Єфімов М. О. Фізичні основи поверхневого зміцнення матеріалів за рахунок формування нерівноважних структурних станів

Дисертацію присвячено вивченню впливу лазера з імпульсами наносекундної довжини та імпульсної плазмової обробки на поверхню сталей, а також особливостей формування структури аморфізованих покриттів, нанесених газотермічним напиленням. Вперше показано, що в приповерхневих шарах сталей аустенітного класу під впливом опромінення наносекундним лазером формується новий нерівноважний ГЦК-твердий розчин заліза, що має збільшений параметр кристаличної решітки, який існує водночас з основним ГЦК - твердим розчином із практично не зміненим параметром решітки. Такий стан характеризується комірчастою дислокаційною структурою, що не супроводжується перерозподілом легуючих елементів між областями границь і тіла камірок. У вуглецевих сталях під дією наносекундного лазера параметр кристаличної решітки нерівноважного аустеніту, що утворюється в цьому випадку, на 0,5 - 0,9% вище, ніж після опромінення мілісекундним лазером. Висунуто припущення про зв'язок цього явища з підвищенням концентрації міжвузлових атомів в ГЦК - твердому розчині заліза. В роботі показано, що під дією імпульсної плазмової обробки у конструкційних та інструментальних сталях формується зміцнений приповерхневий шар з тонкою мартенсито-аустенітною структурою, яка формується в результаті розплавлення і загартування з рідкого стану, а також деформаційного зміцнення. Головний внесок в зміцнення приповерхневого шару вносить потужний термічний вплив імпульсів плазми, а також легування приповерхневої області елементами, що складають плазму. Показано, що тільки частково аморфізовані покриття нанесені газотермічним напиленням, зберігають високу твердість в межах 5-7 ГПа до 650-700С.