д.т.н., доцент, профессор-консультант кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля
Dr. Sci. (Eng.), Assist. Prof, Professor of the Chair of Science named after V.M.Finkel'
к.т.н., доцент кафедры теплоэнергетики и экологии
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Thermal Power Engineering and Ecology
д.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник УНИ
Dr. Sci. (Eng.), Assist. Prof, Leading Researcher
Рассмотрены особенности импульсных методов упрочнения и защиты поверхности металлов и сплавов, основанных на использовании физического явления электрического взрыва проводников. Выделены два основных направления исследований в этой области: электровзрывное легирование и электровзрывное напыление. Электровзрывное легирование представляет собой процесс, при котором при электрическом взрыве проводников формируется импульсная гетерогенная плазменная струя с высокими давлением и температурой, ее взаимодействие с упрочняемой поверхностью металла или сплава приводит к образованию ударно-сжатого слоя. Это ведет к оплавлению поверхности и насыщению ее компонентами струи, способствует образованию твердых растворов, формированию новых структурно-фазовых состояний и микроструктурным изменениям. Например, при электровзрывном алитировании титана вследствие образования новых фаз увеличиваются твердость и жаростойкость поверхности. Электровзрывное напыление является процессом, при котором мелкодисперсные частицы того или иного вещества, вводимые в область взрыва при формировании струи, ускоряются до высоких скоростей и наносятся на поверхность заготовки, образуя на ней покрытия с металлургической связью. Этот метод позволяет создавать защитные покрытия, повышающие, в частности, коррозионную стойкость и износостойкость деталей. Например, напыление никеля на стальные детали с использованием электрического взрыва может значительно увеличить их срок службы в агрессивных средах. Приведены сведения об основных полученных результатах, представленных в виде защищенных кандидатских и докторских диссертаций. Эти работы не только расширили понимание процессов, происходящих при электровзрывных обработках, но и открыли новые перспективы для применения этих технологий в различных областях промышленности. В целом, электровзрывные методы упрочнения и защиты металлов и сплавов остаются актуальной темой исследований, способствуя совершенствованию современных материалов и технологий.
The features of pulsed methods of hardening and protecting the surface of metals and alloys based on the use of the physical phenomenon of an electrical explosion of conductors are considered. Two main areas of research in this area are identified: electro-explosive alloying and electro-explosive spraying. Electro-explosive alloying is a process in which, during an electric explosion of conductors, a pulsed heterogeneous plasma jet with high pressure and temperature is formed, its interaction with the reinforced surface of a metal or alloy leads to the formation of a shock-compressed layer. This leads to melting of the surface and saturation of its components with jet, promotes the formation of solid solutions, the formation of new structural and phase states and microstructural changes. For example, during electroexplosion of titanium, due to the formation of new phases, the hardness and heat resistance of the surface increase. Electro-explosive spraying is a process in which finely dispersed particles of a substance introduced into the explosion area during the formation of a jet are accelerated to high speeds and applied to the surface of the workpiece, forming coatings with a metallurgical bond on it. This method makes it possible to create protective coatings that enhance, in particular, the corrosion resistance and wear resistance of parts. For example, spraying nickel onto steel parts using an electric explosion can significantly increase their service life in aggressive environments. The information about the main results obtained, presented in the form of defended candidate's and doctoral dissertations, is given. These works have not only expanded the understanding of the processes occurring during electrical explosive treatments, but have also opened up new perspectives for the application of these technologies in various fields of industry. In general, electro-explosive methods of hardening and protecting metals and alloys remain an urgent research topic, contributing to the improvement of modern materials and technologies.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.