автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Получение антифрикционных покрытий системы Cr3C2-Ti взрывной обработкой порошков на стальной подложке

На правах рукописи

005056530^

Харламов Валентин Олегович

ПОЛУЧЕНИЕ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ Сг3С2-Т1 ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ ПОРОШКОВ НА СТАЛЬНОЙ ПОДЛОЖКЕ

Специальность 05.16.09 Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 ДЕК 2012

Волгоград-2012

005056584

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

Научный руководитель член-корр. РАН

ЛЫСАК Владимир Ильич

Официальные оппоненты: Бондарь Мария Петровна,

доктор физико-математических наук, профессор, Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, лаборатория динамических воздействий, главный научный сотрудник

Букин Владимир Михайлович,

кандидат технических наук,

ООО Нижневолжский центр «Сварка»,

технический директор

Ведущая организация ОАО «Волгоградский научно-

исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения» г. Волгоград.

Защита состоится «27» декабря 2012 г. в 11й2 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, д.28, зал заседаний ученого совета (ауд.209).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «23> ноября 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кузьмин Сергей Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования. В связи с созданием объектов новой техники, узлы трения которых должны работать в таких тяжелых условиях, как космическое пространство, повышенные или пониженные температуры, высокие скорости скольжения и удельные нагрузки, агрессивные среды, сильная радиация и т.п., непрерывно усложняются, и повышаются требования к антифрикционным материалам. В наибольшей степени им удовлетворяют твердые сплавы на основе карбидов тугоплавких металлов с металлической связкой, оптимально сочетающие твердость и высокое сопротивление схватыванию указанных карбидов с достаточно высокой вязкостью, обеспечиваемой присутствием в структуре сплава металлической фазы.

В настоящее время твердые сплавы изготавливают путем прессования исходных смесей порошков тугоплавких карбидов с металлами и последующего спекания, что накладывает ограничения на состав материалов и габаритные размеры изделий, связанные, прежде всего, с химической совместимостью компонентов сплавов и возможностями прессового оборудования, и не позволяет принципиально повысить их эксплуатационные свойства.

Взрывное компактирование является одним из перспективных видов импульсного прессования и существенно расширяет возможности технологий порошковой металлургии. Взрывная обработка порошков дает возможность одновременно достигать давлений, достаточных для равномерного уплотнения порошков до практически беспористого состояния, и температур, необходимых для консолидации (сварки) структурных компонентов порошкового материала в монолитный и нанесения его в виде покрытий на стальное основание. Кратковременность воздействия высоких давлений и температур предотвращает возможность вторичного химического взаимодействия между компонентами сплавов и роста зерна в их структуре.

Прессованию порошковых материалов взрывом было уделено большое внимание отечественных и зарубежных исследователей: Баканова А. А., Беляев В. И., Бондарь М. П., Букин В. М., Волчков В. М.,Дремин А. Н., Каунов А. М., Крохалев А. В., Кузьмин Г. Е., Пай В. В., Рогозин В. Д., Роман О. В., Смирнов Г. В., Ставер А. М., Шамрей А. В., Штерцер А. А., Яковлев И. В., Pruemmer R. А., Hokamoto К., Lee J. S., Korth G. E„ Williamson R. L, Mc CarterM. K, Shield J. E„ Mamalis A. G.udp. Несмотря на несомненные успехи, в настоящее время отсутствуют до конца разработанные методики расчетной оценки физических условий сжатия реализуемых при взрывном нагружении порошков. Кроме того, остаются мало изученными процессы формирования твердых сплавов и покрытий из них на стальном основании.

* Автор выражает глубокую благодарность кандидату технических наук, доценту А. В. Крохалеву и доктору технических наук, профессору С. В. Кузьмину за участие в формировании направления работы и неоценимую помощь в анализе результатов исследования.

3

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтверждается выполнением ее в рамках государственного контракта № 02.740.11.0809.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является создание научно обоснованной технологии нанесения порошковых покрытий взрывом на стальную подложку на базе изучения процесса формирования твердых сплавов при взрывном компактировании.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Исследованы общие закономерности формирования твердых сплавов из смесей порошков СГ3С2 с П при взрывном нагружении.

2. Исследованы условия сохранения покрытий системы СгзСг-Т1 при плоском и скользящем нагружении.

3. Исследованы антифрикционные свойства и износостойкость полученных покрытий.

4. Усовершенствована расчетная методика определения физических параметров сжатия при взрывном нагружении порошков на металлической подложке.

Научная новизна состоит в выявлении основных закономерностей формирования твердых сплавов системы Сг3С2-Т1 и покрытий из них при взрывном прессовании смесей порошков на стальном основании.

Установлено, что формирование прочных поверхностей раздела между карбидом хрома СГ3С2 и титаном происходит при температуре разогрева порошковой смеси в результате ударно-волнового сжатия 500...600 °С и давлениях 10... 15 ГПа. При этом химический состав компонентов сплава не претерпевает изменений, перераспределения элементов между фазами в макрообъемах не происходит, а свойства твердого сплава достигают максимального уровня.

Впервые показано, что образование прочной связи между частицами карбида хрома и титана обусловлено формированием граничной фазы толщиной 75... 100 нм с монотонным изменением химического состава в ее пределах.

Разогрев смеси порошков Сг3С2-Т1 свыше 1000 °С в ударной волне с давлением на фронте более 15 ГПа приводит к интенсивному взаимодействию ее компонентов с кислородом воздуха и между собой, что является причиной «вспенивания» обрабатываемого материала и потери его служебных свойств.

Установлено, что введение между прессуемой смесью порошков и стальным основанием прослойки из титанового порошка и последующая термообработка (нагрев до 400°С, охлаждение на воздухе) позволяет увеличить прочность соединения на срез получаемого твердого сплава с основой до 120... 130 МПа (против 25...40 МПа без прослойки и термообработки) за счет снижения уровня остаточных напряжений в зоне соединения.

Методы исследования. Экспериментальная часть работы выполнена с применением методов оптической, электронной растровой и просвечивающей микроскопии, механических испытаний на срез, измерения твердости, а также разработанной новой оригинальной методики испытания на трение. Расчет фи-

зических условий сжатия при взрывном прессовании проводили с помощью специально разработанной программы, определение равновесного фазового состава, и математическая обработка полученных результатов осуществлялись с помощью специализированных пакетов прикладных программ.

Практическая значимость. Проведенные исследования позволили разработать научно обоснованную технологию получения покрытия из твердого сплава системы Cr3C2-TiHa рабочей поверхности торцового уплотнения насосов для перекачки перегретого дистиллята второго контура охлаждения реакторов АЭС, обоснованно подойти к назначению режимов взрывного прессования твердых сплавов; разработать технологические приемы для сохранения получаемого покрытия и увеличения прочности его соединения со стальным основанием; определить рациональное содержание компонентов с точки зрения достижения максимальных антифрикционных свойств и износостойкости; усовершенствовать методику расчета физических условий сжатия при взрывной обработке порошков и реализовать ее в виде специализированного программного модуля (свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010616142 от 17 сентября 2010 г.).

Апробация работы.Материалы диссертационной работы докладывались на 9-ти международных (2009, 2010,2011 - г. Волгоград; 2009, 2010, 2011 - г. Москва; 2010 - г. Пенза; 2012 - Санкт-Петербург; 2012 - г. Прага, Чехия), всероссийских (2009, 2011 - г. Москва; 2009 - г. Новосибирск; 2010 - Санкт-Петербург; 2011 - г. Черноголовка), региональных конференциях молодых исследователей (2009, 2010, 2011, 2012 - г. Волгоград), а также на ежегодных научно-технических конференциях и научных семинарах ВолгГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы, в том числе 4 статьи в российских периодических рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одно свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 145 страниц машинописного текста, 73 рисунка, 5 таблиц. Список использованной литературы включает 115 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационного исследования, сформулированы цель исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены схемы и параметры процесса взрывного прессования порошковых материалов, а также существующие расчетные оценки физических условия сжатия порошкового материала, реализуемых в результате обработки взрывом.

Показано, что широкий круг практических задач современного машиностроения может быть успешно решен лишь с применением новых антифрикци-

онных материалов, предназначенных для работы в особых условиях, таких как твердые сплавы на основе карбидов тугоплавких металлов. Однако традиционная технология их получения, включающая прессование и последующее спекание, накладывает существенные ограничения на химический состав компонентов и габаритные размеры изделий. Преодолеть эти ограничения можно путем использования энергии взрыва в процессе компактирования, что позволяет получать твердые сплавы нетрадиционного состава различных размеров и форм в виде покрытия на поверхности деталей.

Процесс взрывного прессования сопровождается прохождением по порошку падающей и отраженных ударных волн, которые уплотняют порошковый материал и создают условия, необходимые для сварки компонентов между собой и с поверхностью основания. Кратковременность импульса давления и температуры исключает возможность химического взаимодействия составляющих твердого сплава.

Известно большое число схем взрывного прессования порошковых материалов. Наиболее удобны для исследования общих закономерностей взрывной обработки порошковых материалов, а также получения заготовок относительно большого размера схемы плоского нагружения благодаря возможности достигать высоких давлений прессования простыми технологическими методами.

Российскими и зарубежными исследователями (Баканова А. А., Беляев В. И., Бондарь М. П., Букин В. М., Волчков В. М., Дремин А. Н., Каунов А. М., Кро-халев А. В., Кузьмин Г. Е., Пай В. В., Рогозин В. Д., Роман О. В., Смирнов Г. В., Ставер А. М.,Шамрей А. В., Штерцер А. А.,Яковлев И. В., Pruemmer R. А., Но-kamoto К., Lee J. S., Korth G. E., Williamson R. L„ McCarter M. K„ Shield J. E„ Mamalis A. G. И dp.) рассмотрены наиболее важные особенности процесса взрывного нагружения порошков и получения порошковых покрытий, предложены методики расчетных оценок параметров прессования, основанных на различных предпосылках и допущениях.

