автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.07, диссертация на тему:Разработка и исследование процесса лазерного модифицирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов

На правах рукописи УДК 621.791.947.72.03: 669.14.018.44. огс лп

Разработка и исследование процесса лазерного модифицирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

Специальность 05.03.07. - Оборудование и технология лазерной

обработки.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

РГ6 од

' о ЯНП -"'V

Кривушина Ольга Анатольевна

Москва 2000 г.

Работа выполнена в Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана.

Научный руководитель - доктор технических наук.

профессор

Сафонов А.Н

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Крапошин B.C.; кандидат технических наук, доцент Тарасова Т.В.

Ведущее предприятие: Центральный институт авиационного

моторостроения им.П.И. Баранова.

Защита диссертации состоится » 2000г. на

заседании диссертационного совета К 053.15.03 в Московском Государственном Техническом Университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.

Ваш отзыв в 1-м экземпляре, заверенный печатью, просим высылать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ.

Телефон для справок: 267-09-63. Автореферат разослан «7&» 2000 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета —------В.И. Гирш

к.т.н., доцент

Подписано в печать Ц. ОО. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1б£~г . Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. В настоящее время Сг - ЬП сплавы широко используются в различных отраслях промышленности. Никелевые сплавы отличаются высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью. Они применяются в газовых турбинах энергетических установок, двигателей самолетов, кораблей, для изготовления деталей ракетно-космической техники и нефтехимического оборудования. Около 70% массы авиационных газотурбинных двигателей составляют жаропрочные сплавы на никелевой и железоникелевой основе.

Повышение КПД газотурбинных двигателей требует постоянного увеличения рабочей температуры продуктов сгорания и, следовательно, повышения жаропрочности никелевых сплавов, из которых изготавливаются наиболее ответственные детали. Современный ' уровень' свойств никелевых сплавов достигнут благодаря усложнению их системы легирования. Дальнейшее увеличение содержания легирующих элементов приводит к существенному удорожанию сплавов, а зачастую и к некомпенсированности фазового состава, выделению неблагоприятных фаз в ходе работы и снижению технологических служебных характеристик материала.

Одним из методов повышения эксплуатационных свойств жаропрочных никелевых сплавов (износостойкости, термостабильности, прочности, коррозионной стойкости и др.) является лазерное упрочнение поверхности материала. Наиболее широкое распространение в лазерном поверхностном упрочнении получили два процесса: лазерная термическая обработка (ЛТО) и лазерное легирование (ЛЛ).-

Тепловое воздействие и'рк ЛТО реализуется в широких пределах за счет изменения параметров лазерного излучения и режимов обработки. Это обеспечивает регулирование скоростей нагрева и охлаждения металла, малое время пребывания металла при высоких температурах, что позволяет получить требуемую структуру поверхностного участка и соответствующие свойства.

Технологические возможности ЛТО позволяют использовать этот процесс в качестве заключительной операции без последующей механической обработки. Причем лазерное термоупрочнение отдельных участков можно проводить после сборки конструкции или узла машины.

Несмотря на имеющийся научный задел, способы лазерной обработки распространены не достаточно широко. Э.то связано с обширной номенклатурой используемых инструментальных и конструкционных материалов (стали, твердые сплавы, порошки и т.д.) и их вариаций по химическому составу, приводящих к необходимости особенной корректировки режимов упрочнения, а так же с особенностями предшествующей термообработки и геометрией рабочей части деталей машин и инструмента.

Большое значение имеет также сложность и недостаточная изученность структурных и фазовых превращений, происходящих в упрочненных зонах различных материалов, что не позволяет считать этот вид обработки универсальным технологическим процессом.

В настоящее время не существует единой концепции о структурном механизме создания в поверхностных слоях упрочненного состояния металла в условиях высоких скоростей нагрева и охлаждения. Кроме того, до конца не выяснен механизм внедрения легирующего элемента в матрицу основного металла при лазерном нагреве.

Цель работы. Разработка технологического процесса лазерного модифицирования (термообработки и легирования) поверхности изделий из жаропрочных никелевых сплавов.

Научная новизна - установлено, что модифицирование' поверхности жаропрочных никелевых сплавов достигается лишь при расплавлении поверхности сплава, так как жаропрочные никелевые сплавы не имеют полиморфных превращений в твердом состоянии, а легирование не возможно в твердом состоянии из-за невысокой подвижности легирующих элементов. При этом основной вклад в повышение микротвердости при лазерном модифицировании поверхности жаропрочных никелевых сплавов вносит механизм пересыщения /-твердого раствора. Расплавление поверхности обеспечивается использованием непрерывных газовых лазеров (А=10,6 мкм) с мощностью более 900 Вт и обязательным использованием поглощающего покрытия, или непрерывных твердотельных лазеров (Л = 1,06 мкм) мощностью более 250 Вт без обязательного использования поглощающего покрытия.

Практическая ценность работы заключается в разработке рекомендаций по технологии лазерной поверхностной обработки и лазерного легирования поверхности лопаток турбин, изготовленных из жаропрочных никелевых сплавов.

Реализация результатов работы. Результаты работы используются при разработке технологического процесса лазерной термообработки поверхности лопаток из жаропрочных никелевых сплавов для завода «Салют».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международном симпозиуме в Москве в 1998 году, всероссийской научно-технической конференции в г. Калуга 1998г. и международном семинаре фирмы «Снекма» в г. Москве 1999г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов по работе, приложения и изложена на 151 странице.

Представленная работа содержит: 151 страниц машинописного текста, 62 рисунка, 10 таблиц, 69 наименований использованных литературных источника.

Работа выполнена при научной консультации д.т.н., проф. Григорьянца А.Г., которому автор выражает глубокую признательность.

Основное содержание работы.

В первой главе рассмотрены особенности воздействия лазерного излучения на материалы, описываются возможности и преимущества лазерной термообработки и лазерного поверхностного легирования поверхности материалов.

Кратко рассмотрены особенности фазовых и структурных превращений при лазерном нагреве. Отмечается, что результаты лазерной обработки зависят не только от параметров лазерного излучения, но и от ряда металловедческих факторов. К ним следует отнести: химический состав обрабатываемого сплава - содержание в нем легирующих элементов; исходную структуру обрабатываемого материала, степень ее стабильности, дисперсность, форму и размеры зерен; атмосферу, в которой производится лазерная обработка, способы повышения поглощательной способности обрабатываемой поверхности и связанные с ними химические и физические взаимодействия материала покрытия с обрабатываемым изделием; внутреннее напряжение, как существовавшее в материале до лазерной обработки, так и появившееся в процессе или в результате этой обработки.

