Введение к работе
.;. "-;' * І .
_. -- Актуальность проблемы. Важное место в задаче повышения эксплуатационной надёжности и работоспособности деталей машин и механизмов занимают проблемы создания защитных покрытий, новых и композиционных материалов с использованием конденсированных взрывчатых веществ (ВВ). В процессе ударного нагружения порошкообразного материала за счет высокоинтенсивного воздействия происходит уплотнение, деформация, разогрев, вплоть до плавления или испарения, частиц материала, метание всего слоя. В таких экстремальных условиях возможны синтез новых материалов, формирование прочных связей между частицами в слое и на границе с основным металлом (подложкой), поверхностное легирование (образование промежуточного высокотвердого слоя из материалов порошка и подложки).
Создание новых материалов с их одновременным нанесением в неравновесных условиях в виде покрытий на металлические поверхности эткрывает новые возможности и перспективы в областях сварки, образования покрытий и композиционных материалов. Обладающие более высокими служебными свойствами',такие изделия не могут быть получе-ш в условиях равновесия.
Диссертация посвящена теоретическому, экспериментальному и шсленному исследованию явления поверхностного легирования метал-юв взрывом при использовании порошковых материалов, анализу воз-шкающих эффектов при прохождении прямых и косых ударных волн (УВ).
Работа проводилась по плановой теме НИИМ МГУ на 198б-1990г.г. 'Исследование взрывных методов получения и обработки металлических іатериалов", которая предусмотрена научным направлением КП АН СССР !.И5"Новые процессы получения и обработки металлических материалов" ! КП НТП СЭВ по проблеме 4.3.7 "Получение новых материалов при ис-'ользовании высоких статических и динамических давлений".
Цель работы - разработка научных основ явления поверхностного легирования достигалась решением следующих основных задач:
разработка физико-математической модели пористой среды при прохождении в ней ударных волн средней и большой интенсивности;
определение параметров косых УВ в порошках при использовании различных схем их ударно-волнового нагружения;
пппрпрттвНИв тірягиМОВ отражения косых УВ от подожки*
изучение влияния режима отражения УВ и его характеристик на получаемые структуры и покрытия;
выполнение экспериментальных исследований по установлению качественных и количественных зависимостей получаемых характеристик изделий от параметров ударного нагружения;
установление определяющих условий и критических границ поверхностного легирования.
Научная новизна:
получена формула для нахождения коэффициентов линейной зависимости между скоростью распространения УВ и массовой скоростью за ней для порошкообразных веществ по их константам;
найдена аналитическая формула, позволяющая рассчитать максимальные углы поворота и соответствующие параметры в косых УВ при фиксированной скорости набегающего вещества с упоминавшейся линейной зависимостью;
предложено решение задачи о . косом ударе пластины и слоя порошка;
выведена аналитическая формула, позволяющая предсказывать теоретическую возможность реализации схемы стационарного маховского о' ражения УВ от абсолютно твердой стенки;
проведен теоретический анализ перехода регулярных режимов отражения косых УВ в нерегулярные для порошков на основе численных
засчетов и аналогии с экспериментально изученным случаемгаза ; - предложен механизм образования поверхностного легирования три ударно-волновом взаимодействии, основанный на численных расчетах и экспериментальных данных.
Практическая ценность. Полученные в диссертации результаты мо-чут быть использованы для расчетов распространения УІГпорошкообраз-шх веществах и предсказания поверхностного легирования.
Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались іа заседаниях семинара по газовой динамике Института механики МГУ іод руководством академика АН СССР Г.Г.Черного, на Ломоносовских гтениях в МГУ в 1989 году.
По теме диссертации опубликованы 3 печатные работы.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, че-'ырех глав, заключения и списка литературы из 129 наименований. 06-мй объем работы- 136 страниц, в том числе 55 рисунков и 8 таблиц на 6 страницах.