Русинов Петр Олегович Научные основы формирования многофункциональных композиционных покрытий с термоупругими фазовыми превращениями

Краткое описание

Русинов Петр Олегович Научные основы формирования многофункциональных композиционных покрытий с термоупругими фазовыми превращениями

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

доктор наук Русинов Петр Олегович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Пути повышения надежности изделий

1.1. Анализ отказов изделий

1.2. Пути повышения надежности и продления жизненного цикла изделий

1.3. Интеллектуальные материалы многокомпонентного состава

1.3.1. Эффект памяти формы

1.3.2. Многокомпонентные сплавы на основе Т1№

1.3.3. Влияние термомеханической обработки сплавов с ЭПФ многокомпо- 27 нентного состава на основе Т1№

1.3.4. Механические свойства сплавов с ЭПФ многокомпонентного состава 28 на основе Т1№

1.3.5. Об эффекте самозалечивания дефектов в сплавах с ЭПФ

1.3.6. Керамические износостойкие материалы

1.4. Порошковый никелид титана: перспективы применения в покрытиях

1.5. Анализ технологий и технологического оборудования

1.5.1. Диффузионная металлизация

1.5.2. Магнетронное напыление

1.5.3. Механическая активация порошков

1.5.4. Плазменное напыление порошков

1.5.5. Высокоскоростное газопламенное напыление

1.5.6. Другие способы поверхностного модифицирования материалами с

ТУФП

1.6. Заключение по главе 1 47 Глава 2. Конструктивно-технические и технологические особенности

формирования композиционных покрытий в условиях высокоэнергетических

воздействий

2.1. Диффузионная металлизация

2.1.1. Влияние параметров процесса на формирование покрытий с ТУФП

2.1.2. Рентгеноструктурные исследования покрытий Т1№ полученных диффу- 52 зионной металлизацией

2.1.3. Функциональные и механические свойства покрытий Т1№, полученных 54 диффузионной металлизацией

2.2. Магнетронное напыление

2.2.1. Оптимизация технологических параметров магнетронного напыления

2.2.2. Исследование структуры покрытия Т1№, полученного магнетронным 61 напылением

2.3. Плазменное напыление механически активированных порошков

2.3.1. Установка для получения композиционных покрытий

2.3.2. Влияние параметров процесса плазменного напыления на формирова- 68 ние макро- и микроструктуры покрытий с ТУФП

2.3.3. Особенности формирования структуры в покрытиях Т1№ полученных 69 плазменным напылением

2.3.4. Влияние поверхностного модифицирования материалом с ТУФП Т1№ 73 на механические свойства при циклическом нагружении, износо- и коррозионно-

стойкость

2.4. Высокоскоростное газопламенное напыление механически активирован- 74 ных порошков в защитной атмосфере

2.4.1. Вакуумная установка для получения наноструктурированных покрытий 74 из материала с ТУФП

2.4.2. Влияние параметров процесса высокоскоростного газопламенного на- 77 пыления на формирование композиционных покрытий с ТУФП

2.4.3. Моделирование высокоскоростного газопламенного напыления много- 80 компонентных материалов с ТУФП

2.5. Методика и средства проведения исследований

2.5.1. Материалы и образцы для проведения исследований

2.5.2. Формирование покрытий комбинированными методами

2.5.3. Устройства для измельчения и механической активации порошков

2.5.4. Методы исследования структуры и свойств покрытий

2.5.5. Термический анализ (дифференциальная сканирующая калориметрия) 93 композиционных покрытий с ТУФП

2.5.6. Определение свойств покрытий многокомпонентного состава методом 93 мультифрактальной параметризации

2.5.7. Исследование механических свойств покрытий многокомпонентного 94 состава

2.6. Технология подготовки поверхности стали перед поверхностным моди- 96 фицированием материалами с ТУФП

Глава 3. Обоснование выбора материалов и критериев формирования функциональных композиционных покрытий из материалов с ТУФП

3.1. Обоснование выбора материалов с ТУФП многокомпонентного состава 99 на основе

3.2. Рекомендации по выбору химического состава и структурно-фазового 100 состояния материала композиционного покрытия из многокомпонентных материалов с ТУФП

3.3. Анализ существующих подходов к прогнозированию циклической дол- 102 говечности материалов с ТУФП

3.4. Прогнозирование циклической долговечности сталей с композици- 107 онным покрытием из материалов с ТУФП на основе энергетического критерия

3.5. Оценка накопления повреждений в композиционных покрытиях с ТУФП

3.6. Заключение по главе

Глава 4. Разработка технологии механоактивации и исследование соста-

ва, свойств порошковых композиций

4.1. Влияние параметров процесса механической активации порошков с 130 ТУФП на качество формируемых покрытий