Кроме того, рассматриваются область применения, основные свойства, структура и состав жаропрочных никелевых сплавов.

Современные жаропрочные сплавы - это многокомпонентные системы. Число легирующих элементов доходит до 15 - 17.

Жаропрочные сплавы на основе никеля применяются для изготовления деталей газотурбинных двигателей (ГТД), которые работают под нагрузкой при высоких температурах и, кроме того, подвержены термоциклированию и воздействию агрессивных сред.

По своей структуре жаропрочные сплавы должны отвечать следующим основным требованиям.

1. Обладать высокой фазовой и структурной стабильностью, которая может быть наиболее эффективно обеспечена при многокомпонентном легировании, особенно у' - фазой.

2. Обладать высокой прочностью границ зерен, которая достигается избирательным микролегированием, а также применением вакуумной плавки и направленной кристаллизации.

В работе анализируются литературные данные, посвященные исследованию:

а) воздействия лазерного излучения на жаропрочные никелевые сплавы;

б) микроструктуры никелевых сплавов после лазерной

обработки поверхности.

Одной из серьезных проблем ЛТО жаропрочных никелевых сплавов является образование трещин и пор в ЗЛВ. В работе авторов Соловьева Ю.А., Исакова В.В. и др. образование трещин объясняется нестационарным пульсирующим характером взаимодействия лазерного излучения с поверхностью жаропрочных никелевых сплавов.

Достаточно полно исследовался процесс образования трещин в околошовной зоне никелевых сплавов при сварке. Поскольку лазерное легирование и термообработка жаропрочных никелевых сплавов проводится с оплавлением поверхности, то процессы передачи тепла в ЗЛВ и в зоне шва при лазерной сварке очень похожи. В работах различных авторов отмечается, что при лазерной сварке жаропрочных никелевых сплавов в околошовной зоне не образуются холодные трещины.

Рекомендуемые способы борьбы с горячими трещинами:

1. Повышение чистоты основного металла по вредным примесям (переплавка, вакуумная плавка, рафинирование).

2. Дополнительное легирование металла шва элементами, способствующими образованию высокотемпературных вторичных фаз (Мо, У/, №>).

3. Уменьшение погонной энергии в ЗЛВ.

Проведенный анализ показал, что недостаточно изучены процессы взаимодействия лазерного излучения с поверхностью никелевых сплавов, влияние параметров лазерного луча на структуру и свойства зоны лазерной обработки жаропрочных никелевых сплавов.

В работе решались следующие задачи:

1. Исследование влияния режимов обработки поверхности никелевых сплавов излучением непрерывного СОг — лазера и многоканального твердотельного лазера, а также предварительной термообработки на характеристики упрочненных зон.

2. Исследование микроструктуры ЗЛВ и уточнение механизмов повышения твердости после лазерного модифицирования поверхности никелевых сплавов.

3. Исследование температурной стабильности модифицированных лазером зон на поверхности никелевых сплавов.

4. Разработка рекомендаций по практической реализации процессов лазерного модифицирования никелевых сплавов.

5. Анализ существующих физико-математических моделей лазерного легирования поверхности цветных сплавов, при предварительном нанесении на поверхность обмазок, применительно к никелевым сплавам и выбор наиболее простой и адекватной модели для расчета глубины проникновения легирующего элемента в 3JIB никелевых сплавов.

Во второй главе описываются оборудование, исследуемые материалы, методики проведения экспериментов и методы обработки экспериментальных данных.

Образцы жаропрочных никелевых сплавов подвергались обработке на непрерывном многоканальном твердотельном лазере (А =1,06 мкм) мощностью до 1,2 кВт (MTJI - 1) и непрерывном С02 - лазере (Д=1,06 мкм) мощностью до 5 кВт (ТЛ - 5). В качестве объектов исследования были выбраны образцы никелевых сплавов различных классов: деформируемый ЭИ893 и литейные ЖС6К, ЖС6У. Сплавы ЭИ893 и ЖС6К - исходное состояние закалка 1160 °С с охлаждением на воздухе + трехступенчатое старение: 1000 °С, 4 часа + 900 °С, 8 часов + 850 °С, 15 часов, с охлаждением на воздухе; сплав ЖС6У исходное состояние - после литья и после отжига 1200 °С, 4 часа, с охлаждением на воздухе. Для увеличения поглощательной способности на предварительно обезжиренную поверхность сплавов при термообработке наносили поглощающее покрытие. При лазерном легировании в поглощающее покрытие вводились дополнительно легирующие порошки (SiC, TiC, WC, В, Zr02 с диаметром частиц меньше 50 мкм). После лазерного модифицирования проводились металлографические,

электронографические, рентгенографические исследования областей лазерной обработки. Кроме того, исследовалась термостабильность зон лазерного модифицирования поверхности никелевых сплавов.

В третьей главе рассмотрены диффузионная и конвекционная модели процесса массопереноса легирующих элементов в зоне лазерного воздействия.

Уникальные возможности процессов, позволяющих с помощью лазерного излучения формировать сплавы с заданными физико-химическими свойствами на поверхности изделий, привлекают к себе пристальное внимание исследователей, работающих в области лазерных технологий. На практике технологу

необходимо знать глубину проникновения примеси в глубь основного материала и распределение температурных полей в зоне обработки, чтобы с достаточной долей вероятности знать структурные и фазовые превращения легированного сплава в зоне лазерной обработки. Такие расчеты по различным моделям достаточно отработаны для сталей. Для цветных сплавов такие расчеты не отработаны.

Плавление материала основы лазерным излучением, введение в ванну расплава необходимой композиции легирующих компонентов, кристаллизация расплава и формирование в поверхностном слое сплава с заданными свойствами фактически является типичным металлургическим процессом, реализуемым в микрообъеме. Лазерные микрометаллургические процессы отличаются от традиционных сильной неравновесностью, сложной гидродинамикой, высокими скоростями охлаждения и целым рядом других особенностей. Определяющую роль в процессах лазерной микрометаллургии играют следующие факторы: пространственно-временные и энергетические характеристики теплового источника; теплофизические характеристики материала основы; способ введения легирующих компонентов (из газовой или жидкой фазы, из покрытий или обмазок и т.д.) и соответствующие ему условия при облучении (наличие и давление газовой среды, образование приповерхностной плазмы и т.п.); соответствие физико-химических свойств легирующего компонента и материала основы (взаимная растворимость, возможность образования химических соединений и т.п.).

