автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Закономерности формирования демпфирующих свойств плазменных покрытий, нанесенных на конструкционные стали

:1а лолзах сукл.п- и

РГБ ОД

^ 1 ^ йлм 2Ль;)

Лукашенко Сергей Германович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕМПФИРУЮЩИХ: свойств ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ НА • КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ

Специальность 05.16.01 — Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург, 2000 г.

Работа выполнена в Уральской государственной лесотехнической акадении.

Научный руководатель: •

- доктор технических наук, профессор

Потехнн Б.А.

Официальные огитоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук, доцент

Скворцов А.И. Пышминцев И.Ю.

Ведущее предприятие: Центральный научно-исследовательский институт металлургии н материалов (ДНИИМ), г. Екатеринбург.

Защита состоится « » <уи.<гя 2000 г. в 16 часов в аудитории -4~31 на заседании диссертационного совета К 064.69.03 в Вятооэм Государственном техническом университете.

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 610000, г. Киров, ул. Московская, 36, ученому секретарю университета. Телефон: б9- 3/-$</ .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Вятского Государственного технического университета.

Автореферат разослан « т> а/и>е/1<я 2000 г.

Ученый секретарь

Д

К222. К6£ 3.

д а, к.т.н., доцент

Общая характеристика работы. Актуальность проблемы. Неуклонное увеличение скоростей работы современных машин и механизмов приводит к неизбежному росту, вредных вибраций, шумов, резонансных явлений и др. Важность вопроса доказывает регулярное проведение семинаров, конференций, где наряду с научными работниками, учеными, занимающимися проблемой внброгашення участвуют представители промышленности, заинтересованные в конкретных результатах по диагностике и внброзащнте производственного оборудования. ,

Эффективным средством борьбы с шумом н вибрацией является использование демпфирующих материалов, таких, как сплавы с магнитоупругнм шстерйиссм (Fe-Cr, Fe-Cr-V стали), сплавы с термоупругим мартенснтсм или двойннкованнем (Mn-Cu, Cu-Al), материалы с высокой гетерогенностью структуры (чугуны, композиционные материалы) и др. Однако, за исключением чугунов, все они находят малое применение, что обусловлено низкими механическими свойствами (Fe-Cr стали), высокой стоимостью (Mh-Cu) или невысокой теплостойкостью (композиты).

Нанесение демпфирующих материалов в виде покрытий на конструкционную сталь рационально совмещает механическую прочность оснсвы н демпфирующую способность покрытия. Известны покрытия полимерными материалами, композитами, а также металлические покрытия, нанесенные с помощью гальваники и плазмы. Однако, полимерные и композиционные покрытия не допускают высоких рабочих температур, механических воздействий на поверхность н экологически вредны, гальванические обладают невысокой демпфирующей способностью, а свойства плазменных покрытий практически не изучены. Последнему аспекту и посвящена данная работа.

Работа выполнена при поддержке гранта Министерства О и ПО РФ и УГТУ -УПИ (шифр 97-18-3.3-86).

Цель работы: Установление закономерностей демпфирования плазменных металлических порошковых покрытий, нанесенных на различные конструкционные стали, в зависимости от свойств порошковых материалов, толщины покрытия н их термической обработки.

Задачи исследования:

1. Установить влияние дисперсности структуры ряда специальных Fe-Cr-V сталей, их магнитных и механических свойств на демпфирующую способность н выявить возможность использования этих сталей в виде порошковых покрытий.

2. Определить основные механизмы рассеяния механической энергии в плазменных покрьпнях, показать взаимосвязь структуры, механических и днссипатнвных свойстр.

3. Оценить влияние термической обработки различных плазменных порошковых покрытий на демпфирование.

Изучать возможность ксм&нировання различных механизмов демпфирования, в том числе магннтсмеханн чесюэго затухания (МЫЗ), путем

использования специальных ферромагнитных материалов в качестве основы

и в качестве покрытия. 5. Показать возможность практического применения плазменных покрытий в

качестве внбропоглощающего материала широкого назначения.

Научная новизна. Впервые выполнено комплексное систематическое исследование демпфирующей способности плазменных порошковых покрытий, нанесенных на конструкционные стали; установлены определяющие механизмы демпфирования плазменных покрытий; показана роль механических свойств металла покрышй в формировании демпфирующих свойств.

Положения, выносимые на защиту:

1. С повышением дисперсности структуры монолитных ферритных сталей магнитомеханнческое затухание снижается, а в плазменных порошковых покрытиях из этих сталей, имеющих высокоднслерсную структуру, основной механизм демпфирования меняется с ММЗ на дислокационный.

2. Магнитомеханнческое затухание в плазменных порошковых покрытиях, изготовленных нз ферромагнитных материалов н сплавов высокого демпфирования, практически отсутствует.

3. Основным, практически значимым механизмом высокого демпфирования в плазменных порошковых покрытиях, является дислокационный механизм, обусловленный неоднородностью напряженного состояния покрытия при деформации.

4. Демпфирующая способность порошковых покрытий определяется

уровнем рассеяния энергии обладают материалы с пределом текучести 130 <Оо^ < 230 МПа.

5. Амплитудная зависимость внутреннего трення плазменных порошковых покрышй по характеру и действующим механизмам рассеяния энергии подобна таковой в чугун ах.

Практическая ценность дассертацда:

1. Результаты выполненных исследований показали возможность не изменяя материала и конструкции изделия существенно влиять на его виброактивность путем нанесения соответствующих плазменных покрытий. Данное направление в ряде случаев представляется более оправданным в техническом и экономическом отношении, чем изменение материала консфукцин, введение в конструкцию демпфирующих устройств и др.

2. Эффективность разработанных подходов продемонстрирована на примере пружины передней подвески легкового автомобиля, демпфирующая способность которой существенно повысилась после нанесения на нее алюминиевого плазменного покрытия. Данный механизм диссипации энергии может найти применение либо в качестве альтернативы стандартным амортизирующим устройствам, либо в качестве дополнения наряду с имеющимися.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 2 международных н 7 российских конференциях, симпозиумах, школах, семинарах.

Основное содержание диссертации опубликовано в ■/¿'статьях н тематических сборниках.

Структура и объем работы. .Диссертация наложена на 155 страницах. Она состоит нз 5 глав, включая введение, содержащих 43 рисунка, 11 таб/мц, анализа результатов, библиографии из 105 наименований, 2 приложений.

püuGTbí

í. Литературный обзор

В литературном обзоре кратко проанализированы технические н экологические проблемы, вызываемые шумам и вибрацией, отмечены основные направления борьбы с этнмн фаеторамн, расо^зтрена классификация сплавов высокого демпфирования, приведена сравнительная характеристика сплавов с различными механизмами диссипации энергии, определено направление н место настоящей работы в плане исследования демпфирующей способности конструкционных материалов. Проанализирована актуальность проблемы н сформулированы основньк цели работы

2. Материалы и методы исследования

iiLiLiiL^iunanni lyioirimniini nri.* i •Л^'НИ

1. Группа Fe - Сг - V н Fe - Ai демпфирующих сталей феррктного класса, с интервалом концентрации хрома и ванадия 4,18 - 15Д9 % и 0,78 - 2,7 % соответственно. Сплавы выплавлены в вакуумной индукционной печн из особо чистых шихтовых материалов, что определяло ншкое содержание в них примесей.

2. Группа стандартных высокопрочных порошкшых материалов (ПП 0HD. 1, ПГ12Н0.1 и т.п.) на никелевой основе системы Ni - Сг - В - Si - С - Fe. Их твердость регулируется содержанием С, В, Сг. Произведены методом распыления расплава в НПО « ТУлачермета.

3. Порошки Iiri9HD.l, ГОНАОЛ - биметаллические, экзотермические, состоящие кэ смесн Ni и А1. Покрытие ИП9НО.З обладает высокой ксррсзксккой стойкостью и сопротивлением износу. ШНАОЛ применяют в качестве подслоя при плазменном напылении. Произведены методом распыления расплава НПО в « Тулачермета.

4. Порошки чистых металлов Си, Ni, A3, Fe. Отличаются минимальным содержанием примесей (за исключением армко ' железа). Произведены электролитическим и карбоннльньм методами,

5. Порошки высокодемпфкрутощих сталей 01Х6Ф2,5 и 01Ю12, идентичные по химическому составу с монолитными одноименными сталями, за исключением содержания углерода. Произведены механическими методами.