Однако закономерности формирования твердых сплавов системы Cr3C2-Ti при взрывном нанесении в виде покрытий на стальное основание и их антифрикционные свойства в настоящий момент времени в полной мере не изучены и требуют специально поставленных экспериментальных и теоретических исследований. Расчетная методика определения физических условий сжатия, реализуемых при взрывном прессовании, требует усовершенствования в плане автоматизации проведения расчетов, без которой невозможно добиться достаточной их точности. Это и определило основную направленность работы в рамках сформулированных цели и задач.

Вторая глава посвящена экспериментальным методикам определения параметров взрывного прессования порошков и свойств полученных твердых сплавов.

Исходя из современных потребностей в антифрикционных покрытиях обоснован выбор материалов, используемых в настоящем исследовании, а также взрывчатых смесей, позволяющих в широких пределах варьировать параметры процесса взрывного нагружения. Экспериментальное определение ско-

Взрывчатое вещество"""--/Прокладка-^

--- Порошок —

— Основание"

Ш

а)

б)

Рис. 1. Схемы нагружения порошка взрывом:

а - скользящеенагружение;б - нагруже-ние нормально падающей детонационной волной

рости детонации О применяемых взрывчатых веществ производилось электроконтактными реостатным методами.

В опытах применяли схемы с использованием нагружения скользящей (рис. 1, а) и нормально падающей (рис. 1, б) детонационной волной.Параметры нагружения

рассчитывали путем построения (Р,и)~ диаграмм процесса.

Исследование закономерностей формирования межфазных границ в твердых сплавах проводили методами оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии. Химический состав и распределение элементов по фазам определяли энергодисперсионным микроанализом.

Механические свойства полученных порошковых покрытий определяли измерением твердости по Виккерсу и испытанием на срез слоев при скалывании.

Для оценки антифрикционных свойств и износостойкости полученных твердых сплавов была разработана специальная методика, основанная на ступенчатом повышении нагрузки на образец. При этом время работы на каждой ступени нагрузки устанавливалось по возможности минимальным, но достаточным для стабилизации значения коэффициента трения.

По изломам на кривых зависимости этого коэффициента от удельной нагрузки были определены основные характеристики антифрикционных свойствматериалов по-границам перехода от одного режима трения к другому, типичным для диаграмм Герси-Штрибека, а именно предельные нагрузки устойчивого, преимущественно жидкостного трения Рж, граничного трения и перехода к схватыванию Рс, а также значения минимального коэффициента преимущественно жидкостного трения ктш, коэффициентов трения при граничной смазке кгр и в режиме схватывания кс(рис. 2).

В третьей главепредставлены результаты экспериментальных исследований закономерностей формирования порошковых твердых сплавов и покрытий из них при взрывном прессовании.

Рис. 2. Схема определения основных антифрикционных характеристик сплавов

В опытах по изучению влиянияусловий взрывного сжатия порошка на свойства сплавов содержание связки в порошковой смеси оставалось постоянным и равнялось 50 об.%;варьировали отдельно высоту заряда ВВЯ и скорость детонации/.). Для каждого режима взрывного прессования были определены физические параметры (максимальное давление сжатия Рн температура разогрева порошка Д7), между которыми обнаружена линейная зависимость (рис. 3).

Установлено, что во всемисследованном диапазоне давлений/1 и температурДГфазовый состав полученных материалов оставался без изменений (рис. 4). Влияние интенсивности нагружения на твердость НУи по-ристостьП материала приведено на рис. 5, где хорошо различим диапазон давлений (8...8,5 ГПа), в котором имеет место резкий скачок твердости при почти неизменной пористости, что свидетельствует о формировании прочного соединения между составляющими исходной порошковой смеси.

Данный вывод подтверждается изменением характера излома образцовс межкристаллитного (рис. 6) на транскристаллитный (рис. 7).

ДГЛ' 1000 коп 600 400 200

• «=4200 м/с Оу 3500 м/с 4 £>-2900 м/с д0=2500 м/с

10

15 Г. Г Па

Рис. 3. Влияние максимального давления Рна разогрев порошковой смеси ДГСг3С2+Т1 (50об.%)

НУ 600 500 400 300 200 100

1»

12

9 6 3

Рис. 4. Распределение элементов по фазам в твердом сплаве, РЭМ, х10000

8 10 > 0=4200 м/с ■ О-2900 м/с

12 14 16

□ 0=3500 м/с а 0=2500 м/с

Рис. 5. Влияние давления Рнз свойства твердого сплава

а) б) в)

Рис. 7. Транскристаллитный излом сплава Сг3С2 - Л (50 об.%), РЭМ:

а - общий вид, х 1000; 6 - магистральная трещина, х 30000; в - разрушение вдоль межфазной поверхности, х 30000

В первом случае разрушение происходит в основном по поверхностям раздела между частицами спрессованного материала, а на изломах хорошо различима исходная форма частиц карбида хрома (рис. 6,а, б), при этом наблюдается растрескивание отдельных частиц (рис. 6, в). Во втором - магистральная трещина чаще всего проходит через структурные компоненты порошковой композиции как сквозь единое целое (рис. 7, а, б). Прочно соединенная с поверхностью карбида металлическая связка оказывает сдерживающее воздействие на поверхностные слои карбидных частиц и предотвращает их микрорастрескивание при разрушении (рис. 7, в).

Как видно из рис. 3, диапазон давлений, при котором происходит соединение компонентов материалов в твердой фазе, соответствует температуре разогрева смеси 500...600 °С или (0,35...0,4)ТПЛ карбида хрома Сг3С2.Это обеспечивает массовый выход дислокаций на межфазную поверхность (рис. 8, а) за счет пластической деформации карбида, в результате чего и образуется прочное соединение исходных компонентов. Наблюдаемая при этом граничная фаза (рис. 8, б) имеет толщину порядка 75... 100 нм и монотонно изменяющийся по толщине химический состав(рис. 8, в).

а) б) в)

Рис. 6. Межкристаллитный излом сплава Сг3С2 - П (50 об.%), РЭМ:

а - общий вид, х 1000; б - вид карбидных частиц, х 5000; в- отдельная частица.х 30000

а) б) в)

Рис. 8. Микроструктура зоны соединения карбидной и металлической фаз в твердых сплавах системы Сг3С2-Т1, (фольга, ПЭМ):

а - дислокации на межфазной поверхности; б - граничная фаза; в - распределение элементов вдоль линии сканирования

Установлено, что при прессовании твердого сплава, содержащего 50 об. % связки, на режиме, обеспечивающем разогрев порошковой смеси свыше 1000°С (рис. 5), на поверхности покрытия образуется дефект в виде «пены» (рис. 9).В составе видоизмененного материала обнаружено содержание кислорода в количестве около 10 масс.%.(рис. 10, а).

Образование дефекта является следствием начала взаимодействия компонентов (прежде всего титана) с кислородом воздуха, что служит источником дополнительного разогрева поверхностных слоев твердого сплава, в результате чего кроме окисления начинается активное химическое взаимодействие между Сг3С2 и Т1 с образованием равновесных фаз "ПС, Сг и СО системы «Сг-С-Т1-0».

Рис. 9. Пенообразная составляющая на поверхности твердого сплава ОдСг-'П (50 об.%), хЗООО

а) б)

Рис. 10. Химический состав «пены» на поверхности сплава СгзСг-'П (50 об.%):

а - результат энергодисперсионного микроанализа; б - распределение элементов в твердой

фазе «пены», РЭМ, х 12000

Это подтверждается анализом распределения элементов в твердой фазе «пены» (рис. 10, б), где хорошо различимы участки двух типов: с наибольшим

содержанием хрома и кислорода (предположительно состоящие из Сг и Сг203);с максимальной концентрацией титана и углерода (предположительно представляющие собой TiC).

Для изучения влияния содержания связки на свойства твердых сплавов изменяли высоту заряда ВВ и содержание связки; скорость детонации оставалась постоянной и равнялась 4200 м/с, что обеспечивало разогрев смеси в ударных волнах в диапазоне 500.. .900 °С и консолидацию сплава.

Как видно из рис. 11, при снижении содержания титановой связки растет пористость материалов, что свидетельствует об ухудшении их прессуемости. Твердость сплавов растет и достигает максимума HV1100...1150 при уменьшении содержания титана до 30 об. %.При меньшем содержании связки твердость снижается в 1,4... 1,6 раз из-за возрастающей до 10... 12 % пористости.

Необходимым условием формирования работоспособного покрытия является достаточная прочность его сцепления с основой. Исследования показали, что параметры сжатия, оптимальные для консолидации твердых сплавов, позволяют одновременно получать покрытия из них (рис. 12, а, б) с прочностью сцепления со стальным основанием при испытаниях на срез 25...40 МПа.

а)

IIV

1200

Ti. об.

б)

Рис. 11. Влияние содержания связки "П, об.% на свойства твердых сплавов системы СгзСг-И

а) б)

Рис. 12. Покрытие из твердого сплава системы Сг3С2-Т| на стальной подложке (30 об.% связки; Р = 13,9 ГПа; ДТ = 730°С):

а - общий вид образца; б - микроструктура зоны соединения, х500

Рис. 13. Прочность соединения т покрытия из твердого сплава со стальной основой в зависимости от содержания титановой связки в смеси ТЧ, об.%

г. МПа

MRA

При отслоении покрытия разрушение происходит по прилегающим к линии соединения слоям твердого сплава. При этом поверхность разрушения не имеет видимых признаков окисления. Это может свидетельствовать о том, что покрытие отслаивается в результате действия остаточных термических напряжений после охлаждения твердого сплава и стальной подложки.