Существенную роль в процессе легирования играют закономерности распределения легирующих элементов в материале, поэтому особое значение приобретает разработка методов математического моделирования физико-химических превращений и массопереноса в зоне воздействия лазерного излучения.

В работе рассматривается роль диффузионных процессов на внедрение легирующих элементов в жидкую ванну расплава. Отмечается, что для процесса лазерного легирования расчет коэффициента диффузии элемента по формуле:

0 = 00 ы?(-£кТ) , (1)

где Бо- предельное значение коэффициента диффузии; £ - энергия активации; к - постоянная Больцмана;

Т - температура.

дает величину порядка 10'15 - Ю'20 см"2, что существенно ниже реальных значений. Это связано с тем, что если при обычном нагреве, воздействующим на молекулы вещества в целом, сильнее всего раскачиваются (и разрываются) наиболее слабые атомные связи, т.е. термические реакции идут по каналу с наименьшей энергией активации, то реакции, стимулированные лазерным излучением, могут идти по любому каналу, что приводит к разрыву самой прочной связи. В итоге активными становятся те группы атомов, которые при обычном нагреве никогда не вступают во взаимодействие. Кроме того, при лазерном нагреве предполагается действие специфического механизма диффузии, когда металл при легировании находится в состоянии перегретой жидкости. В этих условиях основная масса легирующих элементов распространяется в зоне воздействия лазерного излучения под действием гидродинамических сил и температурных градиентов, и в результате диффузии часть вводимого элемента как бы рассасывается по всему объему зоны

В работе Доронина И.В. коэффициент диффузии для случая лазерного легирования рассчитывается по формуле:

Т

1йиф

-1пБ = 9 + 43 ( 1 - т " )2'8 , (2)

пд

где Б - коэффициент диффузии;

ТДИф - температура диффузии;

Тпл — температура плавления легирующего элемента.

Оценки показывают, что ни при каких возможных условиях диффузии и термодиффузии нельзя получить изменение по глубине содержания легирующих элементов в зоне воздействия лазерного излучения, сравнимые хотя бы в какой-то степени с экспериментальными данными. Диффузия могла бы обеспечить лишь на несколько порядков меньшие глубины легирования, по сравнению с реально наблюдаемыми результатами.

Для более точного определения глубины проникновения легирующей примеси необходимо учитывать тот факт, что проникновение примеси в основной материал происходит по траектории, сильно отличающейся от прямолинейной. Это обусловлено спецификой движения расплава в ЗЛВ. Учет конвекции

должен позволить увеличить точность оценки глубины проникновения примеси при лазерном легировании в глубь основного материала и несильно усложнить процесс расчета.

Модель массопереноса в зоне легирования за счет конвекции качественно объясняет экспериментальные результаты поверхностного лазерного легирования.

Расчеты, проведенные автором для случая лазерного легирования жаропрочных никелевых сплавов по модели термокапилярной конвекции, дают заниженные значения глубины проникновения легирующего элемента в ЗЛВ с экспериментальными данными на 15-20 %. Достоинством модели является простота расчетов и используемого математического аппарата.

В четвертой главе исследуются особенности структурообразования при лазерной термообработке и легировании жаропрочных никелевых сплавов: деформируемого ЭИ893, литых ЖС6К и ЖС6У. Обработка сплавов проводилась на твердотельном многоканальном лазере МТЛ. Исследуемые сплавы имели следующую исходную структуру: ЭИ893 - закалка + старение; ЖС6К - закалка + старение; ЖС6У литой и после гомогенизационного отжига. Кроме того, в работе исследуются параметры ЗЛВ (глубина и ширина), а также микротвердость ЗЛВ.

При лазерной обработке жаропрочных никелевых сплавов с оплавлением поверхности структура ЗЛВ представляет собой зону оплавления. Зона закалки из твердой фазы и переходная зона отсутствуют. Это объясняется тем, что никелевые сплавы не испытывают полиморфных превращений в твердой фазе. Переходная зона присутствует при лазерном легировании элементами с высоким коэффициентом диффузии (такими как бор).

В работе отмечается, что при лазерной термообработке с оплавлением поверхности конечная структура формируется на стадии охлаждения расплавленного металла. При этом наблюдается измельчение структуры ЗЛВ практически всех никелевых сплавов, как литейных, так и деформируемых.

При лазерном легировании механизмы упрочнения материала ЗЛВ более разнообразны, чем при лазерном термоупрочнении поверхности сплавов. Кроме механизмов, наблюдающихся при лазерной термообработке (измельчение и растворение у' - фазы), при легировании также наблюдается искажение решетки твердого раствора из-за внедрения легирующего элемента.

Лазерная обработка всех исследуемых сплавов приводит к повышению средней микротвердости в ЗЛВ, но она не превышает средней микротвердости у'- фазы.

Статистическая обработка экспериментальных данных дает возможность утверждать, что ширина ЗЛВ (Ь) достаточно точно описывается зависимостью:

b = kbV, (3)

а глубина ЗЛВ:

h = khV0'5, (4)

где V — скорость лазерной обработки.

В работе так же исследуется термическая стабильность поверхность жаропрочных никелевых сплавов после лазерного легирования. Исследования проводились для температур 700 °С, 850 °С и 900 °С (область рабочих температур). Автором делается вывод, что при лазерном легировании рассматриваемых жаропрочных сплавов карбидом титана термическая стабильность ЗЛВ выше, чем при лазерной обработке и при температуре 700°С и при температуре 850°С. Такой же результат дает и легирование карбидом кремния сплава ЖС6К и бором сплава ЖС6У (отожженный) (максимальная твердость), а легирование порошком ВКНА несколько занижает термостабильность ЗЛВ практически всех исследуемых сплавов.

Кроме того, исходное состояние сплава, как и мощность лазерного луча не оказывают влияние на уровень термической стабильности ЗЛВ после лазерного модифицирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов при температуре выдержки 700°С.

В пятой главе исследуются вопросы структурообразования при лазерном модифицировании поверхности литейного жаропрочного никелевого сплава ЖС6У. Обработка проводилась на непрерывном С02 - лазере. Исследуемый сплав имел исходную структуру после литья. Легирующие порошки: TiC, SIC, В, ВКНА. Кроме того, в главе исследуются параметры ЗЛВ (глубина и ширина), а также изменение микротвердости в ЗЛВ.

