Изучение массопереноса в инструментальных сталях модифицированных пучком электронов
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время задача модифицирования существующих материалов является актуальной проблемой для материаловедения. Стали, используемые для изготовления деталей и конструкций, работающих в агрессивных средах, должны обладать уникальными свойствами. К высокоэффективным методам модифицирования материалов можно отнести метод магнетронного распыления.
Основной причиной модифицирования уже существующих материалов и изделий является повышение качественных характеристик. Так как использование в процессе изготовления деталей дорогостоящих материалов является нерациональным, теоретические и практические исследования в области формирования покрытий считается перспективным направлением. Данные покрытия могут изготовляться из различных материалов, в том числе редких, однако за счет малоразмерности толщины этот процесс будет более экономичней и, возможно, эффективней, чем создание детали из дефицитных материалов.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ6
1.Исследование проблематики воздействия сильноточных пучков на морфологию поверхности стальных образцов, и характера диффузионных механизмов, влияющих на массоперенос.7
1.1 Ускорители сильноточных электронов 7
1.2 Обзор процессов массопереноса в сталях при воздействии сильноточных пучков электронов16
1.3 Изменение эксплуатационных свойств сталей43
2. Методы экспериментальных исследований.50
2.1. Метод облучения стали электронным пучком50
2.2. Метод сканирования поверхности обработанного стального образца53
3.Результаты исследования59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ64
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Диденко А. Н., Григорьев В. П., Усов Ю. П., Мощные электронные пучки и их применение / А. Н. Диденко, В. П. Григорьев, Ю. П. Усов /М.: Атомиздат, 1977. - 277 с. : ил.; 21 см. ISBN 978-5-93057-515-6.
2. Миллер Р., Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц, пер. с англ. А. В. Агафонова; Под ред. А. А. Коломенского, М.: Мир, 1984. - 152 с. : ил.; 21 см. ISBN 978-5-7038-4642-1
3. Быстрицкий В. М., Диденко А. Н., Мощные ионные пучки, М., 1984.
4. Рудаков, Л.И. Сильноточные пучки заряженных частиц, M., 1996.
5. ГНЦ РФ ТРИНИТИ: [Электронный ресурс]. URL: https://www.triniti.ru/services/. (Дата обращения: 28.03.2022)
6. Фролов В.А. Электронная техника. Учебник. Ч.2. Основы схемотехники электронных схем, M., 2015 г.
6. Стил М., Вюраль Б., Взаимодействие волн в плазме твёрдого тела, пер. с англ., М., 1973.
7. Лукьянов С. Ю., Горячая плазма и управляемый ядерный синтез, М.,1975
8. Горбунов, С.В. Влияние высокоинтенсивной электронной обработки на структурно-фазовое состояние поверхности нержавеющей стали/ С.В. Горбунов, С.В. Воробьев, Ю.Ф. Иванов, Ю.А. Колубаева, А.Д. Гересов// Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2012. – V.2.- P.57-60.
9. Гулькин, А.В. Кратерообразование и массоперенос в металлах и cплавах при облучении сильноточным пучком электронов микросекундной длительности. [Текст]: дис. Канд ф.-м. наук: защищена 13.10.05: утв. 02.04.06/ Гулькин Алксандр Владимирович. – Омск, 2005. – 124 с.
8. Громова, А. В. Модификация дефектной субструктуры закаленной стали импульсным низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком/А. В. Громова, Ю. А. Колубаева, С. В. Коновалов, Ю. Ф. Иванов //Известия РАН. Серия физическая. – 2008. – V.72. – P.1281-1284.
10. Актуальные проблемы прочности /Алифанов А.В., Андреев В.А., Антанович А.А., Асланян Н.С., Белоцерковский М.А., Белявин К.Е., Бердник О.Б., Бурнаев А.В., Веремейчик А.И., Викарчук А.А., Викторов С.Д., Волоконский М.В., Гончаров
Результаты исследований показывают, что распределение элементов после облучения не равномерно. Происходят локальные флуктуации концентрации элементов. Толщина слоя, в котором происходит изменение концентрации элементов, достигает 50 мкм.
На основе расчетов проведен анализ влияния каждого механизма диффузии (термодиффузия, диффузия под действием градиента концентрации вакансий, барродиффузии) на перераспределение элементов. При облучении пучками электронов укорителя ГСЭП-3 преобладающим механизмом является массоперенос в поле напряжений. Расчеты показывают, что для возникновения наблюдаемого массопереноса необходимо создание в материале значительной концентрации точечных дефектов (до 10-4 атмосферных давлений). Подобную концентрацию точечных дефектов обеспечивает облучение.