ANALYSIS OF THE CURRENT SITUATION IN THE FIELD OF APPLICATION OF ELECTRON-BEAM PROCESSING OF VARIOUS ALLOYS. PART 2
EDN: VAJZCT
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.028Keywords:
high-entropy alloys, traditional alloys, microstructure, electron-beam processing (EBP), mechanical properties.Abstract
One of the areas under study to improve the technological and operational parameters of metal parts and products is the use of concentrated energy flows to harden their surface. At present, thanks to the creation of more advanced electron-beam installations, the most promising method for purposeful modification of the structural-phase state of the surface layers of metals and alloys is electron-beam processing (EBP). The interaction between accelerated electrons and the target material is a complex process; therefore, it is practically impossible to reliably predict the mechanical and operational properties that a product will have after modification by analytical methods. Evaluation of the evolution of the irradiated material is possible only when a large number of field studies are carried out.
This article is a continuation of the work “Analysis of the current situation in the field of application of electron-beam processing of various alloys. Part 1 "[1], which evaluated the use of EBP as a method for modifying the surface layers of steels, aluminum and titanium alloys.
In the second part of the publication, an analysis of research works in the field of EBP application in conjunction with other technologies is carried out, namely, after electroexplosive alloying, electric arc and electrocontact surfacing, as well as for modifying the surface layers of additive alloys. The performed assessment showed that the optimal EBP modes can significantly increase the mechanical characteristics of the treated surfaces after the indicated technologies.
It is noted that the advantages of the method could be used to compensate for the negative factors acting on some turbine blades of gas turbine engines (GTE). Most of these products used in domestic ground-based gas turbine engines are made of heat-resistant nickel-based alloys without protective coatings. At the moment, applied research on the selection of optimal EBP modes for this group of alloys, both in the Russian Federation and abroad, has not been carried out, so the topic is important for deeper study.
References
Анализ современной ситуации в области применения электронно-пучковой обработки различных сплавов. Часть 1 / Д.В. Комаров [и др.]. // Ползуновский вестник. 2021. № 4. С. 129-139. doi: 10.25712/ ASTU.2072-8921.2021.00.000.
изические основы электровзрывного легирования металлов и сплавов / А. Я. Багаутдинов [и др.]. Новокузнецк : изд-во СибГИУ, 2007. 301 с..
Легирование поверхности углеродистой стали медью путем электрического взрыва проводника и последующей электронно-пучковой обработки / Иванов Ю.Ф. [и др.]. // Известия Томского политехнического университета. 2011. Т. 318, № 2. С. 101-105.
Разработка комбинированного метода модификации поверхности стали 45 / Филимонов С.Ю. [и др.]. // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Математика. Физика. 2011. № 5 (100), С. 195-200.
Структура и микротвердость углеродистой стали 45 после электровзрывного меднения и последующей электронно-пучковой обработки / Громов В.Е. [и др.]. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. № 2 (46), С. 51-62.
Особенности влияния электронно-пучковой обработки на поверхность стали 45 после электровзрывного боромеднения / Ващук Е.С. [и др.]. // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2011. № 3 (52), С. 69-72.
Соснин К.В., Будовских Е.А., Иванов Ю.Ф. Особенности физико-механических свойств поверхностного сплава системы Ti - Y, сформированного методами электровзрывного легирования и электронно-пучковой обработки // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2015. № 1 (11). С. 11-12.
Структурно-фазовые состояния наноструктурированных поверхностных слоев титана ВТ1-0 после комбинированной электронно-ионно-плазменной обработки / Иванов Ю.Ф. [и др.]. // Решетневские чтения. 2014. Т. 1, С. 291-293.
Влияние электронно-пучковой обработки на структуру и микротвердость поверхности технически чистого титана ВТ1-0 после электровзрывного науглероживания / Бащенко Л.П. [и др.]. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2012. Т. 9. № 1, С. 15-22.
Свойства поверхностных слоев титана после электровзрывного легирования иттрием и электронно-пучковой обработки / Романов Д.А. [и др.]. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2016. Т. 13. № 3, С. 283-291.
Поверхностное упрочнение сплава ВТ6 электровзрывным легированием с карбидом бора и электронно-пучковой обработкой / Кобзарева Т.Ю. [и др.]. // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2015. № 4 (69), С. 102-112. doi 10.17212/1994-6309-2015-4-102-112.
Будовских Е.А., Бащенко Л.П., Райков С.В. Электровзрывное легирование поверхности сплава ВТ6 порошком карбида бора с последующей электронно-пучковой обработкой // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2019. Т. 16 № 4, С. 474-481. doi 10.25712/ASTU.1811-1416.2019.04.007.
Модификация поверхности сплава ВТ6 плазмой электрического взрыва проводящего материала и облучением электронным пучком / Иванов Ю.Ф. [и др.]. // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2013. № 6, С. 45-49.
Анализ растворения углерода в титане при электронно-пучковой обработке / Громов В.Е. [и др.]. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика. 2013. Т. 5. № 1, С. 82-87.
