Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 103 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ можно сделать вывод о том, что электровзрывное легирование и сверхскоростное охлаждение при импульс- ной обработке приводят к формированию структуры субмикро- наномасштабного уровня, что позволяет по- высить прочностные и трибологические свойства поверхности обработки. Ключевые слова: титан, карбид бора, электровзрывное легирование, электронно-пучковая обработка, структурно-фазовые состояния. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-4-102-112 Введение Титановые сплавы применяются для изго- товления крупногабаритных сварных и сбор- ных конструкций летательных аппаратов, для изготовления баллонов, работающих под вну- тренним давлением в широком интервале тем- ператур от 196 до 450 °С, и целого ряда других конструктивных элементов [1, 2]. По типу струк- туры сплав ВТ6 относится к классу двухфазных сплавов, содержащих α-Ti и β-Ti [3]. Титан и его сплавы характеризуются отсутствием хлад- ноломкости, высокой пластичностью и прочно- стью, а также коррозионной стойкостью, особен- но в окислительных и хлорированных средах, кроме того, они обладают низкими антифрикци- онными свойствами [4, с. 681–685]. Помимо пе- речисленного данные материалы обладают низ- кой износостойкостью, высокой склонностью к налипанию, большим коэффициентом трения в паре с большинством материалов [5]. Перечис- ленные недостатки титановых сплавов ограни- чивают их использование при изготовлении де- талей, подверженных трению. Одним из перспективных способов моди- фикации поверхности металлов и сплавов яв- ляется метод электровзрывного легирования (ЭВЛ), в котором инструментом воздействия на поверхность служат импульсные плазменные струи, формируемые при разряде емкостных на- копителей энергии через токопроводящий ма- териал. Рабочее вещество ускорителя плазмы применяется как для нагрева поверхностного слоя модифицируемого материал, так и для его легирования [6]. Основное преимущество ЭВЛ перед другими аналогичными способами об- работки поверхности, использующими плазму взрывчатых веществ и магнитоплазменных ком- прессоров, состоит в том, что в качестве плаз- мообразующего вещества, которое собственно и вносится в поверхностный слой мишени, могут быть использованы любые электропроводящие материалы – тонкие фольги металлов и спла- вов, углеграфитовые и другие волокна. Кроме того, в область взрыва могут быть помещены порошковые навески того или иного вещества. Они увлекаются формируемой струей и пере- носятся на облучаемую поверхность, частично переходя в плазменное состояние. Плазменные струи электровзрывных источников могут быть использованы также для обработки внутрен- них цилиндрических поверхностей деталей [7, с. 94–96]. Таким образом, ЭВЛ позволяет в еди- ном технологическом цикле провести оплавле- ние поверхностного слоя детали, выполнить ее жидкофазное легирование продуктами взрыва проводников с последующей скоростной са- мозакалкой. Для реализации технологии ЭВЛ могут быть использованы промышленные раз- рядно-импульсные установки, обладающие кон- структивной простотой, высокой надежностью и сравнительно низкой стоимостью. Сдерживающим фактором для широкого практического использования ЭВЛ является вы- сокий уровень шероховатости поверхности мо- дифицирования и существенная неоднородность распределения легирующих элементов в объеме легированного слоя. Оба недостатка – это след- ствие сложного строения плазменного потока, формирующегося при электрическом взрыве токопроводящего материала, а именно присут- ствие в плазменном потоке частиц взрываемой фольги и навески порошка. Первым модифици- руемую поверхность достигает поток плазмы и плавит некоторый поверхностный слой; не- сколько позже поверхность образца достигают осколки взрываемого проводника и не испарив- шиеся частицы порошковой навески, которые могут проникать в объем расплавленного слоя, а также формировать на поверхности образца по- крытие. В ряде работ показано, что в качестве ин- струмента, позволяющего успешно бороться с указанными недостатками, могут быть исполь- зованы источники импульсных высокоинтен- сивных низкоэнергетических электронных пуч-