Для получения более благо- ^ приятных эпюр остаточных напряжений между твердым сплавом и стальной основой дополнительно размещали слой порошка титана толщиной 1 мм (100... 120 мкм в консолидированном материале), что позволило, в конечном итоге, повысить в 2...2,5 раза прочность соединения твердых сплавов, содержащих 40 и 50 об. %Ti, со стальной основой. Кроме того, сплав с 30 % об. Ti, который ранее отслаивался, удалось сохранить в виде покрытия с прочностью при испытаниях на срез65...75 МПа (рис. 13).

Для еще большегоувеличения прочности соединения покрытия с основой применяли термическую обработку образцов с титановой прослойкой (нагрев от 300 до 800 °С, выдержка 1 час, охлаждение на воздухе). В результате установлено (рис.14), что при 400 °С прочность соединения резко возрастает до 120... 130 МПа, затем снижается до 80.. .90 МПа при 500.. ,600°С, и при 800°С наблюдается отслоение покрытия. Очевидно, это связано с тем, что при нагреве исходные напряжения частично релаксируют и

перераспределяются. Однако с повышением температуры нагрева при охлаждении возникают новые напряжения, связанные с торможением усадки из-за разницы коэффициентов линейного расширения твердого сплава, прослойки и основания. В результате растягивающие напряжения в покрытии сменяются на сжимающие, чем можно объяснить некоторый рост твердости сплавов. При температуре нагрева 800 °С уровень вновь появившихся напряжений становится столь высок, что вызывает отслоение.

200 400 600 I. "С Рис. 14. Влияние температуры / термообработки на прочность соединения с основой 1(1) и твердость покрытия НУ (2)

Четвертая глава посвящена практической реализации результатов исследований. В ней описан алгоритм поиска оптимальных параметров взрывного прессования порошковых материалов (рис.15), основанный на расчете физических условий сжатия и их сопоставлении с условиями, необходимыми для формирования твердого сплава и сохранения покрытия на плакируемой поверхности.Необходимые для этого расчеты автоматизированы с помощью специально разработанного программного обеспечения (рис. 16).

Рис. 15. Укрупненная функциональна схема поиска оптимальных параметров взрывного прессования порошковых материалов

155--

»ЛГИ

цр—

|Т5Г-

[бМ

• Р.И'ч» г ||,!|).!М! 1(ОЙ СМММ МРММ*

Рис. 16. Функциональные экраны программы расчета параметров взрывного прессования порошковых материалов

На основании обобщения и анализа результатов проведенных исследований с применением разработанного ПО были предложены технологические схемы и режимы, с использованием которых былиизготовлены опытные образцы деталей торцового уплотнениянасосов для перекачки перегретого дистиллята во втором контуре охлаждения атомного реактора АЭС (рис. 17) с нанесенным на рабочий участок покрытием толщиной 2 мм из твердых сплавов, содержащих 30 и 50 об. % (КХТ-30 и КХТ-50).

Проведенные с помощью специально разработанной методики испытания триботехнических свойств показали (рис. 18), что предложенные материалы обеспечивают более высокие антифрикционные характеристики и износостойкость по сравнению с силицированным графитом СГП-0,5 и твердым сплавом на основе карбида хрома Сг3С2 с никелевой связкой (КХН-20), полученными традиционными способами.

а) б)

Рис. 18. Деталь торцового уплотнения с нанесенным на рабочий участок покрытием из твердого сплава системы СгнС'г- П:

а - заготовка после взрывного прессования; 6 - готовая деталь

0.12

Коэф. Ко>ф. Коэф.

жил- гранич- грения

костного ного при схиа-

трсния. [рения. тывании.

к к... к

о

Предельная Предельная нагрузка нагрузка схватывания, жидкостного !\ . М11а трения, Рж, МПа

Износ Суммарный кольца, износ пары. Л \\. мм3 У Л 1\ мм1

Новые материалы:

КХТ-30

КХТ-50

Традиционные: И СГП-0,5 Щ КХН-20

Рис. 19. Антифрикционные свойства и износостойкость полученных материалов в сравнении с традиционными

выводы

1. Показано, что при взрывном компактировании смесей порошков карбида хрома Сг3С2 с титановой связкой формирование консолидированных твердых сплавов на стадии прессования происходит при температуре разогрева порошка в процессе ударно-волнового нагружения выше 500...600 °С или (0,35...0,4)ТПЛ, где Тпл - температура плавления карбида, что приводит к выходу дислокаций на межфазную поверхность и образованию прочной связи между металлом и карбидом. При этом химический состав компонентов сплава не претерпевает изменений, перераспределения элементов между фазами в макрообъемах не происходит, а свойства твердого сплава достигают максимального уровня.

2. Установлено, что образование прочной связи между структурными элементами твердого сплава сопровождается появлением на межфазной поверхности прослойки граничной фазы толщиной 75... 100 нм, имеющей переменный химический состав и строение, отличное от строения карбидной и металлической фаз.

3. Показано, что при получении твердых сплавов системы СГ3С2-Т1 взрывом существуют ограничения по допустимым значениям температуры разогрева порошковой смеси. При температурах, превышающих 1000 °С, начинается взаимодействие компонентов порошковой смеси с кислородом воздуха, что приводит к дополнительному разогреву материала и началу химических реакций с образованием "ПС, Сг и СО.

4. Экспериментально установлено, что параметры сжатия, реализуемые при прессовании по схеме с нормально падающей детонационной волной, позволяют получать покрытия на стальной основе с прочностью соединения на срез от 25 до 40 МПа. Показано, что введение между прессуемой смесью порошков и стальным основанием прослойки из титанового порошка толщиной 100...120 мкм и последующий нагрев до 400°С увеличивает прочность соединения на срез получаемого твердого сплава с основой до 120... 130 МПа за счет снижения уровня остаточных напряжений в зоне соединения.

5. Установлено, что оптимальными антифрикционными свойствами при различных условиях трения обладают порошковые твердые сплавы системы Сг3С2-Т1, содержащие 30 и 50 об.% связки. Показано, что названные сплавы обеспечивают более высокие антифрикционные характеристики и износостойкость по сравнению с силицированным графитом и материалами типа КХН, изготовленными традиционными способами.

6. Проведенные исследования позволили разработать специализированное программное обеспечение для автоматизированного расчета физических условий сжатия, составляющее основу алгоритма поиска оптимальных технологических параметров взрывного прессования, необходимых для формирования твердого сплава и получения покрытия на поверхности стальной подложки.

7. Результаты исследований легли в основу технологического процесса изготовления торцового уплотнения с металлокерамическим антифрикционным покрытием (КХТ-30 и КХТ-50) насосов для перекачки перегретого дистиллята во втором контуре охлаждения атомного реактора АЭС.

15

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в работах:

Журнальные статьи из списка ВАК:

1. Закономерности формирования твердых сплавов из смесей порошков карбида хрома с титаном с использованием энергии взрыва / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. — 2012. —№ 1. — С. 32-37.

2. Триботехнические свойства порошковых твердых сплавов карбида хрома с титаном, полученных взрывным прессованием / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2012. - № 3. - С. 67-72.

3. Компьютерный расчет параметров сжатия при нанесении порошковых покрытий взрывом / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Изв. ВолгГТУ. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». Вып. 4 :межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. -№ 5. - С. 110-116.

4. Получение износостойких покрытий из смесей порошков карбида хрома с металлической связкой с использованием взрывного нагружения / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Изв. ВолгГТУ. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». Вып. 4 :межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - № 5. - С. 117-122.

Прочие публикации:

5. Компактирование нанопорошков взрывом как метод получения нано-структурных материалов / В.И. Лысак, C.B. Кузьмин, A.B. Крохалев, В.О. Харламов // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов (3-4 июня 2009 г.): тр. VII междунар. Рос.-Казахстан.-Японской науч. конф. / Мин-во образования и науки Рос. Федерации [и др.]. - M., 2009. - С. 121-125.

6. Компьютерное моделирование взрывного компактирования нанопорошков при получении наноструктурных материалов и покрытий / A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, В.О. Харламов // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов (3-4 июня 2009 г.): тр. VII междунар. Рос.-Казахстан.-Японской науч. конф. / Мин-во образования и науки Рос. Федерации [и др.]. - М., 2009. - С. 425-432.

7. Компьютерное моделирование условий сжатия при получении материалов с субмикрокристаллической и наноструктурой с использованием обработки взрывом / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Деформация и разрушение материалов и наноматериалов. DFMN'2009 : сб. ма-тер.третьей междунар. конф., г. Москва, 12-15 окт. 2009 г. В 2 т. Т. 1 / Ин-т металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова [и др.]. - М., 2009. - С. 247-248.

8. Получение материалов с субмикрокристаллической и наноструктурой с использованием обработки взрывом / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Деформация и разрушение материалов и наноматериалов. DFMN'2009 : сб. матер.третьей междунар. конф., г. Москва, 12-15 окт.

2009 г. В 2 т. T. 1 / Ин-т металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова [и др.]. - М., 2009. - С. 245-245.

9. Харламов, В.О. Получение наноструктурированных материалов взрывным компактированием смесей порошков карбидов с металлами / В.О. Харламов, A.A. Корниенко, A.B. Крохалев // Наука. Технологии. Инновации : ма-тер.всерос. науч. студенч. конф. молодых ученых (Новосибирск, 4-5 дек. 2009 г.). В 7 ч. Ч. 2 / ГОУ ВПО «Новосибир. гос. техн. ун-т». - Новосибирск, 2009. -С. 251-252.

