автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Повышение стойкости к коррозии и износу поверхностей изделий из жаропрочных сталей и сплавов методом лазерной обработки

003473595

На правах рукописи

Шлякова Елена Валериевна

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ К КОРРОЗИИ И ИЗНОСУ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

05.02.01 - Материаловедение (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

щ

003473595

На правах рукописи

¿Щ'

Шлякова Елена Валериевна

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ К КОРРОЗИИ И ИЗНОСУ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

05.02.01 - Материаловедение (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет» и ГОУ ВПО «Омский танковый инженерный институт имени Маршала Советского Союза П.К. Кошевого» МО РФ

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мозговой Иван Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Попов Андрей Юрьевич

кандидат технических наук, доцент Корзунин Юрий Константинович

Ведущая организация: ОАО НИИ Автотракторной техники, г. Челябинск.

Защита состоится 30 июня 2009 г. в 14ш часов на заседании диссертационного совета Д.212.178.10 при ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет» по адресу: 644050, г. 0мск-50, проспект Мира, 11, ауд. 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью составителя, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан » (ЛСОлИ? 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.178.10 к.ф.-м.н., профессор

Вад.И. Суриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Жаропрочные стали и сплавы используют для изготовления деталей современных двигателей, работающих в исключительно тяжелых условиях, характеризующихся одновременным действием агрессивных сред, высоких температур, статических и динамических нагрузок.

Экстремальные условия эксплуатации двигателей приводят к разупрочнению и разрушению их ресурсоопределяющих деталей (рабочих и направляющих лопаток газотурбинных двигателей, гильз цилиндров и клапанов механизмов газораспределения поршневых двигателей) вследствие межкристаллитной и питгинговой коррозии, накопления дефектов и трещин, термоусталости, эрозионных повреждений, окисления и выгораши легирующих элементов, фреттинг-коррозии. Так, лопатки имеют срок службы в агрессивной высокотемпературной среде в среднем в 1,5 раз меньше других деталей газотурбинного двигателя.

Анализ литературных источников показал, что до 80% отказов техники обусловлено коррозионным разрушением деталей. Рядом авторов приводится статистика неисправностей изделий, выполненных из жаропрочных сталей и сплавов, вызванных коррозионными процессами различных типов.

Основными методами повышения коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов являются нанесение защитных покрытий различными способами. Используемые в настоящее время защитные покрытия многокомпонентны и многослойны, они содержат драгоценные и редкие элементы, процессы их нанесения включают несколько стадий, что делает технологии неэкономичными и энергозатратными.

Необходим поиск новых перспективных способов повышения антикоррозионных свойств жаропрочных сталей и сплавов, способов упрочнения. Поэтому проблема повышения стойкости к коррозии жаропрочных сталей и сплавов является актуальной в научном и прикладном аспектах.

Перспективным решением проблемы повышения коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов может стать использование лазерного излучения. Преимущества лазерной обработки очевидны: локальность воздействия, минимальные деформации детали, высокая концентрация энергии, отсутствие контакта с обрабатываемым изделием, возможность обработки труднодоступных участков, а высокая степень автоматизации, экологическая чистота, высокая производительность позволят получить существенный экономический эффект.

Поэтому в научном плане актуальным является изучение механизма фазовых и структурных превращений, протекающих в поверхностных слоях жаропрочных сталей и сплавов при лазерным облучении. Необходимо установить оптимальные режимы лазерной обработки, при которых достигается максимальная стойкость к коррозионному разрушению, микротвердость и износостойкость.

Диссертационная работа выполнялась в рамках проекта по теме № 4037Ф аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы».

Цель работы: повышение антикоррозионных свойств и износостойкости жаропрочных сталей и сплавов методом лазерной поверхностной обработки.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение влияния лазерной термообработки на коррозионную стойкость поверхности деталей из жаропрочных сталей и сплавов.

2. Исследование влияния лазерной термообработки и лазерного легирования на микротвердость, износостойкость, шероховатость поверхностных слоев изделий из жаропрочных сталей и сплавов.

3. Исследование и анализ структурных изменений в поверхностных слоях жаропрочных сталей и сплавов, вызванных воздействием лазерного излучения.

4. Определение режимов лазерной термообработки и лазерного легирования жаропрочных сталей и сплавов, обеспечивающих существенное повышение коррозионной и износостойкости.

5. Разработка технологии лазерной термообработки и лазерного легирования поверхностей деталей из жаропрочных сталей и сплавов с целью повышения стойкости к коррозии и износу.

Методы исследований.

Цель работы и сформулированные задачи исследования обусловливают использование комплекса экспериментальных и расчетных методов.

Обработка образцов сплава ЭП109 и сталей 38Х2МЮА, 45Х14Н14В2М проводилась на лазерных технологических установках ЛТУ-2М, «Квант-16» в различных режимах.

Скорость коррозии в кислой среде определялась весовым методом путем вычисления массового показателя коррозии. С целью подтверждения результатов проводились электрохимические коррозионные испытания потенциостатическим способом с применением потенциостата П-5827, скорость коррозии определяли методом экстраполяции поляризационных кривых с использованием программного пакета МаАСАБ.

Измерения микротвердости образцов сплава ЭП109 и сталей 38Х2МЮА, 45Х14Н14В2М осуществлялись на приборе ПМТ-3. Микроструктура образцов исследовалась на микроскопе МИМ-8 при увеличении 100х - 400". Износостойкость определялась весовым методом и через измерение геометрических размеров исследуемых образцов. Рентгеноструктурный анализ выполнялся надифрактометре Дрон-ЗМ.

Научная новизна:

1. Установлено повышение коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов при лазерной поверхностной обработке импульсами и непрерывно вследствие измельчения и уплотнения исходной структуры.

2. Раскрыт механизм повышения микротвердости и износостойкости

поверхностей жаропрочных сталей и сплавов, заключающийся в последовательном использовании лазерной термообработки и лазерного легирования, при этом лазерная термообработка приводит к измельчению структуры, а лазерное легирование и к дальнейшему измельчению структуры, и к вводу в поверхностный слой легирующих элементов.

3. На основе результатов исследований разработаны положения, определяющие взаимосвязь плотности мощности лазерного излучения и химико-механических показателей - коррозионной стойкости, микротвердости и износостойкости жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе, и позволяющие управлять процессами лазерной обработки.

4. Предложен способ двухэтапной лазерной обработки бандажных полок лопаток газотурбинного двигателя, включающий последовательное разделенное по времени выполнение процессов лазерной термообработки и лазерного легирования алюминидом кобальта, обеспечивающий повышение микротвердости поверхностных слоев в 2,7 раза, износостойкости в 3,4 раза.

5. Получены парные корреляционные зависимости между коррозионной стойкостью и микротвердостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки и составлены математические модели, позволяющие определять степень их взаимного влияния и упрощающие задачи оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки металлов.

Практическая значимость полученных результатов:

1. Разработан способ повышения коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов с использованием лазерного облучения.

2. В работе предложены оптимальные режимы лазерного упрочнения жаропрочных сталей и сплавов и лазерного легирования поверхности сплавов на никелевой основе.

3. Разработанные способы модифицирования поверхностей сталей и сплавов с помощью воздействия лазерного излучения использованы в условиях единичного или мелкосерийного производства с часто меняющейся номенклатурой деталей.

4. Разработан способ поверхностного упрочнения лопаток газотурбинного двигателя, гильз цилиндров дизельных двигателей.

5. Прикладные результаты, полученные в ходе разработки технологии, включены в курс лекций по дисциплине «Химия» для курсантов Омского танкового инженерного института.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Процесс термической обработки поверхностей никелевых сплавов лазерным излучением, включающий быстрый и высокотемпературный нагрев, выдержку по длительности импульса лазерного излучения и охлаждение с высокой скоростью приводит к структурным и фазовым превращениям в зоне лазерного воздействия, что повышает коррозионную и износостойкость в высокотемпературной агрессивной среде.

2. Лазерное легирование сплава ЭП109 алюминидом кобальта СозА12

позволяет получать слои с повышенной твердостью и износостойкостью, что достигается за счет измельчения зерен основного металла в зоне лазерного воздействия и образования упрочняющих интерметаллидных фаз.

3. Оптимизацией режимов лазерной обработки поверхности жаропрочных сталей достигаются существенные структурные превращения, состоящие в образовании скрьггокристаллических мартенситных структур, обусловливающих повышение коррозионной стойкости, микротвердости, износостойкости.

4. Способ двухэтапной лазерной поверхностной обработки сплавов, включающий последовательное, разделенное по времени выполнение процессов лазерной термообработки с целью измельчения структуры и лазерного легирования, позволяющего насыщать поверхностный слой легирующими элементами.

5. Парные корреляционные зависимости между микротвердостью и коррозионной стойкостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки позволяют устанавливать закономерности их взаимного влияния и упрощают решение задач оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки.

Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации доложены и обсуждены на I Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня - 2002); И Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня - 2004); I Региональной научной конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО «Полет» A.C. Клинышкова «Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники» (Омск, 2004); III Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (ВТТВ-2005); Внеочередной конференции-семинаре Ассоциации автомобильных инженеров «Значение технических регламентов в решении проблем создания и эксплуатации автомобилей в условиях Сибири и Крайнего Севера» (Сургут, 2005); Международной научно-технической конференции «Качество. Инновации. Наука. Образование» (Омск, 2005); Объединенном научном семинаре кафедры ХТОВ ОмГТУ и кафедры физики и химии ОТИИ; III Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня - 2006); IV Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (ВТТВ-2007); IV Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня -2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе одна монография, 2 работы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования материалов диссертаций.

Объем и структура диссертации. Конструктивно диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных литературных источников (130 наименований). Диссертация содержит 136 страниц основного текста, включая 35 таблиц и 63 рисунка. Всего 149 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цель работы, научная новизна, положения, выносимые на защиту, практическая значимость результатов исследований.

В первой главе приведены результаты изучения состояния проблемы. Рассматриваются условия работы деталей поршневых и газотурбинных двигателей, выполненных из жаропрочных сталей и сплавов, причины и условия протекания коррозионных процессов. На основании анализа литературных данных описаны существующие способы их противокоррозионной защиты.

Анализ литературных источников показал, что существующие методы защиты от коррозии жаропрочных сталей и сплавов имеют ряд недостатков: возможность образования межкристаллитной пористости, расслоение защитных покрытий, плохая их адгезия с поверхностью, трудоемкость технологических процессов.

Изучение современного состояния вопроса о возможностях направленного изменения свойств поверхности жаропрочных сталей и сплавов, позволило определить основные направления' разработки способов их модификации: использование лазерного излучения для повышения стойкости к коррозии и упрочнения поверхностей сталей и сплавов.

Исследованию воздействия импульсного и непрерывного лазерного излучения на углеродистые стали, малоуглеродистые и быстрорежущие стали, чугуны посвящены работы Рыкалина H.H., Григорьянца А.Г., Коваленко B.C., Абильсиитова Г.А., Спиридонова Н.В., Бровера Г.И., Медреса Б.С- и др. Наличие аномальных эффектов и прикладная значимость их использования очевидна.

Однако изученные литературные источники не раскрывают механизма влияния лазерного излучения на коррозионную стойкость и поверхностные свойства жаропрочных сталей и сплавов, а именно из этих материалов выполняются ответственные детали бронетанковой техники, работающие в агрессивной высокотемпературной среде. Необходимо исследовать зависимости поверхностных свойств жаропрочных сталей и сплавов от параметров лазерного излучения. Это является серьезным препятствием к разработке технологий лазерной обработки этих материалов.

Таким образом, проблема повышения коррозионной стойкости и упрочнения поверхностей жаропрочных сталей и сплавов имеет научную и прикладную актуальность.

Во второй главе дана характеристика объектов исследований -жаропрочных сталей 38Х2МЮА и 45Х14Н14В2М, сплава на никелевой основе ЭП109.

Исследовано влияние лазерной обработки на коррозионную стойкость жаропрочного сплава ЭП109 и сталей 38Х2МЮА, 45Х14Н14В2М. Коррозионная стойкость определялась через массовый показатель коррозии в растворе серной кислоты с молярной концентрацией эквивалентов 4 моль/л:

Ат

где р - скорость коррозии, г/см2 • час; Дпг - изменение массы, г; 8 - площадь поверхности образца, см2; т - время испытания, час.

В эксперименте использовалась лазерная технологическая установка ЛТУ-2М.

Режимы обработки: плотность мощности Я! = 2 • 104 Вт/см2; Я2 = 3 • 104 Вт/см2; яз = 5 • 104 Вт/см2; = 7 ■ 104 Вт/см2; ц5 = 9- 104 Вт/см2; длительность импульса лазерного излучения -с =1,5 • 10"3 с; коэффициент перекрытия 50%, поглощающее покрытие - сажа. В ходе экспериментов установлено, что коррозионная стойкость исследованных материалов после лазерной обработки повышается. Максимальная эффективность лазерной обработки достигается при плотности мощности излучения 5 • 104 Вт/см2 (рис.1).

р, 0,005 -, -4-ЭП109

г/см2' час 0,004 1 -в- 3 8Х2МЮА

-А- 45X14Н14В2М

-1-Г—1

01234567 8. 9 10

Я'104 Вт/см2

Рис. 1. Зависимость скорости коррозии сплава ЭП109, сталей 38Х2МЮА и 45Х14Н14В2М от плотности мощности лазерного излучения

С целью подтверждения результатов весовых испытаний, проведено определение стойкости к коррозии электрохимическим способом методом построения потенциостатических поляризационных кривых на образцах стали 38Х2МЮА, вычисление скорости коррозии осуществлялось с использованием пакета МаШСАБ.

После лазерной обработки в импульсном режиме с различными значениями и лотности мощности излучения токи коррозии образцов стали 38Х2МЮА уменьшаются, что указывает на снижение скорости коррозии

исследуемых образцов в

1,

мА/см'

1 п

О, 0,6 -0,4 0,2 О

■Ы

012345678

Я 10\ Вт/см2

Рис.2. Зависимость плотности тока коррозии от плотности мощности лазерного излучения ■ 2

Н необлученные неазотироанные Внеоблученные азотированные ■ облученные неазотированнные □ облученные азотированнные

Зг

Рис.3. Плотность тока коррозии образцов стали 38Х2МЮА

кислой среде (рис.2). Снижение скорости

коррозии в исследуемых образцах происходит за счет торможения анодного процесса растворения металла.

Исследовано влияние лазерного излучения на коррозионную стойкость стали 38Х2МЮА с азотированным слоем и без него с целью определения возможности замены

процесса азотирования на быстрый и эффективный метод лазерной обработки. Электрохимическое определение скорости коррозии показывает, что в коррозионном

отношении более

стойкими являются

облученные лазером

азотированные образцы стали 38Х2МЮА (рис. 3).

Проведенные экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. В результате лазерной термообработки с плотностью мощности лазерного излучения 5 • 104 Вт/см2 коррозионная стойкость жаропрочного сплава на никелевой основе ЭП109 повышается в 3,60 раза, стали 38Х2МЮА -в 3,74 раза; стали 45Х14Н14В2М - в 3,68 раза при плотности мощности лазерного излучения 3 ■ 104 Вт/см2.

2. Эффективность лазерной термообработки как способа защиты от коррозии составляет для сплава ЭП109 - 72,33%, стали 38Х2МЮА - 73,25%, стали 45Х14Н14В2М - 72,86%.

2. Электрохимические коррозионные испытания показывают, что после лазерной обработки происходит снижение токов коррозии, что свидетельствует

об уменьшении скорости коррозии стали 38Х2МЮА. Повышение коррозионной стойкости происходит за счет торможения анодного процесса растворения металла.

3. Установлено, что лазерное облучение жаропрочной азотированной стали 38Х2МЮА усиливает защитное действие азотирования как способа повышения коррозионной стойкости.

В третье главе приведены результаты исследования влияния лазерного облучения на микротвердость, износостойкость, шероховатость поверхности.

Установлено, что моноимпульсная лазерная обработка с плотностью мощности излучения 5 ■ 104 Вт/см2 увеличивает микротвердосгь поверхности

сплава ЭП109 в 1,63 раза, стали 38Х2МЮА • раза (рис.4).

Нм,МПа

в 2,Зраза, 45Х14Н14В2М - в 1,5

-♦—ЭП109 -*- 38Х2МЮА 45Х14Н14В2М

q 104 Вт/см2

Рис.4. Зависимость микротвердости сплава ЭП109, сталей 38Х2МЮА и 45Х14Н14В2М от плотности мощности лазерного излучения

Нм, 10000 -, МПа 8000 -600040002000 0

I I

нескольких лазерного плотностью 104 Вт/см2 на

т—I—I—I-1—I-1-1-1—I

0123456 7 89 10 количество импульсов

Воздействие импульсов излучения с мощности 5 ■ сплав ЭП109 приводит к увеличению микротвердости в 1,6 - 2,4 раза (рис.5). Экспериментально доказано, что высокие значения микротвердости поверхности сплава ЭП109 достигаются при лазерном облучении с оплавлением поверхности при плотности мощности

Рис. 5. Микротвердость образцов сплава ЭП109 при многоимпульсном лазерном облучении

излучения 2 • 105 Вт/см2 и одновременном введении легирующего элемента Со3А12-в 2,7 раза.

Представляет интерес исследование динамики микротвердости жаропрочных сталей при повторных нагревах и оценка влияния

!

предварительной термической обработки на микротвердость поверхностного слоя при лазерной термообработке. Микротвердость предварительно закаленных сталей 38Х2МЮА, 45Х14Н14В2М после лазерной обработки

увеличивается в ~ 1,5 раза.

