Разработка технологических процессов ионно-лучевой модификации поверхности при изготовлении и ремонте лопаток компрессора и турбины ГТД
Диссертация
Обнаружен и научно обоснован эффект перераспределения легирующих элементов в многокомпонентных гетерогенных системах, облучаемых МИИП в режиме плавления: компоненты с коэффициентом распределения К<1 оттесняются фронтом кристаллизации к поверхности мишени, а элементы с К>1 — концентрируются в зоне границы раздела «перекристаллизованный материал — исходный сплав». Показано, что сильноточная… Читать ещё >
Список литературы
- Сулима А. М., Носков А. А., Серебренников Г. 3. Основы технологии производства газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1996. 480 с.
- Сулима А. М., Шулов В. А., Ягодкин Ю. Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.
- Evans W. J. Optimising mechanical properties in a+P-titanium alloys. //Thermomechanical processing of and metallurgy of titanium alloys. 7−11 July 1997, Wollongong, Australia. p. 8996.
- Петухов A. H. Усталостная прочность металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1998. -180 с.
- Хирвонен Дж. К. Ионная имплантация. М.: Металлургия, 1985. 391 с.
- Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. М.: Наука, 1983. 360 с.
- Гусева М. И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика .1982, — № 4,-с. 27−50.
- Ягодкин Ю. Д. Ионно-лучевая обработка металлов и сплавов. М.: ВИНИТИ, 1989. т.5. -с. 5−86.
- Жоу Кесонг и Жанг Ронгуо. Исследования и разработки технологии поверхностной обработки металлов в Китае // ФиХОМ, 1997. № 5. — с. 64−73.
- Комаров Ф. Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия, 1990. 216 с.
- Комаров Ф. Ф., Комаров А. Ф. Физические процессы при ионной имплантации в твердые тела. Минск: УП’Технопринт", 2001. 393 с.
- Коллинз Е. В. Физическое металловедение титановых сплавов. М.: Металлургия, 1988. с. 223.
- Глазунов С. Г., Колачев В. А. Металловедение титановых сплавов. М.: Металлургия, 1982.-420 с.
- Солонина О. П., Глазунов С. Г., Колачев В. А. Жаропрочные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1976. 447 с.
- Nochovnaya N. A., Shulov V. A., Lvov A. F. etc. Erosion and corrosion resistant coatings for refractory titanium alloys. Titanium -99. Sankt-Peterburg: CRISM-«PROMETEY», 1999. c. 843−856.
- Nochovnaya N. A., Shulov V. A., Lvov A. F. etc. Surface processing of titanium alloy parts by intense electron beams. Titanium -99. Sankt-Peterburg: CRISM-«PROMETEY», 1999. c. 914 922.
- Ионная химико-термическая обработка сплавов /Б. Н. Арзамасов, А. Г. Братухин, Ю. С. Елисеев, Т. А. Панайоти // М.: Изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. 399 с.
- Бирке Н., Майер Дж. Введение в высокотемпературное окисление металлов. М.: Металлургия, 1987. 181 с.
- Масленков С. Б., Масленкова Е. А. Стали и сплавы для высоких температур. Справочник в 2-х томах. М., Металлургия, 1991. 830 с.
- Гольдштейн М. И., Литвинов В. С., Бронфин Б. М. Металлофизика высокопрочных сплавов. М.: Металлургия, 1986. 311 с.
- Физико-химический фазовый анализ сталей и сплавов / Н. Ф. Лашко, Л. В. Заславская, М. Н. Козлова и др.// М.: Металлургия, 1978. 336 с.
- Перспективы применения сильноточных импульсных электронных пучков для модификации поверхности и ремонта лопаток газотурбинных двигателей /М.В. Виноградов, А. Ф. Львов, В. А. Шулов и др. // ж. Проблемы машиностроения и автоматизации, 2001 № 1. — с. 41−49.
