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.

Учебное пособие посвящено изложению физических основ оптических информационных технологий, включая лазерные, оптоволоконные, плазмонные технологии и технологии, основанные на применении метаматериалов. Рассмотрены лазерная гироскопия, спектроскопия динамического рассеяния света, инфракрасная спектроскопия, эллипсометрия, лазерная диагностика плазмы. Описаны основные характеристики и методы возбуждения плазмонов как на плоских поверхностях, так и в наночастицах. Значительное внимание уделено средам с отрицательным преломлением и способам их создания. Предназначено для студентов, специализирующихся в области лазерной физики, квантовой электроники, нанофотоники, оптоэлектроники и плазмоники.

Приведены данные о химическом составе, режимах термической обработки и механических свойствах при различных температурах конструкционных и нержавеющих сталей, получивших широкое распространение и разработанных вновь. Рассмотрены свойства сталей с малым содержанием никеля и без никеля, рекомендуемых взамен сталей с большим содержанием никеля. Приводятся химические составы и свойства нержавеющих сталей переходного (аустенитно-мартенситного) класса: указаны режимы азотирования и цементации нержавеющих сталей, а также их свойства при различных температурах. Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников различных отраслей машиностроения, в которых применяются теплостойкие конструкционные и нержавеющие стали.

В работе проведено исследование влияния учета кинематического упрочнения на напряженно-деформированное состояние преграды при ее ударном нагружении. Упругопластическое деформирование анизотропной преграды моделируется в трехмерной постановке в рамках механики сплошной среды на основе теории течения. На примере транстропного алюминиевого сплава Д16Т численно моделируется поведение упрочняющегося начально анизотропного материала преграды методом конечных элементов. Показаны характер и особенности распределения зон изменения пределов пластичности материала на растяжение и сжатие в преграде при ее ударном нагружении.

В работе численно моделируется на основе уравнений механики сплошной среды динамическое нагружение металлической транстропной преграды стальными ударниками различной формы, но одинаковой массы. Скорости нагружения преграды составляют 300 и 600 м/с. Проведен анализ изменения в различных направлениях пределов текучести материала преграды в процессе его упругопластического деформирования при использовании модели изотропного упрочнения. Ключевые слова: пластичность, динамическое нагружение, упрочнение, численное моделирование, анизотропия.

Методам просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведены экспериментальные исследования механизма деформации монокристаллов стали Гадфильда, ориентированных для растяжения вдоль [111], [144], [011] направлений. Установлено, что при Т=23С с ранних степеней деформации пластическое течение в монокристаллах этих ориентаций связано с развитием преимущественно механического двойникования. Показано влияние числа действующих систем сдвига на скорость деформационного упрочнения.

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 рассмотрены процессы, протекающие в углеродистых и низколегированных сталях при закалке и отпуске, а также механизмы влияния структурных и фазовых превращений при закалке и отпуске на коэрцитивную силу, намагниченность насыщения, релаксационные намагниченность и магнитную восприимчивость, удельное электросопротивление и твердость. Приведены зависимости перечисленных и других физических свойств от температур нагрева при закалке и отпуске для многих углеродистых и низколегированных сталей. Отдельными группами рассмотрены высокохромистые стали с различным содержанием углерода, а также некоторые мартенситно-стареющие стали. Приводятся выражения статистической связи коэрцитивной силы с твердостью углеродистых и низколегированных сталей. Книга может быть полезной работникам центральных лабораторий и технических отделов металлургических, машиностроительных и других металлообрабатывающих заводов, студентам технических университетов в качестве справочного и учебного пособия.

Приведены фотографии микроструктур после закалки и отпуска сталей. Рассмотрен характер коррозионного разрушения сварных соединений: коррозия "ножевого" типа, структурно-избирательная, межкристаллитная (МКК), коррозионное растрескивание под напряжением цельнотянутых и электросварных труб. Показан микроструктура литых сплавов с повышенным содержанием кремния. Характерной особенностью справочника является полное соответствие микроструктуры, фазового состава и ударной вязкости стали после конкретной термической обработки. Предназначен для инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий металлургической, авиационной, химической и машиностроительной промышленности.