Проводится сравнение характеристик ЗЛВ со сплавом, обработанным излучением непрерывного твердотельного лазера и излагаются рекомендации по технологии лазерного модифицирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов. Так же излагаются рекомендации по технологии лазерного легирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

При лазерном модифицировании поверхности жаропрочных никелевых сплавов излучением непрерывного С02 - лазера механизмы упрочнения в ЗЛВ такие же, как при модифицировании поверхности излучением непрерывного твердотельного лазера (пересыщения твердого раствора, измельчение зерна, искривление решетки). Различия заключаются в количестве вложенной в материал (поглощенной) энергии. Коэффициент отражения никеля при обработке на непрерывном С02 - лазере (Л =10,6 мкм) равен 0,942, для твердотельного (ИАГ - Ыс1) лазера (А = 1,06 мкм) соответственно 0,741 при нормальных условиях.

В работе отмечается, что практически во всех случаях легирования жаропрочного сплава ЖС6У излучением непрерывного С02 -лазера микротвердость ЗЛВ не превышает микротвердости у-твердого раствора исходного сплава (исключение составляет случай легирования бором с максимальной скоростью). Это отличается от случаев легирования твердотельным лазером, когда для литого сплава отмечается существенное увеличение микротвердости.

При лазерной обработке жаропрочных никелевых сплавов на непрерывном ССЬ — лазере при мощности лазерного излучения 2кВт и выше и скорости от 0,48 до 1,3 м/мин наблюдается интенсивное испарение материала в ЗЛВ. Такое явление отсутствует при обработке материала на твердотельном лазере.

Для непрерывного СОг -лазера размеры ЗЛВ имеют такой же характер зависимостей от скорости и мощности лазерного луча, как и для твердотельного лазера.

Большое влияние на параметры ЗЛВ никелевых сплавов оказывает так же расстояние от фокусирующей линзы до обрабатываемого образца. Увеличение этого расстояния приводит к увеличению диаметра лазерного луча, а, следовательно, к увеличению размеров ЗЛВ.

Исходя из материалов, представленных в диссертации, можно утверждать, что лазерное модифицирование поверхности жаропрочных никелевых сплавов может использоваться в технологии наряду с другими методами упрочнения поверхности. Причем, обработка может производиться на непрерывных твердотельных лазерах и на газовых лазерах малой мощности (1-2 кВт для газового лазера и 500 - 800 Вт - для твердотельного лазера). Лазерное модифицирование поверхности не только позволяет увеличить микротвердости материала в зоне обработки, но и

оказывает благоприятное влияние на термическую стабильность

материала ЗЛВ при повышенных температурах.

Общие выводы и результаты работы.

1. Современный уровень свойств жаропрочных никелевых сплавов достигнут благодаря усложнению их системы легирования. Дальнейшее увеличение содержания легирующих элементов приводит к существенному удорожанию сплавов, а зачастую и к некомпенсированности фазового состава, выделению неблагоприятных фаз в ходе работы и снижению технологических служебных характеристик материала. Поэтому для увеличения жаропрочности никелевых сплавов используются различные методы упрочнения поверхности сплавов. Одним из наиболее перспективных методов термической обработки поверхности жаропрочных никелевых сплавов является лазерное модифицирование (лазерная термообработка и лазерное легирование).

2. Методы ЛТО обладают рядом достоинств, перед традиционными методами термообработки в случае:

• обработки поверхности деталей сложной формы, коробление которых должны быть минимальны;

• затруднения подвода тепла к обрабатываемой поверхности традиционными методами;

• при малой поверхность!! обрабатываемой зоны.

3. Установлено, что модифицирование поверхности жаропрочных никелевых сплавов достигается лишь при расплавлении поверхности сплава, так как жаропрочные никелевые сплавы не имеют полиморфных превращений в твердом состоянии, а легирование не возможно в твердом состоянии из-за невысокой подвижности легирующих материалов.

4. Рентгенографический и фазовый анализ показали, что основной вклад в повышение микротвердости при лазерной термообработке поверхности жаропрочных никелевых сплавов вносит механизм пересыщения /-твердого раствора. При лазерном легировании основную роль в повышении микротвердости ЗЛВ играет внедрение легирующего элемента.

Причем легирующий элемент распределяется равномерно по глубине ЗЛВ. Исследования также показали, что механизмы упрочнения поверхности жаропрочных исследованных никелевых сплавов одинаковы для случаев обработки излучением непрерывного твердотельного и непрерывного газового лазера.

5. Анализ моделей расчета глубины проникновения легирующего элемента в никелевый сплав ЖС6У при лазерном легировании показал, что при использовании конвективной модели массопереноса погрешность расчетов составляет 10 - 15 % от экспериментальных значений глубины проникновения легирующего элемента в никелевый сплав в зависимости от легирующего элемента. Основным достоинством этой модели является простота математического аппарата. Глубина проникновения легирующих элементов в никелевый сплав проводилась на рентгеновском анализаторе «Link ANALITICAL AN 1000».

6. Обнаружено, что лазерная термообработка и лазерное легироваение порошками TiC, SiC, ZrO, В, ВКНА жаропрочных никелевых сплавов ЖС6У, ЖС6К, ЭИ893 приводит к повышению средней микротвердости в ЗЛВ по сравнению с микротвердостю у'- фазы необлученного сплава, но она не превышает средней микротвердости у'- фазы необлученных сплавов. Так для сплава ЖС6К наибольший прирост микротвердости ЗЛВ наблюдается при лазерной термообработке и достигает значения 650 - 690, а микротвердость у'- фазы - 824 - 894, микротвердость у- фазы 592 - 657. Для сплава ЖС6У (литой) средняя микротвердость ЗЛВ при лазерной термообработке 550 -560, а микротвердость у'- фазы - 572 - 592, у- фазы 450 - 473. Наибольший прирост микротвердости наблюдается при легировании порошком TiC, около 27 % к микротвердости у - фазы.

7. Выявлено, что ширина ЗЛВ (Ь) исследованных жаропрочных никелевых сплавов можно описать зависимостью b = kbV, а глубина ЗЛВ: h = khV0'5, где V - скорость лазерного луча, и для случаев обработки излучением непрерывного многоканального твердотельного лазера, и для случая использования излучения

непрерывного газового лазера. Погрешность расчетов составляет 5-7 %. Значения коэффициентов kb и kh определяются экспериментально для каждого исследованного сплава.