—1 - до облучения 2 - после облучения

200 400 600 Температура отпуска, °С

Рис. 6. Зависимость микротвердости стали 45Х ] 4Н14В2М от температуры отпуска

НЛ,, 10000 1 —♦— 1 - до облучения

-я— 2 - после облучения

0 200 400 600 Температура отпуска,

Рис. 7. Зависимость микротвердости стали 38Х2МЮА от температуры отпуска

Рис.8. Микрофотография поверхностного слоя сплава ЭП109 после лазерной обработки

С ростом температуры отпуска происходит снижение микротвердости (рис.6, 7). С целью объяснения полученных экспериментальных результатов были изучены структурные изменения,

800 происходящие в

исследованных материалах в результате лазерной

обработки.

Снижение скорости

коррозионных процессов в кислой среде, увеличение микротвердости сплава ЭП109 объясняется измельчением структуры в результате лазерного воздействия,

поверхность становится более однородной (рис.7). Лазерное легирование сплава ЭП109 алюминидом кобальта приводит к насыщению поверхностного слоя

кобальтом (15 - 30%). Имеются включения

интерметаллида 1%А1 (до 18%), данный компонент обеспечивает упрочнение сплава ЭГТ109, что подтверждается результатами рентгеноструктурного анализа (рис.9).

Лазерная термообработка приводит к увеличению микротвердости сталей

38Х2МЮА и 45Х14Н14В2М, на поверхности которых образуется «белый

слой» (рис. 10). Структура «белого слоя» описана в литературных источниках, отмечено, что основной структурной составляющей «белого слоя» является скрытокристаллический мартенсит, который характеризуется высокими противокоррозионными свойствами и микротвердостью.

Исследовалось влияние лазерной обработки на шероховатость поверхности на образцах стали 45Х14Н14В2М.

I, мм

40

20

N1 Со Сг

№3А1

35

45

55

20,°

75

35

95

Рис.9. Фрагмент рентгенограммы сплава ЭП109 после лазерного

Измерение осуществлялось параметрам: 11г. Для оценки

шероховатости по четырем К-тэх ^

шероховатости

использовался контактный метод ощупывания поверхности

алмазной иглой. Количественная оценка параметров шероховатости поверхности проведена по профилограммам, полученным с использованием про филографа (рис. 11,12).

-1—I—I—1—I—I—I—

1 2 3 4 5 6 7. q 104, Вт/см2

10

Рис.10. Микроструктура стали 45Х14Н14В2М после лазерной обработки: 1 - «белый слой», 2 - переходный слой, 3 - основной слой

1

Рис. 11. Влияние плотности мощности лазерного воздействия на высоту микронеровностей упрочненной поверхности

Рис. 12. Профилограмма поверхности стали 45Х14Н14В2М после лазерной термообработки: 1-е оплавлением поверхности, 2 — без оплавления

поверхности

После облучения без оплавления шероховатость поверхности стали 45Х14Н14В2М практически не изменилась, следовательно, при лазерной закалке в твердой фазе гарантируется сохранение ее топографии.

Исследовано влияние лазерной термообработки и лазерного легирования

Г 10 ,

м/мин

104 Вт/см2

Рис. 13. Зависимость скорости изнашивания сплава ЭП109 от плотности мощности лазерного излучения

I • 10"", м/мин

ц10 Вт/см2

Рис. 14. Зависимость скорости изнашивания сплава ЭП109 после лазерного легирования от плотности мощности лазерного излучения

на износостойкость жаропрочного сплава на никелевой основе ЭП109.

Были проведены стендовые испытания на износ при вибрационных нагрузках лопаток ГТД из сплава ЭП109 (рис.13). Скорость изнашивания

контактных поверхностей лопаток уменьшается в 2,25 раза при лазерной обработке с плотностью мощности излучения

5 ■ 104 Вт/см2.

Эффект упрочнения поверхности сплава ЭП109 после лазерной термообработки без оплавления поверхности объясняется

образованием в поверхностном слое более дисперсных структур за счет высоких скоростей охлаждения.

Более, существенное снижение скорости изнашивания достигается при лазерном легировании поверхности сплава ЭП109 алюминидом кобальта (рис.14). Среднее значение скорости изнашивания составляет на необлученных лопатках

- 2,79 ± 0,43 -10"8 м/мин, на облученных - 0,82 ± 0,42 -10"8 м/мин.

Таким образом, лазерное легирование поверхности лопаток приводит к снижению скорости изнашивания в 3 - 4 раза. Обработка велась при небольших плотностях мощности излучения, поэтому повышение износостойкости можно объяснить и улучшением микрорельефа поверхности, увеличением плотности поверхностного слоя.

Исследована износостойкость стали 38Х2МЮА и 45Х14Н14В2М после

лазерной обработки. Испытания образцов на износостойкость проводились на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме «диск-диск» при усилии в точке контакта 200Н и коэффициенте проскальзывания образцов 10 ± 2%. Частота вращения второго диска задавалась в диапазоне 100-300 мин"1.

Величина износа контролировалась весовым методом. Испытания проводились при граничном трении с использованием масла МТ-16П. Увеличение износостойкости в результате лазерной обработки составляет для стали 45Х14Н14В2М 2,2 раза, для стали 38Х2МЮЛ - 2,44 раза (рис.15, 16).

Г 10"8, г/м

\ —*- после лазерной термообработки -«-без лазерной термообработки

1 "1 -1 L I I -1--1-i-1

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 путь трения, м

Рис. 15. Интенсивность изнашивания стали 45Х14Н14В2М J . 10 "8, г/м

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 путь трения, м

Рис.16. Интенсивность изнашивания стали 38Х2МЮА

Проведенные экспериментальные исследования позволяют сформулировать следующие выводы:

1. Установлено, что наибольшая микротвердость поверхностных слоев сплава ЭП109 после лазерной обработки повышается в 1,6 раза при плотности мощности лазерного излучения 5 -104 Вт/см2.

2. Установлено, что лазерное легирование поверхности сплава ЭП109 алюминидом кобальта приводит к увеличению микротвердости и износостойкости в 2,7 раза. Процесс лазерного легирования в указанных режимах эффективнее, многоимпульсной обработки в режимах, не приводящих к оплавлению поверхности.

3. Лазерное облучение поверхности образцов сталей 38Х2МЮА и 45X14HI4B2M приводит к увеличению микротвердости в 1,5 раза и износостойкости в среднем в 2 - 2,4 раза вследствие образования скрытокристаллической мартенситной структуры.

В четвертой главе получены корреляционные зависимости между микротвердостью и коррозионной стойкостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки. Поскольку коэффициенты парной корреляции весьма близки к единице, между рассматриваемыми параметрами лежит линейная зависимость. Поэтому взаимосвязь между микротвердостью и коррозионной стойкостью может быть выражена уравнениями: для сплава ЭП109: —=- 556,59 + 0,292# „

Р

для стали 38Х2МЮА: 1 =_ 223,325+0,1637/,

Р

для стали45Х14Н14В2М: 6Я

Р

Парные корреляционные зависимости между коррозионной стойкостью и микротвердостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки и составленные математические модели позволят устанавливать закономерности их взаимного влияния и упростят задачи оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки металлов.

Для обеспечения высокого качества обработанной поверхности должна быть исключена возможность появления микротрещин, пор, других дефектов. Вероятность появления таких дефектов имеет место, так как обрабатываемый материал находится в экстремальных условиях термического воздействия, развиваются термические и структурные напряжения.

Предложен способ двухэтапной лазерной обработки контактных поверхностей бандажных полок лопаток ГТД, выполненных из сплава ЭП109, при котором целесообразно использовать предварительную лазерную термическую обработку поверхности, которая впоследствии будет подвергаться лазерному легированию. Таким образом, процесс лазерной. обработки с введением легирующего элемента должен складываться из двух стадий:

1. Лазерная термическая обработка в режиме: q = 5- 104 Вт/см , т = 1,5-10"3с, f = 240 - 250 мм, Кп = 0,5, поглощающее покрытие - технический углерод.

При этом достигается существенное повышение коррозионной, стойкости, микротвердости, износостойкости, шероховатость поверхности существенно не

изменяется.

2. Собственно лазерное легирование: ц = 2Т05 Вт/см2, т = 1,5 ■ 10"3с, коэффициент перекрытия К„ = 0,5, легирующий элемент - алюминид кобальта СозАЬ, наносимый на обрабатываемую поверхность в виде пасты.

Результаты контроля качества поверхности лопаток ГТД после двухэтапной лазерной обработки показали, что микротвердость поверхностных слоев сплава ЭП109, из которого изготовлены лопатки, составляет 10000 ± 247 МПа, что превышает исходную микротвердость в 3,3 раза, а микротвердость, достигаемую после лазерного легирования алюминидом кобальта без предварительной лазерной термообработки в —1,2 раза (рис. 17).

Испытания лопаток на износ показали, что двухэтапная лазерная обработка позволяет снизить скорость изнашивания до 0,57 ± 0,25 • 10"8 м/мин. Таким образом, износостойкость возрастает в 4,89 раза по сравнению с исходной ив 1,44 раза по сравнению с износостойкостью после лазерного легирования без предварительной термообработки (рис. 18).