- Кирсанов В. В., Суворов А. Л., Трушин Ю. В. Процессы радиационного дефектообразования в металлах. М.: Энергоатомиздат, 1985. 272 с.
- Линдхард И. Влияние кристаллической решетки на движение быстрых заряженных частиц // Успехи физических наук, 1969. т. 99, № 2. — с. 249−296.
- Кинчин Г., Пизе Р. Смещение атомов в твердых телах под действием облучения// Успехи физических наук, 1956. т. 97, № 4. — с. 590−625.
- Shyder W. S., Neufeld J. Disodering of Solids by Neutron Irradiation // Physical Review, 1955. -v. 97, N6. p. 1636−1646.
- Shyder W. S., Neufeld J. Vacancies and Displacements in Solids Resulting from Heavy Corpuscular Radiation // Physical Review, 1955. v. 103, N3. — p. 862−864.
- Кумахов М. А., Комаров Ф. Ф. Энергетические потери и пробеги ионов в твердых телах. Минск: БГУ, 1979.-319 с.
- Sigmund D. Sputtering processes. Collision cascades and spikes. Copenhagen: H. C. Orsted Institute, 1977. -32 p.
- Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей /А. Ф. Буренков, Ф. Ф. Комаров, М. А. Кумахов, М. М. Темкин // Минск: БГУ, 1980.- 352 с.
- Пространственное распределение энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений в твердых телах / А. Ф. Буренков, Ф. Ф. Комаров, М. А. Кумахов, М. М. Темкин // М.: Энергоатомиздат, 1985. 245 с.
- Величко О. И. Расчет значений предельных доз имплантации в условиях радиационно-стимулированной диффузии внедряемых примесей // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985.-№ 1,-с. 85−87.
- Макарец Н. В., Фалько Г. А. Стационарные концентрации и предельные дозы ионно-имплантированных примесей // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985. № 1. — с. 116−119.
- Макарец Н. В., Фалько Г. А., Федорченко А. И. Распыление поверхности мишени и радиационно-стимулированная диффузия примеси // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985. № 5. — с. 29−35.
- Лизунов Ю. Д. Рязанов А. И. Торможение быстрых заряженных частиц в поверхностных слоях многокомпонентных материалов и образование первичных радиационных дефектов при ионном облучении // Поверхность. Физика, химия, механика. 1987. № 5. — с. 121 131.
- Данилюк A. J1. Нелинейная модель высокодозовой имплантации // Физика и химия обработки материалов, 1997. № 6. — с. 16−20.
- Лаврентьев В. И., Погребняк А. Д. Прикладные аспекты высокодозовой мионной имплантации // Физика и химия обработки материалов, 1997. № 6. — с. 5−15.
- Данилюк А. Л., Углов В. В., Русальский Д. П. Модель формирования распределения азота в стали при имплантации из плазменного источника // Физика и химия обработки материалов, 1998. № 6. — с. 5−8.
- Заболотный В. Т., Старостин Е. Е. Фрактальная размерность каскадов атомных смещений // Физика и химия обработки материалов, 1999. № 3. — с. 5−8.
- Афанасьев В. П., Лубенченко А. В. Потери энергии и рассеяние легких ионов в твердых телах // Поверхность, Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1998. -№ 6. с. 84−94.
- Данилюк А. Л., Углов В. В., Черенда Н. Н. Модель последовательной двойной высокодозовой имплантации // Физика и химия обработки материалов, 1999. № 2. — с. 510.
- Miyagawa Y., Nakao S., Miyagawa S. Dynamic-Monte Carlo simulations of diamond-like carbon film synthesis by ion-assisted deposition // J. Surface and Coatings Technology, 2000. -v. 128−129.-p. 85−88.
- Brinkman J. A. On the Nature of Radiation Damage in Metals // J. Application Physics, 1954. -v. 25, N8.-p. 961−970.
- Sigmund D. Energy Density and Fine Constant of Heavy Ion Induced Elastic Collision Spikes in Solids // J. Application Physics Letters, 1974. — v. 24, N2. — p. 169−171.