Структура зоны упрочнения титанового сплава ВТ6 при электровзрывном науглероживании совместно с оксидом циркония и последующей электронно-пучковой обработке / Кобзарева Т.Ю. [и др.]. // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2013. Т. 18. № 4-2, С. 1717-1718.
Структура композиционных покрытий из несмешивающихся компонентов системы Cu-Mo, полученных электровзрывным напылением и последующей электронно-пучковой обработкой / Романов Д.А. [и др.]. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2013. № 5, С. 267-273.
Структура и свойства покрытия на основе серебра, никеля и азота, сформированного комбинированным методом на меди / Иванов Ю.Ф. [и др.]. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2021. Т. 18. № 1, С. 68-73. doi 10.25712/ASTU.1811-1416.2021.01.010.
Структурно-фазовое состояние электроэрозионного покрытия Сu-Сr, сформированного на меди комбинированным методом / Романов Д.А. [и др.]. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 7 (139), С. 25-29.
Черноиванов В. И., Голубев И. Г. Восстановление деталей машин (Состояние и перспективы). Москва: ФГНУ «Росинформагротех». 2010. 376 с.
Щербаков, Ю. В., Кашфуллин А. М. Современные способы восстановления и упрочнения деталей / Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова». Пермь : ИПЦ Прокростъ, 2018. 191 с.
Структура и трибологические свойства поверхностного слоя, наплавленного на мартенситную сталь и модифицированного электронно-пучковой обработкой / Громов В.Е. [и др.]. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 1, С. 28-33.
Повышение свойств низкоуглеродистой стали наплавкой порошковой борсодержащей проволокой / Рубанникова Ю.А. [и др.]. // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2018. № 4(26), С. 3-7.
Электронно-пучковая модификация упрочненного слоя, сформированного на стали Hardox 450 электроконтактной наплавкой проволоки системы Fe-C-V-Cr-Nb-W / Коновалов С.В. [и др.]. // Письма о материалах. 2016. Т. 6. № 4 (24), С. 350-354. doi 10.22226/2410-3535-2016-4-350-354.
Громов В.Е., Иванов Ю.Ф. Модифицирование структуры и свойств легких сплавов упрочняющими технологиями. Новокузнецк : Полиграфист, 2015. 226 с.
Гришунин В.А., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Денисова Ю.А. Электронно-пучковая модификация структуры и свойств стали. / Новокузнецк: Полиграфист, 2012. 308 с.
Высокоэнтропийные сплавы. / Громов В.Е. [и др.]. Новокузнецк : Полиграфист, 2021. 178 с.
George E.P., Curtin W.A., Tagan C.C. High entropy alloys: A focused review of mechanical prop-erties and deformation mechanisms // Act. Mater. 2020. Vol. 188, Р. 435–474.
Структурно-фазовое состояние высокоэнтропийного сплава Al-Co-Cr-Fe-Ni, полученного проволочно-дуговой аддитивной технологией / Осинцев К.А. [др.]. // Ползуновский вестник, 2021. № 1, С. 141-146. doi 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.01.020.
Исследование структуры и свойств высокоэнтропийного сплава AlCoCrFeNi после электронно-пучковой обработки / Иванов Ю.Ф. [и др.]. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2021. Т. 18. № 2, С. 154-164. – doi 10.25712/ASTU.1811-1416.2021.02.002.
Модификация импульсным электронным пучком поверхности образцов Al–Mg-сплава, полученного методами аддитивных технологий: структура и свойства / Гэн Я. [и др.]. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2021. № 5, С. 42-46. doi 10.31857/S1028096021050083.
Effect of electron beam energy densities on the surface morphology and tensile property of additively manufactured Al-Mg alloy / Geng Y. [et al.]. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2021. Vol. 498, P. 15-22.
Применение сильноточных импульсных электронных пучков для восстановления эксплуатационных свойств лопаток газотурбинных двигателей / Шулов В.А. [и др.]. // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2014. № 1, С. 43-49.
Влияние облучения сильноточными импульсными электронными пучками на поверхностные слои современных жаропрочных никелевых сплавов с ионно-плазменными покрытиями различного состава / Быценко О.А. [и др.]. // Труды ВИАМ. 2016. № 6 (42), С. 10. doi 10.18577/2307-6046-2016-0-6-10-10.
Применение сильноточных импульсных электронных пучков для модифицирования поверхности лопаток газотурбинного двигателя с перфорационными отверстиями / Шулов В.А. [и др.]. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2013. № 10(106), С. 23-25.
Применение сильноточных импульсных электронных пучков для модифицирования поверхности лопаток газотурбинных двигателей (обзор) / В. А. Шулов [и др.]. // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 1, С. 38-48. doi 10.17073/1997-308X-2015-1-38-48.
Оценка влияния шероховатости поверхности лопаток на параметры турбины высокого давления / Хайрулин В.Т. [и др.]. // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмичекая техника. 2014. №37, С. 99-111.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Dmitrij V. Komarov, Sergej V. Konovalov, Dmitrij V. Zhukov, Il'ya S. Vinogradov, Irina A. Panchenko
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