Рис. 17. Микротвердость сплава Рис. 18. Скорость изнашивания

ЭП109после лазерной обработки сплава ЭП109 после лазерной

обработки

микротвердость, МПа

В исходная ® после ЛО 0 после ЛЛ Ш после ЛО + ЛЛ

I- 10", м/мин Иисходная §3 после ЛО В после ЛЛ Ш после ЛО + ЛЛ

Технологическая схема процесса лазерного упрочнения представлена на рис, 19.

2 ЭТАП: лазерное легирование

Рис. 19. Технологическая схема лазерного упрочнения

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Путем управления плотностью мощности лазерного излучения при обработке поверхностных слоев жаропрочных сталей и сплавов было достигнуто:

- измельчение и уплотнение структуры никелевого сплава, что обусловило повышение коррозионной стойкости в 3 - 4 раза;

- структурные превращения в сталях, состоящие в образовании мелкодисперсного скрытокристаллического мартенсита в поверхностных слоях, обусловливающего повышение коррозионной стойкости в 3,68 - 3,7 раза, микротвердости в 1,5 раза, износостойкости з 2 - 2,4 раз.

2. Разработан процесс лазерного легирования сплава ЭП109 алюминидом кобальта, позволяющий получать слои с повышенной твердостью (в 2,7 раза) и износостойкостью (в 3,4 раза), что достигается не только за счет структурных превращений в зоне лазерного воздействия, но и за счет создания упрочняющих интерметаллидных фаз.

3. Получены парные корреляционные зависимости между коррозионной стойкостью и микротвердостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки и составлены математические модели, позволяющие устанавливать закономерности их. взаимного влияния и упрощающие задачи оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки металлов.

4. Разработан способ двухэтапной лазерной обработки бандажных полок лопаток газотурбинного двигателя, выполненных их сплава ЭП109, включающий последовательное разделенное по времени выполнение процессов лазерной íepмooбpaбoтки и лазерного легирования алюминидом кобальта, обеспечивающий повышение микротвердости поверхностных слоев в 2,7 раза, износостойкости в 3,4 раза.

5. Разработана и рекомендована к внедрению в ремонтное производство технология лазерной термообработки, позволяющая повысить коррозионную стойкость, микротвердость и износостойкость жаропрочных сталей и сплавов, которая может использоваться для упрочнения ресурсоопределяющих деталей современных двигателей: гильз цилиндров и клапанов механизма газораспределения дизельных двигателей.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мозговой И.В. Антикоррозионная поверхностная обработка металлов / И.В. Мозговой, А.А. Соловьев, Е.В. Шлякова. Монография. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. - 188 с.

2. Шлякова Е.В. Исследование влияния лазерного облучения на стойкость к электрохимической коррозии материала гильз цилиндров двигателя внутреннего сгорания / Е.В. Шлякова, И.В. Мозговой, А.А. Соловьёв // Омский научный вестник. - 2008. - № 2(68). - С. 22 - 25.

3. Шлякова Е.В. Исследование влияния лазерного излучения на коррозионную

стойкость деталей двигателя внутреннего сгорания / Е.В. Шлякова, А.А.Соловьёв, И.В. Мозговой // Вестник академии военных наук. - 2008. -• № 3(24). - С.78-83

4. Соловьев A.A. Лазерная обработка лопаток ГТД / A.A. Соловьев, И.В. Мозговой, Е.В. Шлякова // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня - 2002). Омск: Изд-во ОТИИ. - Часть 2. - С.65-67.'

5. Соловьев A.A. Исследование механизма коррозионной стойкости гильз цилиндров двигателей после лазерной обработки / A.A. Соловьев, И.В. Мозговой, Е.В. Шлякова // Доклады Омского отделения МАНЭБ. -Омск, 2002. - Выпуск 1 (3). - Том 2. - С.62-64.

6. Соловьев A.A. Лазерное легирование контактных поверхностей бандажных полок лопаток ГТД / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова //Материалы научно-технической конференции «Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе» (ВТТВ- 2003). Омск: изд-во ОмГУ, 2003. -С.74-75.

7. Соловьев A.A. Методы контроля за состоянием поверхности / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова / под ред. И.В. Мозгового. - Омск, ОТИИ,

2003.-51 с.

8. Мозговой И.В. Влияние лазерной обработки стали на ее коррозионную стойкость / A.A. Соловьев, И.В. Мозговой, Е.В. Шлякова И Материалы I региональной научной конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО «Полет» A.C. Клинышкова «Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники». Омск, 2004: Изд-во ОмГТУ. С.263-267

9. Соловьев A.A. Исследование коррозионной стойкости сплавов после лазерного облучения / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова, И.В. Мозговой //Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня - 2004). Омск: Курьер,

2004. С.159-162.

10. Соловьев A.A. Обработка материалов концентрированными потоками энергии / A.A. Соловьев, В.П. Спиридонов, Е.В. Шлякова / под ред. И.В. Мозгового. - Омск: ОТИИ, 2005. - 172 с. '

11. Соловьев A.A. Коррозионная стойкость стали после лазерной обработки / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова, И.В. Мозговой, // Материалы III Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (ВТТВ-2005). Омск: Изд-во ОмГУ. Часть I. С.325-326

12. Соловьев A.A. Исследование коррозионной стойкости деталей двигателя внутреннего сгорания / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова, И.В. Мозговой // Материалы внеочередной конференции-семинара Ассоциации автомобильных инженеров «Значение технических регламентов в решении

проблем создания и эксплуатации автомобилей в условиях Сибири и Крайнего Севера». Омск: Полиграфический центр КАН, 2005. С.47-51

13. Соловьев A.A. Лазерная обработка инструментальных сталей / B.C. Медрес, A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова // Материалы внеочередной конференции-семинара Ассоциации автомобильных инженеров «Значение технических регламентов в решении проблем создания и эксплуатации автомобилей в условиях Сибири и Крайнего Севера». Омск: Полиграфический центр КАН, 2005. - С.52-56

14. Соловьев A.A. Лазерная обработка лопаток газотурбинного двигателя / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова, И.В. Мозговой, // Материалы Международной научно-технической конференции «Качество. Инновации. Наука. Образование». Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. С.129-133

15. Соловьев A.A. Исследование влияния лазерной обработки на шероховатость поверхности / A.A. Соловьев, Н.В. Калинин, Е.В. Шлякова, Д.С. Звездин // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня - 2006). Омск: Изд-во ОТИИ. С.159-162.

16. Шлякова Е.В. Влияние лазерной обработки на коррозионную стойкость стали клапанов механизма газораспределения танковых дизельных двигателей / Е.В. Шлякова, A.A. Соловьев, И.В. Мозговой // Материалы IV Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружение и современные технологии при создании продукции военного и гражданского назначения». Омск 4-9 июня, 2007г.: - Омск: Издательство ОмГТУ. 2007. 4.1. С.423-425

17. Соловьев A.A. Лазерная обработка узлов и деталей транспортно-технологических машин / Е.В. Шлякова, A.A. Соловьёв, И.В. Мозговой // Труды Международного конгресса «Машины, технологии и процессы в строительстве». Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. - с.58-62

18. Соловьев A.A. Влияние лазерной обработки на коррозионную стойкость стали клапанов механизма газораспределения танковых дизельных двигателей / A.A. Соловьев, Е.В. Шлякова, И.В. Мозговой // Вестник академии военных наук. - 2008. - № 3. -119-121

Подписано в печать 22.05.2009 Формат А-5. Бумага 80 гр. Тираж 100 экз..

644024 г. Омск, ул. Лермонтова, 20; ИП Архипова; тел.: 31-74-53

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.

1.1. Условия работы изделий из жаропрочных никелевых сплавов.

1.2. Методы защиты жаропрочных никелевых сплавов от коррозионного разрушения в агрессивной высокотемпературной среде.

1.3. Методы нанесения защитных покрытий на жаропрочные никелевые сплавы.

1.4. Коррозионное разрушение изделий из жаропрочных сталей в агрессивной высокотемпературной среде.

1.5. Особенности лазерного излучения как технологического инструмента.