Для сравнения, а так же в качестве базовых использовали: медь марки Ml, :талн 30, сталь 40Х, немагнитную аустеннтную сталь ЮХ18Н^Т.

о

ОсноЕИые виды обработки: а), механическая - с целью придания необходимой форы и размеров; б), абразивная - для повышения прочности сцепления покрытия с основой; в), плазменная - напыление самого покрытия; г), термическая вакуумная - с целью повышения демпфирующий способности, адгезии н юогезнн в порошковых покрытиях, удаления поверхностной окнсньвс пленке к выявления дефектов крнсталпнческой структуры: д). хнмико— термическая обработка для упрочнения поверхностного слоя образцов с покрытиями.

Для исследований и испытаний были использованы методы амплитуды о-зависимого внутреннего трения - АЗВТ (в том числе в постоянном магнитном поле), металлографические методы (оптическая микроскопия; вакуумное, химическое н смешанное травление), магнитные методы (коэрцитивной силы, магаятострнкцин насыщения), методы определения механических свойств (одноосное растяжение, твердости НВ, НИс, микротвердость), метод оценки пористости покрытий.

й. Структура, магнитные и механические свойства Ее-Сг-У сталей

С целью разработки демпфирующих порошковых покрытий с эффектом ЗмЬяЗ, ксследсЕгна структура, »;=г~кткыс н мгяашчесгок ©ояства высокадемпфнрующих феррнтаых сталей в монолитном состоянии. Анализ литературных данных показал отсутствие информации о демпфирующих покрытиях с эффектен магнитсмеханнческого затухания, что не позволяло осуществить оптимальный выбор материала для производства порошков. Таким образом, исследование влияния дисперсности струюуры на демпфирующие, магнитные н механические свойства ферромагнитных материалов, являлось необходимой предварительной операцией.

3.1. Структура хромкетьлг фгрршкьпг сталей

Исследуемые стали содержали 4 - 16 % Сг при 1-2,6 %У, что соответствует чисто феррнтной области на диаграмме Ре-О-У. Присутствие ванадия резко сужает область существования у -фазы Отсутствие фазового наклепа при превращении явилось одной из причин, обуславливающих высокие доущфнрующне и магнитные свойства данной группы сталей. Металлографические исследования подтвердили практически полное отсутствие выделений второй фазы и неметаллических включений. Влияние содержания хрома у испытанных образцов различных сечений на средний диаметр зерна показано на рис. 1.

Установлено влияние температуры отжига на средний диаметр зерна для каждого из составов. При отжиге 600 °С получены достаточно близкие значения <1 Ср в пределах каждого из составов. При отжиге 1000 0 С практически на всех образцах заметна тенденция увеличения с! ср с ростом шющади поперечного

сечения. Отмеченное явление характерно для каждого нэ составов. При отжиге 1 200 0 С наблюдается некоторая стабилизация <1 срУ образцов различных сечений.

о -4-,-,-,-,-

0 4 8 12 1В 20

I: 11 и м и ж « м и м а и и м а . ги

Рнс. 1. Зависимость диаметра зерна от содержания хрома у образцов различного сечения Ре-Сг сталей с ! % V после отжига 1 ООО 0 С, 2 ч.; 1 - Зсетмм2, 2 -=1 б Мм2. 3 — Зггн -- 64 ш?

Влияние геометрических размеров образца на средний диаметр зерна можно объяснить граничными явлениями. При температуре отжига 600 0 С протекает первичная рекристаллизация, характеризующаяся процессом нормального роста зерен. Соотношение ог;™.'1-;р велико, влияние поверхности образца, ограничивающей дальнейший рост зерен незначительно, н диаметр зерна у образцов различных сечений имеет близкие значения.

При отжиге 1000 °С протекает вторичная рекристаллизация, характеризующаяся анормальным ростом отдельных зерен, а соотношение Зсеч./ дер приближается к единице. При отжиге образуется структура, состоящая из зерен правильной полиэдрической формы с углом сопряжения эерен в тройном стыке 120 . При выдержке зерно продолжает раста до тех лор, пока не образуется гак называемая «бамбуковая» структура, при которой каждое зерно имеет общую границу только с двумя соседними зернами. Факт имеет место в образцах, где линейные размеры в одном направлении много больше, чем в других.

При достижении зерном поверхности образца его дальнейший рост в данном направлении ограничивается этой поверхностью. Таким образом, при равном <Зср

в образце с меньшей площадью поперечного сечения (Зсеч), на зерно действует больше сдерживающих рост факторов, чем в образце с большей Эсеч- Другой возможной причиной, обуславливающей описанную тенденцию, является применение механических методов изготовления, при которых поверхность образцов в процессе подготовки неизбежно деформируется. Соотношение толшнны продеформнрованного слоя к толщине образца для каждого типоразмера будет различны™, что отроЖаехсм при протекании рекристаллизации на величине зерна

Полученные в результате экспериментов данные показывают, что на базовых режимах термической обработки на высокое демпфирование (1000 н 1200 0 С) исследуемые ферритные стали обладают крупнозернистой полиэдрической структурой, в которой практически отсутствуют выделения второй фазы н неметаллические Еключення.

3.2. Магнитные свойства Ге-Сг^У сталей

Известно, что высокая демпфирующая способность стспсГ;

обусловлена наличием механострнкцнн - способности ферромагнетика переходить в состояние намагниченности под действием внешнего поля напряжений. Обратная величина - магнитостршщня (изменение геометрических

Т-Т (^г'С'Г'МЫ Т5Л2 ГТ"П ТЛ^Р".*,' ЧгаГ*-*НтЧОгО ПОЛЯ* ош^г- •»•ТТГ^МЛ^?

для изучения н входит в ряд формул для определения демпфирующей способности.

Магннтостршадня считается константой материала и величиной слабо структурно чувствительной. В результате наших исследований был) показано, что в одном н тал же материале значения ыагкнтострнкцнн насыщения могут изменяться на порядок. Для измерения маппггострнвдни насыщения ( поле Н=600 А/см) использовали образцы того же химического состава и геометрических размеров, что и в предыдущем разделе. Показано, что в большинстве исследуемых сталей на образцах одинакового сечения с ростом диаметра зерна мапнитострикцня растет (например, в стали 01ХВФ1 в 2,3 раза), хотя общепринято, что является константой материала и величиной слабо структурно-чувствительной. В сталях другого состава указанная закономерность сохраняется, что нельзя объяснить случайным фактором. На рис. 2 показано, что н на образцах различного сечения магннтострнкцня растет с ростом величины зерна (отношение ¡Зст-А^ср уменьшается). Отмечено, что в сталях с высокой концентрацией хрома (более 12 %) магнитострикция практически не зависит от диаметра зерна.

Влияние среднего размера зерна на Ял можно объяснить граничными условиями. Как известно, для того, чтобы вектора локальной намагниченности доменов сориентировались в направлении оси легчайшего намагничивания кристалла, ближайшей к направлению магнитного поля, нужно преодолеть противодействие соседних зерен, у которых другое направление осей легчайшего

намагничивания. Соответственно, чем меньше количество зерен в сеченнн образца, тем легче протекает магннтострикцнонная деформация.

40

30

к__

^ /м

д| --

10

01Х4Ф1

01Х6Ф1

ШЛШОЧ

0 2 4 6 8 10

Э (сеч)/с1 (зерна), мм . . .

Рис. 2. Зависимость шгнитострнкцнн насыщения от отношения площади

лагере--шогз Лчсакя е£ргЗЦ£ к срблкс?" дпгмгтру зерк« рядя илслгдугжгья

сталей.

Известно, что характеристикой совершенства кристаллической структуры, а так же параметром косвенной оценки уровня внутренних микронапряженнн в

л.слиа.

тил^ I

........

4 . * ¿¿л1 ^ ТТ ■'•у ЛСЯ.1ХЗ

тг^ттлтчтит..

магннтостриилия (А^). Максимум отношения | Лз |/ Бс соответствует максимуму демпфирования (5). Причем корреляционная связь между величинами 5, Не является близкой к линейной. Однако, в ряде работ, авторы не берутся конкрегппиропзть характер связи между Х>, 8 и Н-. В нашей работе жесткая связь абсолклных значений А; н 5 (дяч данной группы сталей) качественно не прослеживается (см. таб. 1), однако по степени изменения магантострнкцин материала в процессе отжига можно предсказать вероятные значения логарифмического декремента затухания. Зная коэффициентД юоо ^ йоо н

домножая его на значение 5 МАх <юо для каждого нз составов получим теоретическую кривую 5 МАХ юх , представленную на рнс. 3. Сопоставление теоретически (2) и экспериментальной (1) кривых показывает хорошее соответствие результатов. При этом Я® измерялась на образцах сечением 1 б мм2, а декремент затухания на образцах сечением 19,6 мм2, что является сопоставимым, а режимы термообработки совпадают.

