной партии изготовленных по данной технологии деталей показали, что применение интерметаллидных покрытий позволяет в два раза увеличить срок их службы.

Результаты исследований процесса контактного плавления позволили разработать новый способ получения соединения пакета пермендюра с титановым волноводом в магнитострикционном преобразователе.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях Волгоградского государственного технического университета 2001-2006 гг. и международных конференциях «Современные мате

Крашенинников С. В.Кандидатская диссертацияВведение риалы и технологии - 2002» (г. Пенза), «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов. ОТТОМ-4» (г. Харьков, 2003 г.), «Композиты - в народное хозяйство России. Композит - 02» (г. Барнаул), «Слоистые композиционные материалы -2001» (г. Волгоград), «Новые перспективные материалы и технологии их производства - 2004» (г. Волгоград).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 3 статьи в центральных периодических научно-технических журналах, 5 статей в сборниках научных трудов международных научно-технических конференций, 5 тезисов докладов на всероссийских и региональных конференциях, а также получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 126 страниц машинописного текста, 53 рисунка, 21 таблицу.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных исследований выявлены основные закономерности протекания процесса контактного плавления на границе разнородных металлов в полученных сваркой взрывом соединениях. Установлено, что данный процесс протекает в несколько стадий. На начальной стадии превалирует твердофазное диффузионное взаимодействие с образованием, прежде всего, твердых растворов, в которых превышение равновесной при данной температуре нагрева концентрации элементов приводит к образованию жидкой фазы. Доказано, что концентрация компонентов в жидкой фазе, после ее появления резко изменяется, достигая при этом концентрации той эвтектики (или эвтектик) данной системы, температура плавления которой ниже температуры нагрева.

2. Установлено, что интенсивный рост диффузионной зоны на стадии развития процесса, связан с растворением в жидкой фазе в эвтектическом соотношении атомов взаимодействующих компонентов. Доказано, что скорость контактного плавления существенно зависит от фазового состава диффузионной зоны, сформированной при температурах нагрева ниже температуры начала процесса контактного плавления. Скорость процесса резко снижается, если при предшествующем твердофазном взаимодействии образовались прослойки интерметаллидных фаз и твердых растворов, температурный интервал кристаллизации которых (или температура плавления) выше температуры начала процесса контактного плавления в данной системе металлов. В этом случае, скорость диффузионных процессов зависит от скорости диффузии атомов через эти фазы.

3. Доказано, что на завершающей стадии, наступающей при полном растворении в диффузионной зоне одного из металлов, увеличение концентрации второй компоненты приводит к отклонению от эвтектического состава и переходу от контактного плавления к твердофазному взаимодействию с образованием в диффузионной зоне тех или иных фаз данной системы в соответствии с установившейся концентрацией.

4. Экспериментально установлено, что фазовый состав покрытий, формируемых контактным плавлением нанесенных сваркой взрывом на стальную основу слоев металлов, может изменяться в широких пределах. В конечный состав формируемых покрытий могут входить не только фазы близкие по концентрации к эвтектике, но и практически любые соединения данной системы металлов. Тот или иной фазовый состав можно получить путем подбора соотношения толщин слоев в получаемом сваркой взрывом композите и режима контактного плавления.

5. Исследования структуры интерметаллидных покрытий системы титан-медь, полученных методом контактного плавления, показали, что в ней отсутствуют дефекты, характерные для покрытий, сформированных другими методами, типа пор, трещин, окисных пленок, непрочных границ между частицами и т.п. Износостойкость покрытия, основу которого составляет соединение TiCu, при изнашивании о закрепленные абразивные частицы, выше износостойкости закаленной стали 40, в 2,47 раза.

6. Практическая реализация полученных результатов исследований осуществлена при разработке: а) нового на уровне изобретения способа получения интерметаллидных покрытий на стальных деталях (патент РФ №2202456), позволяющего формировать качественные покрытия с высокой прочностью сцепления с основой; б) технологического процесса упрочнения рабочей поверхности стальных форм для ОАО «Биотех»; в) способа получения соединения пакета пермендюра с титановым волноводом в магнитострикционном преобразователе.

1. Семенов, А.П. Создание износостойких и антифрикционных покрытий и слоев на поверхностях трения деталей машин новыми методами / А.П. Семенов // Трение и износ. 1982. - №3. - С. 401 -411.

2. Власов, В. Н. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей /

3. B.Н. Власов. М.: Машиностроение, 1987. - 304 с.

4. Горбунов, Н.С. Диффузионные покрытия на железе и стали / Н.С. Горбунов. М.:АН СССР, 1958. - 208 с.