10. Получение износостойких покрытий из смесей порошков карбида хромата с металлами с использованием взрывного нагружения / В.И. Лысак, C.B. Кузьмин, A.B. Крохалев, В.О. Харламов // XXI всероссийское совещание по температуроустойчивым функциональным покрытиям (26-28 апр. 2010 г., Санкт-Петербург) : [матер.] / Ин-т химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН [и др.]. - СПб., 2010. - С. 44-45.

11. Харламов, В.О. Получение наноструктурированных твердых сплавов взрывным компактированием смесей порошков карбидов с металлами / В.О. Харламов, В.И. Лысак // XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 10-13 нояб. 2009 г.) : тез.докл. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2010. - С. 132-134.

12. Получение наноструктурированных твердых сплавов с использованием обработки взрывом / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Прочность неоднородных структур. ПРОСТ 2010 : сб. тр. V Евразийской науч.-практ. конф., Москва, 20-22 апр. 2010 г. / ФГОУ ВПО «Нац. исслед. тех-нол. ун-т «МИСиС», РАН, РАЕН. - М„ 2010. - С. 74.

13. Копасов, Е.А. Получение покрытий из смесей порошков карбидов с металлами с использованием энергии взрыва [Электронный ресурс] / Е.А. Копасов, A.B. Крохалев, В.О. Харламов // Молодежь. Наука. Инновации : матер. I междунар. науч.-практ. конф. / Пензен. филиал РГУИТП. - Пенза, 2010. - С. http ://www.rgu-penza.ru/mni/.

14. Получение твердых сплавов с наноразмерной структурой взрывным компактированием смесей порошков карбидов с металлами / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ-2010) : сб. науч. тр. V междунар. конф., Волгоград, 14-16 сент. 2010 г. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2010. - С. 90-91.

15. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010616142 от 17 сентября 2010 г. РФ, МПК (нет). Программа для расчета параметров сжатия порошковых материалов при импульсномнагружении (взрывное компактирова-ние) / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак; ГОУ ВПО ВолгГТУ. - 2010.

16. Харламов, В.О. Особенности структуры порошковых твердых сплавов системы Сг(3)С(2) - Ti, полученных взрывным компактированием / В.О. Харламов // Физико-химия и технология неорганических материалов : сб. матер. VIII рос.ежегод. конф. молодых науч. сотрудников и аспирантов, 15-18 ноября

2011 г. / ИМЕТ РАН. - М., 2011. - С. 411-412. - Режим доступа : http://rn.imetran.ru/2011/index.php.

17. Получение покрытий из смесей порошков карбида хрома с металлами взрывным прессованием без спекания / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Деформация и разрушение материалов и наноматериа-лов (DFMN-2011) : сб. матер. IV междунар. конф. (Москва, 25-28 окт. 2011 г.) / Ин-т металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН [и др.]. - М., 2011.

- С. 503-504.

18. Получение твердых сплавов взрывным компактированием смесей порошков карбидов с металлами / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // XV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 9-12 ноября 2010 г.) : тез.докл. / ВолгГТУ [и др.]. -Волгоград, 2011.-С. 133-135.

19. Получение твердых сплавов системы Cr(3)C(2)-Ti с использованием взрывного нагружения / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Волгоград, 2530 сент. 2011 г.). В 4 т. Т. 3 / РАН, РХО им. Д.И. Менделеева, Администрация Волгогр. обл. [и др.]. - Волгоград, 2011. - С. 205.

20. Электронно-микроскопическое исследование твердых сплавов системы Cr(3)C(2) - Ti, полученных с использованием взрывного нагружения / A.B. Крохалев, В.И. Лысак, C.B. Кузьмин, В.О. Харламов, В .Я. Шкловер, Н.В. Швынди-на, П.Р. Казанский // XVII Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. РЭМ-2011, (30 мая - 2 июня 2001 г.) : тез.докл. / Ин-т проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН [и др.]. - Черноголовка, 2011. - С. 160.

21. Obtaining of anti-friction CrC(2)-Ti hard alloys using explosive stressing / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Russian-French Symposium on Composite Materials (Saint Peterburg, July 10-13, 2012) : book of abstracts / N.N. Semenov Inst, of Chemical Physics RAS, Association of Composite Material of France [et al.]. - Saint Peterburg, 2012. - C. 145. - Eng.

22. Компьютерное моделирование температурного поля карбидных частиц при взрывном прессовании твердых сплавов / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, O.A. Авдеюк, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Инновационные информационные технологии : матер, первой междунар. науч.-практ. конф. , г. Прага, 23-27 апр.

2012 г. / Моск. гос. ин-т электроники и математики (МИЭМ) [и др.]. - М., 2012.

- С. 248-250.

23. Компьютерное моделирование фазового состава твердых сплавов на основе карбида хрома / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Инновационные информационные технологии : матер, первой междунар. науч.-практ. конф., г. Прага, 23-27 апр. 2012 г. / Моск. гос. ин-т электроники и математики (МИЭМ) [и др.]. - М., 2012. - С. 207-210.

24. Компьютерный расчет параметров сжатия при взрывном нагружении порошков на металлических подложках / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, O.A. Авдеюк, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Инновационные информационные техно-

логии : матер, первой междунар. науч.-практ. конф., г. Прага, 23-27 апр. 2012 г. / Моск. гос. ин-т электроники и математики (МИЭМ) [и др.]. - М., 2012. - С. 210-212.

Личный вклад автора в опубликованные работы. В представленных работах автором экспериментально определены основные закономерности формирования твердых сплавов и покрытий из них взрывным прессованием смесей порошков карбида хрома с титаном [2, 3, 5, 11... 14, 17, 18, 19], проведены теоретические и опытные исследования фазового состава [8, 9, 16, 20, 21, 23], разработана и экспериментально апробирована методика исследования антифрикционных свойств материалов [4, 10],по результатам исследования разработаны программные средства автоматизации расчета параметров взрывного прессования [1, 6, 7, 15, 22, 24].

Подписано в печать Заказ № 719 Тираж 110 экз. Печ. л. 1,0 Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корпус 7.

Введение.

Глава 1. Общий подход к разработке технологии получения порошковых металлокерамических покрытий взрывом.

1.1. Антифрикционные твердые сплавы и покрытия и методы их получения.

1.2. Схемы взрывного нанесения порошковых покрытий и расчетная оценка параметров сжатия.

1.3. Основные закономерности формирования твердых сплавов при взрывной обработке.

1.4. Условия сохранения порошковых покрытий при скользящем нагружении.

1.5. Режимы трения в подшипниках скольжения и оценка свойств антифрикционных материалов.

1.6. Задачи исследования.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Материалы и взрывчатые вещества, используемые в работе.

2.2. Методика расчетной оценки физических условий сжатия порошкового материала.

2.3. Экспериментальные методы контроля скорости детонации взрывчатых веществ.

2.4. Методика исследования триботехнических свойств.

2.5. Оценка прочностных свойств материалов и покрытий.

2.6. Методики металлографических и электронно-микроскопических исследований.

Выводы.

Глава 3. Закономерности формирования твердых сплавов системы Сг3С2 - Ti и покрытий из них при взрывом нагружении порошков на стальной подложке.

3.1. Влияние условий взрывного нагружения на процесс формирования твердого сплава системы Cr3C2-Ti.

3.2. Влияние содержания связки на свойства твердых сплавов системы Cr3C2-Ti.

3.3. Закономерности сохранения и прочность сцепления покрытия системы Cr3C2-Ti со стальной подложкой при нагружении нормально падающей детонационной волной.

3.4. Способы повышения прочности сцепления покрытия из твердых сплавов системы Cr3C2-Ti со стальной подложкой.

3.5. Закономерности нанесения покрытий системы Cr3C2-Ti при нагружении скользящей детонационной волной.

Выводы.

Глава 4. Практическая реализация результатов исследования.

4.1. Триботехнические свойства твердых сплавов системы Cr3C2-Ti

4.2. Разработка алгоритма поиска оптимальных параметров взрывной обработки порошковых материалов.

4.3. Разработка технологического процесса изготовления узлов трения взрывным прессованием порошков на стальной подложке.

Выводы.

В связи с созданием объектов новой техники, узлы трения которых должны работать в таких тяжелых условиях, как вакуум, повышенные или пониженные температуры, высокие скорости скольжения и удельные нагрузки, агрессивные среды, сильная радиация и т.п., непрерывно усложняются и повышаются требования к материалам узлов трения - подшипникам, тормозам, передаточным устройствам, уплотнениям и пр. Наряду с этим общий технический прогресс, связанный с увеличением скоростей и нагрузок существующих машин и механизмов также требует переоснащения их узлов трения новыми, более прочными и износостойкими материалами [1,8].

Так, например, в используемых в настоящее время на атомных электростанциях насосах пары трения, работающие в среде перегретого дистиллята под давлением, выполняются из самосмазывающегося материала - си-лицированного графита. Однако надёжность подобных узлов трения оставляет желать лучшего: вследствие недостаточной стойкости силицированного графита к хрупкому разрушению наблюдаются частые выходы из строя подшипниковых элементов, что обуславливает необходимость остановок оборудования для проведения профилактических работ.