Таблица 1

Влияние температуры отжига на соотношение магнитных и демпфирующих свойств исследуемых сталей

№ пп Сталь Отжиг600'С, 2часа Отжиг 1000'С.2 часа

я*. №1 IV Нс А/м М/ ТТ ИГ 6 10' Нс А/м 11» 1/ П иг 6

( 0!Х4Ф! ] I 0 94 !! 7 и Гг2 ¿А Л ¿7 л 1

2 01Х6Ф1 17,8 0,74 24 0,09 16,8 0,3 56 0,19

3 01Х8Ф1 14,7 1,38 10,6 0,11 20.6 0,46 лл 8 0,19

4 01Х10Ф1 9.1 1.21 7.5 0.35 15.2 0.5 30.4 0.42

5 01Х12Ф1 23.3 1.18 19,7 0.34 31.1 0.51 61 0,54

6 01Х14Ф1 20,2 1.31 15 4 0,33 25 0,5! 49 0,36

7 01Х16Ф! • 24.8 !.42 17,5 0,28 28,6 0,64 44,7 0,24

Л Л 0! Х6Ф2.5 21.6 ¡.5 ¡4,4 0,28 25,4 0,65 45,2 0,54

9 01Ю12 26 0,06 433 0,11 - - - -

Примечание: сечение испытанных образцов 1 б мм® при длине 100 мм

Обобщая полученньк данные, мы предполагаем, что магнитострнкцня насыщения, измеренная у особо чистых материалов, является величиной структурно чувствительной. Ее изменение в процессе теркичесшй обработки определяет демпфирующую способность конкретного материала. По

тзпрпппжрннон Н9МН М^ГРО^ыутр- Н^^НеНН*? Д* 9 иппирпгр ртми«Рги}Н

обработки можно достаточно точно прогнозировать диссипатнвные свойства материала.

содержание хрома, %

Рис. 3. Зависимость декремента затухания Ре-Сг-У сталей от содержания хрома, 01ЖНГ 1000 0 С; 2 чл 1 - реальные измерения 8 мах по АЗВТ стали, 2 -расчетная кривая & МАх. построенная по измерениям магннтострикцни.

Данные результаты позволяют предположить, что в вью око диепер сных порошковых покрытиях демпфирование, обусловленное ММЗ, будет пониженным.

3.3. Механические свойства F й-С г-Y сталей

С цепью оптимизации хнмическогс состава, демпфирующих к механических с-ойстз Fs-Cr-V стезей были изучены механические cDciic-ist; экспериментальных сталей, содержащих от 12,7 до 14,3 % От н от 0,7 до 1,2 % V, a làkjKC иI сшей 01Х6Ф2,5 н 01Ю12.

Б пределах изученных составов предел прочности стали не коррелирует с такими факторами упрочнения, как величина зерна, твердсрастворное упрочнение Сг н V, в то время, тгягг показатели и НВ во всех случаях возрастают даже прн относительно небольшом увеличении содержания легирующих элементов Сг н V. Таким образом, в пределах данного диапазона составов сталей посла обработки на высокое демпфирование гарантированные показатели механических свойств сталей первой группы являются следующими: сь.2 > 180 МПа, св > 300МПа, 6 > 16 %, Ц1 >70 %.

Анализ механических свойств сталей второй группы показал, что сталь 01Х6Ф2.5 еще боже пластичная н менее прочная: св < 300 МПа, 8 > 40 °А Сталь

СВОЙСТВ« Lwu > 7uu

ivliia), одкакс склонна :* хруг."сму разрушению Kpczvie того, обладает невысокой демпфирующей способностью.

Относительно ннзкнк уровень прочностных свойств ограничивает использование наследованных Fe-Cr-V статей в качестве высокодемпфнрующего монолитного конструкционного материала, а применение стали 017012 ограничивает крайне низкая плаеплпсся.. Принимая se нккь-кккс оссбсккости cïpyKiypbi, магнитные характеристики, механические и демпфирующие свойства для дальнейшего применения в виде плазменных порошковых покрытий быта! выбраны стали 01Х6Ф2Л и 01Ю12. Эти стали даже в мелкозернистом состоянии, характерном для порошковых покрытий, обладают относительно высокими демпфирующими свойствами. Их различия в прочностных свойствах позволили в дальнейшем выявить влияние механических характеристик материала на демпфирование плазменных покрытий.

4. Демпфирующие свойс тв плазма! пгьк порошковые покрытий

Исследования механических и демпфирующих свойств материалов с эффектам ММЗ показали, что эффективная диссипация энергии н механическая прочность взаимоностгочают друг друга. На основании вышеизложенного мы предположили, что удачную комбинацию механических свойств и высокого рассеяния энергии, возможно осуществить путем нанесения подобных металлов в виде покрытии на основу, способную обеспечить заданный уровень прочностных

свойств конструкции. Параллельно исследовали закономерности демпфирования стандартных плазменных покрытий различного назначения.

4.1. Стандартные порошковые покрытия

Исследовали ряд покрытий толщиной 0.25 мм из сЬеррсмагнитных и неферромагккгньк материалов, выпускаемых отечественной промышленностью для различных целей можно разделить на две группы: 1) высокопрочные материалы (типаПГЮКО.1), предназначенные для придания износостойкости; 2)

высокопластнчные материалы (типа ПТНА) и чистые металлы (железо, 1*кдь к др.).

Для вьщеления магаитомеханнческой компоненты демпфирования испытания проведши в поле насыщения и без поля. Показано, что нанесешге плззмгнкых покрытий материалами обеих групп приводит к существенному росту демпфирования (см. таб. 2). В целом, в диапазоне амплитуд у =2-12 * 10 ~ 4 демпфирование возросло в З-б раз, значения декремента затухания в магнитном поле и без поля практически совпадают, что указывает На потерн дислокационной природы

Таблица 2

2л;1янн ? пл2я?лгнньк по^огп-Е'ВЫ» покямтий иа пеъяпАягоовштие

"о; Ери 7=1-10'1

к» Марка и состав покрытия Вез отжига Отжиг 1000 С, 2 ч.

пп оезполз Попе Без поля Поле

1 Чугун 0,83 0,57 0,25 0,23

2 Армко-жепезо 1,47 1,04 3,03 1,78

3 ПМС-1 (рц-99,859 3.17 0.86 14.88 14,88

4 ПЭН-1 (N¿-99,8%) 0,73 0,62 7,44 7,44

5 ПТ19КС.1 (Ш-и%АЙ 1.24 0.93 0.6 0,48

6 ПТНА <№-5%А1-2%Р) 1,33 0,89 0,99 0,89

7 ПТЮ5Н (N¿-5,2 %А5 1,92 1,65 - -

£ ПГ10Н0.1 {Мь16%Сг-0 3%С -4%31-3%Б -3%?е) 1.41 1,28 0,57 0.57

9 Сталь 40Х без покрытия 0.31 0.12 0,22 0,22

Примечание: основа под напыление- сталь 40X.

С отжигом демпфирование материалов первой группы снижается. Так в области малых амплитуд (фоновое внутреннее трение у<2 ^Ю ~4) демпфирование снижается в 2-4 раза, в области повышенных (6-12 *10 " 4) в 1,5-3 раза. Отжиг приводит к снятию напряжений, вызванных процессом напыления и росту твердости, что снижает демпфирование. Например, твердость отожженного покрытая ПГ10Н0.1 составляет 55 - 62 Же и соответственно декремент затухания покрытая, обусловленный дислокационным механизмом, незначителен

(8 = 0,57 % при '/-=1*10 ~3). Погфьпня данного типа мало перспективны для придания изделиям высоких дисснпатнвных свойств.

Демпфирующие свойства большинства материалов второй группы с отжигом существенно возрастают (например, у никеля на порядок). Отжкг зрмко-железа, никеля и меди приводит к снижению плотности дислокаций, аннигиляции

-- ~ 1-Т г-»**«* » тт, т * I лпплтпл О ГТТТ'ЗЧХЛСгдЛ. IV"

покрытий при деформации способствует возникновению неоднородно-напряженного состояния в области концентраторов, которыми являются поры. В пористых покрытиях такне локальные напряжения на границе пора-матрица могут на порядок превышать среднедействующне и достигать предела текучести (а шкрсг&аггз), что к приводит к повышенному демпфированию.

