Книга представляет собой подробное справочное руководство по основам плазменной химико-термической обработки поверхности стальных деталей. В ней обобщены сведения о современном развитии этих технологических процессов, теоретические основы и методы их проведения. Детально проанализированы виды оборудования и принципы его конструирования для достижения высокой производительности, воспроизводимости и однородности обработки. Описаны варианты плазменной химико-термической обработки, отличающиеся видом элемента, насыщающего приповерхностные слои детали. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся исследованием и разработкой процессов упрочнения стальных деталей, используемых в устройствах различного назначения, совершенствованием технологии их производства и изготовлением специализированного оборудования для химико-термической обработки. Она также будет полезна в качестве учебного пособия студентам старших курсов и аспирантам соответствующих специализаций.

Во второй части книги систематизированы сведения о современном методе поверхностной обработки и упрочнения металлов, позволяющем получать многофункциональные защитные покрытия — микродуговом оксидировании (МДО). Рассмотрены история развития исследований по данному вопросу, механизм формирования анодных оксидных пленок, система металл—оксид—электролит и ее особенности, асимметрия проводимости в этой системе, пробой анодных оксидных пленок и искрение, основные представления о процессе МДО и его механизме, роль разряда и динамика его развития при формировании покрытий, получаемых методом МДО, классификация микроплазменных методов, основы технологии МДО (электролиты, режимы), оборудование микродугового оксидирования. Дан сравнительный анализ различных методов анодирования и микродугового оксидирования, проанализирована практика микродугового оксидирования. Подробно рассмотрены состав, структура и свойства МДО-покрытий. Приведены многочисленные примеры применения МДО-покрытий. Для инженерно-технических и научных работников, студентов технических ВУЗов.

В основу положен курс лекций, которые авторы читали для студентов, по предметам «Поверхностная обработка и покрытия в машиностроении», «Теория и технология процессов обработки материалов и нанесения покрытий», «Химико-термическая обработка металлов и сплавов». Приведены теоретические представления о поверхностной обработке и современных технологических процессах модифицирования рабочих поверхностей деталей машин в целях обеспечения специальных эксплуатационных свойств, рассмотрены основные методы и способы получения упрочняющих и защитных покрытий, применяемых в машиностроении. Может быть полезна научным сотрудникам научно-исследовательских институтов, инженерно-техническим работникам машиностроительных и металлургических предприятий, занимающимся разработкой покрытий и упрочнением поверхности металлов и сплавов, а также может быть рекомендована как научно-образовательное издание студентам и аспирантам.

В книге рассмотрены явления катодного и анодного нагрева токопроводящих материалов в водных растворах электролитов; процессы локального вскипания электролитов в окрестности электрода с малой поверхностью, формирование сплошной и устойчивой парогазовой оболочки, электрическая проводимость в парогазовой среде, теплофизические и электрохимические аспекты анодного варианта нагрева. Дан критический обзор результатов применения анодного нагрева с целью закалки, нитрозакалки среднеуглеродистых или инструментальных сталей, цементации и нитроцементации конструкционых сталей или железографитов, оксидированию стальных или титановых сплавов. Описаны фазовый состав, структура и эксплуатационные свойства упрочненных материалов. Изложены способы и устройства для нагрева металлов и сплавов в электролите, режимы обработки, составы электролитов и результаты их практического использования. Для научных работников, инженеров, а также преподавателей, аспирантов и студентов физических, химических и технических специальностей.

Рассмотрены вопросы повышения износостойкости, коррозионной стойкости деталей машин и механизмов с использованием плазменных, лазерных и микроплазменных методов упрочнения поверхностного слоя. Приводятся результаты исследования процессов упрочнения, а также сведения о материалах, оборудовании и технологических процессах с учетом условий эксплуатации и технико-экономических показателей деталей машин и механизмов. Монография предназначена для научно-технических работников, инженеров и технологов, занимающихся вопросами упрочнения деталей машин, а также для студентов машиностроительного профиля.

В монографии рассмотрена концептуальная модель синтеза интегрированных технологий с использованием электронных, ионных и плазменных потоков. Приводится методика проектирования технологий на основе интеграции методов обработки деталей в тлеющем разряде и вакуумном дуговом разряде, обеспечивающих улучшенные эксплуатационные свойства и снижающих себестоимость технологического процесса. Рассмотрены закономерности нагрева, распыления и модификации поверхности конструкционных материалов под действием бомбардировки ионами тлеющего разряда, ионными, электронными и плазменными потоками, получаемыми на основе вакуумного дугового разряда. Приводятся новые способы комбинированной ионно-плазменной обработки. Предназначена для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области электронно-ионно-плазменных технологий.