- Жуков В. П., Демидов А. В. Расчет пиков смещения в приближении сплошной среды // Атомная энергия, 1985. т. 59, № 1. — с. 29 033.
- Demidov А. V., Zhukov V. P., Fedorov G. В. A Quantitative Continuum Approach to Displacement Spite Phenomena in Solids // J. Radiation Effects, 1986. v. 88, N6. — p. 129−139.
- Жуков В. П., Гусаров А. В., Демидов А. В. Влияние начального энерговыделения на развитие каскадов атомных столкновений // Радиационная стойкость материалов атомной техникию М.: Энергоатомиздат, 1989. с. 8−13.
- Болдин А. А. Нелокальные эффекты при эволюции плотных каскадов атомных столкновений. Диссертация на соискание ученой степени канд. физ.-мат. Наук. М.: МИФИ. 1992, — 130 с.
- Computer simulation of thermal-mechanical effects of high intensity pulsed ion beams on a metal surface / L. Xiaoyun, Y. Sha, Z. Weijiang etc. // J. Surface and Coatings Technology, 2000. v. 128−129. — p. 85−88.
- Забулонов Ю. JI., Макарец H. В., Федорченко А. М. Предельная температура мишени при высокоинтенсивном ионном легировании // Физика и химия обработки матариалов, 1988. № 3. — с. 39 042.
- Модификация свойств металлов под действием мощных ионных пучков /А. Д. Погребняк, Г. Е. Ремнев, С. А. Чистяков, А. Е. Лигачев // Известия высших учебных заведений. Физика, 1987 № 1.-е. 51−65.
- Бойко В. И., Евстигнеев В. В. Введение в физику взаимодействия сильноточных пучков заряженных частиц с веществом. М.: Энергоатомиздат, 1988. 136 с.
- Эпштейн Г. Н. Строение металлов, деформированных взрывом. М.: Машиностроение, 1980.-283 с.
- Анализ полей температурных полей и поведение примеси в кристаллах при импульсном ионном отжиге / Ю. А. Подлипко, А. П. Новиков, Ю. А. Бумей и др. // Доклады Всесоюзной конференции по ионно-лучевой модификации материалов. Каунас: ГКНТ, 1989.-е. 26−28.
- Жуков В. П., Болдин А. А. Генерация упругих волн при эволюции пиков смещения // Атомная энергия, 1987. т. 63, в. 6.-е. 375−379.
- Бойко В. И., Шаманин И. В., Юшицин К. В. Термоударное нагружение металла импульсным протонным пучком // Физика и химия обработки материалов, 1992. № 1. — с. 29−33.
- Начальная стадия динамики конденсированного вещества при воздействии мощного ионного пучка / В. И. Бойко, Н. Н. Прилепских, В. П. Кишкин и др.// Поверхность. Физика, химия, механика. 1990. № 1. — с. 11−115.
- Бойко В. И., Шаманин И. В., Кишкин В. П. Эффект двойной экранировки поверхности металла, облучаемой мощным протонно углеродным пучком // Физика и химия обработки материалов, 1989. — № 3. — с. 20−23.
- Бойко В. И., Шаманин И. В., Кишкин В. П. Эволюция системы мощный ионный пучок -поверхность металла в микросекундном интервале // Поверхность. Физика, химия, механика. .1991. № 7. — с. 36−42.
- Эрозия кварца под действием мощных наносекундных ионных пучков / В. П. Кривобоков, О. П. Пащенко, Г. А. Сапульская, Б. П. Степанов // Физика и химия обработки материалов, 1991.-№ 6.-с. 25−32.
- Диденко А. Н., Асаинов О. X., Кривобоков В. П. Аморфизация поверхности металлов и сплавов при облучении импульсными наносекундными пучками ионов // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985. № 1. — с. 150−154.