В монографии изложены научные основы эффективного легирования основных видов стали азотом в комплексе с нитридообразующими элементами и их термической обработки. Рассмотрены механизмы и закономерности влияния концентрации азота в твердом растворе и избыточного высокотемпературного нитрида на термодинамику, кинетику и морфологию перлитного, бейнитного и мартенситного превращений, распада пересыщенных твердых растворов при высоком отпуске закаленных сталей, однофазных ферритных и аустенитных сталей. Показано, что только в случае комплексной оптимизации температурно-временных параметров нормализации, закалки, высокого отпуска и температуры равновесного растворения нитридной фазы достигается коренное повышение эксплуатационных свойств конструкционных, инструментальных штамповых, нержавеющих мартенситных, коррозионно-стойких однофазных ферритных и ферритно-аустенитных, а также жаропрочных сталей. В зависимости от классов сталей и их назначения рассмотрены их эксплуатационные и технологические свойства. Для инженерно-технических работников машиностроительной и металлургической промышленности, научных сотрудников, преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

На основе результатов собственных исследований и многочисленных литературных данных проанализированы: теория образования перлита; структура перлита, образующегося при различных температурах; существование твердорастворного упрочнения ферритной составляющей тонкопластинчатого перлита и последствия его устранения; дробление, коагуляция и сфероидизация цементита, а также полигонизация и рекристаллизация ферритной составляющей перлита. Рассмотрены изменения структуры при холодной и высокотемпературной деформации углеродистых сталей со структурой пластинчатого перлита. Приводятся данные об изменения механических и трибологических свойств углеродистых сталей с перлитной структурой, образовавшейся при различных режимах термической обработки. Большое внимание уделен кристаллографическим и морфологическим характеристикам цементита, а также процессам, происходящим в ферритной составляющей перлита при нагреве и дополнительной выдержке при температурах ниже эвтектоидной. Представлены экспериментальные данных о бездиффузионном образовании аустенита в сталях с перлитной структурой при скоростном лазерном нагреве. Книга адресована специалистам в области материаловедения и физики металлов, может быть полезна студентам старших курсов и аспирантам, специализирующимся в этих областях знания.

Исследованы цилиндрические образцы из инструментальных сталей У9 и У8 термическая обработка которых проведена при разных температурах закалки, отпуска и отжига. Измерены скорость распространения ультразвуковой продольной волны в образцах, резонансная частота. твердость, плотность, остаточный аустенит, искажения кристаллической решетки и структура сталей. Установлено, что скорость ультразвука после закалки уменьшается, затем растет с увеличением температуры отпуска. Обсуждается взаимосвязь между акустическими другими свойствами и характеристиками сталей. Изменения скорости звука в сталях после термообработки с различными режимами связывают с искажением кристаллической решетки.

Рассмотрена природа и механизм развития тепловой хрупкости в сталях разных составов и режимов термообработки. Установлены фактор, влияющие на степень охрупчивания сталей: тип и содержание химических элементов, тип структуры, температура и длительность нагрева. Выявлены сегрегационный и структурный механизмы развития межзеренной хрупкости при состоянии теплового охрупчивания. С помощью методов количественной электронной фрактографии подробно рассмотрено изменение механизма распространения хрупких и вязких микротрещин по мере ослабления когезивной прочности границ зерен. Показано, что многочисленные случаи трещинообразования конструкций, каких как кожухи доменных печей и воздухонагревателей. корпусов кислородных конвертеров. миксеров, роторов турбин, сосудов и аппаратов давления, трубопроводов, термостатирующих устройств и других, эксплуатируемых в диапазоне повышенных температур (250-550С), вызваны развитием в конструкционных сталях явления тепловой хрупкости. Предложен обобщенный критерий вязкохрупкого перехода, основанный на конкуренции механизмов хрупкого и вязкого разрушения через размеры элементарных хрупких и вязких микротрещин. Показана возможность распространения этого критерия на случаи ослабления когезивной прочности границ зерен вследствие сегрегации вредных примесей, водорода и выделений второй фазы. Установлена возможность количественной оценки степени теплового охрупчивания сталей по доле межкристаллитного разрушения в хрупких изломах. Подробно рассмотрено влияние теплового охрупчивания на характеристики трещиностойкости и взаимосвязь их с критической температурой хрупкости. Приведены соотношения, позволяющие по результатам определения доли межзеренного разрушения в хрупких изломах и стандартных испытаний на ударный изгиб произвести оценку фактических характеристик трещиностойкости стали после воздействия эксплуатационных нагрузок. Книга предназначена для специалистов по определению технического состояния и остаточного ресурса оборудования и конструкций, подвергающихся стационарному или периодическому воздействию повышенных температур, а также для аспирантов и студентов металлургических и машиностроительных вузов.