Монография является систематическим изложением созданной авторами модели тепловой эрозии поверхности при воздействии мощных пучков заряженных частиц и концентрированных потоков плазмы на твердое тело, которое сопровождается фазовыми превращениями первого рода и интенсивной эмиссией атомов с его поверхности. Представлены данные о свойствах этого процесса, полученные на примере металлов, в зависимости от параметров импульсных и остросфокусированных сканирующих пучков заряженных частиц, коллективное действие которых создает эффект нелинейного роста скорости эрозии с увеличением плотности тока. Исследованы закономерности усиления эмиссии атомов с поверхности жидкофазных мишеней магнетронных распылительных систем. Разработаны методики расчета интенсивности удаления вещества с облучаемой поверхности и определения оптимальных параметров технологической обработки материалов, основанной на использовании мощных пучков заряженных частиц. Книга рассчитана на специалистов в области радиационной физики твердого тела, воздействия мощных импульсных пучков заряженных частиц на вещество и плазменной обработки материалов.

В настоящей монографии рассмотрено современное состояние технологий обработки материалов пучками частиц и потоками плазмы, а также нанесения защитных и комбинированных покрытий. Представлен обширный экспериментальный материал, для описания которого предлагаются различные физические подходы и концепции, а также новые физические модели. Он включает широкий круг вопросов — от модификации материалов с помощью мощных ионных и электронных пучков, электролитно-плазменной обработки сталей и сплавов, включая электролитно-плазменное модифицирование, до нанесения защитных нанокомпозитных покрытий. Описаны также способы получения полимерных нанокомпозитов, их свойства и возможность управления ими при помощи магнитных полей. Особое внимание уделено упорядоченным покрытиям и структурам, самопроизвольно возникающим или искусственно создаваемым с помощью ионно-плазменной обработки. Такие структуры являются оптимальными с точки зрения предложенного варианта теории параметрического управления свойствами материалов. Книга предназначена для специалистов, занимающихся процессами ионно-лучевой обработки, радиационным материаловедением, физикой твердого тела; может быть полезна также аспирантам и студентам физических и инженерно-физических факультетов вузов.

В справочнике приведены основы термической обработки металлов и впервые широко освещены современное российское и зарубежное оборудование для термической обработки, организация технологического процесса, контроль качества и техника безопасности. Подробно рассмотрены технологии закалки, нормализации, отжига, отпуска и старения, химико-термическая обработка (цементация, азотирование, металлизация), объемная и объемно-поверхностная закалка, применение токов высокой частоты, газопламенная обработка крупногабаритных деталей. наряду с этим даны свойства всех промышленных сталей и сплавов на основе железа, алюминия, титана, магния, меди, никеля, хрома, молибдена и других металлов. Помимо большого объема табличных справочных данных книга содержит описание конкретных технологий широкой номенклатуры машиностроительных деталей и мероприятий, направленных на получение однородной и неоднородной структуры и свойств, на уменьшение напряжений и на ослабление окисления, выгорания элементов и коробления изделий. Для инженеров-технологов. материаловедов и конструкторов машиностроительного комплекса, а также для студентов и аспирантов, специализирующихся в области современных технологий обработки металлов.

В справочнике приведены основы термической обработки металлов и впервые широко освещены современное российское и зарубежное оборудование для термической обработки, организация технологического процесса, контроль качества и техника безопасности. Подробно рассмотрены технологии закалки, нормализации, отжига, отпуска и старения, химико-термическая обработка (цементация, азотирование, металлизация), объемная и объемно-поверхностная закалка, применение токов высокой частоты, газопламенная обработка крупногабаритных деталей. наряду с этим даны свойства всех промышленных сталей и сплавов на основе железа, алюминия, титана, магния, меди, никеля, хрома, молибдена и других металлов. Помимо большого объема табличных справочных данных книга содержит описание конкретных технологий широкой номенклатуры машиностроительных деталей и мероприятий, направленных на получение однородной и неоднородной структуры и свойств, на уменьшение напряжений и на ослабление окисления, выгорания элементов и коробления изделий. Для инженеров-технологов. материаловедов и конструкторов машиностроительного комплекса, а также для студентов и аспирантов, специализирующихся в области современных технологий обработки металлов.