- Тепловые процессы при обработке поверхности металлов сильноточными наносекундными пучками ионов / В. П. Кривобоков, О. X. Асаинов, Г. А. Сапульская, А. Е. Лигачев // Физика и химия обработки материалов, 1987. № 2. — с. 53−59.
- Шулов В. А., Ремнев Г. Е., Ночовная Н. А. Явление кратерообразования при взаимодействии мощных ионных пучков с поверхностью металлов и сплавов: Общая характеристика. Поверхность. Физика, химия, механика. 1993. -№ 12. с. 110−121.
- Шулов В. А., Ремнев Г. Е., Ночовная Н. А. Явление кратерообразования при взаимодействии мощных ионных пучков с поверхностью металлов и сплавов: Влияниепредварительной обработки. Поверхность. Физика, химия, механика. 1995. № 6. — с. 7791.
- Simonen Е. P. Theory of amorphization kinetics in intermetallics // J. Nuclear Instrument Metals. Physics Research. 1986. sect. B. — v. 3, N2. — p. 198−202.
- Perry A. G. Ion implantation of titanium alloys for bio-materials and other applications // J/ Surface Engineering, 1987. v. 3, N2. — p. 154−160.
- Martinella R., Giovanardi S., Chevalard S. Wear behavior of nitrogen implanted and nitrided Ti-6A1−4V alloy // J. Material Science Engineering, 1985. — v. 69, N1. — p. 247−252.
- Rei К. Т., Lampe Th. Thermochemical surface treatment of titanium and titanium alloy Ti-6A1−4V by low energy nitrogen ion bombardment // 1985, J. Material Science Engineering, 1985. v. 69, N2. — p. 473−481.
- Madakson D. Effects of tin and nitrogen ion implantation on the oxidation of titanium // Material Science Engineering, 1987. v. 90, N2. — p. -205−212.
- Fishman S. V. В., Ahmed M., Potter D. I. Compounds and microstructure of silicon implanted nickel // J. Material Science Engineering, 1987. — v. 90, N3. — p. 135−142.
- Tata К. V., Han Т., Starrke E. K. Ion implantation effect on fatigue crack initiation in Ti-12%V // J. Scripta Metallurgies 1983. v. 17, N1. — p. 479−483.
- Sleeswyk A., Koch H. C. F. Effect of C-ion implantation on L.C.F. life in Cu, Ni and AISi 310 // J. Scripta Metallurgies 1980. v. 14, N2. — p. 919−922.
- Dearnaley G. Materials science aspects of ion beam technology // J. Surface Engineering, 1992. -v. 7, N10. p. 127−136.
- Dearnaley G. A review of the ion implantation in metals // J. Surface Engineering, 1990. v. 4, N10.-p. 87−99.
- Ионно-лучевая обработка титановых сплавов / В. А. Шулов, А. М. Сулима, Ю. Д. Ягодкин и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. № 8. — с. 24−30.
- Буренков А.Ф., Комаров Ф. Ф., Федотов С. А. Влияние флуктуаций ионного заряда на процесс высокоэнергетической ионной имплантации: моделирование на основе уравнения Больцмана // Поверхность. Физика, химия, механика. 1992. № 6. — с. 53−58.
- Аномальные изменения структуры и свойств хромистых сталей и сплавов, облученных ионами /В. С. Хмелевская, Р. Б. Грабова, В. Г. Волынкин и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1990. -№ 8. -с. 126−132.
- Аномально-высокое радиационное упрочнение сплавов железо-хром / А. Г. Иолтуховский, М. В. Леонтьева, В. С. Хмелевская и др. // ФиХОМ, 1991. № 2. — с. 31−35.
- Смыслов A.M., Лесунов В. П., Гребенюк Пути снижения повреждаемости рабочих лопаток компрессора ГТД // Авиационная промышленность, 1992. № 12. — с. 50−51.