Влияние толщины нанесенных покрытий на демпфирование кссгащовалг: на примере медных и никелевых покрьпкй, как показавших наиболее высокие характеристики. Плазменным способом наносили покрытия толщиной 0,25, 0,5 и 0,75 мм. Для исключения магнитных потерь в материале основы, использовали аустенитную сталь 10Х18Н9Т. Амплитудная зависимость внутреннего трения никелевых покрытий представлена на рис. 4.

100

100

1

Р: 0

$ 20

—...,.

I

н

2 I

1

——г-г—

12 16 20

амплитуда деформации, ух 10"

сз

X >

§ о.

60 -

40

2,0

/

И"

* я

J м

/ / . /

6 В 10

амплитуда деформации, ух 10

-4

Рис. 4. АЗВТ никелевого покрытия различной толщины, а - без ТО, б — отжиг

1000 0 С; покрытие 1 -- 0,25 мм, 2 - 0,5 мм, 3 - 0,75 мм.

АЗВТ для N1 и Си качественно повторяют друг друга, отличаясь только уровнем рассеяния энергии, что говорит об одинаковых механизмах рассеяния в обоих покрытиях С ростом толщины покрытия днеенпатнвные свойства обоих покрытий монотонно возрастают, причем интенсивность роста декремента (5) никелевого покрытия не изменяется прн всех режимах, а у отожженного (600 0 С, 2 ч.) медного несколько возрастает.

В

4

Характерно, что плазменное порошковое покрытие, нанесенное на металлическую основу, демпфирует колебания в несколько раз лучше, чем монолитный материал, из которого состоит пмфытне. На рнс. 5 приведена сравнительная характеристика демпфирующей способности материала основы, монолитного материала, аналогичного по хим. составу с материалом покрытия и

\JlJUшциГ» I. НИ

"КГ'Ьггкями ра^лн чиои тоящнгал уга примере мсдн;.

: !-Г—Т—!-г

2 4 6 е 10 12 амплитуда деформации, у х 10

Рнс.5. АЗВТ материалов с покрытиями: 1 -сталь 10X18Н9Т без покрытия; 2 - медь М1; 3 - медное покрытие толщиной 0,25 мм; 4 - то

тслщннон 0.5 5 — то толщиной 0,75 мл.

-4

Таким образом, материал, не обладающий высокими демпфирующими свойствами в монолитном состоянии, приобретает повышенную демпфирующую способность, если наносится в виде плазменного порошкового покрытия определенной толщины

4,2. Порошковые покрытия из высокодемпфирующих сталей.

Измерения внутреннего трения, вопрек! ожиданиям, показали очень ннзккй уровень магнитных потерь в покрытии 01Х6Ф2,5. Непосредственно после напыления уровень магнитомеханнческюго затухания колеблется от 0 до 7 % от общего уровня затухания в зависимости от толщины напыленного слоя в интервале амплитуд 2-20*10 ~4. Отжиг 1000 °С, 2 ч. повышает вклад магнитного рассеяния энергии до 10-14 % от общего уровня рассеяния. Отжиг 1200 0 С 2 ч. дополнительно повышаетММЗ до 12-36 % от общего уровня внутреннего трення в указанном интервале амплитуд. При этом абсолютный вклад ММЗ составляет всего 2,3 % при у =11,3*10 "4.

Известно, что ММЗ в монолитной отожженной стали 01Х6Ф2.5 очень велика и достигает &=100 % н более, но оно реализуется в очень узкой области амплитуд

деформации, где проходя через максимум при критической амплитуде (у^,) заметно снижается. Именно наличие пор в плазменных порошковых покрытиях вызывая в процессе испытаний локальную концентрацию напряжений, подавляет механизм ММЗ.

Кроме того, ksmk установлено, что размер зерна в шизмвнньк порошюэных покрытиях из стали 01Х6Ф2;5 в 73 раэй меньше, чем в этой же стали э «"•jH'jjtHiH'x.-". состоянии при пде: inmigre режимах термптссксй обработан. Ото так же является одной нэ причин снижения эффекта ММЗ.

Установлено, что основной вклад в демпфирующую способность материалов с покрытиями вносит дислокационная компонента внутреннего трения. Результаты испытаний образцов с покрытием 01Х6Ф2.5 показали, что .величина рассеянной энергии в значительной степени определяется толщиной напыленного покрытия. С ростом толптичы пгчфьттия демпфирование монотонно повышается. Эта зависимость просматривается при всех используемых режимах термообработки. В целом, демпфирующая способность стали 01Х5Ф2.5 качественно подобна списанным выше медным и никелевым покрытиям.

Резко выраженная амплитудная зависимость внутреннего трения характерна только для отожженных покрытий. Отмечено, что внутреннее трение образцов с покрытием без термообработки при больших амплитудах деформации становится практически амплитудно-независимым. В области малых амплитуд деформации

iaimc iiukiisiThm i i. i xií vrr-4 nnnmnwiuuLfti ]Э —

отожжсннъ1ли1 (примерно в 1.2-2 паяя). Такое поведение ьюжно связать с высокими внутренними напряжениями, возникающими в покрьпии в результате высоких скоростей соударения н охлаждения порошковых частиц, разогретых до температуры плавления.

Установлено, что оптимальным г точки зрения демпфирования peaas¿a¿ Tcp:,zoc5psGons: кссЖнОзакоХА) для покрытия 0, ¡ХбФ2," маоаяхя vasa-i ООО °С, 2ч. Повышение температуры до 1200 0 активизирует процесс спекания, -¿залечивания» пор н как следствие, снижение демпфирующей способности.

Отжиг снимает высокие внутренние напряжения в покрытии, вызванные процессом напыления, что выражается в резком снижения фонового рассеяния энергии. При этом, согласно литературным данным, форма пор в порошковых материалах изменяется от произвольней до смешанной и сферической. Полученные нами графические зависимости, отображающие влияние температуры спекания на демпфирующие свойства плазменных покрытий стали (например, 01Ю12), практн чески идентичны таковым, иллюстрирующем ялиянне формы графитных включений на рассеяние энергии в чугуне. Сопоставление влияния формы графитных включений в чугуне и формы пор в покрьгши представляется нам вполне уместньм, так как рассеяние энергии протекает по единому механизму - локальной мшфспластичесюой деформации в окрестностях концентраторов.

4.3. Влияние углерода на демпфирующие свойства покрытий.

Сквозное науглераживанне покрытой 0,1ХйФ2,5, нанесенных на основу из стали 10Х18Н9Т, резко снижает дислокационное затухание и ставит их демпфирующую способность в один ряд с ранее исследованными высокопрочными покрытиями типа ПГ10Н01 и т.п. Отмечено, что цементация нивелирует влияние толщины напыленного слоя на демпфирование. Отжиг в науглероженных покрытий в вакууме при 1200 ° С, 2 ч. показал снижение мнкротвердостн покрытия практически до исходных значений, тс есть привел к полному о обуглероживанию. Испытания на АЗВТ образцов после цементации я отжига 1200 0 С, 2 ч. показали, что демтфнрованне восстанавливается практически полностью. Это подтверждает выдвинутые ранее предположения, что повышенная демпфирующая способность плазменных покрытий обусловлена как наличием пор, так и прочностными свойствами материала покрытая.

Анализ демпфирующих свойств всей гаммы исследованных порошковых покрытий позволил установить закономерность влияния прочностных, показателен металла покрытия на демпфирование (см рне. 6).

ГГГ19Н01

ПГ10Н0.1

его ш

а в, МПа

-т-

18CD

Ю"

£

зга

01Х5Ф2.5

Ni

V

/ Ï №

Си .' У \ .

; г 01Х6Ф2.5 ■» » ♦ »• je

I» , >▼ • *

■ / 1 M

Си 01Ю12 J

—г—

Ю) 3D ЗШ О о.2, МПа

4D

Рнс. 6. Зависимость декремента затухания покрытия от временного сопротивления разрыву напыляемого металла при толщине покрытия Ь=0,25 мл; у=1 х! О ~л (а); прогнозируемое влияние предела текучести напыляемого металла на декремент затухания при у=1х10~3; 1-толщина покрытия 0,5 мм, 2-0,75 мм (б).

