Введение к работе
Актуальность темы. Среди различных способов обработки материалов особое место занимают динамические методы, связанные с использованием энергии взрыва. В настоящее время в литературе уже накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал по структуре и свойствам металлов и сплавов после ударно -волнового воздействия.
В 80-х годах, при взаимодействии разогнанного энергией взрыва до скоростей 1000-3000 м/с потока высокоскоростных дискретных частиц размерами 8-100 мкм с мишенью, было обнаружено сверхглубокое проникание (СГП) отдельных частиц на глубины более 1000 их диаметров, что весьма трудно объяснить с позиций гидродинамической теории. Имеющиеся публикации по этому вопросу носят весьма противоречивый характер и не проясняют от каких факторов зависит количество проникших частиц, практически отсутствуют данные по распределению легирующего вещества, введенного при помощи СГП, влиянию на него размеров частиц и мощности заряда взрывчатого вещества, используемого для разгона. Полностью отсутствуют данные изменения твердости по глубине мишеней, нет экспериментальных данных по распределению концентрации вводимого вещества в приповерхностных слоях мишеней. До сих пор не получено адекватной модели механизма сверхглубокого проникания высокоскоростных дискретных частиц, плохо описаны генераторы УВ, которые используются для разгона частиц. Для получения более целостной картины, необходимы дополнительные исследования данного эффекта.
Цель работы. Целью работы является экспериментальное исследование эффекта СГП и установление его влияния на структуру и свойства сталей, а также определение величины концентрации легирующего материала, введенного при проникании частиц в мишень, изменение концентрации и свойств материала по глубине мишеней в зависимости от величины частиц, мощности заряда взрывчатого вещества, используемого для разгона.
/
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: і. Разработка н создание экспериментальных установок позволяющих использовать эффект СГП для обработки деталей различной конфигурации.
-
Экспериментальное исследование распределения материала введенных частиц по глубине мишеней из сталей, установление взаимосвязи между величиной введенной концентрации, размерами частиц и мощностью заряда взрывчатого вещества (ВВ), используемого во взрывном ускорителе для разгона порошковых частиц.
-
Исследование особенностей изменения свойств и структуры сталей, обработанных потоком высокоскоростных частиц.
Положения, представляемые к защите:
особенности распределения легирзтощего элемента по глубине мишеней, обработанных высокоскоростным потоком порошковых частиц. зависимость величины концентрации от размеров частиц и от мощности заряда ВВ, используемого для разгона порошка;
экспериментальные результаты по распределению легирующего элемента в приповерхностных слоях и по глубине мишеней из инструментальных сталей;
результаты экспериментальных данных по изменениям плотности, твердости н структуры сталей после СГП дискретных частиц, разогнанных энергией взрыва;
уменьшение значений твердости стали в приповерхностных слоях после взаимодействия с высокоскоростными порошковыми частицами относительно значений получаемых только при ударно-волновой обработке.
Научная новизна работы. Разработана экспериментальная схема позволяющая за один раз обрабатывать детали со сложной конфигурацией поверхности. Впервые на основе экспериментальных исследований получены распределения вводимого при помощи СГП легирующего
элемента в приповерхностных слоях инструментальных сталей, определены особенности распределения легирующего элемента по глубине мишеней в зависимости от мощности ВВ, используемого для разгона дискретных частиц. Экспериментально установлена зависимость концентрации введенного вещества от размеров частиц. Получены результаты, описывающие изменение твердости и плотности материала по глубине мишеней обработанных потоком высокоскоростных частиц. Показано, что обработка мишеней потоком высокоскоростных частиц приводит к снижению твердости материала в поверхностных слоях относительно значений получаемых при ударно-волновой обработке зарядом ВВ такой же мощности.
Практическая значимость работы. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы для применения явлення СГП при обработке сталей, прогнозирования распределения легирующего элемента по глубине деталей, вводимого при помощи эффекта сверхглубокого проникания высокоскоростных частиц, изменения плотности и твердости , а так же структурных изменений в сталях после обработки потоком частиц. Это позволит создать высокоэффективные технологии для обработки сталей и получения материалов с заданными свойствами.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на XIY Международной конференции "Физика прочности и пластичности материалов " (Самара, 1995), Всероссийской научно-технической конференции "Надёжность механических систем" (Самара, 1995), III Международной школе-семинаре "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах" (Барнаул, 1996), на Международной конференции "Shock Wave in Condensed Matter" (St. Petersburg, 1996). II Российской научно - технической конференции "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов" (Красноармеиск, 1996), 44 Научной конференции профессорско - преподавательского состава, сотрудников и аспирантов СамГСХА (Самара. 1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введення, трех глав, заключения и библиографического списка из 120 наименовании. Она содержит 139 страниц машинописного текста, 24 рисунка, 17 таблиц.