Накопленный опыт использования антифрикционных материалов [3,7], показывает в тоже время, что для успешной работы узла трения вовсе не обязательно, чтобы оба элемента пары трения были выполнены из самосмазывающегося материала: достаточно, чтобы антифрикционными свойствами обладал один из них, в то время как второй может и не содержать компонентов твердой смазки. Это позволяет заменить материал подшипникового элемента, наиболее часто выходящего из строя вследствие хрупкого разрушения (например, торцового уплотнения цилиндрической втулки в радиальных подшипниках скольжения), на более вязкий. Поскольку данный материал должен работать в паре с силицированным графитом, имеющем в своём составе карбид кремния, необходимо, чтобы он, прежде всего, обладал достаточно высокой твердостью, по порядку величины соответствующей твердо4

Харламов В. О.Кандидатская диссертацияВведение сти карбида кремния. Наряду с этим, он должен иметь достаточную вязкость, а также низкую склонность к схватыванию. Подобным комплексом свойств в наибольшей степени обладают твердые сплавы на основе карбидов тугоплавких металлов с металлической связкой, оптимально сочетающие твердость и высокое сопротивление схватыванию указанных карбидов с достаточно высокой вязкостью, обеспечиваемой присутствием в структуре сплава металлической фазы [1.9].

Как показывает практика, основу подобного сплава должен составлять карбид хрома Сг3С2, как наиболее перспективный карбид для работы в окислительной среде при температуре 300-400 °С [10. 18], реализуемых обычно при эксплуатации рассматриваемых узлов трения.

Необходимо иметь в виду, что изготовление деталей узлов трения из твердого сплава представляет собой довольно трудную технологическую задачу (прежде всего вследствие их сравнительно больших размеров), и кроме того является не экономичным из-за достаточно высокой стоимости твердого сплава. Гораздо рациональнее использовать его для создания на рабочих поверхностях элементов узлов трения покрытий, обеспечивающих получение необходимых эксплуатационных свойств при минимальных затратах. Переход к покрытиям, кроме того, должен также положительно сказаться на условиях работы пары трения вследствие высокой теплопроводности металлической основы детали.

Для получения практически беспористых композиционных покрытий «карбид хрома - металлическая связка» толщиной в несколько миллиметров наиболее перспективным является так называемый взрывной способ [37.41], основанный на том, что слой порошка, расположенный на покрываемой поверхности или на некотором расстоянии от нее, подвергают воздействию ударной волны, в результате которого порошок прессуется и приваривается к покрываемой поверхности.

Прессованию порошковых материалов взрывом было уделено большое внимание отечественных и зарубежных исследователей: Баканова А. А., Бе5 ляев В. И., Бондарь М. П., Букин В. М., Волчков В. М., Дремин А. К, Каунов А. М., Крохалев А. В., Кузьмин Г. Е., Пай В. В., Рогозин В. Д., Роман О. В., Смирнов Г. В., Ставер А. М., Шамрей А. В., Штерцер А. А., Яковлев И. В., Pruemmer R. A., Hokamoto К., Lee J. S., Korth G. E., Williamson R. L., McCarter M. K., Shield J. E., Mamalis A. G. и dp.

Однако достигнутый к настоящему времени уровень развития методов обработки порошков взрывом не позволяет наносить покрытия указанного класса без спекания, применение которого в данном случае нежелательно в связи с возможностью отслаивания покрытия в процессе термической обработки или изменения его состава за счет химического взаимодействия компонентов покрытия с материалом основы.

Между тем использование мощных конденсированных взрывчатых веществ при правильном подходе может обеспечить достижение уровня давлений и температур, достаточного для уплотнения порошков до практически беспористого состояния и сварки структурных компонентов порошкового материала в единое целое без спекания [42, 43].

Новый подход к организации взрывного нанесения твердосплавных покрытий, исключающий высокотемпературное спекание, существенно снижает опасность образования в структуре сплавов нежелательных вторичных соединений и, как следствие, открывает новые возможности для выбора компонентов твердосплавных покрытий. В работах [48, 78] показана перспективность использовать титана в качестве связки твердых сплавов на основе карбида хрома Сг3Сг. Титан является одним из немногих металлов с исключительно высокой коррозионной стойкостью в атмосфере воздуха, в холодной и кипящей воде, весьма стоек в морской воде, в растворах многих солей, неорганических и органических кислотах. Однако титан является более сильным карбидообразующим элементом, чем хром, в связи с чем в процессе получения твердого сплава возможно протекание химической реакции между компонентами твердого сплава на основе Сг3Сг с титановой связкой, спрогнозировать влияние которой на эксплуатационные свойства такого материала без прямых экспериментов не представляется возможным.

На основании всего изложенного целью данной работы является создание научно обоснованной технологии нанесения порошковых покрытий взрывом на стальную подложку на базе изучения процесса формирования твердых сплавов при взрывном компактировании.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Исследованы общие закономерности формирования твердых сплавов из смесей порошков Сг3С2 с Тл при взрывном нагружении.

2. Исследованы условия сохранения покрытий системы Сг3С2-Т1 при плоском и скользящем нагружении.

3. Исследованы антифрикционные свойства и износостойкость полученных покрытий.

4. Усовершенствована расчетная методика определения физических параметров сжатия при взрывном нагружении порошков на металлической подложке.

Научная новизна состоит в выявлении основных закономерностей формирования твердых сплавов системы Сг3С2-Т1 и покрытий из них при взрывном прессовании смесей порошков на стальном основании.

Установлено, что формирование прочных поверхностей раздела между карбидом хрома Сг3Сг и титаном происходит при температуре разогрева порошковой смеси в результате ударно-волнового сжатия 500.600 °С и давлениях 10. 15 ГПа. При этом химический состав компонентов сплава не претерпевает изменений, перераспределения элементов между фазами в макрообъемах не происходит, а свойства твердого сплава достигают максимального уровня.

Впервые показано, что образование прочной связи между частицами карбида хрома и титана обусловлено формированием граничной фазы тол

Харламов В. О.Кандидатская диссертацияВведение щиной 75. 100 нм с монотонным изменением химического состава в ее пределах.

Разогрев смеси порошков Сг3С2-Т1 свыше 1000 °С в ударной волне с давлением на фронте более 15 ГПа приводит к интенсивному взаимодействию ее компонентов с кислородом воздуха и между собой, что является причиной «вспенивания» обрабатываемого материала и потери его служебных свойств.

Установлено, что введение между прессуемой смесью порошков и стальным основанием прослойки из титанового порошка и последующая термообработка (нагрев до 400 °С, охлаждение на воздухе) позволяет увеличить прочность соединения на срез получаемого твердого сплава с основой до 120. 130 МПа (против 25.40 МПа без прослойки и термообработки) за счет снижения уровня остаточных напряжений в зоне соединения.

Практическая значимость. Проведенные исследования позволили разработать научно обоснованную технологию получения покрытия из твердого сплава системы Сг3С2-Т1 на рабочей поверхности торцового уплотнения насосов для перекачки перегретого дистиллята второго контура охлаждения реакторов АЭС, обоснованно подойти к назначению режимов взрывного прессования твердых сплавов; разработать технологические приемы для сохранения получаемого покрытия и увеличения прочности его соединения со стальным основанием; определить рациональное содержание компонентов с точки зрения достижения максимальных антифрикционных свойств и износостойкости; усовершенствовать методику расчета физических условий сжатия при взрывной обработке порошков и реализовать ее в виде специализированного программного модуля (свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010616142 от 17 сентября 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы, в том числе 4 статьи в российских периодических рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одно свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ. Наиболее значимые из них:

1. Закономерности формирования твердых сплавов из смесей порошков карбида хрома с титаном с использованием энергии взрыва / A.B. Крохалев,

B.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2012. -№ 1. - С. 32-37.

2. Триботехнические свойства порошковых твердых сплавов карбида хрома с титаном, полученных взрывным прессованием / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2012. - № 3. - С. 67-72.

3. Компьютерный расчет параметров сжатия при нанесении порошковых покрытий взрывом / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Изв. ВолгГТУ. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». Вып. 4 :межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - № 5. - С. 110-116.

4. Получение износостойких покрытий из смесей порошков карбида хрома с металлической связкой с использованием взрывного нагружения / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Изв. ВолгГТУ. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». Вып. 4 :межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - № 5. - С. 117-122.

5. Компьютерное моделирование условий сжатия при получении материалов с субмикрокристаллической и наноструктурой с использованием обработки взрывом / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Деформация и разрушение материалов и наноматериалов. DFMlSr2009 : сб. матер.третьей междунар. конф., г. Москва, 12-15 окт. 2009 г. В 2 т. Т. 1 / Ин-т металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова [и др.]. - М., 2009. - С. 247-248.

6. Получение износостойких покрытий из смесей порошков карбида хромата с металлами с использованием взрывного нагружения / В.И. Лысак,

C.B. Кузьмин, A.B. Крохалев, В.О. Харламов // XXI всероссийское совещание по температуроустойчивым функциональным покрытиям (26-28 апр.

Харламов В. О.Кандидатская диссертацияВведение

2010 г., Санкт-Петербург) : [матер.] / Ин-т химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН [и др.]. - СПб., 2010. - С. 44-45.

7. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010616142 от 17 сентября 2010 г. РФ, МПК (нет). Программа для расчета параметров сжатия порошковых материалов при импульсномнагружении (взрывное компактиро-вание) / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак; ГОУ ВПО ВолгГТУ. -2010.

8. Харламов, В.О. Особенности структуры порошковых твердых сплавов системы Cr(3)C(2) - Ti, полученных взрывным компактированием / В.О. Харламов // Физико-химия и технология неорганических материалов : сб. матер. VIII рос.ежегод. конф. молодых науч. сотрудников и аспирантов, 15-18 ноября 2011 г. / ИМЕТ РАН. - М., 2011. - С. 411-412. - Режим доступа : http://m.imetran.ru/2011/index.php.