5. Лахтин, Ю.М. Химико-термическая обработка металлов / Ю.М. Лахтин, Б.Н. Арзамасов. М.: Металлургия, 1985 . - 256 с.

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

7. Арзамасов, Б.Н. Химико-термическая обработка металлов в активированных газовых средах / Б.Н. Арзамасов. М.: Машиностроение, 1979. - 224 с.

8. Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами / А. Г. Бойцов, В.Н. Машков, В.А. Смоленцев, Л.А. Хворостухин. М.: Машиностроение, 1991.- 144 с.

9. Ионная имплантация/ под. ред. Дж. К. Хирвонена. М.: Металлургия, 1986.-392 с.

10. Мовчан, Б. А. Жаростойкие покрытия, осаждаемые в вакууме / Б. А. Мовчан, И. С. Малашенко. Киев: Наукова думка, 1983. - 231 с.

11. Нанесение защитных покрытий в вакууме / И.Д. Ройх, Л.Н. Колтунов,

12. C.Н. Федосов. М.: Машиностроение, 1976. - 368 с.

13. Горленко, О.А. Износостойкость поверхностей, упрочненных лазерной обработкой/ О. А. Горленко// Трение и износ. 1981. - № 1. - С. 27-31.

14. Андриевский, Р.А. Нитрид кремния и материалы на его основе/ Р. А. Андриевский, И. И. Спивак. М.: Металлургия, 1984. - 136 с.

15. Wear, 1978, Vol. 48. № 2. P. 225-266; 291-299.

16. Хасуи, А. Наплавка и напыление / А. Хасуи, О. Моригаки; пер с яп. под ред. В. С. Степина, Н. Г. Шестеркина. М.: Машиностроение, 1985. -240 с.

17. Лоскутов, В. С. Плазменные метод нанесения покрытий / В. С. Лоскутов. М.: Машиностроение, 1981. - 265 с.

18. Детонационные покрытия в машиностроении / С. С. Бартенев, Ю. П. Федько, А. И. Григоров. Л.: Машиностроение, 1982. - 215 с.

19. Повышение ресурса компрессорных лопаток детонационным напылением износостойких покрытий / В.А. Венедиктов, А.З. Шарыпов, А.И. Хорошенин, П.Л. Морозов // Трение и износ.- 1980. -№6. С. 10931096.

20. Тушинский, Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов / Л.И. Тушинский. Новосибирск: Наука, 1990. - 306 с.

21. Соколовская, Е.М Металлохимия / Е.М Соколовская, Л.С. Гудзей М.: Изд-во МГУ, 1986.-264 с.

22. Строение, свойства и применение металлидов/ под. ред. И.И. Корнилова. М.: Наука, 1974. - 256 с.

23. Механические свойства металлических соединений/ под. ред. И.И. Корнилов. -М.: Металлургиздат, 1962. 300 с.

24. Савицкий, Е.М. Новые металлические сплавы/ Е.М. Савицкий. М.: Знание, 1967. - 46 с.

25. Фролов, Н.Н. Газотермические износостойкие покрытия в машиностроении / Н.Н. Фролов, В.М. Власов.- М.: Машиностроение, 1992.-255 с.

26. Порошки сплавов на никелевой основе с фазами Лавеса для газотермического напыления / И.Н. Горбатов, JI.K. Шведова, А.Е. Терентьев, С.В. Карпенко, С.В. Нагорный // Физика и химия обработки материалов. 1992. - №5. - С. 86-80.

27. Износостойкость покрытий на основе интерметаллидных сплавов/ В.А. Неуймин, С.А. Шелуха, Г.А. Леонтьева, Е.Н. Тарасенко // Сварочное производство. 1992. - № 8. - С. 33-34.

28. Структура и свойства напыленных покрытий из порошков интерметаллидов Fe-Ti и Ni-Ti/ В.Е. Оликер, С.Н. Ендржеевская, В.Д. Добровольский и др.//Порошковая металлургия. 1993. - №3. - С. 38-41.

29. Газотермические покрытия из порошковых материалов / Ю.С. Борисов, Ю.А. Харламов, С.Л. Сидоренко, Е.Н. Ардатовская. Киев: Наукова думка, 1987.-543 с.

30. Зависимость свойств покрытий из металлида TiNi от параметров процесса напыления / Н.В. Рогов, И.С. Гельтман, В.И. Зотов и др. // Сварочное производство. 1986. - №1. - С. 7-8.

31. Газотермические покрытия / под. ред.В.Н. Анциферова. Екатеринбург: Наука, 1994.-318 с.