В справочнике приведены основы термической обработки металлов и впервые широко освещены современное российское и зарубежное оборудование для термической обработки, организация технологического процесса, контроль качества и техника безопасности. Подробно рассмотрены технологии закалки, нормализации, отжига, отпуска и старения, химико-термическая обработка (цементация, азотирование, металлизация), объемная и объемно-поверхностная закалка, применение токов высокой частоты, газопламенная обработка крупногабаритных деталей. наряду с этим даны свойства всех промышленных сталей и сплавов на основе железа, алюминия, титана, магния, меди, никеля, хрома, молибдена и других металлов. Помимо большого объема табличных справочных данных книга содержит описание конкретных технологий широкой номенклатуры машиностроительных деталей и мероприятий, направленных на получение однородной и неоднородной структуры и свойств, на уменьшение напряжений и на ослабление окисления, выгорания элементов и коробления изделий. Для инженеров-технологов. материаловедов и конструкторов машиностроительного комплекса, а также для студентов и аспирантов, специализирующихся в области современных технологий обработки металлов.

В монографии систематизированы и обобщены результаты, полученные при исследовании структуры и свойств поверхностных слоев эвтектического поршневого силумина, модифицированного методами электронно-ионно-плазменного воздействия. Описаны физические процессы, протекающие при взаимодействии высокоинтенсивных электронных пучков и компрессионных плазменных потоков с поверхностью, рассмотрены механизмы, ответственные за формирование структуры модифицированного слоя. Рассматриваются основы технологий целенаправленной модификации силуминов при воздействии электронными пучками и плазменными потоками. Предназначена для специалистов в области материаловедения алюминиевых сплавов и физики взаимодействия потоков заряженных частиц и плазмы с веществом, а также для аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специализаций.

Исследован эффект упрочнения 12% Cr ферритно-мартенситной стали ЭК-181 в процессе комплексной обработки, состоящей из закалки, ультразвуковой обработки, ионно-плазменного азотирования и высокотемпературного отпуска. Методами рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии показано, что температура азотирования оказывает существенное влияние не только на структуру и фазовый состав упрочненных поверхностных слоев, но и на процесс выделения частиц вторых фаз в объеме материала. Упрочнение стали после азотирования при 600 гр.С связано с выделением нитридных частиц в поверхностном слое и карбидных частиц в объеме стали. После азотирования при 700 гр.С. и последующего отпуска в объеме материала образуются игольчатые прослойки аустенита, что приводит к разупрочнению стали.

Рассмотрены особенности технологии обработки лопаток турбин и компрессора на многоцелевых станках (обрабатывающих центрах), электрофизические методы обработки. Изложены некоторые вопросы упрочнения поверхностей деталей, нанесения покрытий и контроля. Для инженеров-технологов, полезна студентам авиационных вузов.

В монографии рассмотрены вопросы компьютерного моделирования технологических процессов. Даны основные понятия, определяющие сущность рассматриваемых процессов тепловой обработки материалов, и приведены результаты их математического моделирования. Книга предназначена для специалистов, работающих в области применения высококонцентрированных источников для обработки материалов и их теоретического исследования, а также аспирантов и магистрантов.

В книге приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей формирования структуры и свойств промышленных сталей, подвергнутых различым электрофизическим видам поверхностной обработки. Для широкого круга специалистов - научных сотрудников, инженеров, работающих в области материаловеденияи физики конденсированных сред (металлов и сплавов), а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области физического матриаловедения, физики низкотемпературной плазмы и электронных пучков.

Пособие содержит обзорную, теоретическую и экспериментальные части и посвящено научным аспектам поверхностного упрочнения материалов с использованием лазерного и ультразвукового воздействия. В нем рассмотрен системный подход к осуществлению лазерного легирования, или модифицирования поверхности, путем оплавления через жидкую фазу, рассмотрены механизмы упрочнения при ультразвуковой обработке закаленных сталей. Даны рекомендации по применению различных режимов лазерного и ультразвукового упрочнения для обработки изделий машиностроения. Пособие предназначено для студентов, аспирантов, преподавателей технических вузов, а также специалистов в области поверхностного упрочнения материалов.

В монографии представлены результаты теоретического и экспериментального исследования особенностей формирования поверхностных слоев материалов и покрытий в неравновесных условиях, типичных для современных способов обработки с использованием ионно-плазменных и импульсных электронно-лучевых технологий. Развиты подходы к теоретическому описанию механического поведения материалов, находящихся в неравновесном состоянии; к изучению диффузионных процессов в неравновесных условиях. Дано обобщение экспериментальных исследований механических свойств и структуры гомогенных и гетерогенных материалов с поверхностным слоем, модифицированным с применением высокодозовой ионной имплантации, электронных пучков и магнетронного распыления. Описаны физические явления, сопровождающие формирование неравновесных состояний поверхностных слоев, и их кинетические закономерности. Для специалистов, работающих в области поверхностной инженерии, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Рассмотрены особенности абразивного изнашивания и обобщены результаты относительной износостойкости стали 45, упрочненной термической и химико-термической обработкой.