1.6. Физические основы взаимодействия лазерного излучения с веществом

жаропрочных сталей и сплавов лазерным излучением.34

ВЫВОДЫ.37

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.38

2.1. Объекты исследований.38

2.2. Лазерное технологическое оборудование.41

2.3. Определение скорости коррозии жаропрочных сталей и сплавов весовым методом.44

2.3.1. Исследование влияния лазерной обработки на коррозионную стойкость сплава ЭП109.45

2.3.2. Определение скорости коррозии 38Х2МЮА после лазерной обработки весовым методом.49

2.3.3. Исследование влияния лазерной обработки на коррозионную стойкость стали 45Х14Н14В2М.52

2.4. Определение скорости коррозии стали 38Х2МЮА электрохимическим методом.54

2.5. Исследование влияния лазерной обработки на скорость коррозии стали 38Х2МЮА с азотированным слоем и без него.68

2.6. Электрохимическое определение скорости коррозии стали 45Х14Н14В2М.71

2.7. Анализ результатов.78

ВЫВОДЫ.79

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА МИКТРОТВЕРДОСТЬ, ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.81

3.1. Исследование влияния лазерной термообработки на микротвердость сплава ЭП109.81

3.2. Исследование влияния лазерного легирования на микротвердость сплава ЭП109.86

3.3. Исследование влияния лазерной термообработки на микротвердость поверхности стали 38Х2МЮА и 45Х14Н14В2М.89

3.4. Сравнительная характеристика микротвердости жаропрочных сталей после лазерной обработки.94

3.5. Исследование влияния лазерной термообработки на шероховатость поверхностного слоя жаропрочных сталей.97

3.6. Исследование влияния лазерной обработки на износостойкость жаропрочных сталей и сплавов.102

3.7. Анализ результатов исследований.113

ВЫВОДЫ.114

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.115

4.1. Расчет корреляционных зависимостей между коррозионной стойкостью, микротвердостью и износостойкостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки.115

4.1.1. Расчет парной корреляции между микротвердостью и коррозионной стойкостью сплава ЭП109.115

4.1.2. Расчет парной корреляции между микротвердостью и коррозионной стойкостью стали 38Х2МЮА.118

4.1.3. Расчет парной корреляции между микротвердостью и коррозионной стойкостью стали 45Х14Н14В2.120

4.2. Технологические характеристики процесса лазерной термообработки 123

4.3. Лазерная термообработка пера лопатки газотурбинного двигателя.126

4.4. Способ двухэтапной лазерной обработки лопаток ГТД.128

4.5. Технологический процесс упрочнения гильз цилиндра двигателя.133

ВЫВОДЫ.134

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.135

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:.137

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Одной из важнейших задач создания надежных машин специального назначения является разработка современных технологий производства, ремонта и упрочняющей обработки ресурсоопределяющих деталей. Детали современной бронетанковой и авиационной техники работают в I исключительно тяжелых условиях, характеризующихся одновременным действием агрессивных сред, высоких температур, статических и динамических нагрузок. Так, экстремальные условия эксплуатации газотурбинных и поршневых двигателей, приводят к разупрочнению и разрушению их деталей, вызываемых самыми различными причинами физико-химического и механического характера: межкристаллитной и питтинговой коррозией, накоплением дефектов и трещин, термоусталостью, эрозионными повреждениями, окислением и выгоранием легирующих элементов, фреттинг-коррозией.

Для изготовления ответственных деталей поршневых двигателей (гильзы цилиндров, клапана механизма газораспределения) и газотурбинных двигателей (рабочие и направляющие лопатки), которые разогреваются до высоких температур и несут большие нагрузки, используют жаропрочные стали и сплавы на никелевой основе [1].

Широкое использование жаропрочных сталей и сплавов, характеризующихся большим внутренним напряжением, способствует появлению таких видов коррозии, как коррозионное растрескивание, щелевая, ножевая коррозия. При этом в материалах ускоряются диффузионные процессы, изменяются исходная микроструктура и механические свойства, теряется прочность сталей и сплавов, полученная при термической обработке (закалка, старение) [2].

Рядом авторов приводится статистика неисправностей изделий, выполненных из жаропрочных сталей и сплавов, вызванных коррозионными процессами различных типов [3 — 11]. До 80% отказов техники обусловлено коррозией деталей [6].

Одними из наиболее ответственных деталей авиационных и газотурбинных двигателей бронетанковой техники являются лопатки турбин. Именно они определяют максимальную температуру газа в турбине, надежность и ресурс работы турбины, удельную мощность, удельный вес и экономичность двигателя. На рабочие лопатки турбины действуют центробежные и газодинамические силы, вызывающие в лопатках растяжение, изгиб и кручение. Высокий уровень напряжений, температур, нестабильность режимов нагрева и нагружения, возможность возникновения резонансных колебаний делает рабочие лопатки одним из наиболее сложных элементов современной техники. Лопатки имеют срок службы в агрессивной высокотемпературной среде в среднем в 1,5 раз меньше других агрегатов двигателей [4]. Ведущие специалисты Всероссийского института авиационных материалов (д.т.н. Е. Каблов, д.т.н. С. Мубояджян), ФГУП ММ1111 «Салют» (д.т.н. Ю.Елисеев, д.т.н. В. Крымов) отмечают, что основной тенденцией развития авиадвигателестроения является непрерывное увеличение температуры газов перед турбиной, что ведет к увеличению термомеханйческой напряженности лопаток газовых турбин, надежность которых оказывает большое влияние на надежность и ресурс газотурбинных двигателей [12, 13].

Гильзы цилиндров поршневых двигателей внутреннего сгорания работают в условиях резко переменных давлений в надпоршневой полости. В результате интенсивного износа гильзы в нижней части утончаются, а в верхней части, где температуры выше, идет активное разрушение за счет электрохимических процессов. На внутреннюю поверхность стенок гильз цилиндров действуют как раскаленные газы, вызывающие газовую коррозию, так и топливо, содержащее активные сернистые соединения, способные быстро разрушать азотированное покрытие поверхности [6,7].

От сгорания одной тонны топлива, имеющего в своем составе около 15 различных сернистых соединений, в двигателе образуется около 20 кг SO2 или более 25 кг H2S03, что приводит к усиленной коррозии, отражающейся впоследствии на уменьшении, межремонтного срока машины [7].

Одним из основных методов повышения коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов является нанесение защитных металлических и неметаллических покрытий различными способами [14- 24]. Используемые в настоящее время защитные покрытия многокомпонентны, некоторые из них содержат драгоценные и редкие металлы, что делает технологии неэкономичными и энергозатратными [25 - 29].

Необходим поиск новых перспективных технологий, комбинированных способов повышения антикоррозионных свойств жаропрочных сталей и сплавов, способов упрочнения.

Проблема повышения стойкости к коррозии жаропрочных сталей и сплавов является актуальной в научном и прикладном аспектах.

Повышение срока службы деталей машин можно обеспечить путем образования на поверхности этих деталей слоев или покрытий, обладающих высоким уровнем требуемых свойств — коррозионной стойкости при высоких температурах, твердости, износостойкости и т.п. Перспективным решением проблемы повышения коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов может стать использование энергии когерентного светового излучения - лазерного луча.

Преимущества лазерной обработки перед традиционными технологиями очевидны: локальность воздействия, минимальные деформации детали, высокая концентрация энергии, отсутствие контакта с обрабатываемым изделием, возможность обработки труднодоступных участков, высокая степень автоматизации, экологическая чистота, высокая производительность [30-33].

Диссертационная работа выполнялась в рамках проекта по теме 4037Ф аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы».

Цель работы: повышение антикоррозионных свойств и износостойкости жаропрочных сталей и сплавов методом лазерной поверхностной обработки.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение влияния лазерной термообработки на коррозионную стойкость поверхности деталей из жаропрочных сталей и сплавов.

2. Исследование влияния лазерной термообработки и лазерного легирования на микротвердость, износостойкость, шероховатость поверхностных слоев изделий из жаропрочных сталей и сплавов.

3. Исследование и анализ структурных изменений в поверхностных слоях жаропрочных сталей и сплавов, вызванных воздействием лазерного излучения.

4. Определение режимов лазерной термообработки и лазерного легирования жаропрочных сталей и сплавов, обеспечивающих существенное повышение коррозионной и износостойкости.

5. Разработка технологии лазерной термообработки и лазерного легирования поверхностей деталей из жаропрочных сталей и сплавов с целью повышения стойкости к коррозии и износу.

Методы исследований.

Цель работы и сформулированные задачи исследования обусловливают использование комплекса экспериментальных и расчетных методов.

Обработка образцов сплава ЭП109 и сталей 38Х2МЮА, 45Х14Н14В2М проводилась на лазерных технологических установках ЛТУ-2М,

Квант-16» в различных режимах.

Скорость коррозии в кислой среде определялась весовым методом путем вычисления массового показателя коррозии. С целью подтверждения результатов проводились электрохимические коррозионные испытания потенциостатическим способом с применением потенциостата П-5827, скорость коррозии определяли методом экстраполяции поляризационных кривых с использованием программного пакета MathCAD.

Измерения микротвердости образцов сплава ЭП109 и сталей 38Х2МЮА, 45Х14Н14В2М осуществлялись на приборе ПМТ-3. Микроструктура образцов исследовалась на микроскопе МИМ-8 при увеличении 100х - 400х. Износостойкость определялась весовым методом и через измерение геометрических размеров исследуемых образцов. Рентгеноструктурный анализ выполнялся на дифрактометре Дрон-ЗМ.

Научная новизна:

1. Установлено повышение коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов при лазерной поверхностной обработке импульсами и непрерывно вследствие измельчения и уплотнения исходной структуры.

2. Раскрыт механизм повышения микротвердости и износостойкости поверхностей жаропрочных сталей и сплавов, заключающийся в последовательном использовании лазерной термообработки и лазерного легирования, при этом лазерная термообработка приводит к измельчению структуры, а лазерное легирование и к дальнейшему измельчению структуры, и к вводу в поверхностный слой легирующих элементов.

3. На основе результатов исследований разработаны положения, определяющие взаимосвязь плотности мощности лазерного излучения и химико-механических показателей — коррозионной стойкости, микротвердости и износостойкости жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе, и позволяющие управлять процессами лазерной обработки.