4.2. Оценка параметров механоактивации керамических порошков на качест- 139 во формируемых износостойких композиционных покрытий

4.3. Заключение по главе

Глава 5. Композиционное конструирование покрытий и пути управле-

ния их структурой

5.1. Комплекс свойств, предъявляемых композиции «основа - покрытие с 154 ТУФП»

5.2. Анализ возможности управления комплексом свойств при композицион- 155 ном конструировании покрытий из материалов с ТУФП

5.3. Формирование покрытий из многокомпонентных материалов с ТУФП

5.4. Рентгеноструктурные и электронно-микроскопические исследования 158 композиционных покрытий из многокомпонентных материалов с ТУФП, сформированных ВГН в защитной атмосфере

5.4.1. Особенности формирования структуры в покрытиях и ^№Си

5.4.2. Особенности формирования структуры в покрытии ^№Со

5.4.3. Особенности формирования структуры в покрытии

5.4.4. Особенности формирования покрытия ТьМ-Ж-Си

5.4.5. Особенности формирования структуры в покрытии ТьМ^г

5.4.6. Особенности формирования структуры в покрытии Т1№Та

5.4.7. Особенности формирования покрытия ТьМ-ЫЪ

5.4.8. Особенности формирования покрытия Т1№Мо

5.5. Обоснование применения керамических покрытий на основе нитридов, 183 боридов, карбидов

5.5.1. Закономерности формирования многофункциональных композицион-

ных покрытий «основа - слой с ТУФП - износостойкий керамический слой»

5.6. Структурообразование и функциональные свойства композиционных 186 покрытий из многокомпонентных керамических материалов

5.6.1. Износостойкие композиционные покрытия Т1№НГ^С-Мо-Со и 186 ТМТа^С-Мо-Со

5.6.2. Износостойкое композиционное покрытие Т1№НГ-Б4С-Со

5.6.3. Износостойкие композиционные покрытия Т1№Ш"-сБЫ-Со и Т1№2г- 193 сБЫ-Со

5.6.4. Износостойкое композиционное высокотемпературное покрытие Т1№- 195 Та-сБЫ-Со-ММ-У

5.7. Пути оптимизации структуры композиции «основа - покрытие с ТУФП»

5.8. Структурообразования в покрытиях с ТУФП

5.8.1. Анализ возможностей фрактального анализа композиционных покры-

тий

5.8.2. Мультифрактальная параметризация структуры покрытий из много- 199 компонентных материалов с ТУФП

5.9. Заключение по главе 5 212 Глава 6. Анализ напряженно-деформированного состояния изделия с

композиционным покрытием из материалов с ТУФП

6.1. Конечно-элементный расчет движителя в эксплуатационных условиях

6.1.1. Анализ НДС судового движителя с покрытиями из сплава на основе

Ть№

6.1.2. Гидродинамический расчет движителя

6.1.3. Анализ напряженно - деформированного состояния движителя под 217 воздействием гидродинамической нагрузки

6.2. Определение экономической эффективности предлагаемого технического 240 решения

6.3. Заключение по главе

Глава 7. Функциональные и механические свойства композиционных

покрытий из материалов с ТУФП

7.1. Влияние термомеханической обработки на структуру композиционных 243 покрытий

7.2. Функциональные и механические свойства композиционных покрытий с 250 ТУФП после ТМО

7.2.1. Фазовые превращения в композиционных покрытиях с ТУФП

7.2.2. Обратимая деформация композиционных покрытий из материалов с

ТУФП

7.3. Влияние поверхностного модифицирования материалами с ТУФП на ме- 255 ханическую усталость при многоцикловом нагружении

7.4. Триботехнические свойства композиционных покрытий с ТУФП

7.5. Рекомендации по использованию высокоскоростного газопламенного 265 напыления композиционного конструирования покрытий из материалов с термоупругими фазовыми превращениями для повышения долговечности и надежности изделий

7.5.1. Композиционное конструирование покрытий для повышения долго- 265 вечности судового движителя

7.5.2. Использование композиционного конструирования покрытий с ТУФП 266 для повышения долговечности грунтовых и центробежных насосов

7.5.3. Использование композиционного конструирования покрытий для по- 266 вышения долговечности запорной арматуры

7.6. Заключение по главе 7 267 Основные результаты и выводы 269 Обозначения и сокращения 274 Список использованной литературы 275 Приложение 1. Акты внедрения результатов диссертационной работы в про-

мышленность