Так, с повышением прочности металла покрытия, демпфирование изменяется по кривой с максимумом. Например, наиболее высокое демпфирование

Проявляют покрытая с о в =300 - 400 МПа (01Х6Ф2.5). При низкой прочности энергозатраты на деформацию малы (медь), а при повышенной прочности (о в >1 ООО МПа) деформация затруднена (ТТЛ 0Н0,1).

4.4. Плазменные порошковый покрьшт, кгнзсенньи на

СТаЛгг

Считается. что совмещение в опкой детали высокого дислокационного и магнитпмехвничегкпго -чачухания невозможно, так как они взанмоисюточают друг друга. Нами показано, что нанесение плазменных порошковых покрытий на сплав с высоким магантомсханическим затуханием позволяет решить эту проблбхгГу Абсолютист зпзчепт-^е деко^^лентз ЬлЬ&З в основе неско-Л^ко снижается, что обусловлено напряжениями, зьсззнныын р&знкцея коэффициентов линейного расширения основы и покрытия, но при этом ММЗ остается на уровне сплавов высокого демпфирования (Зцш >35%). Дополнительный нкзгад в уровень диссипщнн энергии вношт пнсгпкятгипнняя компонента демпфирования, обусловленная нанесением покрытия, достигая при этом (8днсп >60%). Необходимо отметить, что описанные механизмы действуют не?явигнкг> прут пт друга.

5. Бозмоишости применения результатов иселедомйний

Применение выеоюэдекпфирующнх материалов в качестве конструкционных является сложной задачей. Полученные нами результаты показали, что не меняя конструктивных особсниосх «й ш,цешй и материалов, нз которьгс окк изготовлены, путем нанесения гшазменных порошковых покрытий «озйюжко существенно увеличить нх демпфирующую способность.

Полученные результаты позволяют обоснованно выбирать марку н состав порошка для нанесения плазменных покрытий, устанавливать 'тошцнну

!'иИОСгг''ОГО ПОх£р1лГГТ11 ГТр/* И60бХ0,Ц11}\и0СТх~1 СЬЛ^КрЗТЬ ^^р^У^Т1!ССР-ГС'Й

обработки детали.

Показана практическая применимость полученных результатов на" примере цилиндрической пружины передней подвески легкового автомобиля С^гротэлгкг^Омм), где нанесение А] покрытия толщиной 0,5 мм в 1,8 раза увеличивает декремент затухания колебаний в области малых амплитуд деформации. Подобный эффект может быть использован в устройствах, где установка традиционных демпферов невозможна, либо в качестве дополнительной системы

Технология плазменного напыления широко известна, что облегчает практическую реализацию результатов исследования.

18

Общие выводы.

1. Установлено, что в Fe-Cr-V сталях средний размер зерна определяет такой связанный с демпфированием показатель, как магннтострнкция насыщения Aj, ранее считавшийся структурно нечувствительны,!.

2. Показано, что по изменению машитостриюдин в процессе термической обработки мо:и:о прогнозировать изменение демпфирующей спссобмО'ли материала. Так, с ростом машктострккцнн сташ 01Х4Ф1 при отжиге с 600 до 1 ООО °С в 2,4 раза наблюдается пропорциональный рост демпфирования,

3. Экспериментально установлено весьма существенное влияние плазменных порошковых покръпнй на демпфирующие свойства конструкционных сталей. Например, нанесение № н Си покрытий на сталь 10Х18Н9Т повышают демпфирование с 0,5% Q0X18H9T без покрытия) до 9 и 5 % соответственно, что на порядок выше, чел обнаруживали ранее на электролитических, газопламенных н других покрытиях.

4. Предложен механизм, объясняющий высокое дислокационное демпфирование плазменных порошковых покрытий, заключающийся в резкой активизации дислокационных процессов в области концентраторов напряжений. Такие процессы обусловлены пиковыми напряжениями, превышающими о j, 2 в микрообъемах, что при наличии упругой

?síOHC'JII*T2IOi¿ CCIÍG2¿¿I ОорС^31Д a •^rveSjHGwpajrííiÑ i?rúj¡/

мнкрошастнческую деформацию материала покрытая. Это позволяет в отличие от известных положений, рассматривать дислокационный механизм демпфирования плазменных покрытий в практических целях.

5. Показано, что с ростом толщины покрытий с 0,25 до 0,75 мм их демпфирующая способность монотонно увеличивается, к примеру, у Ni с 3 до &°Л (y~9;t:10 "), характеризуясь праЬ-ггичcc^üh линейной ¿¿внсимосгтью при различньа режимах отжига. Описанная закономерность характерна практически для все/, исследованных плазменных покрьпнй.

6. Показано, что с ростом температуры отжига демпфирование изменяется по кривой с максимумом, положение которого определяется материалом покрыли. Подбирая режим отжига можно получить оптимальный уровень механических свойств покрьпия, соответствующий максимуму демпфирования.

7. Установлены закономерности влияния прочностных показателей металла покрьпия на демпфирование. Так, с повышением прочности металла покрытия демпфирование изменяется по кривой с максимумом. Например, наиболее высокое демпфирование проявляют покрытия с о в =300 - 400 МПа. При меньшей прочности энергозатраты на деформацию малы, а при повышенной прочности (о в ¿1000 МПа) деформация затруднена.

8. Установлено, что в феррнтных сталях с высоким машнтомеханическим демпфированием в монолитном состоянии, нанесенных в виде плазменных порошковых покрытий, магнитомеханнческне потерн не проявляются, так

как активные дислокацнонньк процессы в дисперсной структуре покрытий полностью их подавляют. '> Показано, что нанесение плазменного никелевого покрытпя на основу зысокодемпфнрующеЙ стали 01Х10Ф1.36 с эффектом ММЗ, позволяет совместить в одно? " * биметаллическом» мятерияпе два механизма высокого

магннтомеханическое демпфирование основы, а при повышенных

аплП/ц^ТУДаХ ПРОИСХОДИТ раССсЯННв Г»Н6рГ7ТН Ъ ПС>ХрЬГ7НН, ПрОТСКоТСПдСС ПО ДИСЛОкЧйТИОННОМу МёХаТШЗту.

Основное содержание диссертатшизложено п следутощгс? печатных'

РЙООТПА.

1. Потехнн Б.А, Лукашенко С.Г. Демпфирующие свойства Ее-Сг-У феррнтных сталей. /Сборник тезисов докладов ЕХ Международной конференции «Взаимодействие дефектов н неупругне явления в твердых телах» под ред. Головина С.А, Тулы. 1597>. — с. 128.

2. Потехнн Б.А. Лукашенко С.Г., Михайлов С.Б., н др. Вибродемпфирующие и механические свойства феррнтных сталей. /Сборник тезисов докладов IX

3. Лукашенко С.Г. Влияние покрытий на демтфкрующую способность стали 40Х. /Сборник тезисов докладов XIV Уральской школы мгтаяповедов-термистов, под ред. Счастливцев а В.М., Зельдсэнч В.И., Хомсюэй И.В., И-агевас-Екатепннбупг. 1998г. — с. 210 —211.

" - --------- £ - * л

4. Лукашенко С.Г.. Потехнн Б.А Влияние покрытий на демпфирующую

г»т-т "то т г ^ П V I лпти» г.лп-тегг\1_1 ■эп гчп * л ауу игигч _ т сгфтгитх

4-1 л VI д^/ »и >ц>«1ыш т V ^ к / чл^^^иач н<и« Шч/ < мии4

конференции студентов н аспирантов, Екатеринбург, 1998г. - с.18— 19.

5. Важуков АР., Лукашенко С.Г., Сайгнн С.В. Влияние «спиралевидных!» покрытий на демпфнрующ}*о способность стали 40 X / Сборник материалов

научно — технической конференции студентов и аспирантов, Екатеринбург, 1998 г.-с. 16-17.

6. Лукашенко С.Г.* Бажукоз АГ., Бровнн НА., Потехнн Б.А. Применение специальных плазменных покрытий для повышения демпфирующей

способности пружин / Сборник материалов семинара: «гВибропогтющающне процессы в технологиях, машинах, оборудовании н сооружениях отраслей лесопромышленного комплекса», Екатеринбург. 1995г.- с. 90 - 94.

7. Потехнн Б.А, Лукашенко С.Г Новые пути повышения демпфирующих свойств металлоконструкций / Сборник тезнсов докладов международной научно - технической конференции «Социально - экономические и экологические проблемы лесного комплекса»; Екатеринбург. 1999 г. - с. 110.

8. Потехнн Б.А, Лукашенко С.Г. Демпфирующая способность плазменных покрытий Си, №. А1 / Сборник материалов УШ Российской научно -

технической конференции «Демпфирующие материалы», Киров 1999г -с. 54-57.