8. Установлено, что при лазерном легировании карбидом титана всех исследованных никелевых сплавов термическая стабильность ЗЛВ выше, чем при лазерной обработке и при температуре 700°С и при температуре 850°С. Такой же результат дает и легирование исследованных никелевых сплавов карбидом кремния и бором (максимальная твердость), а легирование порошком ВКНА занижает термостабильность ЗЛВ исследуемых никелевых сплавов на 10 - 15 % по сравнению с необлученным состоянием. Термическая стабильность ЗЛВ остается постоянной в течение всего времени нагрева.

9. Рекомендуемые режимы обработки поверхности исследованных никелевых сплавов:

• для непрерывного многоканального твердотельного лазера: мощность 400 - 500 Вт, скорость луча - 0,8 - 1, 3 м/мин, диаметр луча от 3 мм, использование поглощающего покрытия не обязательно;

• для непрерывного СОг - лазера: мощность 1-1.7 кВт, скорость луча - 0,8 - 1,3 м/мин, диаметр луча от 3 мм, использование поглощающего покрытия обязательно.

• Рекомендуемая толщина наносимой обмазки при лазерном легировании жаропрочных никелевых сплавов составляет 150 -200 мкм.

По теме диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы 2-х

докладов.

Основное содержание диссертации отражено в следующих

опубликованных работах:

1. Лазерные методы термоупрочнения поверхности цветных сплавов. А.Н. Сафонов, H.A. Смирнова, O.A. Кривушина и др.// Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошной среды. Труды

международного симпозиума. - М.: Из-во Московского авиационного института, 1998. - С. 65 - 68.

2. Сафонов А.Н., Смирнова H.A., Кривушина O.A. Особенности поверхностной лазерной закалки деформируемых и литейных алюминиевых сплавов //Конверсионные технологии: сб.статей. - М, 1997. - С. 16 - 18.

3. Сафонов А.Н., Смирнова H.A., Кривушина O.A. Лазерная обработка поверхности алюминиевых сплавов// Создание прогрессивных технологий, конструкций и систем и социально-экономические проблемы производства. Труды всероссийской научно-технической конференции.-Калуга, 1998. - С.72-73.

4. Сафонов А.Н., Смирнова H.A., Кривушина O.A. Исследование особенностей поверхностной лазерной закалки алюминиевых сплавов// Материаловедение. -1998.-№10.-С.28-31.

Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1. Взаимодействие лазерного излучения с поверхностью сплавов.

1.2. Особенности фазовых и структурных превращений при лазерном нагреве.

1.3. Область применения никелевых сплавов.

1.4. Структура и свойства жаропрочных никелевых сплавов.

1.5. Взаимодействия лазерного излучения на поверхность никелевых сплавов.

1.6. Исследование микроструктуры никелевых сплавов после лазерной обработки.

1.7. Образование трещин.

1.8. Выводы

2. Материалы, оборудование и методики проведения экспериментов.

2.1. Описание эксперимента.

2.2. Исследуемые материалы.

2.3. Оборудование.

2.4. Методика нанесения обмазок.

2.5. Методика проведения лазерной обработки.

2.6. Методы исследования микроструктуры зон лазерного воздействия.

2.7. Определение геометрических размеров и твердости зон лазерного модифицирования.

2.8. Рентгенографический и рентгеноструктурный фазовый анализ.

2.9. Методика проведения измерения термической стабильности зон лазерного модифицирования.

2.10. Точность измерений и оценка ошибок опытов.

3. Исследование процессов массопереноса легирующих элементов в зоне лазерного воздействия.

3.1. Введение.

3.2. Массоперенос под действием диффузии.

3.3. Массоперенос под действием термокапилярной конвекции.

3.4. Выводы.

4. Исследование параметров и механизмов упрочнения в ЗЛВ (зона лазерного воздействия) никелевых сплавов после лазерного модифицирования поверхности.

4.1. Исследование влияния исходного состояния, параметров лазерного луча (скорости и мощности) на микроструктуру никелевых сплавов после лазерного модифицирования поверхности.

4.2. Исследование влияния исходного состояния сплава, параметров лазерного луча (скорости и мощности) на микроструктуру никелевых сплавов после лазерного легирования поверхности.

4.3. Исследование влияния скорости и мощности лазерного луча на среднюю микротвердость и размеры ЗЛВ никелевых сплавов после лазерного модифицирования поверхности.

4.4. Термическая стабильность ЗЛВ жаропрочных никелевых сплавов.

4.5. Выводы.

5. Разработка рекомендаций по технологии лазерного модифицирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

5.1. Исследование микроструктуры ЗЛВ никелевых сплавов при обработке излучением непрерывного С02 - лазера.

5.2. Исследование зависимости размеров и микротвердости ЗЛВ никелевых сплавов от параметров излучения непрерывного СОг - лазера.

5.3. Рекомендации по выбору параметров лазерной обработки жаропрочных никелевых сплавов.

5.4. Выводы.

Актуальность работы. В настоящее время Сг-№ сплавы широко используются в различных отраслях промышленности. Никелевые сплавы отличаются высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью [1]. Они применяются в газовых турбинах энергетических установок, двигателей самолетов, кораблей, для изготовления деталей ракетно-космической техники и нефтехимического оборудования. Около 70% массы авиационных газотурбинных двигателей составляют жаропрочные сплавы на никелевой и железоникелевой основе [2]. Они используются для изготовления дисков, сопловых и рабочих лопаток турбин, камер сгорания и т.д. [3].

Повышение КПД газотурбинных двигателей требует постоянного увеличения рабочей температуры продуктов сгорания и, следовательно, повышения жаропрочности никелевых сплавов, из которых изготавливаются наиболее ответственные детали. Современный уровень свойств никелевых сплавов достигнут благодаря усложнению их системы легирования. Дальнейшее увеличение содержания легирующих элементов приводит к существенному удорожанию сплавов, а зачастую и к некомпенсированности фазового состава, выделению неблагоприятных фаз в ходе работы и снижению технологических служебных характеристик материала.

Одним из методов повышения эксплуатационных свойств жаропрочных никелевых сплавов (износостойкости, термостабильности, прочности, коррозионной стойкости и др.) является лазерное упрочнение поверхности материала. Наиболее широкое распространение в лазерном поверхностном упрочнении получили: лазерная термическая обработка (ЛТО), лазерное легирование (ЛЛ), лазерная наплавка (ЛН) [4].

Лазерная термообработка (ЛТО) имеет преимущества по сравнению с обычными методами поверхностной обработки (в частности, с закалкой ТВЧ) в случае: 6

1) обработка поверхности деталей сложной формы, коробление которых должны быть минимальны;

2) затруднение подвода тепла к обрабатываемой поверхности традиционными методами;

3) малой поверхностью обрабатываемой зоны [5].