9. Получение покрытий из смесей порошков карбида хрома с металлами взрывным прессованием без спекания / В.О. Харламов, A.B. Крохалев, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Деформация и разрушение материалов и нано-материалов (DFMN-2011) : сб. матер. IV междунар. конф. (Москва, 25-28 окт.

2011 г.) / Ин-т металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН [и др.].-М., 2011.-С. 503-504.

10. Электронно-микроскопическое исследование твердых сплавов системы Cr(3)C(2) - Ti, полученных с использованием взрывного нагружения / A.B. Крохалев, В.И. Лысак, C.B. Кузьмин, В.О. Харламов, В.Я. Шкловер, Н.В. Швындина, П.Р. Казанский // XVII Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. РЭМ-2011, (30 мая - 2 июня 2001 г.) : тез.докл. / Ин-т проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН [и др.]. - Черноголовка, 2011. - С. 160.

11. Компьютерное моделирование температурного поля карбидных частиц при взрывном прессовании твердых сплавов / A.B. Крохалев, В.О.

Харламов, O.A. Авдеюк, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Инновационные ин

10 формационные технологии : матер, первой междунар. науч.-практ. конф. , г. Прага, 23-27 апр. 2012 г. / Моск. гос. ин-т электроники и математики (МИ-ЭМ) [и др.]. - М., 2012. - С. 248-250.

12. Компьютерное моделирование фазового состава твердых сплавов на основе карбида хрома / A.B. Крохалев, В.О. Харламов, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Инновационные информационные технологии : матер, первой междунар. науч.-практ. конф., г. Прага, 23-27 апр. 2012 г. / Моск. гос. ин-т электроники и математики (МИЭМ) [и др.]. - М., 2012. - С. 207-210.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 140 страницу машинописного текста, 73 рисунка, 20 таблиц. Список использованной литературы включает 137 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что при взрывном компактировании смесей порошков карбида хрома Сг3Сг с титановой связкой формирование консолидированных твердых сплавов на стадии прессования происходит при температуре разогрева порошка в процессе ударно-волнового нагружения выше 500.600°С или (0,35.0,4)ГПЛ, где Гпл - температура плавления карбида, что приводит к выходу дислокаций на межфазную поверхность и образованию прочной связи между металлом и карбидом. При этом химический состав компонентов сплава не претерпевает изменений, перераспределения элементов между фазами в макрообъемах не происходит, а свойства твердого сплава достигают максимального уровня.

2. Установлено, что образование прочной связи между структурными элементами твердого сплава сопровождается появлением на межфазной поверхности прослойки граничной фазы толщиной 75. 100 нм, имеющей переменный химический состав и строение, отличное от строения карбидной и металлической фаз.

3. Показано, что при получении твердых сплавов системы Сг3С2-Т1 взрывом существуют ограничения по допустимым значениям температуры разогрева порошковой смеси. При температурах, превышающих 1000°С, начинается взаимодействие компонентов порошковой смеси с кислородом воздуха, что приводит к дополнительному разогреву материала и началу химических реакций с образованием ТЮ, Сг и СО.

4. Экспериментально установлено, что параметры сжатия, реализуемые при прессовании по схеме с нормально падающей детонационной волной, позволяют получать покрытия на стальной основе с прочностью соединения на срез от 25 до 40 МПа. Показано, что введение между прессуемой смесью порошков и стальным основанием прослойки из титанового порошка толщиной 100. 120 мкм и последующий нагрев до 400°С увеличивает прочность соединения на срез получаемого твердого сплава с основой до 120. 130 МПа за счет снижения уровня остаточных напряжений в зоне соединения.

5. Установлено, что оптимальными антифрикционными свойствами при различных условиях трения обладают порошковые твердые сплавы системы СгзСг-Тл, содержащие 30 и 50 об. % связки. Показано, что названные сплавы обеспечивают более высокие антифрикционные характеристики и износостойкость по сравнению с силицированным графитом и материалами типа КХН, изготовленными традиционными способами.

6. Проведенные исследования позволили разработать специализированное программное обеспечение для автоматизированного расчета физических условий сжатия, составляющее основу алгоритма поиска оптимальных технологических параметров взрывного прессования, необходимых для формирования твердого сплава и получения покрытия на поверхности стальной подложки.

7. Результаты исследований легли в основу технологического процесса изготовления торцового уплотнения с металлокерамическим антифрикционным покрытием (КХТ-30 и КХТ-50) для насосов второго контура охлаждения атомного реактора АЭС.

1. Ashby, М. Materials engineering, science, processing and design / Michael Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon. - Oxford: Elsevier Ltd, 2007. - 512 p.

2. Новые материалы / под ред. Ю.С. Карабасова -М.: МИСИС, 2002. -736 с.

3. Федорченко, И. М. Композиционные спеченные антифрикционные материалы / И.М. Федорченко, Л.И. Пугина. Киев: Наукова думка, 1980.-404 с.

4. Viljus, М. Dry sliding wear of cermets / M. Viljus, J. Pirso // International Journal of Materials and Product Technology, 2007. Volume 28, Issue 3-4, P. 468486.

5. Tillmann, W. Wear-protective cermet coatings for forming tools / W. Tillmann, E. Vogli, I. Baumann, B. Krebs, J. Nebel // Materials science and engineering technology, July 2010. Volume 41, Issue 7, P. 597-607.

6. Pirso, J. Friction and dry sliding wear behaviour of cermets / J. Pirso, M.Viljus, S. Letunovits / Wear, 2006. Volume 260, Issue 7-8, P. 815-824.

7. Поляков, С. А. Формирование противозадирных свойств материалов при динамической адаптации их поверхностных слоев к условиям эксплуатации /С.А. Поляков, Л.И. Куксенова//Трение и износ, 2008. Т.29, №3. - С. 275-284.

8. Дроздов, Ю. Н. Трение и износ в экстремальных условиях ЛО.Н. Дроздов, П.Г. Павлов, В.Н. Пучков. М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

9. Kayuk, V.G. Tribological properties of hard alloys based on chromium carbide / V.G. Kayuk, , V.A. Maslyuk, A.D. Kostenko // Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 2003. Volume 42, Issue 5-6, P. 257-261.

10. Kubarsepp, J. Performance of hard alloys in abrasive-erosive and sliding wear conditions / Jakob Kubarsepp, Heinrich Klassen, Velio Vainola // Proc. Estonian Acad. Sci. Eng., 2004, 10, 4, P. 308-314.

11. DetiaCorte, C. Effects of Atmosphere on the Tribological Properties of a Chromium Carbide Based Coating for Use to 760 °C / Chris DellaCorte and Harold E. Sliney // American Society of Lubrication Engineers Anaheim 1987. California, May 11-14.

12. Juhani, K. Sliding wear of chromium carbide based cermets under different wear conditions / Juhani, K.; Pirso, J.; Viljus, M.; Letunovits, S. // 6th International DAAAM Baltic Conference INDUSTRIAL ENGINEERING" 24-26 April 2008, Tallinn, Estonia.

13. Hussainova, I. Erosion and abrasion of chromium carbide based cermets produced by different methods / Irina Hussainovaa, Juri Pirsoa, Maksim Antonova, Kristjan Juhania, Sergei Letunovitsb //Wear Vol. 263. Issues 7-12. 2007, P. 905-911

14. Hussainova, I. Micromechanical properties and erosive wear performance of chromium carbide based cermets /1. Hussainova, I. Jasiuk, M. Sardela, M. Antonov // Wear, 2009. Volume 267, Issues 1-4, P. 152-159.

15. Antonov, M. Chromium carbide based cermets as the wear resistant materials / M.Antonov, I. Hussainova, J.Pirso // 4th International Conference "Industrial engineering innovation as competitive edge for SME" 29 - 30th April 2004. P. 169172.

16. Antonov, M Thermophysical properties and thermal shock resistance of chromium carbide based cermets /M.Antonov, I. Hussainova // Proc. Estonian Acad. Sci. Eng. 2006. Vol. 12. (4) P. 358-367.

17. Zikin, A. Advanced chromium carbide-based hardfacings / Zikin, A., Hussainova I, Katsich C., Badisch E., Tomastik C. //Surface and Coatings Technology 2012 Article in Press

18. Либерсон, Г. А. Процессы порошковой металлурги. В 2-х т. Т.2 Формование и спекание / Г.А. Либерсон, В.Ю. Лопатин, Г.В. Комарницкий- М.: МИСИС, 2002. 320 с.

19. Перельман В. Е. Формование порошковых материалов // В.Е. Перельман -: М.: Металлургия, 1979. 232 с.

20. Актуальные проблемы порошковой металлургии / Под ред. О.В. Романа, В.С Арунчалама. М.: Металлургия, 1990. - 232с.

21. Андреева А. В. Основы физикохимии и технологии композитов /А.В. Андреева М.: ИПРЖР, 2001.- 193 с.

22. Гегузин Я. Е. Физика спекания. М.: Наука, 1987. - 360 с.

23. Fedrizzi, L. Tribocorrosion behaviour of HVOF cermet coatings Valentinelli / L. Fedrizzi, S Rossi, S. Segna // Corrosion Science 2007, vol. 49 (7). P. 2781-2799.

24. Yandouzi, M. WC-based composite coatings prepared by the pulsed gas dynamic spraying process: Effect of the feedstock powders / M. Yandouzi, L. Ajdelsztajn, B. Jodoin // Surface and Coatings Technology. 2008. vol. 202 (16), P. 3866-3877.

25. Maiti, A. K. Effect of adding WC powder to the feedstock of WC-Co-Cr based HVOF coating and its impact on erosion and abrasion resistance / Maiti A.K, Mukhopadhyay N. and Raman R. //Surface and Coatings Technology, 2007 Vol. 201, No. 18, pp. 7781-7788.