Изложены физические основы лазерной и лазерно-ультразвуковой обработок железоуглеродистых сплавов. На основе современных представлений о предельных состояниях системы "металл - внешнее воздействие" рассмотрена термофлуктуационная модель кооперативной перестройки решетки при фазовых превращениях в железе и сталях в существенно неравновесных условиях высоких скоростей нагрева и деформации. В соотношении с теоретическими предпосылками проведен анализ результатов экспериментальных исследований физических закономерностей формирования структурно-напряженного состояния поверхности преимущественно в инструментальных сталях при лазерном воздействии. Особо рассмотрен вопрос эффективного использования комбинированного лазерно-ультразвукового источника энергии при решении задач термомеханического упрочнения и легирования поверхности железоуглеродистых сплавов, качественного раскроя листового металла. Отдельное внимание уделено выявлению закономерностей протекания процесса износа в условиях сухого трения скольжения поверхностей, подвергнутых лазерной и лазерно-ультразвуковой обработкам. Для научных работников и инженеров, занимающихся вопросами разработки технологий, основанных на использовании лазерного излучения, а также для студентов старших курсов вузов и аспирантов соответствующих специальностей.

Отражается современное состояние, основные результаты и тенденции развития фундаментальных исследований, прикладных разработок и промышленного применения лазерных технологий обработки материалов (лазерной стереолитографии, селективного лазерного спекания, резки, сварки, поверхностной обработки, неразрушающей подповерхностной диагностики), а также состояние исследований, разработок, выпуска и применений современных индустриальных лазеров, предназначающихся для технологий макрообработки материалов. Основной акцент делается на детальное изложение результатов работ Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ РАН), выполненных в течение последних 10-15 лет.

Дана современная трактовка физического и технического смысла важнейших механических свойств. Рассмотрены методы проведения механических испытаний. С использованием теории дефектов кристаллической решетки проанализированы процессы деформации и разрушения при различных температурах и условиях приложения нагрузки. Изложены закономерности влияния состава и структуры на механические свойства металлов и сплавов. Для студентов вузов, обучающихся по специальности "Металловедение. оборудование и технология термической обработки металлов". Может быть полезен студентам других металлургических специальностей.

Представлены статьи, посвященные изучению структуры и свойства конструкционных и специальных сталей, а также сплавов титана. Рассмотрены вопросы упрочнения и разрушения сталей и сплавов, влияние на их свойства химического состава, фазовых превращений, термической и термомеханической обработок. Сборник предназначен для научных работников и инженеров-металлофизиков и термистов, а также студентов и аспирантов, специализирующихся в области термической обработки и физики металлов.

В издании изложены и обобщены рекомендации по подготовке шлифов для макро- и микроструктурного анализа, рассмотрены основные группы металлических материалов, включая стали на основе системы железо-углерод, стали и сплавы с особыми химическими свойствами, жаропрочные, тугоплавкие металлы и сплавы, даны основные сведения о строении и свойствах сплавов на основе титана, алюминия, меди и цинка. Изложены способы термической обработки сталей и сплавов и влияние различных структурных составляющих на свойства материалов, уделено внимание поверхностному упрочнению металлов и сплавов, и нанесению покрытий с особыми свойствами и их последующей обработке, приведены макро- и микроструктуры сварных соединений. Представлены атласы структур и изломов.

В монографии представлены результаты экспериментального исследования методами современного физического материаловедения формирования структурно-фазовых состояний арматуры диаметром 50 мм и двутавровой балки из углеродистых и низколегированных сталей в процессе термомеханической обработки на сортовых станах. Выполнен анализ процессов формирования наноразмерных фаз и прочностных свойств. Представлены данные разработки и внедрения технологий упрочнения проката из углеродистых сталей, формирующих повышенные эксплуатационные характеристики. Приведено описание технологии упрочнения калибров прокатных чугунных валков в процессе плазменной закалки. Проанализирована тонкая дефектная структура и поверхность разрушения чугунных валков после плазменного упрочнения и эксплуатации при прокатке арматуры и профилей. Книга предназначена для специалистов в области физики конденсированного состояния, обработки металлов давлением, металловедения и термической обработки, механики деформируемого твердого тела и может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.