По сравнению с электронно-лучевой обработкой лазерная - не требует специальных вакуумных камер или камер с контролируемой атмосферой [6].

В отличие от электронагрева, закалки из расплава и других известных процессов нагрева лазерная закалка не является объемным процессом, а осуществляется с поверхности [7]. При этом не требуется применять какие-либо охлаждающие среды.

Тепловое воздействие при ЛТО реализуется в широких пределах за счет изменения параметров лазерного излучения и режимов обработки. Это обеспечивает регулирование скоростей нагрева и охлаждения металла, малое время пребывания металла при высоких температурах, что позволяет получить требуемую структуру поверхностного участка и соответствующие свойства.

Технологические возможности ЛТО позволяют использовать этот процесс в качестве заключительной операции без последующей механической обработки. Причем лазерной термоупрочнение отдельных участков можно проводить после сборки конструкции или узла машины, чего нельзя сказать о лазерной наплавке. Кроме того, ЛН существенно удорожанию технологического процесса, так как требуется большее количество легирующего порошка, использующегося при наплавке как компоненты покрытия.

Несмотря на имеющийся научный задел, способы лазерной обработки распространены не достаточно широко. Это связано с обширной номенклатурой используемых конструкционных материалов и их вариаций по химическому составу, приводящих к необходимости особенной корректировки 7 режимов упрочнения, а так же с особенностями предшествующей термообработки и геометрией рабочей части деталей машин и инструмента.

Большое значение имеет также сложность и недостаточная изученность структурных и фазовых превращений, происходящих в упрочненных зонах различных материалов, что не позволяет считать этот вид обработки универсальным технологическим процессом.

В настоящее время не существует единой концепции о структурном механизме создания в поверхностных слоях упрочненного состояния металла в условиях высоких скоростей нагрева и охлаждения. Кроме того, до конца не выяснен механизм внедрения легирующего элемента в матрицу основного металла при лазерном нагреве.

Целью данной работы является исследование и разработка процессов лазерного модифицирования (термообработки и легирования) поверхности никелевых сплавов.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Исследование влияния режимов обработки поверхности никелевых сплавов излучением непрерывного С02 - лазера и многоканального твердотельного лазера, а также предварительной термообработки на характеристики упрочненных зон.

2. Исследование микроструктуры ЗЛВ и уточнение механизмов повышения твердости после лазерного модифицирования поверхности никелевых сплавов.

3. Исследование температурной стабильности модифицированных лазером зон на поверхности никелевых сплавов.

4. Разработка рекомендаций по практической реализации процессов лазерного модифицирования никелевых сплавов.

5. Анализ существующих физико-математических моделей лазерного легирования поверхности цветных сплавов, при предварительном нанесении на 8 поверхность обмазок, применительно к никелевым сплавам и выбор наиболее простой и адекватной модели для расчета глубины проникновения легирующего элемента в ЗЛВ никелевых сплавов.

Научная новизна - установлено, что модифицирование поверхности жаропрочных никелевых сплавов достигается лишь при расплавлении поверхности сплава, так как жаропрочные никелевые сплавы не имеют полиморфных превращений в твердом состоянии, а легирование не возможно в твердом состоянии из-за невысокой подвижности легирующих материалов. При этом основной вклад в повышение микротвердости при лазерном модифицировании поверхности жаропрочных никелевых сплавов вносит механизм пересыщения у -твердого раствора. Расплавление поверхности обеспечивается использованием непрерывных газовых лазеров (Я =10,6 мкм) с мощностью более 900 Вт и обязательным использованием поглощающего покрытия, или непрерывных твердотельных лазеров (Я=1,06 мкм) мощностью более 250 Вт без обязательного использования поглощающего покрытия.

Практическая ценность работы заключается в разработке рекомендаций по технологии лазерной поверхностной обработки и лазерного легирования поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

Автор защищает:

1. Механизмы упрочнения поверхности ЗЛВ жаропрочных никелевых сплавов при лазерном модифицировании поверхности.

2. Зависимости размеров, микротвердости, термической стабильности ЗЛВ жаропрочных никелевых сплавов от параметров лазерного пучка.

3. Технологические рекомендации по лазерному модифицированию поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

4. Результаты расчета глубины проникновения легирующего элемента при лазерном легировании жаропрочных никелевых сплавов по диффузионной и конвективной моделям. 9

Общие выводы по работе.

1. Полученные ЛТО и лазерным легированием упрочненные зоны жаропрочных никелевых сплавов имеют высокие физико-механические характеристики (толщину, твердость, термическую стабильность) и легко поддаются регулировке.

2. Метод ЛТО цветных сплавов имеет ряд преимуществ перед методами, применяемыми в промышленности:

- простота технологического процесса;

- повышение твердости ЗЛВ сплавов;

- возможность получения зон с заданными характеристиками;

- возможность обработки отдельных деталей без дополнительной защиты свободных поверхностей.

3. Анализ моделей расчета глубины проникновения легирующего элемента в металл при лазерном легировании показывает, что диффузионная модель дает сильно заниженные результаты. Конвективная модель, дает более адекватную картину. Погрешность расчетов составляет 10 - 15 % в зависимости от легирующего элемента. Основным достоинством этой модели является простота математического аппарата.

4. Обнаружено, что при лазерной обработке жаропрочных никелевых сплавов с оплавлением поверхности структура ЗЛВ представляет собой зону оплавления. Зона закалки из твердой фазы и переходная зона отсутствуют. Это объясняется тем, что никелевые сплавы не испытывают фазовых превращений. Переходная зона присутствует при лазерном легировании элементами с высоким коэффициентом диффузии (такими как бор).

142

5. Выявлено, что при лазерном легировании механизмы упрочнения материала ЗЛВ более разнообразны. Кроме механизмов, наблюдающихся при лазерной термообработке (измельчение и растворение у' - фазы), при легировании также наблюдается искажение решетки твердого раствора из-за внедрения легирующего элемента. Механизмы упрочнения одинаковы для случаев обработки непрерывным твердотельным и непрерывным газовым лазером.

6. Лазерная обработка всех исследуемых сплавов приводит к повышению средней микротвердости в ЗЛВ, но она не превышает средней микротвердости у'- фазы необлученных сплавов.