- Гусева М.И., Смыслов, Владимиров Б.Г. Повышение усталостной прочности конструкционных материалов путем ионной имплантации поверхности // Уфа: УАИ, 1987.-с. 19−21.
- Дислокационные структуры приповерхностных слоев чистых металлов после ионной имплантации / А. Н. Диденко, Э. В. Козлов, Ю. П. Шаркеев и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1989.-№ 3.-с. 120−131.
- The mechanisms of the long range effect in metals and alloys by ion implantation / Y.P. Sharkeev, E.V. Kozlov, A.N. Didenko etc.// J. Surface & coatings technology 1996. N 83. — p. 15−21.
- Анищик В. M. Структурные и фазовые превращения в переходных металлах при имплантации ионов средних энергий // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Минск: БГУ, 1990. 35 с.
- Remnev G.E. and Shulov V.A. Practical applications of high-power pulsed ion beams // J. Laser and Particle Beams, 1993. v. 14, N4. — p. 707−739.
- Импульсный ионный ускоритель ТЕМП / Д. Р. Акерман, В. Н. Колодий, Г. Е. Ремнев и др. // Тезисы докладов 1 Всесоюзной конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. Томск: СОР АН, 1988. т. 1.-е. 3−4.
- Бриггс Д., Сих М. П. Анализ поверхности методами Оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: МИР, 1987. 598 с.
- Горелик В. А., Протопопов О. Д. Количественная Оже-спектроскопия // Обзоры по электронной технике. Серия 7. М.: ЦНИИ Электроника, 1978. в. 18. с. 1−50.
- Шулов В. А. Влияние ионной имплантации на химический состав и структуру поверхностных слоев жаропрочных сплавов // Известия ВУЗов. Физика, 1994. № 5. — с. 72−91.
- Furman Е. Composition analysis of some metal alloys using auger electron spectroscopy // J. Material Science, 1982. v. 17. — p. 575−579.
- Шулов В. A., Стрыгин А. Э., Досов И. M. Электронная Оже-спектроскопия поверхностных слоев жаропрочных сплавов после ионно-лучевой обработки // Поверхность, 1990. № 7. — с. 124−131
- Ю2.Русаков А. А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. 480 с.
- ЮЗ.Ягодкин Ю. Д. Рентгенографическое исследование структуры поверхностного слоя материалов методом скользящего отраженного пучка // Заводская лаборатория, 1989. т. 55, № 2.-с. 72−73.
- Donnelly S.E. and Birtcher R.C. Heavy ion cratering of gold // J. Physical review B, 1997. v. 56, N21.-p. 13 599−13 602.
- Прочность металлов и сплавов / Дж. Дж. Мак-Куин, Дж. П. Бейлон, Дж. И. Диксон и др. // М.: Металлургия, 1990. 352 с.
- Ю9.Поут Дж. М., Фоти Г., Джекобе Д. К. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками. М.: Металлургия, 1987. 424 с.
- Сверхбыстрая закалка жидких сплавов /Под ред. Г. Германа // М.: Металлургия, 1986. -374 с.
- Erosion of surface coatings in hydrodynamic flows / M. J. Pickles, B. J. Briscoe, R. S. Jullian, M. J. Adams//J. Wear, 1996.-v. 181/183, N2. p. 759−765.
- The failure models induced by white layers during impact wear /Y. Y. Yang, H. S. Fang, Y. K. Zheng etc. // J. Wear, 1995. — v. 185, N½.-p. 17−22.
- ПЗ.Диденко A. H., Быстрицкий В. M. Мощные ионные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984. -214 с.
- Бойко В. И., Евстигнеев В. В. Введение в физику взаимодействия сильноточных пучков заряженных частиц с веществом. М.: Энергоатомиздат, 1988. 136 с.
- Миллер Г. А. Транспортировка мощных ионных и электронных пучков. М.: МИР, 1984. -398 с.
- Materials processing with intense pulsed ion beams / D. J. Rej, H. A. Davis, V. A. Shulov etc. // J. Vac. Sci. Technol. A15 (3), May/June. 1997. p. 1089−1097.