У. Потехнн Б.А, Лукашенко С.Г., Кочугов С.П Демпфирующая свойства плазменных покрытий, нанесенных на конструкционные стали. / Сборник материалов VIII Российской научно - технической конференции «Демпфирующие материалы», Киров. 1999г. - с. 57 -60. 10. Лукашенко С г ____ ___„ ___

------ — * ммпмч'шгшщнг пвшг-тиа пттт тт " — ----- — ___________

ПОКПЯТТЛ* ■\ГУ ~........................»СЭИООВ

--------- ... Vк—шшлы металловедов-теркистов, пси ред

Счастливцева В.М, Екатеринбург, 2000 г. - с 49

Подл, в печать 03.03.2000. Обьем 1 п.л. Зак. № 177. Тираж 100 620100 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 Уральская государственная лесотехническая академия Отдел оперативной полиграфин

1. Литературный обзор.

1.1. Введение. Вибрации в технике.

1.2. Понятие шума и вибрации. Классификация.

1.2.1. Шум.

1.2.2. Вибрация.

1.2.3. Технические проблемы, вызываемые вибрацией.

1.2.4. Экологическое воздействие шумов и вибраций.

1.2.5. Методы борьбы с шумом, ультразвуком, инфразвуком и вибрациями.

1.3. Стали и сплавы высокого демпфирования.

1.3.1. Классификация.

1.3.1.1. Классификация по степени демпфирующей способности.

1.3.1.2. Классификация по механизмам высокого демпфирования.

1.3.2. Материалы с легкоподвижными дислокацийми в структуре.

1.3.2.1. Демпфирование чистых металлов без полиморфных превращений. АЗВТиАНВТ.

1.3.3. Материалы с термоупругим мартенситом в структуре.

1.3.4. Материалы с резко выраженной гетерогенной структурой.

1.3.4.1. Механизмы потерь на внутреннее трение.

1.3.4.2. Структурные особенности основных типов сплавов с высокой гетерогенностью структуры, их технологические свойства.

1.3.4.3. Применение сплавов и композиционных материалов с резко выраженной гетерогенной структурой.

1.3.5. Металлы и сплавы с магнитомеханическим затуханием.

1.3.5.1. Механизмы магнитомеханических потерь.

1.3.5.2. Структурные особенности материалов с эффектом магнитомеханического рассеяния.

1.3.5.3. Механические свойства сплавов с магнитомеханическим затуханием

1.3.5.4. Применение сплавов с магнитомеханическим затуханием.

1.4. Анализ и оценка технических возможностей сплавов высокого демпфирования.■.

1.5. Постановка задачи исследования.

2. Материалы и методы исследования.

2.1. Материалы.

2.1.1. Хромистые, хромованадиевые и алюминистые стали высокого демпфирования.

2.1.2. Промышленные порошковые материалы для плазменного напыления. .45 2.1.3 Специальные демпфирующие порошковые материалы из хромистых и алюминистых ферритных сталей.

2.1.4. Прочие материалы.

2.2. Методы.

2.2.1. Получение специальных порошковых материалов.

2.2.2 Методика изготовления образцов.

2.2.2.1. Образцы для испытаний на АЗВТ из хромистых ферритных сталей.

2.2.2.2. Образцы для испытаний на АЗВТ из ст. 40Х, ст. 30, ст. Х18Н9Т.

2.2.2.3. Образцы для определения коэрцитивной силы, магнитострикции насыщения и величины зерна.

2.2.2.4. Образцы для механических испытаний.

2.2.2.5. Образец для испытаний на демпфирование в виде пружинящего элемента.

2.2.3. Метод внутреннего трения.

2.2.4. Метод механических испытаний.

2.2.5. Метод металлографических исследований.

2.2.6. Методы определения Не и А^ насыщения.

2.2.7. Методика плазменного напыления.

2.2.8. Методика проведения вакуумного отжига.

2.2.9. Методика проведения цементации.

2.2.10. Погрешность измерения демпфирующей способности.

3. Структура, магнитные и механические свойства Fe-Cr-V сталей.

3.1. Структура хромистых ферритных сталей.

3.2. Магнитные свойства Fe-Cr-V сталей.

3.3. Механические свойства.

Выводы.

4. Предпосылки наличия демпфирующей способности у плазменных порошковых покрытий.

5. Демпфирующие свойства плазменных порошковых покрытий.

5.1. Стандартные порошковые покрытия.

5.2. Специальные порошковые плазменные покрытия из высокодемпфирующих сталей.

5.2.1. Структура покрытий.

5.2.2. Влияние пористости на формирование структуры покрытий.

5.2.3. Демпфирующие свойства покрытия 01Х6Ф2.5, обусловленные ММ3.

5.2.4. Демпфирующие свойства покрытия 0ДХ6Ф2,5, обусловленные микропластической деформацией.

5.2.5. Демпфирующие свойства покрытия 01Ю12, обусловленные ММЗ.

5.2.6. Демпфирующие свойства покрытия 0.1Ю12, обусловленные микропластической деформацией.

5.3. Оценка влияния углерода на демпфирующие свойства покрытий.

5.4. Оценка влияния материала основы на демпфирование.

5.5. Демпфирование плазменных покрытий на поверхности пружинящих элементов.

6. Анализ результатов эксперимента.

6. Общие выводы

1. Установлено, что в Ре-Сг-У сталях средний размер зерна определяет такой связанный с демпфированием показатель, как магнитострикция насыщения Я,8, ранее считавшийся структурно нечувствительным.

2. Показано, что по изменению магнитострикции в процессе термической обработки можно прогнозировать изменение демпфирующей способности материала. Так, с ростом магнитострикции стали 01Х4Ф1 при отжиге с 600 до 1000 °С в 2,4 раза, наблюдается пропорциональный рост демпфирования.

3. Экспериментально установлено весьма существенное влияние плазменных порошковых покрытий на демпфирующие свойства конструкционных сталей. Например, нанесение № и Си покрытий на сталь 10Х18Н9Т повышает демпфирование с 0,5% (10Х18Н9Т без покрытия) до 9 и 5 % соответственно, что на порядок выше, чем обнаруживали ранее на электролитических, газопламенных и других покрытиях.

4. Предложен механизм, объясняющий высокое дислокационное демпфирование плазменных порошковых покрытий, заключающийся в резкой активизации дислокационных процессов в области концентраторов напряжений. Такие процессы обусловлены пиковыми напряжениями, превышающими а о, 2 в микрообъемах, что при наличии упругой монолитной основы образца вызывает «квазиобратимую» микропластическую деформацию материала покрытия. Это позволяет в отличие от известных положений, рассматривать дислокационный механизм демпфирования плазменных покрытий в практических целях.

133

5. Показано, что с ростом толщины покрытий с 0,25 до 0,75 мм их демпфирующая способность монотонно увеличивается, к примеру, у № с 3 до 8% (у=9*10 ~ 4), характеризуясь практически линейной зависимостью при различных режимах отжига. Описанная закономерность характерна практически для всех исследованных плазменных покрытий.

6. Показано, что с ростом температуры отжига демпфирование изменяется по кривой с максимумом, положение которого определяется материалом покрытия. Подбирая режим отжига можно получить оптимальный уровень механических свойств покрытия, соответствующий максимуму демпфирования.

7. Установлены закономерности влияния прочностных показателей металла покрытия на демпфирование. Так, с повышением прочности металла покрытия демпфирование изменяется по кривой с максимумом. Например, наиболее высокое демпфирование проявляют покрытия с с в =300 - 400 МПа. При меньшей прочности материала покрытия энергозатраты на деформацию малы, а при повышенной прочности (а в >1000 МПа) деформация затруднена.

8. Установлено, что в ферритных сталях с высоким магнитомеханическим демпфированием в монолитном состоянии, нанесенных в виде плазменных порошковых покрытий, магнитомеханические потери не проявляются, так как активные дислокационные процессы в дисперсной структуре покрытий полностью их подавляют.

9. Показано, что нанесение плазменного никелевого покрытия на основу из высоко демпфирующей стали 01X10Ф 1,36 с эффектом ММЗ, позволяет совместить в одном «биметаллическом» материале два механизма высокого демпфирования. В области малых амплитуд реализуется магнитомеханическое демпфирование основы, а при повышенных амплитудах происходит рассеяние энергии в покрытии, протекающее по дислокационному механизму.