32. Суденков, Е.Г. Восстановление деталей плазменной металлизацией / Е.Г. Суденков, С.И. Румянцев. М.: Высшая школа, 1980. - 36 с.

33. Кудинов, В.В. Плазменные покрытия / В.В. Кудинов. М.: Наука, 1977. -181 с.

34. Кобелев, А.Г. Диффузионные износостойкие покрытия на медных изделиях и заготовках под холодную обработку давлением / А.Г.

35. Кобелев, В.Е. Кузнецов, А.Е. Титлянов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. - №12. - С.30-33.

36. Медные сплавы с твердыми покрытиями: пат. 604006 США: МПК В 23 В 5/16 / Dowa Mining Co., Ltd.; Yazaki Corp., Sugawara Akira, Hana Yshitaki, Endo Takayoshi, Sugiyama Osamu. № 08/890387; Заявл. 09.07.1997; опубл. 21.03.2000.

37. Salehi, M. Structural characterization of novel Ti-Cu intermetallic coatings / M. Salehi, R. Hosseini // 10 th Congr. Int. Fed. Heat Treat, and Surface Eng., Brighston, 1-5 Sept., 1996. C.87.

38. Зайт, Б. Диффузия в металлах: пер. с нем. / Б. Зайт. М., 1958. - 381 с.

39. Бугаков, В.З. Диффузия в металлах и сплавах / В.З. Бугаков. Л.: Гостехиздат. Ленингр. отделение, 1949. - 212 с.

40. Лариков, Л.Н. Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке / Л.Н. Лариков, В.Р. Рябов, В.М. Фальченко. -М.: Машиностроение, 1975. -192 с.

41. Третьяков, Ю.Д. Твердофазные реакции / Ю.Д. Третьяков.- М.: Чимия, 1987.-360 с.

42. Гегузин, Я.Е. Диффузионная зона / Я.Е. Гегузин.- М.: Наука, 1979. -344 с.

43. Гуров, К.П. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах / К.П. Гуров, Б.А. Катарашкин, Ю.Э. Угасте. М.: Наука, 1981. - 352 с.

44. Сварка разнородных металлов и сплавов / В.Р. Рябов, Д.М. Рабкин, Р.С. Курочко, Л.Г. Стрижевская М.: Машиностроение, 1984.- 239 с.

45. Хансен, М. Структура двойных сплавов: в 2т.: пер. с англ. / М. Хансен, К. Андерко; под ред. И.И. Новикова, H.JI. Рольберга. М.: Металлургия, 1962.-Т.1.-608 с.

46. Дыбков, В.И. Кинетика твердофазных химических реакций / В.И. Дыбков. Киев: Наук, думка, 1992. - 128 с.

47. Van Loo, F.J.J. Diffusion in the titanium-aluminium system / F.J.J. Van Loo -Eindhoven : Eindhoven Univ. of Technology. 1971. - 112 p.

48. Савинцев, П.А. Поверхностные явления при контактном плавлении / П.А. Савинцев, В.И. Рогов // Поверхностные явления в расплавах. -Киев, 1968.-С. 453-457.

49. Савицкая, JI.K. К вопросу о природе контактного плавления / JI.K. Савицкая, А.П. Савинцев//Изв. вузов. Физика. 1961. -№6. - С. 126-131.

50. Рабкин, Д.М. Сварка алюминия со сталью и медью / Д.М. Рабкин, В.Р. Рябов. М.: Машиностроение, 1965. - 95 с.

51. Казаков, Н.Ф. Диффузионная сварка в вакууме / Н.Ф. Казаков. М.: Машиностроение, 1968. - 332 с.

52. Лашко, Н.Ф. Контактно-реактивная пайка / Н. Ф. Лашко, С.В. Лашко // Сварочное производство. 1969. - № 11. - С. 34-37.

53. Крапошина, Л.Б. Свойства поверхностных слоев, полученных способом контактного эвтектического плавления / Л.Б. Крапошина, В.В. Поздняков, А.П. Семенов // Физика и химия обработки материалов 1968. №1. - С. 107-110.

54. А. с. 329254 СССР, МКИ С 23 С 17/00. Способ получения покрытий / А.П. Семенов, В. В. Поздняков, С.И. Раков. 1970.

55. Семенов, А.П. Вопросы получения температуроустойчивых антифрикционных и износостойких покрытий методом контактного эвтектического плавления / А.П. Семенов // Защитные высокотемпературные покрытия. Л., 1972. - С.121-126.

56. Кудинов, В.М. Сварка взрывом в металлургии / В.М. Кудинов, А.Я. Коротеев. -М.: Металлургия, 1978. 168 с.