- Герасименко П. В., Супрун В. Д., Шмелев J1. В. Испарение в вакуум вещества импульсом излучения с учетом его поглощения испарившимся газом // Поверхность, 1989, — № 7.-с. 71−79.
- Материалы Международной конференции «Beams-96». Прага, 1996. В 2х томах. 1308 с.
- Pogrebnjak A. D., Remnev G. Е., Plotnikov S. V. High power pulsed ion beam irradiation of metals and alloys // Material science and engineering, 1989. v. Al 15. — p. 175−179.
- Бойко В.И., Валяев А. Н., Погребняк А. Д. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц // Успехи физических наук, 1999, т. 169, № 11. -с. 1243−1271.
- Соколов С. В. Модификация свойств поверхности материалов на основе соединений титана // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Сумы: СГУ, 2000. 18 с.
- Сверхбыстрая закалка жидких сплавов /Под ред. Г. Германа // М.: Металлургия, 1986. -374 с.
- Иевлев В. М., Трусов JI. И., Холмянский В. А. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия, 1988. 325 с.
- Расширенные тезисы докладов 4ой Международной конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. Томск: Миннауки РФ, 1996. 551 с.
- Шулов В. А., Н. А. Ночовная, Г. Е. Ремнев, А. Ф. Львов. Влияние кратерообразования на усталостную прочность и коррозионную стойкость жаропрочных материалов облученных мощным ионным пучком // ж. ФиХОМ, 2001. № 4. — с. 40−45.
- Yatsui К. High power pulse ion beam application for technology, J. Laser and Particle Beams, 1989.-v. 7.-p. 733−749.
- High-power ion beam treatment application for properties modification of refractory alloys // V.
- A. Shulov, N. A. Nochovnaya, G. E. Remnev etc. // J. Surface and Coatings Technology. 1998. -v. 99.-p. 74−82.
- Shulov V. A., Remnev G. E., Nochovnaya N. A. etc. High power ion beam treatment of titanium alloy parts, Proceedings of the 8th International Conference on Titanium, U. K., v. 3. 1996.-p. 2126−2132.
- Обработка титанового сплава BT8M мощными ионными пучками наносекундной длительности / В. А. Шулов, Н. А. Ночовная, Г. Е. Ремнев и др. // ФиХОМ, 1997. № 4. с.5−12.
- Wolf G. К. An historical perpective of ion bombardment research for corrosion studies // J. Surface & Coatings Technology, 1996.- № 83. p. 1−9.
- Исследование состояния поверхности обработанных мощным ионным пучком лопаток компрессора ГТД из сплава ВТ9 после эксплуатационных испытаний на технологическом двигателе / А. Н. Напольное, А. Ф. Львов, В. А. Шулов и др.// Титан, 1995. № 1−2. — с. 3034.
- Влияние ионно-лучевой обработки мощными импульсными пучками на физико-химическое состояние поверхностных слоев и усталостную прочность сплава ЭП718ИД /
- B. А. Шулов, Г. Е. Ремнев, А. Э. Стрыгин и др. // ФиХОМ, 1992.- № 6. с. 29−35.164
- Имплантационно-плазменная обработка мартенситной стали и титанового сплава / М. И. Гусева, Г. М. Гордеева, Ю. В. Мартыненко и др. // ФиХОМ, 1999. № 2. — с. 11−16.
- А. Ф. Львов. Установка для определения скрытых дефектов в титановых дисках компрессора ВРД в условиях мелкосерийного и серийного производства // ж. Титан, 1995. -№ 1−2, с. 86−88.
- Применение ионно-лучевой обработки для повышения служебных характеристик лопаток компрессора ГТД из сплава ЭП718ИД / А. М. Сулима, В. А. Шулов, А. Ф. Львов, А. А. Носков и др. // РТМ 1.2.071−1990. 45 с.