7. Ширина ЗЛВ (Ь) достаточно точно описывается зависимостью Ь =кьУ, а глубина ЗЛВ: 11 = к^У0'5 и для случаев обработки непрерывным многоканальным твердотельным лазером, и для случая использования непрерывного газового лазера.

8. При лазерном легировании карбидом титана термическая стабильность ЗЛВ выше, чем при лазерной обработке и при температуре 700°С и при температуре 850°С. Такой же результат дает и легирование карбидом кремния и бором (максимальная твердость), а легирование порошком ВКНА несколько занижает термостабильность ЗЛВ. Термическая стабильность зоны остается постоянной.

9. Установлено, что применение поглощающего покрытия на длине волны Я-1,06 мкм, в отличие от Я =10,6 мкм, не оказывает существенного влияния на размеры ЗЛВ.

143

1. Ибатулин Б.Л. Специальные материалы теплоэнергетических установок. Казань, Татарское книжное издательство, 1997. - 260 с.

2. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. - 416 с.

3. Лазерное легирование жаропрочного сплава ЖС6К/ B.C. Коваленко, Л.Ф. Головко, Н.И. Захарова и др.// Электронная обработка материалов. 1990. - №2. - С. 17-19.

4. Лазерное легирование/ Л.С. Ляхович, С.А. Исаков, В.П. Картошкин и др.//МИТОМ.- 1987. № 3. - С.14-19.

5. Donaldson E.G. Surface handening by laser a revien// The Britich foundryman. - 1986. - F.154, №7. - P. 252 - 275.

6. Григорьянц А.Г., Сафонов A.H. Основы лазерного термоупрочнения сплавов. М.: Высшая школа, 1988. - 159 с.

7. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Методы поверхностной лазерной обработки. М.: Высшая школа, 1987.- 191 с.

8. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989.- 304 с.

9. Методы и средства упрочнения поверхности деталей машин концентрированными потоками энергии/ А.П. Семенов, И.М. Ковш, И.М. Петрова и др. М.: Наука, 1992. - 404 с.

10. Виноградов Б.А., Гавриленко В.Н., Либенсон В.Н. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на материалы. Благовещенск: Благовещенский политехнический институт, 1993.344 с.

11. П.Леонтьев П.А., Чеканов Н.Т., Хан М.Г. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1986. - 142 с.144

12. Коваленко B.C., Головко Л.Ф., Черненко B.C. Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера. Киев: Тэхника, 1990. -192с.

13. Мирошниченко И.С. Закалка из жидкого состояния. М.: Металлургия, 1982. - 168 с.

14. Тягунов А.Г. Влияние высокотемпературной обработки расплава на структуру и свойства жаропрочных никелевых сплавов в литом и термообработанном состоянии. Дисс. . канд. техн. наук, 05.16.01. -Екатеринбург, 1998. 146 с.

15. Потон Б.Е., Строганов Г.Б., Кишкин С.Т. Жаропрочность литейных никелевых сплвов и защита их от окисления. Киев: Наукова думка, 1987.-265 с.

16. Симе Ч., Столофф Н., Хатель В. Суперсплавы. В 2 т. М.: Металлургия, 1995. Т.2- 567 с.

17. Фроулей Р.У. Успехи в разработке жаропрочных сплавов // Жаропрочные сплавы. М.: Металлургия, 1976. - 184 с.

18. Stoloff N.S. Physical and michanical metallurgy of N13AI and its alloys // Interneatinal material review. 1989. - V 34, № 4. - P. 153 - 183.

19. Новиков И.И., Строганов Г.Б., Новиков А.И. Металловедение, термообработка и рентгенография. М.: МИСИС, 1994. - 480 с.

20. Шпунт К.Я. Значение микролегирования в обеспечении требуемого уровня свойств никелевых жаропрочных сплавов// Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники: Сб.статей. М.: Наука, 1978 - С.286-292.

21. Влияние добавок нитрида циркония на структуру и свойства сплава ЖС6К/ Ю.З. Бабаскин, Л.Н. Лариков, С.Я. Шипицин и др. // Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе: Сб.статей. М.: Наука, 1984. - С. 184 - 189.145

22. Колесникова Н.В., Цвигунов А.И., Бонах JI.B. Изучение фазового состава сложнолегированных литейных никелевых сплавов // Современные методы контроля структуры и свойств металлопродукции в черной металлургии: Сб.статей. М., 1988. -С.78-84.

23. Браун М.П. Фазовый состав некоторых жаропрочных сплавов на никелевой основе // Новые методы упрочнения литых сплавов. -1977. № 6.- С.3-4.

24. Теоретические и экспериментальные исследования многокомпонентных никелевых сплавов/ С.Т. Кишкин, К.Ч.Портной, Г.Б. Строганов и др.// Металлургия и металловедение цветных сплавов. 1981. - №7. - С.7-14.

25. J.W. Martin, R.D. Dohenty. Stability of microstructure in metallik Systems. Cambridge: Unuversity press, 1978. - 280 p.

26. Sundaraman M. Carbide presipitatuon in JnC 718. Jap. 1994, E007 В ARC Rept. P.78.

27. Структурная стабильность карбидных фаз и их влияние на механические свойства жаропрочных никелевых сплавов с Hf/ С.Т. Кишкин, Т.Б. Строганов, A.B. Лозгунов и др. // Изв. АН СССР. Металлы. 1983. - №6. - С.163-169.

28. Mackag R. A., Nathon M. V. Microstructure Preperty relationships in directionrally solid - fied single - cristal nicelbase superalloys// Mi - Con 96 Optim Process, Prop, and Serv. perfomanse through Microstructure. Philadelphia, 1996. - P. 202 - 221.

29. Baldan A. Microsegregation of cast DS 2007 Hf sirgie cristall // J. Mater. Sei. 1993. - V. 25, №9. - P. 4054 - 4059.

30. Лашко Н.Ф., Сонюшкина А.П., Шпунт К.Я. Литейный жаропрочный сплав// Современные методы контроля структуры и свойств146металлопродукции в черной металлургии: Сб.статей. М., 1988. С. 23 -31.

31. Исследование состава карбидов в сплаве ЖС6У методом микрорентгенспектрального анализа/ Ю.Г. Гольдер, Е.Т. Кулешова, О.Н. Подвойская и др.// Конструкционные и жаропрочные материалы для новой технологии: Сб.статей. ML: Наука, 1978. -С.146 -151.

32. Современные литейные жаропрочные сплавы для рабочих лопаток газотурбинных двигателей/ Н.Г. Орехов, Г.М. Глезер, Е.А. Кулешова и др.// МИТОМ. 1993. - №7. - С.32-35.