57. Захаренко, И.Д. Сварка металлов взрывом / И.Д. Захаренко. Минск: Навука i тэхшка, 1990. - 205 с.

58. Дерибас, А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом / А.А. Дерибас. -Новосибирск: Наука, 1980. 220 с.

59. Седых, B.C. Классификация, оценка и связь основных параметров сварки взрывом / B.C. Седых //Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. ВПИ Волгоград, 1985. - С. 3-30.

60. Лысак, В.И. Основные схемы и параметры сварки взрывом слоистых композиционных материалов / В.И. Лысак, С.В. Кузьмин // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. Волгоград, 1998. - С. 3-28.

61. Деформация металлов взрывом / А.В. Крупин, В.Я. Соловьев, Н.И. Шефтель, А.Г. Кобелев,- М.: Металлургия, 1975.-416 с.

62. Конон, Ю.А. Сварка взрывом / Ю.А. Конон, Л.Б. Первухин, А.Д. Чудновский.-М.: Машиностроение, 1987.-216 с.

63. Чернухин, В.И. О некоторых особенностях краевых эффектов и нестационарных явлений при сварке взрывом / В.И. Чернухин // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгПИ. -Волгоград, 1991.-С. 53-62.

64. Дерибас, А.А. Определение предельных режимов соударения, обеспечивающих сварку металлов взрывом / А.А. Дерибас, И.Д. Захаренко//Физика горения и взрыва. 1975.-Т. 11,№1.-С. 151-153.

65. Физика взрыва / под ред. К.П. Станюковича. Изд. 2-е. М.: Наука, 1975. - 704 с.

66. Дерибас, А.А. Двумерная задача о метании пластин скользящей детонационной волной / А.А. Дерибас, Г.Е. Кузьмин // Прикладная механика и техническая физика. 1970. - № 1. - С. 1977-1983

67. Высокоскоростная деформация металлов / В.И. Беляев, В.Н. Ковалевский, Г.В. Смирнов, В.А. Чекан. Минск: Наука и техника, 1976.-224 с.

68. Соннов, А.П. К расчёту параметров сварки взрывом многослойных соединений / А.П. Соннов, Ю.П. Трыков // Физика и химия обработки материалов. 1973. - №4. - С.128-133.

69. Астров, Е.И. Плакирование многослойных металлов / Е.И. Астров. М.: Металлургия, 1965. - 70 с.

70. Карпентер, С. Сварка металлов взрывом / С. Карпентер. Минск: Беларусь, 1976. - 43 с.

71. Седых, B.C. Влияние исходной прочности материалов на характеристики зоны соединения при сварке взрывом / B.C. Седых, В.Я. Смелянский, А.П. Соннов // Физика и химия обработки материалов. -1982.-№4.-С. 117-119.

72. Добрушин, Л.Д. К вопросу о нижней границе сварки взрывом / Л.Д. Добрушин // Автоматическая сварка. 1979. - №6. - С. 64-65.

73. Семенов, А.П. Исследование схватывания металлов при совместном пластическом деформировании / А.П. Семенов. М.: Изд-во АН СССР, 1953.- 120 с.

74. Седых, B.C. Расчет энергетического баланса процесса сварки взрывом / B.C. Седых, А.П. Соннов // Физика и химия обработки материалов. -1970.-№2.-С. 6-13.

75. Седых, B.C. Сварка взрывом как разновидность процесса соединения металлов в твердой фазе / B.C. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1974.-Вып. 1.-С. 3-24.

76. Лысак, В.И. Сварка взрывом / В.И. Лысак, С.В. Кузьмин. М.: Машиностроение-1,2005. - 544 с.

77. Казак, Н.Н. О микронеоднородности соединений при сварке взрывом: дис. . канд. тех. наук: 05.03.06 / Казак Надежда Никифоровна. -ВолгПИ. Волгоград, 1968. - 276 с.

78. Седых, B.C. Изменение структуры и свойств сваренного взрывом композиционного материала титан-сталь под воздействием нагревов / B.C. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: сб. науч. тр. / ВолгГТУ. Волгоград, 1995. - С. 46-63.

79. Казак, Н.Н. Влияние нагрева на прочность биметалла титан-сталь / Н.Н. Казак, B.C. Седых, Ю.П. Трыков // Материалы научной конференции: труды ВПИ. Волгоград, 1965. - Т. 1. - С. 7-11.

80. Деформация металлов взрывом / А.В. Крупин, В.Я. Соловьев, Н.И. Шефтель, А.Г. Кобелев. М.: Металлургия, 1976. - 416 с.