26. Maatta, A. Structure and tribological characteristics of HVOF coatings sprayed from powder blends of Cr3C2 -25NiCr and NiCrBSi alloy / A. Maatta, U. Kanerva, P. Vuoristo // Jornal of Thermal Spray Tecnology, 2011 Volum 20 (1-2), 366 p.

27. Полетика, И. M. Формирование упрочняющих покрытий методом наплавки в пучке релятивистских электронов / И.М. Полетика, М.Г. Голковский, М.Д. Борисов, Р.А. Салимов, М.В. Перовская // Физика и химия обработки материалов, 2005. № 5, С. 29-41.

28. Полетика, И. М. Создание нового класса покрытий методом двойной электронно-лучевой обработки / И.М. Полетика, Ю.Ф. Иванов, М.Г. Голковский, Т.А. Крылова, А.Д. Тересов, С.А. Макаров // Перспективные материалы, 2011. № 1, С. 71-81.

29. Dheeraj, Gupta Wear behavior of laser clad surfaces of Cr3C2, WC and Mo on austenitic AISI 304L steel / Dheeraj Gupta, C. P. Pau, Bhupendra K. Gandhi, S. R. Gupta, and A. K. Nath // Journal of Laser Applications, 2008. Volume 20, Issue 3.

30. Погребняк, А. Д. Структура и свойства покрытия из Cr3C2-Ni, нанесенного на медь высокоскоростной плазменной струей / А.Д. Погребняк, М.В. Ильяшенко, B.C. Кшнякин, В.В. Понарядов, Ш.М. Рузимов, Ю.Н. Тюрин // Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29. Вып. 24. С. 35-41.

31. Agarwal, A. Pulsed Electrode Surfacing of steel with TiC Cofting: Vicrostructure and Wear Properties / A. Agarwal, N. D. Dahotre // Journal of Materials Engineering and Performance. 1999. Vol. 8 (4). P. 479-486.

32. Бартенев, С. С. Детонационные покрытия в машиностроении / С.С. Бартене, Федью Ю.П, Григоров А.И. JL: Машиностроение,. 1982.215 с.

33. Wang, Da-Yung Synthesis of Cr3C2 coatings for tribological applications / Da-Yung Wang, Ko-Wei Weng, Chi-Lung Chang, Wei-Yu Ho // Surface and Coatings Technology, 1999. P. 622-628.

34. Харламов В. О.Кандидатская диссертаиия.Литература

35. Рогозин, В. Д. Взрывная обработка порошковых материалов / ВолгГТУ. Волгоград: РПК «Политехник», 2002. 136 с.

36. Прюммер Рольф Обработка порошкообразных материалов взрывом / пер. с нем. А. И. Мартынов; ред. С. С. Бацанов. М.: Мир, 1990. 126 с.

37. Pruemmer, R. A. Explosive Compaction of Powders and Composites / Pruemmer, R.A. Balakrishna Blat T., Siva Kumar K., Hokamoto К . 2006, Science Publishers.

38. Богданов, А. П. Прессование металлических порошков плоскими зарядами бризантных взрывчатых веществ. / А.П. Богданов, Лазарев А.С., Роман О.В. // Порошковая металлургия. 1973. №11 с. 33-37.

39. Атрощенко, Э. С. О механизме взрывного прессования порошков / Э.С Атрощенко, Косович В.А., Липоватый Б.Н., Седых B.C. // Физика и химия обработки материалов, 1972, №6, с. 114-119

40. Липоватый, Б. Н. Исследование и разработка процесса сварки взрывом структурных элементов керамико-металлических материалов.- Дис.канд. техн. наук. Волгоград, 1979.-192 с.

41. Иванов, В. С. Исследование формирования структуры и свойств кермета в системе LaCr03-Cr, полученного сваркой взрывом.- Дис.канд. техн. наук. -Москва, 1982.-173 с.

42. Каунов, А. М. Нанесение порошков на металлические поверхности с помощью конденсированных взрывчатых веществ / A.M. Каунов, А.В. Шамрей // Физика и химия обработки материалов. 1983. № 2. с. 25.

43. Kaunov, А. М. Formation of the structure of powder-metallurgy coatings obtained by the impact wave method / A.M. Kaunov, L.N.Burminskaya, V.M. Bukin, I.M. Ryadinskaya // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1986. Vol.25 (5). p. 402-405

44. Kaunov, A. M. Explosive application of coatings / A.M. Kaunov,, V.M. Bukin // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1984. Vol.23 (1). p. 42-45

45. Харламов В. О.Кандидатская диссертацияЛитература

46. Глазков, Н. И. Исследование прочности сцепления покрытий, нанесенных на стальную основу энергией взрыва / Н.И Глазков, Каунов А. М., Седых В. С., Соннов А. П. //Проблемы прочности. 1976. -№ 7.-е. 120-122.

47. Крохалев, А. В. Обоснование и разработка составов и способов нанесения на детали узлов трения взрывом порошковых твердых сплавов на основе Сг3С2.- Дис.канд. техн. наук. Волгоград, 1987.-235 с.

48. Каракозов, Э. С. Сварка металлов давлением / Э. С. Каракозов. М.: Машиностроение, 1986. -275 с.

49. Красулин, Ю. JI. Взаимодействие металла с полупроводником в твердой фазе / Ю. J1. Красулин. М.: Наука, 1971. - 119 с.

50. Красулин, Ю. JL Микросварка давлением / Ю. JI. Красулин, Г. 3. Назаров. М.: Металлургия, 1976. - 160 с.

51. Метелкин, И. И. Сварка керамики с металлами/ И. И. Метелкин, М. А. Павлова, Н. В. Поздеева. М.: Металлургия, 1977. - 160 с.

52. Роман О. В. Влияние условий высокоскоростного нагружения на механизм прессования // Порошковая металлургия. 1989. № 11. С. 14-19.

53. Бондарь, М. П. Компактирование взрывом: тип микроструктуры контактных границ, созданный при образовании прочной связи / М. П. Бондарь // Физика горения и взрыва. 2004. - Т. 40. - № 4. - С. 131-140.

54. Бондарь, М. П. Деформация на контактах и критерии образвания соединения при импульсных воздействиях // ФГВ. 1991. Т. 27. №3. С.103-117.

55. Дмитриев А. И. Физическая мезомеханика фрагментации и массопереноса при высокоэнергетическом контактном взаимодействии // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4. № 6. С 57-66.

56. Бондарь, М. П. Изучение особенностей микроструктуры зоны контактного взаимодействия частиц порошков при динамическом прессовании / М. П. Бондарь, Е.С. Ободовский, С. Г. Псахье //Физическая мезомеханика. 2004. Т. 6. № 3. С. 17-23.

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

58. Kay нов, А. М. О некоторых особенностях формирования покрытий при взрывном нанесении порошков на монолитные подложки: 2-е совещание по обработке материалов взрывом Новосибирск. СО АН СССР, 1981, с.272-274.

59. Волчков, В. М. Метание продуктами взрыва тел переменной массы / В.М. Волчков, В.Д. Рогозин, Р.И. Цой // Металловедение и прочность материалов: вып. 4. Волгоград. - 1972.-е. 111-118.

60. Обработка металлов взрывом / A.B. Крупин В.Я. Соловьев, Г.С. Попов, М.Р. Кръстев. -М.: Металлургия, 1991. 495с.

61. Зельдович, Я. Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. изд. 3-е, испр.- М. : ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 652 с. : ил., табл. - (Фундаментальная и прикладная физика) - Рез. Англ. Биб-лиогр. с.639-652.

62. Физика взрыва : в 2 т./ С.Г. Андреев, А.В.Бабкин, Ф.А.Баум и др.;под ред. Л.П. Орленко. 3-е изд., испр. - М.: Физматлит. - 2004. - ISBN 5-9221-02184 Т. 2. - 2004. - 656 е.: ил. - Библиогр.: С. 609-644.

63. Пай В. В. Приближенная оценка параметров нагружения в композиционных материалах для случая сильных ударных волн // ФГВ. 1995. -Т. 31 -С.134-138.

64. Роман О. В. Определение параметров ударной волны при взрывном прессовании металлических порошков /' О. В. Роман, И. М. Пикус //'Доклады АН БССР. 1974. №6 с. 717-718.

65. Штерцер, А. А. Определение параметров прессования пористых тел зарядом ВВ через металлическую пластину / A.A. Штерцер // Физика горения и взрыва, 1982, № 1, С. 141-143

66. Яковлев В. И. Исследование ударно-волновых характеристик порошковых сред и исследование их структуры / В.И Яковлев, В.В. Пай, С.Б. Злобин, Я.Л. Лукьянов, Г.Е. Кузьмин //Физическая мезомеханика. 2001. -Т. 4. - № 4. - С. 93-99.

67. Качан, М. С. Волны сжатия и растяжения при соударении твердых тел /М.С. Качан, Ю.А. Тришин //Физика горения и взрыва 1975, № 6 С. 958-963.

68. Харламов В. О.Кандидатская диссертацияЛитература

69. Баканова, А. А. Ударная сжимаемость пористого вольфрама, молибдена, меди и алюминия в области низких давлений / А.А. Баканова, И. П. Дудоладов, Ю.Н. Сутулов // ПМТФ, 1978, №2, с. 117-122.

70. Райнхарт, Дж. С, Взрывная обработка металлов : пер. с англ. / Дж. С. Райнхарт, Дж. Пирсон. М.: Мир, 1966. - 391 с.