4. Предложен способ двухэтапной лазерной обработки бандажных полок лопаток газотурбинного двигателя, включающий последовательное разделенное по времени выполнение процессов лазерной термообработки и лазерного легирования алюминидом кобальта, обеспечивающий повышение микротвердости поверхностных слоев в 2,7 раза, износостойкости в 3,4 раза.

5. Получены парные корреляционные зависимости между коррозионной стойкостью и микротвердостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки и составлены математические модели, позволяющие определять степень их взаимного влияния и упрощающие задачи оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки металлов.

Практическая значимость полученных результатов:

1. Разработан способ повышения коррозионной стойкости жаропрочных сталей и сплавов с использованием лазерного облучения.

2. В работе предложены оптимальные режимы лазерного упрочнения жаропрочных сталей и сплавов и лазерного легирования поверхности сплавов на никелевой основе.

3. Разработанные способы модифицирования поверхностей сталей и сплавов с помощью воздействия лазерного излучения использованы в условиях единичного или мелкосерийного производства с часто меняющейся номенклатурой деталей.

4. Разработан способ поверхностного упрочнения лопаток газотурбинного двигателя, гильз цилиндров дизельных двигателей.

5. Прикладные результаты, полученные в ходе разработки технологии, включены в курс лекций по дисциплине «Химия» для курсантов Омского танкового инженерного института.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Процесс термической обработки поверхностей никелевых сплавов лазерным излучением, включающий быстрый и высокотемпературный нагрев, выдержку по длительности импульса лазерного излучения и охлаждение с высокой скоростью приводит к структурным и фазовым превращениям в зоне лазерного воздействия, что повышает коррозионную и износостойкость в высокотемпературной агрессивной среде.

2. Лазерное легирование сплава ЭП109 алюминидом кобальта Со3А12 позволяет получать слои с повышенной твердостью и износостойкостью, что достигается за счет измельчения зерен основного металла в зоне лазерного воздействия и образования упрочняющих интерметаллидных фаз.

3. Оптимизацией режимов лазерной обработки поверхности жаропрочных сталей достигаются существенные структурные превращения, состоящие в образовании скрытокристаллических мартенситных структур, обусловливающих повышение коррозионной стойкости, микротвердости, износостойкости.

4. Способ двухэтапной лазерной поверхностной обработки сплавов, включающий последовательное, разделенное по времени выполнение процессов лазерной термообработки с целью измельчения структуры и лазерного легирования, позволяющего насыщать поверхностный слой легирующими элементами.

5. Парные корреляционные зависимости между микротвердостью и коррозионной стойкостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки позволяют устанавливать закономерности их взаимного влияния и упрощают решение задач оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки.

Апробация работы.

Основные положения и материалы диссертации доложены и обсуждены на I Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня — 2002);

II Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня — 2004); I Региональной научной конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО «Полет» А.С. Клинышкова «Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники» (Омск, 2004);

III Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (ВТТВ-2005); Внеочередной конференции-семинаре Ассоциации автомобильных инженеров «Значение технических регламентов в решении проблем создания и эксплуатации автомобилей в условиях Сибири и Крайнего Севера» (Сургут, 2005); Международной научно-технической конференции «Качество. Инновации. Наука. Образование» (Омск, 2005); Объединенном научном семинаре кафедры ХТОВ ОмГТУ и кафедры физики и химии ОТИИ; III Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня — 2006);

IV Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (ВТТВ-2007); IV Межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (Броня — 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе одна монография, 2 работы в рецензируемых изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ для опубликования материалов диссертаций, одна монография.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 136 страниц основного текста, включая 35 таблиц и 63 рисунка. Конструктивно диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных литературных источников (130 наименований). Всего 149 страниц.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Путем управления плотностью мощности лазерного излучения при обработке поверхностных слоев жаропрочных сталей и сплавов было достигнуто:

- измельчение и уплотнение структуры никелевого сплава, что обусловило повышение коррозионной стойкости в 3 — 4 раза;

- структурные превращения в сталях, состоящие в образовании мелкодисперсного скрытокристаллического мартенсита в поверхностных слоях, обусловливающего повышение коррозионной стойкости в 3,68 — 3,7 раза, микротвердости в 1,5 раза, износостойкости в 2 — 2,4 раз.

2. Разработан процесс лазерного легирования сплава ЭП109 алюминидом кобальта, позволяющий получать слои с повышенной твердостью (в 2,7 раза) и износостойкостью (в 3,4 раза), что достигается не только за счет структурных превращений в зоне лазерного воздействия, но и за счет создания упрочняющих интерметаллидных фаз.

3. Получены парные корреляционные зависимости между коррозионной стойкостью и микротвердостью жаропрочных сталей и сплавов после лазерной обработки и составлены математические модели, позволяющие устанавливать закономерности их взаимного влияния и упрощающие задачи оптимизации режимов лазерной поверхностной обработки металлов.

4. Разработан способ двухэтапной лазерной обработки бандажных полок лопаток газотурбинного двигателя, выполненных их сплава ЭП109, включающий последовательное разделенное по времени выполнение процессов лазерной термообработки и лазерного легирования алюминидом кобальта, обеспечивающий повышение микротвердости поверхностных слоев в 2,7 раза, износостойкости в 3,4 раза.

5. Разработана и рекомендована к внедрению в ремонтное производство технология лазерной термообработки, позволяющая повысить коррозионную стойкость, микротвердость и износостойкость жаропрочных сталей и сплавов, которая может использоваться для упрочнения ресурсоопределяющих деталей современных двигателей: гильз цилиндров и клапанов механизма газораспределения дизельных двигателей.

1. Арзамасов Б.Н. Конструкционные материалы: Справочник /Б.Н. Арзамасов, В. А. Брострем, Н.А. Буше/Под общий ред. Б.Н. Арзамасова —М.: Машиностроение, 1990. — 688с.

2. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология материалов / Г.П.Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин, В.С.Гаврилюк, В.С.Соколов, Н.Х.Соколова, Л.В.Тутатчикова, И.П. Спирихин, В.А. Гольцов — М.: Высшая школа, 2002. — 638 с.

3. Каримова С.А. Коррозия — главный враг авиации // Наука и жизнь. — 2007. № 6. С.63-37

4. Никитин В.И. Коррозия и защита лопаток газовых турбин. — Л.: Машиностроение, 1987. 272 с.

5. Зрелов В.А. Отечественные газотурбинные двигатели. Основные параметры и конструктивные схемы. М.: Машиностроение, 2005. — 336с.

6. Коррозионная стойкость материалов, применяемых в танковых двигателях при высоких температурах. — Отчет по НИР/рук. А.А.Соловьев. -Омск: ОВТИУ, 1989.- 55с.

7. Батищев А.Н. Состояние и перспективы развития восстановления изношенных деталей машин // Научно-технический сборник МВВДИУ. Выпуск 1. Балашиха, 1997. - С. 4-12

8. Карпов Е.Н. Обобщение результатов исследований причин высокотемпературной коррозии / Е.Н. Карпов, И.И. Тарасевич, Н.Н. Мотрий // Надежность и долговечность газотурбинных двигателей. — Киев, 1979. с.115-122

9. Хубер П. Стендовые испытания сплавов на основе никеля и кобальта для газовых турбин и определение влияния физических и химических параметров на коррозионные свойства // Жаропрочные сплавы для газовых турбин.-М., 1981. С.141-146

10. Никитин В.И. Влияние температуры на сульфидно-оксидную коррозиюматериала лопаток газовых турбин // Теплоэнергетика. — 1984. № 1. — С.30-33

11. Никитин В.И. Особенности газовой коррозии сплавов на никелевой основе / В.И. Никитин, И.П. Комисарова, Г.Д. Пирогова // Изв. АН СССР. Металлы. 1982. № 5. С.117-125

12. Елисеев Ю.С. Инновационные технологии в производстве газотурбинных двигателей / Ю.С.Елисеев, В.В.Крымов // Газотурбинные технологии. 2006. №6. - С.68-72

13. Каблов Е.Н. Новые технологии в авиационном двигателестроении / Е.Н.Каблов, С.А. Мубояджян // Аэрокосмический курьер. 1999. № 6. — С.74-75

14. Туфанов Д.Г. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов: Справочник. 5-е изд. М.: Металлургия, 1990. — 320 с.

15. Романив О.Н. Новые подходы к оценке усталости металлов / Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии. Т. 16. — М.: ВИНИТИ, 1990.-С. 55-58.

16. Смит Р.В. Покрытия с высоким сопротивлением высокотемпературной коррозии, полученные плазменным напылением при низком давлении // Энергетические машины и установки. — 1981. № 1. С. 136-146

17. Мовчан Б.А. Жаростойкие покрытия, осаждаемые в вакууме / Б.А. Мовчан, И.С. Малашенко — Киев: Наукова думка, 1983. — 232 с.