81. Лысак, В.И. Основные закономерности температурно-временных условий обработки сваренных взрывом титано-стальных биметаллов // Применение энергии взрыва в сварочной технике / ИЭС им. Е.О.Патона- Киев, 1985.-С. 129-133.

82. Создание жаропрочного композиционного материала системы титан-железо/ Ю.П. Трыков, А.П.Ярошенко, А.И. Еловенко и др. //Металловедение и прочность материалов: межвуз. сб. науч. тр. -Волгоград, 1990.-С 3-11.

83. Трыков, Ю.П. Деформация слоистых композитов: монография, Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, Л.М. Гуревич. Волгоград, 2001. -242 с.

84. Создание жаропрочного композиционного материала системы титан-железо/, В.Н.Гульбин, А.И. Еловенко Ю.П. Трыков и др.// Вопросы атомной науки и техники / ЦНИИатоминформ,- М., 1991. С. 12-14.

85. Трыков, Ю.П. Диффузионные процессы в биметалле титан-сталь / Ю.П. Трыков, В.Г. Шморгун, Е.Ю. Епишин // Физика и химия обработки материалов.-2004.-№4.- С.85-89.

86. Барабаш, О.М. Кристаллическая структура металлов и сплавов / О.М. Барабаш, Ю.Н. Коваль. Киев: Наукова думка, 1986. - 598 с.

87. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди: справочник / под общ. ред. Абрикосова. М.: Наука, 1979.- 248 с.

88. Вашуль, X. Практическая металлография. Методы изготовления образцов: пер. с нем. / X. Вашуль. М.: Металлургия, 1988. - 320 с.

89. Смолмен, Р. Современная металлография: пер. с англ. / Р. Смолмен. -М.: Атомиздат, 1970. 208 с.

90. Коваленко, B.C. Металлографические реактивы / B.C. Коваленко. М.: Металлургия, 1973. - 112 с.

91. Реактив для выявления микро- и макроструктур сварных соединений сталей и сплавов / В.Ф. Грабин, А.В. Денисенко, Д.П. Новикова, В.А. Сидляренко. Киев: Наукова думка, 1977. - 120 с.

92. Уманский, Я.С. Рентгенография металлов / Я.С. Уманский. М.: Металлургиздат, 1960. - 448 с.

93. Русаков, А.А. Рентгенография металлов / А.А. Русаков. М.: Атомиздат, 1977.-480 с.

94. Горелик, С.С. Рентгенографический и электроннооптический анализ / С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев. М.: Металлургия, 1980. - 368 с.

95. Fiedler, Н.С. Trans, of ASTM / Н.С. Fiedler, B.L. Averbach, M. Cohen, -1955.- Vol. 47. 267p.

96. Казак, H.H. Методики металлографического исследования сварных соединений, полученных сваркой взрывом / Н.Н. Казак. Волгоград, 1981.-56 с.

97. Тушинский, Л.И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий / Л.И. Тушинский, А.В. Плохов. Новосибирск: Наука, 1986.-238 с.

98. ГОСТ-17367-71. Метод испытания на абразивное изнашивание при трении о закрепленные абразивные частицы. М.: Изд-во стандартов, 1971.-18 с.

99. Румшинский, J1.3. Математическая обработка результатов эксперимента /Л.З.Румшинский.-М.: Наука, 1971.- 192 с.

100. Айвазян, С.А. Статистические исследования зависимостей. Применение методов корреляционного и регрессивного анализа при обработке результатов экспериментов / С.А. Айвазян. М.: Металлургия, 1968. -227с.

101. Львовский, Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е.Н. Львовский. М.: Высшая, школа, 1982. - 224 с.

102. Соколовская, Е.М. Физикохимия композиционных материалов / Е.М. Соколовская, Л.С. Гузей. М.: Изд-во Московского ун-та, 1978. - 256 с.

103. Ю5.0ликер, В.Е. Структура и фазовый состав диффузионной зоны Ti-Cu /

104. B.Е. Оликер, А.А. Мамонова, Т.Н. Шапошникова // Порошковая металлургия. 1996. - №3/4. - С. 67-70.

105. Гаркунов, Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение, 1985.-424 с.

106. Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей: пат. 2202456 РФ: МКИ 7 В 23 К 20/08 /С.В. Крашенинников,

107. C.В. Кузьмин, В.И. Лысак, Ю.Г. Долгий; ВолгГТУ. 2003.

108. Исследование кинетики процесса контактного эвтектического плавления в сваренных взрывом титано-медно-стальных композитах / С.В.Крашенинников, С.В.Кузьмин, В.И.Лысак, Н.И.Чистякова //Перспективные материалы: журнал.- 2005.-№3.- С.75-80.