134

1. Лебедева К.В. Техника безопасности и производственная санитария на предприятиях цветной металлургии. -М.: Металлургия, 1972. -230 с.

2. Зубарев Ю.В., Пискунов В.А. Охрана труда в цветной металлургии. -М.: Металлургия, 1990. -133 с.

3. Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности: ГОСТ. 12.1.003 76. Введ. 01.01.77. -М., 1978. - 95 с.

4. Гладков С.Н. Электромеханические вибраторы. -М.: Машиностроение, 1966. -с. 15-20.

5. Писаренко Г.С., Матвеев В.В. и др. Методы определения характеристик демпфирования колебаний упругих систем. -Киев.: Наукова думка, 1976. -176 с.

6. Справочник механика машиностроительного завода: Справочник / Под ред. Борисова Ю.С. -М.: Машиностроение, 1971. -Т.2.-564 с.

7. Справочник механика машиностроительного завода // Справочник под ред. Борисова Ю.С. -М.: Машиностроение, 1971. -Т.1. 623 с.

8. Весницкий А.И., Милосердова И.В. Волновые методы борьбы с вибрациями // Проблемы машиностроения и надежности машин. М.: Наука, 1998. № 3. -с. 16-25.

9. Сидорова М.Н., Синев A.B. Выбор параметров виброопор с динамическими гасителями колебаний для автомобильного двигателя // Проблемы машиностроения и надежности машин. М.: Наука, 1998. № 3. - с.26-30.

10. Матвеев В.В. Демпфирование колебаний деформируемых тел. -Киев.: Наукова думка, 1985. -262 с.

11. Фавстов Ю.К., Шульга Ю.Н. Сплавы с высокими демпфирующими свойствами. -М.: Металлургия, 1973. -255 с.

12. Блантер М.С., Головин И.С., Головин С.А., и др. Механическая спектроскопия металлических материалов. -М.: Издательство145

13. Международной инженерной академии, 1994,- 254 с.

14. Метод внутреннего трения в металловедческих исследованиях : Справочник / Под ред. Блантера М.С., Пигузова Ю.В. -М.: Металлургия, 1991.-247 с.

15. Скворцов А.И. Создание высокодемпфирующих сплавов железа, цинк -алюминий и основ технологии их термической обработки // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. -Екатеринбург.: У ГТУ-УПИ. 1994.

16. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. -М.: Металлургия, 1983. -232 с.

17. Криштал М.А., Миркин И.Л. Ползучесть и разрушение сплавов. М.: Металлургтя, 1966. - 198 с.

18. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов. М.: Металлургия, 1971. - 495 с.

19. Криштал М.А., Миркин И.Л. Ползучесть и разрушение сплавов. М.: Металлургия, 1966. - 189 с.

20. Головин С.А., Пушкар А. Упругие и демпфирующие свойства конструкционных металлических материалов. -М.: Металлурги я, 1987.- 188 с.

21. Криштал М.А., Пигузов Ю.В., Головин С.А. Внутреннее трение в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1964. 245 с.

22. Шульга Ю.Н., Фавстов Ю.К. Свойства пружинных сплавов с металлическими покрытиями. М.: Машиностроение, 1990. - 47с.

23. Шульга Ю.Н. Упругие свойства сплавов с металлическими покрытиями. -М.: Металлургия, 1990. 149с.

24. Фавстов Ю.К. Мартенситное превращение в титановых сплавах с высокой демпфирующей способностью / МиТОМ. 1998. № 5. с. 29-31.

25. Маркова Г.В. Двойниковая структура в интерметаллидных Мп-№-Т1 сплавах с термоупругим мартенситным превращением // МиТОМ. 1998. № 4.-е. 17-20.146

26. Волынова Т.Ф., Медов И.Б. Механизмы рассеяния энергии и демпфирующие свойства Fe-Mn сплавов со структурой гексагонального s-мартенсита .// МиТоМ. 1998. № 4. -с.23-29.

27. Теплов В.А., Малышев К.А. Измерение амплитудной зависимости внутреннего трения в сплаве с термоупругим мартенситом // Внутреннее трение в металлических материалах: Сборник статей под ред. Тавадзе Ф.Н. 1970.-с.156-159.

28. Анциферов В.Н., Масленников H.H. и др. Порошковая сталь со структурой метастабильного аустенита //Порошковая металлургия, 1994. № 3. с.42-47.

29. Просвирин В.И., Моргунова H.H. Новые исследования в области машиностроительных материалов. Сб. ЦНИИТМАШ, Т. 49, 1959. стр. 102.

30. Криштал М.А., Головин С.А. Внутреннее трение и структура металлов. М.: Металлургия, 1976. - 375 с.

31. Скворцов А.И., Агапова Л.И. Магнитные и демпфирующие свойства графитизированных сталей после изотермической закалки // МиТОМ. 1993. № 5. с.9-10.

32. Головин С.А. Относительное затухание крутильных колебаний в термообработанных сталях У10А и 9ХС / Влияние обработки на структуру и свойства металлов и сплавов / Сборник статей под ред. Криштала М.А. -Тула, 1960.-стр. 131-135.

33. Головин С.А., Пушкар А., Левин Д.М. Упругие и демпфирующие свойства конструкционных металлических материалов. М.: Металлургия, 1987. -191 с.147

34. Поляков В.В., Алексеев А.Н. Влияние пористости на внутреннее трение в металле / Известия вузов. Физика. 1994. № 6. с. 108 - 109.

35. Бакаринова В.И., Портной В.К. Композиционные материалы с металлической матрицей и керамическим пористым наполнителем / МиТОМ. 1995. № 8. с. 25 - 28.

36. Быковский А.И., Шпак Д.Е. Демпфирующие свойства металлосодержащих композитов // Демпфирующие металлические материалы. Сборник тезисов IV республиканской научно-технической конференции / под ред. Кондратова В.М. Киров, 1991.-стр. 15-16.

37. Хильчевский В.В., Дубенец В.Г. Демпфирование колебаний композитных конструкций // Демпфирующие материалы. Сборник статей VII российской научно-технической конференции / под ред. Кондратова В.М. Киров, 1994. -стр. 107- 108.

38. Водопьянов В.И., Белов A.A. и др. Рассеяние энергии в гибридном композиционном материале // Демпфирующие металлические материалы. Сборник тезисов IV республиканской научно-технической конференции / под ред. Кондратова В.М. Киров, 1991.-е. 16 - 17.

39. Васильев В.А., Сивов A.B. Получение порошковых материалов с бипористой структурой // Порошковая металлургия и металловедение: Сборник статей под ред. Дроздова И.А.- Куйбышев. : КАИ, 1990, с. 108-113.

40. Металлокерамические фильтрующие элементы // Справочник под ред. Шибряева Б.Ф., Павловской Е.И. -М.: Машиностроение, 1972. -118 с.

41. Лившиц Б.Г., Крапошин B.C., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. -319 с.

42. Петрушин Г.Д., Ильюшин В.В., Головин С.А. Оценка вибропоглощающих свойств чугунов по комплексному параметру // МиТОМ. 1998. № 4.-е.30-34.

43. Симонян М.И., Наджарян М.Т., Посвятенко Э.К. Об эффективности использования режущего инструмента с чугунными державками / Сверхтвердые материалы. 1987. № 1. с. 41 - 44.148

44. Солнцев Н.А., Аксенко А.А. Исследование чугуна, как материала державок токарных резцов / Известия вузов. Черная металлургия. 1987. № 6. с. 85 -88.

45. Выложенная заявка ФРГ № 3344467, кл. В 23 В 29/04. Инструмент для обработки металлов резанием / Bohler AG / Опубл. 20.06.85.

46. Выложенная заявка Япония № 59 209703, кл. В 23 В 27/14. Токарный резец / Хитати сейсакусе К.К. / Опубл. 28.11.84.

47. Хасуй А. Техника напыления // Перевод с японского Масленникова С.А. -М.: Машиностроение, 1975. 278 с.

48. Рязанцев В.И. Улучшение эксплуотационных свойств сварных соединений путем нанесения полимерных покрытий // Сварочное производство. 1998. № 6.-С.26-30.

49. Генкин М.Д., Тарханов В.Г. Вибрация машиностроительных конструкций. -М.: Наука, 1979.- 164 с.

50. Кекало И.Б. Магнитоупругие явления // Металловедение и термическая обработка: Сборник / Под ред. Агеева Н.Б. ВИНИТИ, 1973. Т.7. -с.5-87.