18. Абраимов Н.В. Механическая прочность алюминидных покрытий на жаропрочных сплавах // Физико-химическая механика материалов. — 1980. № 3. — С.46-50

19. Сорокин В.Г. Исследование алюмосилицидных покрытий для сплавов на основе никеля / В.Г. Сорокин, Б.Н. Гузанов, B.C. Литвинов // Защитные покрытия на металлах. — Киев. 1980. С.72-74

20. Никитин В.И. Влияние алитирования никелевого сплава на его длительную прочность в некоторых средах / В.И. Никитин, Т.Н. Григорьева // Физико-химическая механика материалов. 1984. № 1. — С.7-12

21. Гецов Л.Б. Термоусталотная прочность и жаростойкость защитных покрытий / Л.Б. Гецов, А.И. Рыбников, Н.И. Добина // Проблемы прочности. — 1983. №2. — С.69-72

22. Малашенко И.С. Изменение химического состава конденсированных покрытий CoCrAlY на жаропрочных сплавах никеля при высоких температурах / И.С. Малашенко, Н.П. Ващило, П.А. Пап // Проблемы специальной электрометаллургии. — 1980. № 12. — С.75-81

23. Гузанов Б.Н. Коррозионная стойкость легированных алюминидных покрытий / Б.Н. Гузанов, С.В. Косицин, В.Г. Сорокин // Энергомашиностроение. — 1984. № 1. — С.24

24. Качанов Е.Б. Состояние и перспективы развития работ по жаропрочным сплавам для лопаток турбин // Технология легких сплавов. — 2005. №1.- С. 10-18

25. Тамарин Ю.А. Покрытия для защиты лопаток турбин от сульфидной коррозии / Ю.А.Тамарин, Е.Б. Качанов // Технология легких сплавов. — 2005. №4.-С. 171-180

26. Качанов Е.Б. Влияние защитных покрытий на длительную прочность жаропрочных сплавов / Ю.А.Тамарин, Е.Б. Качанов // Технология легких сплавов. 2007. № 1. - С. 140-148

27. Терехин A.M. Повышение долговечности лопаток турбин газотурбинных двигателей нанесением модифицированных комбинированных покрытий системы Ni-Al-Cr. Дис. . канд. техн. наук: 05.02.01: Москва, 2008 128с. РГБ ОД, 61:08-5/604

28. Гецов Л.Б. Методика оценки ресурса лопаток ГТД без покрытий с учетом процессов высокотемпературной коррозии / Л.Б. Гецов, С.А.

29. Иванов, П.Г. Круковский, А.И. Рыбников // Научные труды VI Международного симпозиума «Современные проблемы прочности» им.

30. B.А.Лихачева. Т.2 Великий Новгород, 2003. — С.347-358

31. Григорьянц А.Г. Упрочнение поверхности сплавов лазерным излучением / А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов, В.М. Тарасенко и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. — 1983. № 9. — С. 124-131

32. Ковш И.Б. Состояние и перспективы развития лазерных технологий в России // Конверсия в машиностроении. — 2000. № 2. — С. 51-58

33. Абильсиитов Г.А. Модифицирование поверхностей материалов с помощью лазерного излучения / Г.А. Абильсиитов, В.М. Андрияхин, А.Н. Сафонов Изв. АН СССР. Сер. Физическая. - 1983, т.47, № 8.1. C.1468-1478

34. Латыпов P.P. Технология лазерной обработки конструкционных и инструментальных материалов в авиадвигателестроении / Р.Р. Латыпов, Н.Г. Терегулов, A.M. Смыслов, А.В. Лобанов — М.: Машиностроение, 2007. -с. 234

35. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

36. ОСТ 108.020.03. Заготовки лопаток турбин и компрессоров штампованные из коррозионно-стойкой и жаропрочной стали. Общие технические условия

37. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд. / Под ред. А.С. Зубченко — М.: Машиностроение, 2003. — 784 с.

38. Арзамасов Б.Н. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1986. 384 с.

39. Никитин В.И. Высокотемпературная коррозия и применение покрытий для защиты лопаточного аппарата газовых турбин / В.И. Никитин, И.П. Комисарова, Б.А. Мовчан // Энергомашиностроение. — 1981. № 9. — С.21-26

40. Гецов Л.Б. Коррозия материалов и ее влияние на прочностьэнергоустановок. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2005 - 324 с.

41. Гецов Л.Б. Эрозионные процессы в энергетических машинах / Л.Б. Гецов, В.Г. Зеленский //Труды ЦКТИ № 289. 2002. - С. 169-178

42. Семенова И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В.Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов / Под ред. И.В. Семеновой — М.: Физматлит, 2002. — 335 с.

43. Жуков А.П. Основы металловедения и теории коррозии / А.П. Жуков, А.И. Малахов -М.: Высшая школа, 1991.-161 с.

44. Lowell С.Е. The role of thermal shock in cyclic oxidation / C.E. Lowell, D.L. Deadmore // Oxid. Of Metals. 1980. № 4. - C. 325-336

45. Seiersten M. The high temperature corrosion of nickel in SO2 / M.Seiersten, P. Kofstad // Corros. Sci. 1982. № 5. - C. 487-506

46. Kofstad P. High-temperature corrosion of nickel in SO2 / P.Kofstad,

47. G. Akesson // Oxid. Metals. 1980. № 6. - C.503-526

48. Итинская Н.И. Топливо, масла и технические жидкости /

49. H.И. Итинская, Н.А. Кузнецов М.: Агропромиздат,1989. - 258 с.

50. Кушниренко К.Ф. Краткий справочник по горючему. М.: Воениздат, 1989.-284 с.

51. Шлякова Е.В. Химия в военном деле. Выпуск 4. / Под ред. А. А. Соловьева Омск: ОТИИ, 2002. - 84 с.

52. Карпов Е.Н. Исследование высокотемпературного окисления лопаток ГТД в присутствии солей щелочных металлов / Е.Н. Карпов,И.И. Тарасевич, Н.Н. Мотрий // Надежность и долговечность газотурбинных двигателей — Киев, 1979.- С. 122-128

53. Лоуэлл С.Е. Влияние Na, К, Mg, Са и С1 на высокотемпературнуюкоррозию сплавов / С.Е. Лоуэлл, С.М. Сидик, Д.Л. Дедмор // Энергетические машины и установки. — 1981. № 2. — С.27-43

54. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов (локальные коррозионные процессы). — М.: Металлургия, 1970. — 448 с.

55. Стрижевский И.В. Защита металлических сооружений от коррозии: Справочник / И.В. Стрижевский, А.В. Зиневич, Н.Н. Никольский и др. — М.: Недра, 1981.-293 с.

56. Сычев В. Достижения металлургии на службе ресурса ГТУ // Газотурбинные технологии. — 2007. — №6. — С. 14-19.

57. Спиридонов Н.В. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей машин / Н.В. Спиридонов, О.С. Кобяков, И.Л. Куприянов / Под ред. В.Н. Чачина — Минск: Вышэйная школа, 1988. — 155 с.

58. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / А.Г. Суслов,

59. B.П. Федоров, О.А. Горленко М.: Машиностроение, 2006. - 448 с.

60. Шунков В.Н. Танки. -М.: Попурри, 2003. 400с.

61. Дорошевич О.Л. Бронетанковая техника. М.: Харвест, 2002. - 383 с.

62. Холявский Г.Л. Энциклопедия бронетанкового вооружения и техники. -М.: Харвест, 2004. 656 с.

63. Карпенко А.В. Обозрение отечественной бронетанковой техники (19051995 гг.). Санкт-Петербург: Невский бастион, 1996. - 120с.

64. Костенко Ю. П. Танки (тактика, техника, экономика). — М.: НТЦ «Информтехника», 1992. — 68 с.

65. Улиг Г.Г. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику / Г.Г. Улиг, У.У. Реви М.: Химия, 1988. - 455 с.

66. Герасимов С.А. Структура и износостойкость азотированных сталей /

67. C.А. Герасимов, Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, Э.А. Елисеев — М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 48с.

68. Зубов Е.А. Двигатели танков (из истории танкостроения). — М.: НТЦ «Информтехника», 1991. — 62с.

69. Кириченко П.А. Парадоксы отечественного танкостроения / П.А. Кириченко, Г.В. Пастернак //Техника и вооружение — 2005. № 2- 4.

70. Коваленко B.C. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов / B.C. Коваленко, А.Д. Верхотуров, Л.Ф. Головко — М.: Наука, 1986. — 276с.

71. Рыкалин Н.Н. Лазерная технология / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов — М.: Знание. 1983.-296 с.

72. Ходаковский В. М. Лазерное упрочнение деталей судовых технических средств. Владивосток: ВГУ, 2001. — 76 с.

73. Акулина Г.А. Лазерная закалка деталей машин / Г.А. Акулина, Э.С. Цырлин М: НИИМаш, 1984. - 40 с.

74. Данильченко В. Е. Лазерное упрочнение технического железа / В. Е. Данильченко, Б. Б. Польчук // Физика металлов и металловедение. 1998. т.86. № 4. С. 124-128.

75. Коваленко B.C. Упрочнение деталей лучом лазера / B.C. Коваленко, Л.Ф. Головко, Г.В. Меркулов, А.И. Стрижак / Под ред. B.C. Коваленко — Киев: Техника, 1981. — 130 с.

