АО «НИИЭФА»
Акционерное общество
«НИИЭФА им. Д.В. Ефремова»
О компании Контакты Вакансии Новости Противодействие коррупции и хищениям Поставщикам Диссертационный совет Экологическая безопасность Охрана труда Торги имущества ПСР
 

НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА НА ПОВЕРХНОСТЬ МАТЕРИАЛА (ПРЯМАЯ МОДИФИКАЦИЯ)

При воздействии мощных импульсных электронных пучков на материал его слой толщиной порядка длины пробега электронов в данном материале (от 10 до 100 мкм) очень быстро нагревается до температуры фазовых переходов.

По окончании импульса пучка нагретый слой быстро охлаждается процессом теплопроводности в глубину материала. В результате изменяются свойства поверхностного слоя:

•изменяется микроструктура - размер зерна уменьшается от сотен микрон до долей микрона, возможен переход в аморфное состояние и формирование наноструктур;

•изменяется фазовый состав, при этом возможно появление метастабильных фаз и соединений, которые при обычных методах термообработки образоваться не могут;

•гомогенизируется фазовый состав, например, измельчаются и однородно распределяются карбиды в сталях.

Привлекательными для практики следствием таких изменений является повышение твёрдости, коррозионной стойкости и износостойкости поверхности материалов, уменьшение коэффициента трения, повышение динамической прочности изделий.

ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (Увеличение х4000 и х10000)

Микрогеометрия поверхности до обработки электронным пучком Микрогеометрия поверхности после обработки электронным пучком
Микрогеометрия поверхности до обработки электронным пучком (слева) и после обработки (справа)

Защитное покрытие NiCoCrAlY

Микрогеометрия поперечного сечения покрытия после обработки электронным пучком Микрогеометрия поверхности покрытия после обработки электронным пучком
Микрогеометрия поперечного сечения покрытия после обработки электронным пучком Микрогеометрия поверхности покрытия после обработки электронным пучком

ПОВЫШЕНИЕ МИКРОТВЁРДОСТИ СТАЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Марка СталиЭнергия электронов, кэВДлительность импульса, мксТолщина слоя, мкмТвёрдость до обработки, кг/мм2Твёрдость после обработки, кг/мм2
40ХН2МА 150 20 25 170 350
50Х20Н4АГ9 150 20 40 250 800
40Х9С2 100 8 18 300 700
40Х9С2 140 14 12 300 500
08КП 180 6 22 200 1100
08КП 150 20 50 200 700
Ст6СП 60 35 12 250 700
Ст6СП 180 8 25 250 550

График

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

График

Износ деталей (потеря массы) после испытаний в двигателей (18 прогонов по 2 часа каждый прогон)

ДетальТрадиционная технология упрочнения, мгДополнительная обработка пучкомКоэффициент повышения износостойкости
Толкатель 3,79 0,87 4,3
Кулачок 2,04 0,88 2,3

Износостойкость шестерен, обработанных и не обработанных электронным пучком. Повышение после обработки электронным пучком от 5 до 10 раз.

График3

ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ОКСИДНОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

Импульсная электронно-пучковая обработка резко снижает скорость начальной оксидации защитного покрытия, что приводит к уменьшению толщины оксидного слоя в 2-3 раза. Различие в скорости роста оксидного слоя на полированной поверхности и обработанной пучком поверхности защитного покрытия обусловлено различной микроструктурой оксидного слоя.

хрень1 хрень2
Микроструктура оксидного слоя на поверхности защитного покрытия MeNiCrAlY после полировки (слева) и после обработки импульсным электронным пучком (справа). Испытания в течение 200 часов при 950оС.

 
© 2004-2018, НИИЭФА им. Д.В.Ефремова, ОИТ. CMS English version Яндекс.Метрика