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.

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 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 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.

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.

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.

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 настоящей монографии изложены современные представления о технологических физико-химических методах нанесения покрытий, процессах получения карбидохромовых покрытий, о процессах лазерной, электроразрядной, оптико-кавитационно-абразивной, электроэрозионной размерной обработки покрытий и непроводящих материалов. Изложены экологические аспекты при нанесении покрытий и производстве наноматериалов. При написании использован опыт, наработанный учеными и специалистами ОАО «Научно-производственное предприятие "Полигон-МТ"», ОАО МКБ «Искра» имени И. И. Картукова, кафедры ТОМПВЭ МАТИ— РГТУ имени К. Э. Циолковского, Научного центра порошкового материаловедения (г. Пермь). Авторы заранее благодарны за все возможные замечания и предложения со стороны заинтересованных читателей по содержанию и форме изложения материала и надеются, что предлагаемая книга послужит дальнейшему развитию исследований и инноваций в области нанесения защитных покрытий и высокоэнергетических технологий обработки материалов.

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 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.

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 книге рассмотрены основы нанесения износо-, коррозионно-стойких и теплозащитных покрытий с применением перспективных технологий наплавки, газотермического напыления, лазерной обработки; теоретические предпосылки оптимизации состава наносимых материалов и технологии формирования покрытий. Приведены конкретные примеры современных материалов и технологий для упрочнения изделий машино- и моторостроения, металлургии, авиации. химической промышленности. медицинской техники. Значительное внимание уделено износостойким материалам с избыточной карбидной фазой и включениями твердой смазки, коррозионно-стойким металлополимерным и биокерамическим материалам, теплозащитным композициям на основе диоксид циркония. Представлена информация об импульсно-пламенной обработке напыленных покрытий для образования в них работоспособных неравновесных, аморфизированных структур. Предназначена для научных и инженерно-технических работников в области нанесения защитных покрытий, аспирантов, студентов.

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.

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 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.

Приведены технологические параметры основных способов подготовки поверхности деталей из различных металлов и сплавов. Описаны методы нанесения и удаления защитных металлических, органических и неорганических покрытий, а также методы химической и электрохимической размерной обработки деталей и способы испытаний качества защитных покрытий и поверхностной обработки. Даны рекомендации технологических параметров процессов. Для инженерно-технических работников и специалистов металлургической, машиностроительной, химической, электрохимической и других отраслей промышленности, занимающихся обработкой готовых деталей и металлических изделий с целью их защиты от коррозии.

Приведены справочные сведения по созданию робототехнических комплексов и ГПС, о высокопроизводительной технологической оснастке и инструменте. Даны типовые технологические маршруты и схемы обработки деталей на станках с ЧПУ. Рассмотрены методы обеспечения точностных параметров прецезионных деталей, методы и средства измерения, рекомендуемые режимы резания. Приведены расчеты технико-экономической эффективности современной технологии обработки деталей.Для инженерно-технических работников машиностроительных предприятий, а также может быть полезен студентам втузов.

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 монографии впервые обобщаются результаты исследования модификации поверхностных слоев металлических материалов, основанной на импульсном плавлении с помощью широкоапертурных (до 80 см2) низкоэнергетических (10-40 кэВ) сильноточных (до 30 кА) электронных пучков (НСЭП) микросекундной (0,7-5 мкс) длительности. Изложены все практически важные аспекты; получение интенсивных импульсных электронных пучков в вакуумных и плазмонаполненных диодах; тепловые и термомеханические процессы при воздействии НСЭП на металлические материалы; закономерности модификации поверхностных слоев меди, железа, титана, ряда легированных сталей и легких сплавов; закономерности формирования поверхностных сплавов; проблема кратерообразования на облучаемой поверхности и методы её решения; применение НСЭП-обработки для улучшения поверхностно-чувствительных свойств биомедицинских, электрофизических и промышленных материалов и изделий. Для специалистов в области модификации материалов импульсными потоками энергии.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований закономерностей формирования структуры и свойств материалов, подвергнутых различным видам внешних энергетических воздействий. Представлены физические основы технологии создания некоторых перспективных конструкционных и функциональных металлических материалов. Рассмотрен ряд наиболее актуальных направлений физики конденсированного состояния, представляющих передний край науки в данной области. Предназначена для широкого круга специалистов - научных сотрудников, инженеров, работающих в области материаловедения, физики конденсированных сред (металлов и сплавов), металловедения и термической обработки, а также преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.