33. Структурные изменения и особенности трещинообразования в жаропрочных никелевых сплавах после лазерного облучения / Ю.В.Соловьев, В.В. Исаков, С.Г. Прокопинская и др.// МИТОМ. -1995.- №1.- С. 29-32.

34. Лазерное легирование сплава на основе никеля тугоплавкими карбидами/ Т.В. Гуляева, В.В. Шибаев, С.В. Новиков и др. // Электронная обработка материалов. 1990. - №4. - С. 15-18.

35. Гадалов В.Н., Рыжков Ф.Н., Позвонков А.Ф. Структура и свойства никелевых сплавов и плазменных покрытий после лазерной обработки// МИТОМ. 1990. - №7. - С. 36-41.

36. Streiff R., Poun М., Mazars P. Laser-induced microstructural modification in a vacuum plasma sprayed NiCoCrAlYTa coating// Syrface and Coating Technology. 1987. - № 32. - P. 85-95.

37. Структура, сформированная лазерной термической обработкой в жаропрочных никелевых сплавов, и ее устойчивость при последующем старении/ А.А. Никитин, Е.В. Потипалова, Н.Т.Травина и др. // МИТОМ. 1990. - №7. - С. 39-41.147

38. Повышение износостойкости силуминов лазерной обработкой / А.Н.Гречин, И.Р. Шляпина, И.А. Гречина и др.// МИТОМ. 1989. -№3. - С.23-24.

39. Konig, Willischeid, Treppe. Perspektiven und Grenzen den Oberflachen behandlung mit Laserstrahlen// VDJ-Z. 1987. - Bd. 129., №6. - S.50-54.

40. Травина H.T., Никитин A.A. Применение лазерной обработки для упрочнения поверхности металлов и сплавов// Черная металлургия. -1985. Вып. 18. -С.3-12.

41. Горячие трещины при сварке жаропрочных сплавов /М.Х.Шоршоров, J1.A. Ерохин, Т.А. Чернышова и др. М: Машиностроение, 1973 - 224 с.

42. Прохоров H.H. Технологическая прочность металлов при сварке. -М.: Машиностроение, 1960 60 с.

43. Лосева Г.И. Исследование механизмов образования горячих трещин в сварных соединениях жаропрочных никелевых сплавов и разработка методов их предупреждения. Автореф. . дисс. канд. техн. наук. М., 1975. - 24 с.

44. Федоров Б.М. Оптимизация параметров лазерной сварки с целью повышения прочности сварных соединений никелевых сплавов. Дисс. . канд. техн. наук, 05.04.05. М., 1984. - 245 с.

45. Коваленко B.C. Металлургические реактивы. М.: Металлургия, 1981.- 120 с.

46. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронооптический анализ. М.: МИСИС, 1994. - 328 с.

47. Рыкалин H.H., Углов A.A. Воздействие концентрированных потоков энергии на материалы // Воздействие концентрированных потоков энергии на материалы: Сб.статей. М.: Наука, 1985. - С. 5 - 19.

48. Закономерности массопереноса легирующего компонента в процессах лазерной микрометаллургии/ М.Б. Игнатьев, В.И. Титов,148

49. И.В. Мелехин и др.// Физико-химические процессы обработки материалов концентрированными потоками энергии: Сб.статей. М.: Наука, 1989. -С.37- 45.

50. Углов A.A., Гнедовец А.Ц., Портнов О.М. Моделирование импульсно-периодического лазерного поверхностного легирования металла из газовой фазы// ФИХОМ. 1990. - № 5. - С. 23 - 25.

51. Самсонов Г.В. Свойства элементов, В 2 ч. М.: Металлургия, 1976. -Ч. 1: Физические свойства. - 600 с.

52. Теплотехнические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 560 с.

53. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник, В 3 т. М.Машиностроение, 1997. -Т.1 - 1024 с.

54. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник, В 3 т. М.Машиностроение, 1997. - Т.2 - 1024 с.

55. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкости. Л.: Наука, 1975. -592 с.

56. Бровер Г.И. Физические и технологические основы процессов поверхностной термической обработки и легирования с лазерным нагревом. Дис. . докт. техн. наук. 05.02.91. Ростов - на - Дону. 1997.-580 с.

57. Прохоров А.Ш., Конов В.И. Взаимодействие лазерного излучения с металлами. М.: Наука, 1988. - 518 с.

58. Бойцов А.Г., Машков В.Н. Упрочнение поверхностей комбинированными способами. М.: Машиностроение, 1991. - 144 с.

59. Доронин И.В. Эффективность различных методов упрочнения жаропрочных сплавов для кратковременной службы. Дисс. . канд. техн. наук. М., 1968. - 178 с.149

60. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и их защита от коррозии. / Б.Е. Патон, Г.Б. Строганов, С.Т. Кишкин и др. Киев.: Наукова думка, 1987. - 250 с.

61. Тарасова Т.В. Исследование механизма массопереноса при лазерном легировании коррозионностойких сталей кремнием и углеродом // Труды МГТУ им. Н.Э.Баумана . 1999. - № 537. - С.87 - 91.

62. Александров В.Д. Разработка лазерной технологии получения антифрикционных покрытий на алюминиевых сплавах. Дисс. . канд. техн. наук, 05.02.01. Москва, 1989. 168 с.

63. Механизм перемешивания при лазерном легировании металлов / А.Е.Зеленов, З.С. Сазонова, В.Д. Александров и др.// Лазерная технология. 1987. - Вып.З. - С. 44 - 49.

64. Ландау Л.Л., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика, В 8 т. М.: Наука, 1986.-Т.6.-560 с.

65. Андрияхин В.М Процессы лазерной сварки и термообработки. М.: Наука, 1988.- 176 с.

66. Таблицы физических величин: Справочник/ Под ред. И.К. Кикоина. -М.:Атомиздат, 1986. 240 с.

67. Вертоградский В.А., Ковалев А.И., Лощинин Ю.В. Высокотемпературный термический анализ жаропрочных сплавов //Конструкционные и жаропрочные материалы для новых технологий: Сб.статей. М.: Наука. - С. 195 - 201.

68. Чертов А.Г. Физические величины (терминология, определения, обозначения, размерности, единицы): Справ.пособие. М.: Высшая школа, 1990.-335 с.

69. Шиняев А .Я., Соловьев Ю.В. Легирование и критерии долговечности жаропрочных никелевых сплавов// Вестник машиностроения. 1996. - №8. - С.29-36.