Введение
Глава 1. Экзогенное модифицирование и армирование металлов и сплавов 17
1.1. Постановка проблемы, современное состояние вопроса 17
1.2. Антифрикционные композиционные материалы, дисперсно упрочненные тугоплавкими частицами экзогенного характера, способы их получения и принципы работы 25
1.2.1. Классификация композиционных материалов и способы их изготовления 25
1.2.2. Эксплуатационные свойства антифрикционных композиционных материалов 35
1.2.3. Основные методы получения антифрикционных дисперсно упрочненных композиционных материалов и вопросы их свариваемости 43
1.3. Экзогенное модифицирование направленного металла функциональных покрытий и металла шва наноразмерными частицами 53
1.3.1. Общие принципы экзогенного модифицирования в сварочном производстве 53
1.3.2. Применение экзогенного модифицирования в сварочном производстве 57
1.3.3. Экзогенное модифицирование направленного металла 58
1.4. Постановка задач исследования 66
Глава 2. Основные физико-химические и металлургические процессы, определяющие возможность экзогенного модифицирования и армированная наплавленного металла функциональных покрытий и металла шва 71
2.1. Физико-химические и металлургические процессы, протекающие в расплаве дисперсно-упрочненных композиционных материалов 71
2.1.1. Кинетика химического взаимодействия армирующей фазы с матрицей 71
2.1.2. Расчетная оценка влияния легирования матричного сплава кремнием на взаимодействие Al с SiC 77
2.3. Влияние количества армирующих частиц на формирование наплавленного покрытия 87
2.2. Физико-химические и металлургические процессы, протекающие в зоне контакта сталь/алюминий 91
2.3. Физико-химические и металлургические процессы, протекающие в расплаве модифицированных сплавов баббита 97
2.4. Физико-химические и металлургические процессы, протекающие в расплаве в присутствии вещества наноразмерных частиц 102
2.5. Выводы по главе 2 134
Глава 3. Исходные материалы и методы исследования экзогенного модифицирования и армирования наплавленного металла функциональных покрытий и металла шва 137
3.1. Выбор и обоснование составов антифрикционных материалов на основе цветных сплавов и разработка присадочных материалов 137
3.1.1. Выбор, обоснование и разработка сварочных материалов, обеспечивающих армирование антифрикционного наплавленного материала 137
3.1.2. Выбор, обоснование и разработка сварочных материалов, обеспечивающих модифицирование антифрикционного наплавленного материала 142
3.2. Разработка присадочных материалов, обеспечивающих модифицирование сварного шва 153
3.3. Выбор и обоснование схем и режимов для проведения исследований по армированию антифрикционных покрытий на базе алюминиевых сплавов 161
3.4. Выбор и обоснование схем и режимов для проведения исследований сварки взрывом АКМ 170
3.5. Выбор и обоснование схем и режимов для проведения исследований нанесения АКМ на стальную подложку 171
3.6. Выбор и обоснование схем и режимов для проведения исследований плазменно-порошковой наплавки антифрикционных покрытий на базе баббита, модифицированных УНТ 173
3.7. Выбор и обоснование схем и режимов для проведения исследований по модифицированию металла шва наноразмерными частицами 178
3.7.1. Выбор режимов для проведения исследований по модифицированию металла шва наноразмерными частицами с использованием «лигатуры» 178
3.7.2. Выбор режимов для проведения исследований по модифицированию металла шва наноразмерными частицами с присадочной порошковой проволоки 189
3.8. Методы исследования антифрикционных армированных и модифицированных покрытий на основе цветных сплавов 204
3.9. Методы исследования металла шва, модифицированного нанораз-мерными частицами 210
3.10. Выводы по главе 3 212
Глава 4. Влияние экзогенного модифицирования и армирования наплавленного металла на структуру функциональных покрытий и металла шва 215
4.1. Влияние экзогенного армирования наплавленного металла на структуру антифрикционных покрытий 215
4.1.1. Влияние экзогенного армирования частицами карбида кремния наплавленного металла на основе алюминиевых сплавов на структуру антифрикционных покрытий 215
4.1.2. Влияние экзогенного армирования частицами карбида кремния наплавленного металла на основе алюминиевых сплавов на структуру образцов, полученных для проведения испытаний на трение и износ по схеме «втулка-втулка» 225
4.1.3. Влияние экзогенного армирования частицами карбида кремния наплавленного металла на основе алюминиевых сплавов на структуру покрытий, полученных сваркой взрывом 229
4.1.4. Исследование структуры диффузионной зоны при нанесении АКМ на стальную подложку 2 4.2. Влияние экзогенного модифицирования УНТ наплавленного металла на основе сплавов баббита на структуру антифрикционных покрытий 246
4.3. Влияние экзогенного модифицирования наноразмерными частицами металла шва на его структуру 255
4.3.1. Влияние экзогенного модифицирования наноразмерными частицами металла шва на его структуру при использовании присадочного материала в виде «лигатуры» 255
4.3.2. Влияние экзогенного модифицирования наноразмерными частицами металла шва на его структуру при использовании присадочного материала в виде порошковой проволоки 266
4.4. Выводы по главе 4 284
Глава 5. Влияние экзогенного модифицирования и армирования наплавленного металла на эксплуатационные свойства функциональных покрытий и металла шва 291
5.1. Влияние экзогенного армирования наплавленного металла на эксплуатационные свойства антифрикционных покрытий 291
5.1.1. Влияние экзогенного армирования частицами карбида кремния наплавленного металла на основе алюминиевых сплавов на эксплуатационные свойства антифрикционных покрытий 291
5.1.2. Исследование адгезионной прочности покрытий на основе алюминиевых сплавов, армированных частицами карбида кремния, при нанесении их на стальную подложку 308
5.2. Влияние экзогенного модифицирования УНТ наплавленного металла на основе сплавов баббита на эксплуатационные свойства антифрикционных покрытий 310
5.3. Влияние экзогенного модифицирования наноразмерными частицами металла шва на его эксплуатационные свойства 317
5.3.1. Влияние экзогенного модифицирования наноразмерными частицами металла шва на его эксплуатационные свойства при двухдуговой сварке под флюсом с применением «лигатуры» 318
5.3.2. Влияние экзогенного модифицирования наноразмерными частицами металла шва на его эксплуатационные свойства при дуговой сварке под флюсом с применением присадочной порошковой проволоки 327
5.4. Выводы по главе 5 343
Основные выводы и результаты 346
Список литературы 350
Приложение 373