51. Головин И.С., Рохманов Н.Я. К вопросу о механизме формирования демпфирующего состояния в высокохромистых ферритных сталях // МиТОМ. 1993. № 9. с. 29-34.

52. Кандаурова Г.С., Оноприенко Л.Г. Основные вопросы теории магнитной доменной структуры. Свердловск.: УрГУ, 1977. -80 с.

53. Кекало И.Б., Самарин Б.А. Физическое металловедение прицезионных сплавов.Сплавы с особыми магнитными свойствами. М.: Металлургия, 1989.-495 с.149

54. Скворцов А.И., Кондратов В.М. Магнитомеханическое затухание и физические свойства демпфирующих сплавов железа // МиТОМ. 1998. № 5. с.2-4.

55. Анциферов В.Н. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. -М.: Металлургия, 1987. -791 с.

56. Головин И.С., Варвус И.А. Влияние температуры на демпфирующую способность высокохромистой ферритной стали // МиТОМ. 1994. № 1.-е. 26-30.

57. Кекало И.Б., Куранин И.С., Фавстов Ю.К. Влияние термообработки на магнитоупругое затухание в некоторых конструкционных сталях // Внутреннее трение в металлических материалах: Сборник статей под ред. Тавадзе Ф.Н. 1970.-с. 175-181.

58. Ничипурук А.П., Потехин Б.А., Герасимов Е.Г., и др. Декремент затухания механических колебаний и магнитные свойства железа и сплавов Ге-Сг, Ре-Сг-У / ФММ. 1995. Том 80, вып. 1. стр. 49-53.

59. Скворцов А.И. Режимы термообработки для получения максимального демпфирования у Бе-Сг-У сталей // МиТОМ. 1995. № 2. с.31-32.

60. Головин И.С., Кануникова И.Ю. Влияние предварительной деформации на демпфирующую способность ферритной высокохромистой стали типа XI6 // МиТОМ. 1993. № 7. с. 35-38.

61. Кривоносов Г.С., Матвеев В.В. Некоторые закономерности магнитомеханического гистерезиса в нержавеющих сталях мартенситного класса // Внутреннее трение в металлах: Сборник статей под ред. Тавадзе Ф.Н. 1979 .-с.169-175.150

62. Потехин Б.А., Крюков C.B. и др. Гашение вибраций тамбурного вала за счет демпфирующих опор / Бумажная промышленность. 1991. №1. с.22.

63. Акцептованная заявка Япония № 57-14924 кл. В 23 В 29/02. Расточная оправка /Тосиба тангарои К.К. / Опубл. 27.03.82.

64. Патент ФРГ № 4530263, кл. В 23 В 29/22, 29/28, 82 36 R. Демпфирующий резцедержатель / Bruno muntel / Опубл. 23.07.85.

65. A.c. СССР № 1196153. Инструмент для обработки глубоких отверстий /Ленинградский механический институт / Опубл. 7.12.85.

66. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов: Справочник / Под ред. Писаренко Г.С., Яковлева А.П., Матвеева В.В. -Киев.: Наукова думка, 1971.-373 с.

67. Либенсон Г.А. Знакомьтесь порошковая металлургия. - М.: Металлургия, 1976.-56 с.

68. Сидоров И.А. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. -М.: Машиностроение, 1987. 187 с.

69. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. -М.: Металлургия, 1970. -374 с.

70. Бараз В.Р., Потехин Б.А. Использование методов количественной металлографии для анализа структуры металлов и сплавов / Методические указания. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, УГЛТА, 1998.

71. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. М.: Машиностроение, 1978. - 318 с.

72. Потехин Б.А., Лукашенко С.Г. Демпфирующие свойства Fe-Cr-V ферритных сталей // Сборник тезисов IX Международной конференции151

73. Взаимодействие дефектов и неупругие явления в твердых телах»/ Под ред. Головина С.А. 1997. 128 с.

74. Потехин Б.А., Серков-Холмский П.В. Механические свойства высокодемпфирующих сталей //Демпфирующие металлические материалы. Сборник тезисов IV республиканской научно-технической конференции / под ред. Кондратова В.М. Киров, 1991. - с. 34 - 37.

75. Денисенко Т.Т. Исследовательские работы по созданию режущего инструмента из новых прогрессивных инструментальных материалов / Сборник НИИ и ОКР, № 30. 1986. 82 с.

76. Нечипоренко О.С. Распыленные металлические порошки. -Киев.: Наукова думка, 1980.-238 с.

77. Гуляев А.П. Основы металловедения порошковых сплавов / МиТОМ. 1988. № 11.-с. 25-33.

78. Костиков В.И., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия, 1978.- 155 с.

79. Анциферов В.Н., Шацов A.A., Смышляева Т.В. Износостойкость и сопротивление усталости износостойких псевдосплавов сталь медь / МиТОМ. 1997. № 12. - с. 15 - 20.152

80. Восстановление и упрочнение деталей технологического оборудования методами плазменного напыления, плазменной наплавки и электродуговой металлизации // Руководство под ред. Гутнера М.И. Изд.2. Екатеринбург.: УЦМР, 1991.- 160 с.

81. Краткая химическая энциклопедия // Под ред. Клунянц И.Л. -М.: Научное издательство «Советская энциклопедия», 1963. Т.4. с261-215.

82. Шашлов В.И. Труды совещания по изучению рассеяния энергии при колебаниях упругих тел. Изд. АН УССР, 1958. стр. 174.

83. Головин С.А., Пушкар А. Микро-пластичность и усталость металлов. М.: Металлургия, 1980. - 239 с.

84. Смирнова Л.Н., Щеглюк Н.И. Особенности разрушения ферритного чугуна с шаровидным графитом / МиТОМ. 1989. № 4. с. 17 - 20.

85. Скворцов А.И., Кондратов В.М. Демпфирующие свойства сплавов железа в зависимости от структуры и состава / Демпфирующие материалы. Сборник статей VII российской научно-технической конференции / под ред. Кондратова В.М. Киров, 1994. - стр. 46-47.

86. Поляков В.В., Алексеев А.Н. Зависимость внутреннего трения и упругих характеристик порошкового железа от пористости / Порошковая металлургия. 1994. № 3. с. 91-92.

87. Титляков А.Е., Радюк А.Г., Глебовский А.Е. Исследование влияния уплотнния прокаткой и ТО на микротвердость и пористость медного газотермического покрытия, напыленного на стальную основу / Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 1998. № 3.

88. Поляков В.В., Сыров Г.В., Демьянов Б.Ф. Особенности пластической деформации пористых металлов / МиТОМ. 1996. № 3. с. 21 - 23.

89. Скворцов А.И. Роль кристаллической и магнитной структур в формировании высокого магнитомеханического затухания в сплавах железа /ФММ. 1993. Том 75, вып. 6. стр.118-124.

90. Скворцов А.И. Механизм высокого демпфирования в сплавах железа / Демпфирующие материалы. Сборник статей VII российской научно-технической конференции / под ред. Кондратова В.М. Киров, 1994. - стр. 13-14.

91. Мулюков P.P. Внутреннее трение субмикрокристаллического металла / МиТОМ. 1998. № 8. с. 34-38.

92. Демидов В.Г. Структура и свойства покрытий из порошков типа ПГ CP, полученных плазменным способом / МиТОМ. 1997. № 8. - с. 26 - 28.

93. Лахтин Ю.М. Поверхностное упрочнение сталей и сплавов / МиТОМ. 1988. № 11.-с. 14-25.

94. Потехин Б.А., Лукашенко С.Г., Кочугов С.П. Демпфирующая свойства плазменных покрытий, нанесенных на конструкционные стали. / Сборник материалов VIII Российской научно технической конференции «Демпфирующие материалы», Киров, июнь 1999г.

95. Потехин Б.А., Лукашенко С.Г., Бажуков А.Г. Демпфирующая способность плазменных покрытий Cu, Ni, Al / Сборник материалов VIII

96. Российской научно технической конференции «Демпфирующие материалы», Киров, июнь 1999г.

97. Краткая химическая энциклопедия // Под ред. Клунянц И.Л. -М.: Научное издательство «Советская энциклопедия», 1963. Т.2. с.439 - 441.

98. Эсибян Э.М. Плазменно-дуговая аппаратура. Киев.: Техника, 1971 .161 с.

99. Коган Я.Д., Сазонова З.С., Бойко C.B. и др. Предварительная подготовка поверхности перед нанесением упрочняющих защитных покрытий // МиТОМ. 1993. № 12. с.2-4.