Изложены современные требования к сталям нового поколения для металлических конструкций, сформулированы принципы их создания, показаны основные направления производства сталей. Обобщены результаты исследований по совершенствованию технологии прокатки толстых листов с целью снижения расхода металла. Особое внимание уделено формоизменению раскатов при прокатке на толстолистовых станах, формоизменению металлов при прокатке в вертикальных валках с последующим обжатием в горизонтальных валках. Показана эффективность технологии прокатки толстых листов с переменным боковым обжатием слябов в клети с вертикальными валками. Обобщены результаты исследований перехода металла с боковых граней сляба на основные поверхности раската. Полученные результаты послужили основой совершенствования технологии прокатки толстых листов. На основе общей квалификации (спецификации) технологических схем термомеханической обработки проката разработаны новые схемы, обеспечивающие производство проката с улучшенным комплексом свойств, соответствующих современным требованиям. Приводятся данные по использованию в промышленности, внедрению в производство разработанных технологий и материалов, применению металлопроката для создания различных, в том числе уникальных, конструкций. В книге даны рекомендации по реконструкции толстолистовых станов для реализации разработанных технологий. Обоснована энергосберегающая технология производства проката по схеме тонкослябовая МНЛЗ - планетарный стан горячей прокатки. Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, преподавателей вузов металлургической отрасли. может быть полезна инженерам-конструкторам и проектировщикам, а также студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

В книге представлены некоторые результаты 25-летней деятельности автора в области электрокаплеструйных технологий (ЭКСТ). Теоретическая часть включает результаты исследований основных физических процессов ЭКСТ, методы расчета и проектирования эмиттеров капель, индукторов, отклоняюще-управляющих узлов и систем, блоков гидроавтоматики, а также основы разработки и синтеза ЭКС-композиций. В главе 7 и в приложении приведен опыт широкого внедрения ЭКСТ и маркировочных принтеров ЭКСТ во многих отраслях народного хозяйства как в России, так и за рубежом. Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников, специализирующихся в области автоматики, вычислительной техники и автоматизации технологических процессов, а также будет полезной аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

В сборнике помещен ряд статей, касающихся современных направлений развития в области термической обработки черных металлов. Часть статей освещает теоретические вопросы металловедения и термической обработки стали, остальные статьи посвящены современной технологии термической обработки. Сборник предназначен для инженерно-технических работников термических цехов машиностроительных заводов и металловедческих лабораторий.

Рассмотрено влияние различных способов термической обработки и методов механических испытаний на проявление хрупкого и вязкого разрушения высокопрочных сталей. Обобщены экспериментальные результаты изучения транскристаллитной и интеркристаллитной хрупкости стали, а также роли структурных факторов в развитии различных форм хрупкого разрушения. Подробно описаны такие иды разрушения, как "сульфидная" хрупкость; высокотемпературная хрупкость сталей в аустенитной области температур; хрупкость, возникающая при околосолидусных температурах; замедленное разрушение высокопрочных сталей и др. Для каждого из рассмотренных видов хрупкости стали приведены рекомендации по снижению вредного воздействия охрупчивающих факторов. Книг адресована инженерам и научным работникам, занимающимся вопросами металловедения, термической обработки и горячей пластической деформации, может быть полезна студентам и аспирантам, изучающим металловедение и металлофизику.

Рассмотрены возможные внутренние и поверхностные дефекты слитков, полуфабрикатов, непрерывнолитых заготовок и толстых листов, а также прутковой стали, профилей, катанки, проволоки, штамповок, тонких листов, труб и облегченных (гнутых) стальных профилей. Описаны причины возникновения дефектов и способы их устранения. Приведенные иллюстрации дают четкое представление о характере рассматриваемых дефектов. Атлас рассчитан на инженерно-технических работников металлургических и машиностроительных заводов.

Приведены результаты исследования триботехнических характеристик композиционного материала WC-сталь 110Г13 в контакте со стальным диском в диапазоне скоростей скольжения от 10 до 40 м/с при давлении 2 МПа, а также структуры поверхностей трения после испытаний. Установлена область скоростей скольжения (23-30 м/с), в которой наблюдается катастрофическое изнашивание материала. При более высоких скоростях протекает установившееся изнашивание. Показано, что резкое увеличение интенсивности изнашивания (в четыре раза) в диапазоне скоростей скольжения 23-30 м/с связано со сменой механизмов изнашивания. Установлено, что приповерхностная область материала WC-сталь 110Г13 имеет многослойное строение, причем слои сильно отличаются по структуре и свойствам.