76. Рыкалин Н.Н. Лазерная обработка материалов / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, А.Н. Кокора М.: Машиностроение, 1975. - 295 с.

77. Бирюков В. Лазерные системы и технологии для упрочнения, наплавки и точного раскроя листовых материалов // Техномир. 2007. № 3 (33). — С. 24-31

78. Сафонов А.Н. Исследование упрочнения поверхности титановых сплавов с помощью излучения С02-лазера. — Изв. вузов. Машиностроение, 1985. № 11.-С. 75-78

79. Коваленко B.C. Лазерная технология. — Киев: Выща школа. Головное издательство, 1989. — 280с.

80. Григорьянц А.Г. Методы поверхностной лазерной обработки /А.Г. Григорьянц, А.Н. Сафонов / Под ред. А.Г. Григорьянца — М.: Высшая школа, 1987. 192с.

81. Реди Дж. Промышленное применение лазеров. — М.: Мир, 1981. 640 с.

82. Терегулов Н.Г. Лазерные технологии на машиностроительном заводе / Н.Г. Терегулов, Б.К. Соколов, Г.И. Варбанов, Б.С. Малышев, М.И. Неганов, Е.Ю. Ерофеев Уфа, 1993. - 264 с.

83. Архипов В.Е. Применение лазерной технологии на АЗЛК /В.Е. Архипов, Е.М. Биргер, А.Н. Гречин и др.// Технология автомобилестроения. — 1980. № 5. — С.24-27

84. Арзамасцева Э.А. Применение лазеров в промышленности / Э.А. Арзамасцева, Б.Ф. Мульченко, В.М. Зинченко // Технология автомобилестроения. 1980. № 5. — С. 16-19

85. Промышленное применение лазеров / Под ред. Г. Кёбнера; пер. с англ. А. Л. Смирнова под ред. И.В. Зуева. М.: Машиностроение, 1988. - 280 с.

86. Мульченко Б.Ф. Оборудование для лазерной обработки // Технология автомобилестроения. — 1980. № 5. — С.13-14

87. Рыкалин Н.Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник / Н.Н.Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев, А.Н.Кокора. — М.: Машиностроение, 1985. — 496 с.

88. Веденов А.А. Физические процессы при лазерной обработке материалов / А.А. Веденов, Г.Г. Гладуш — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 208 с.

89. Соловьев А.А. Коррозия металлов и нелинейные процессы на поверхности после лазерной обработки / А.Н. Анциферова, А.А. Соловьев, С.А. Сошников, А.А. Углов / Под ред. А.А. Соловьева. — Омск: ОВТИУ, 1992.-30 с.

90. Горный С.Г. Специфика поверхностной обработки металла сериями лазерных импульсов наносекундной длительности / С.Г. Горный, A.M. Григорьев, М.И. Патров и др. // Квантовая электроника. — 2002. Т. 32. № Ю. С. 929-932.

91. Калашникова М.С. Повышение служебных свойств поверхности конструкционных низкоуглеродистых сталей методом лазерного легирования. Дис. . канд. техн. наук: 05.03.06: Екатеринбург, 2003 — 132 с.1. РГБ ОД, 61:04-5/122-7

92. Чудина О.В. Механизмы упрочнения железа при лазерном легировании и азотировании / О.В. Чудина, Л.Г. Петрова, Т.М. Боровская // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2002. № 4

93. Бровер Г.И. Лазерное легирование сталей и сплавов из покрытий, полученных разными способами / Г.И. Бровер, В.Н. Пустовойт, А.В. Бровер, М.Г. Магомедов, С.Н. Холодова // Перспективные материалы. — 2001. № 5. — С.74-81

94. Белашова И. С. Изменение механических и тепловых характеристик инструментальных сталей при лазерном легировании / И. С. Белашова, Д.П. Шашков // Технология металлов. 2003 . № 8. С. 28 - 32.

95. Маклаков А.Г. Лазерное легирование алюминиевых сплавов кремнием и его соединениями // Прочность, пластичность материалов и новые процессы их получения и обработки: Тезисы докладов научно-технической конференции. Минск, 1990. с. 41-42

96. Ваганов В.В. Лазерное поверхностное легирование сталей/ В.В. Ваганов, ЛИ. Процкевич // Прочность, пластичность материалов и новые процессы их получения и обработки: Тезисы докладов научно-технической конференции. — Минск, 1990. — С. 41

97. Гиржон В.В. Лазерное легирование поверхности армко-железа боридом титана / В.В. Гиржон, Т.А. Мальцева, И.В. Золотаревский // Физика и химия обработки материалов. 2003. № 5

98. Бровер Г.И. Повышение качества химических покрытий лазерным облучением / Г.И. Бровер, В.Н. Пустовойт, А.В. Бровер, М.Г. Магомедов // Машиностроитель. 2001. № - р.38 - 43.

99. Перелома В.А. Некоторые особенности лазерной обработки металлических материалов / В.А. Перелома, В.П. Лихошва, А.П. Шатрава, Н.Н. Скрипка // Процессы литья. № 3. — Киев: Физико-технологический институт металлов в сплавов НАН Украины, 1998. — С.26-31

100. Кунавин С.А. Сопротивление разрушению конструкционных сталей после лазерного легирования и азотирования / С.А. Кунавин, О.В. Чудина // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2006. № 7

101. Чудина О.В. Азотирование стали, легированной при лазерном нагреве // Металловедение и термическая обработка металлов. — 2004. № 1

102. Рыжкин А.А. Поверхностное лазерное упрочнение режущего инструмента: моногр. / А.А. Рыжкин, Г.И. Е}ровер, В.Н. Пустовойт —I

103. Ростов-на-Дону: ДГТУ. 1999. - 126 с.

104. ГОСТ 5272-68. ЕСЗКС. Коррозия металлов. Термины.

105. ГОСТ 9.908-85. ЕСЗКС. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии.

106. Мамулова Н.С. Все о коррозии: Справочник / Н.С. Мамулова, A.M. Сухотин, Л.П. Сухотина. СПб.: Химиздат, 2000. - 517 с.

107. Томашов Н.Д. Теория коррозии и коррозионностойкие материалы / Н.Д. Томашов, Г.П. Чернова М.: Металлургия, 1986. - 359 с.

108. Ульянин Е.А. Коррозионностойкие стали и сплавы: Справочник. — М.: Металлургия, 1980. 208 с.

109. ГОСТ 9.912-89. ЕСЗКС. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы ускоренных испытаний на стойкость против питтинговой коррозии.

110. ГОСТ 9.905-82. ЕСЗКС. Методы коррозионных испытаний. Общие требования.

111. Романов В.В. Методы исследования коррозии металлов. — М.: Металлургия, 1965. — 279 с.

112. Розенфельд И.Л. Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов / И.Л. Розенфельд, К.А. Жигалова М.: Металургия, 1966. — 347 с.

113. Шлякова Е.В. Лазерная обработка лопаток газотурбинного двигателя / И.В. Мозговой, А.А. Соловьев, р.В. Шлякова // Материалы Международной научно-технической конференции «Качество. Инновации. Наука. Образование». Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. - 129-133

114. Соловьев А.А. Исследование механизма коррозионной стойкости гильз цилиндров двигателей после лазерной обработки / И.В. Мозговой, А.А. Соловьев, Е.В. Шлякова // Доклады Омского отделения МАНЭБ. Том 2. Выпуск 1 (3). Омск, 2002.- С.62-64

115. Мозговой Й.В. Антикоррозионная поверхностная обработка металлов: Монография / И.В. Мозговой, А.А. Соловьев, Е.В. Шлякова — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006-188 с.

116. Колотыркин Я.М. Металл и коррозия. М.: Металлургия, 1985. - 88 с.

117. Дамаскин Б.Б. Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина. М.: Химия, 2001. - 624 с.

118. Дамаскин Б.Б. Введение в электрохимическую кинетику/ Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий М.: Высшая школа, 1983. - С.347-382

119. Киш Л. Кинетика электрохимического растворения металлов. М.: Мир, 1990. - 972 с.

120. Геллер Ю.А. Материаловедение / Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт — М.: Металлургия, 1989. — 456 с.

121. Акшенцева Л.П. Металлография коррозионностойких сталей и сплавов. — М.: Металлургия, 1991. 287 с.

122. Куксенова Л.И. Методы испытаний на трение и износ / Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рыбакова — М.: Интермет Инжиниринг, 2001.-152 с.

123. Куксенова Л.И. Задачи инженерии поверхности при формировании износостойкого структурного состояния металлических материалов /Л.И. Куксенова, Л.М. Рыбакова, В.Г. Лаптева // МиТОМ- 1999. № 7. С. 41-48

124. Кикин Ю.А. Повышение теплостойкости и износостойкости быстрорежущих сталей лазерным ударно-волновым воздействием / Ю.А. Кикин, А.И. Пчелинцев, Е.Е. Русин // Физика и химия обработки материалов. 2003. № 5

125. Паркин А.А Технология обработки концентрированными потоками энергии. Самара: Самарский государственный технический университет,2004. 494 с.

126. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике — М.: Высшая школа, 2004. — 405с.