71. Дерибас, А. А. Физика упрочнения и сварки взрывом. 2-е изд. доп. и перераб. Новосибирск: Наука, 1980. - 224 с.

72. Крохалев, А. В. Получение покрытий из смесей порошков карбидов с металлами взрывным прессованием без спекания Текст. / А. В. Крохалев // Слоистые композиционные материалы 98: Сб. тр. междунар. конф. / Изд. ВолгГТУ и др. - Волгоград, 1998. - С. 39^10.

73. Золоторевский, В. С. Механические свойства металлов /' В.С. Золоторевский М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

74. Залкин В. М. Теоретические вопросы холодной сварки металлов давлением. Сварочное производство. -1982.-№11.-С.41-46

75. Семенов А. П. Схватывание металлов. -М.:Машгиз. 1958. с -280 с.

76. Айбиндер, С. Б. Холодная сварка металлов. Рига: Изд-во АН Латв. ССР, 1957. -167с.

77. Трудов А. Ф. Взрывное прессование металлических и керамических пористых материалов повышенной хрупкости и разработка основ технологии получения изделий их них. — Дис. .канд. техн. наук. — Волгоград, 1985. — 220 с.

78. Чихос, X. Системный анализ в трибонике / X. Чихос; Перевод с англ. С. А. Харламова. М. : Мир, 1982. - 351 с.

79. Харламов В. О.Кандидатская диссертацияЛитература

80. Ригни, Д. А. Физические аспекты трения и изнашивания/ЛГрибология, исследования и приложения: опыт США и стран СНГ. М.: Машиностроение, 1993. С. 52-66.

81. Алексеев, Н. М., О природе трения деформируемых тел / Н.М Алексеев, Н.Н Кузьмин.//Физика дефектов поверхностных слоев материалов. JL: ФТИ РАН, 1988. С. 8-34.

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

83. Yoshio, Т. Basic studies on scoring of spur gear. 1 Rept. On the seizure under a pure sliding condition and a sliding-rolling condition / T. Yoshio, M. Yoshibaru, N. Hiromasu// Bull. JSME, 1970.- V. 13, N 63,- P. 1123-1136.

84. Поляков, С.А. Формирование противозадирных свойств материалов при динамической адаптации их поверхностных слоев к условиям эксплуатации /С.А. Поляков, Л.И. Куксенова//Трение и износ, 2008. Т.29, №3. - С. 275-284.

85. Ададуров, Г.А. Превращение конденсированных веществ при ударно-волновом сжатии в регулируемых термо-динамических условиях / Г.А. Ададуров, В.И. Гольданский // Успехи химии, 1981, вып. 10. с. 1810-1827.

86. Косолапова Т. Я. Карбиды. — Металлургия, 1968. — С. 300.

87. Самсонов Г. В. Физическое материаловедение карбидов.— Наукова думка, 1974.— С. 454.

88. Самсонов Г. В., Виницкий И. М. Тугоплавкие соединения (справочник) / Г. В. Самсонов, И. М. Виницкий.— Металлургия, 1976.— С. 560.

89. Singh, V. Chromium carbide-CNT nanocomposites with enhanced mechanical properties / R. Diaz, K. Balani, A. Agarwal, S. Seal. // Acta Materialia, 2009. Vol.57. P.335-344.

90. Марочник сталей и сплавов / под ред. А. С. Зубченко. Изд. 2-е. - М.: Машиностроение. 2003. - 784 с.

91. Бобылев, А. В. Механические и технологические свойства металлов: справочник / А. В. Бобылев. М.: Металлургия. - 1980. - 296 с.

92. Харламов В. О.Кандидатская диссертацияЛитература

93. Глазунов, С. Г. Порошковая металлургия титановых сплавов / С.Г. Глазунов, K.M. Борзецовская М.: Металлургия. - 1989. -136 с.

94. Handbook of refractory carbides and nitrides: properties, characteristics, processing and applications / by Hugh O. Pierson. Westwood, New Jersey, USA : Noyes Publication. - 1996. 360 p.

95. Светлов, Б. Я. Теория и свойства промышленных ВВ / Б. Я. Светлов, Б. Я. Яременко. М.: Недра, 1973. - 208 с.

96. Дубнов, JL В. Промышленные взрывчатые вещества / JI. В. Дубнов, Н. С. Бухаревич, А. И. Романов. -М.: Недра, 1988. 358 с.

97. Орленко, JL П. Физика взрыва и удара / JI. П. Орленко. М. :Физматлит, 2006. - 304 с.

98. Шведов, К. К. О параметрах детонации промышленных ВВ и их сравнительной оценке / К. К. Шведов, А. Н. Дремин // Взрывное дело / Сб. №76/33.-М., 1976. С.137-150.

99. Дремин, А. Н. Исследование детонации промышленных ВВ. Детонационные характеристики аммонита 6ЖВ / А. Н. Дремин, К. К. Шведов, A. JI. Кравченко и др. // Физико-технические проблемы разработок полезных ископаемых. 1965. -№ 1. С. 46-51.

100. Лысак, В. И. Детонационные характеристики смесевых ВВ для сварки на основе аммонит №6ЖВ+наполнитель / В. И. Лысак, В. Г. Шморгун // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгПИ. -Волгоград, 1987.-С. 105-114.

101. Сварка взрывом / В. С. Седых, А. А. Дерибас, Е. И. Биченков, Ю. А. Тришин // Сварочное производство. 1962. - № 2. - С. 6-9.

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

103. Vidal, P. Shock-initiation and detonation extinction in homogeneous or heterogeneous explosives: some experiments and models. / P. Vidal // High-Speed Combustion in gaseous and Condensed-Phase Energetic Materials. Minnesota, 1999.-P. 21-26/

104. Ильин, А. А. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства / А.А. Ильин, Колачев Б.А., Полькин И.С. М.:ВИЛС-МАТИ, 2009.-520 с.

105. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 1 / Под общ. ред. Н. П. Лякишева. -М.: Машиностроение, 1996. 992 с.

106. Физические свойства металлов и сплавов Учебник для металлург, спец. вузов / Б. Г. Лившиц, В. С. Крапошин, Я. Л. Линецкий; Под ред. Б. Г. Лившица. М.: Металлургия, 1980. - 320 с

107. Элементы теории систем и численные методы моделирования процессов тепломассопереноса: Учебник для вузов./ В.С.Швыдкий, Н.А.Спирин и др. М.: «Интермет Инжиниринг», 1999.

108. Кузьмин, Г. Е. Экспериментально-аналитические методы в задачах динамического нагружения материалов / Г. Е. Кузьмин, В. В. Пай, И. В. Яковлев. Новосибирск : изд-во СО РАН, 2002. - 312 с.

109. Anderson, С. J. Heats of Detonation: Part II; Final Repor, from Mining Resource Engineering Limited , Kingston, Prepared for Defence Research Establishment Valcartier. Ontario, 2002. - P. 21-29.

110. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках / под общ. ред. М. В. Жерноклетова. Изд. 2-е. -Саров, 2005.-428 с.

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

112. Харламов В. О.Кандидатская диссертацияЛитература

113. ГОСТ 2999-75 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу

114. ГОСТ 20017-74 Сплавы твердые спеченные. Метод определения твердости по Роквеллу.

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

116. Тушинский, JL И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий / Л.И. Тушинский, A.B. Плохов. Новосибирск: Наука, 1986. -238 с.

117. ГОСТ 9.302-88 Покрытия металлические и неметаллические органические. Методы контроля.

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

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

120. Коваленко, В. С. Металлографические реактивы / B.C. Коваленко. М.: Металлургия, 1973. - 112 с.

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

122. Салтыков, С. А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия,1976.-272 с.

123. Чернявский, К. С. Стереология в металловедении. М.: Металлургия,1977.-280с.

124. Ушанова, Э. А. Разработка технологии подготовки образцов дляэлектронно-микроскопических исследований нанокристаллических зонсцепления в разнородных соединениях на основе методов ионной полировки /139

125. Э. А. Ушанова, Е. В. Нестерова, С. Н. Петров, В. В. Рыбин, С. В. Кузьмин, Б. А. Гринберг // Вопросы материаловедения. 2011. - 1(65). - С. 110-117.

126. Hans Lukas Computational thermodynamics. The Calphad method. / Hans Leo Lukas, Suzana G. Fries, Bo Sundman. Cambridge: University Press, 2007. - 324 p.

127. Raghavan, R. Analysis of phase formation in multi-component alloys / R. Raghavan, K.C. Hari Kumar, B.S Murty // Journal of Alloys and Compounds. -2012 Vol. 544. P. 152-158.

128. Christensen, R. M. Solutions for effective shear properties in three phase and cylinder models / R.M. Christensen, K.H. Lo // J. Mech. And Phys. Solids. 1979. -V27.-P. 315-330.

129. Кристенсен, P. Введение в механику композитов.- М: Мир, 1982. 355 с.

130. Christensen, R. М. Critical evaluation for a class of micro-mechanics models // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1990. - Vol. 38, I. 3. -P. 379404.

131. Christensen, R. M. Two Theoretical Elasticity Micromechanics Models // Journal of Elasticity. 1998. - Vol. 50,1. 1. - P. 15-25.

132. Авдеев, H. В. Металлирование. -M.: Машиностроение. -1978. -184 с.

133. Mamalis, A. G. On the modelling of the compaction mechanism of shock compacted powders / Mamalis A.G., Vottea I.N. , Manolakos D.E. // Journal of Materials Processing Technology 108 (2001) P. 165-178

134. Kondo, К. I. Shock compaction of silicon carbide powder // K.I. Kondo, S. Soga, A. Sawaoka // Journal of Materials. Science. 20 (1985) P. 10-33.