Введение
1 Методы послойного лазерного спекания изделий и покрытий 26
1.1 Методы быстрого прототипирования и изготовления изделий 26
1.2 Методы селективного лазерного спекания и плавления 32
1.3 Материалы, используемые для изготовления деталей методами СЛС и СЛП 35
1.4 Селективное лазерное спекание/плавление инструментальной стали, твердых сплавов и композитных материалов 39
1.5 Физические основы СЛС и СЛП процессов
1.5.1 Поглощение лазерного излучения 44
1.5.2 Теплоперенос при лазерной обработке порошков 53
1.5.3 Механизмы спекания 55
1.5.4 Физические явления на границе раздела жидкой и твердой фаз 1.6 Основы нанесения покрытий на изделиях при помощи лазерной обработки 71
1.7 Микроструктура металлических изделий, полученных СЛП методом 77
1.8 Управление качеством СЛС и СЛП процессов 87
1.9 Выводы к главе 1 90
2 Физико-технические основы метода высокоскоростного лазерного спекания/плавления металлических порошков 93
2.1 Особенности метода высокоскоростного лазерного спекания/плавления и нанесения покрытий 93
2.2 Высокоскоростная кристаллизация при лазерной обработке материалов и сплавов з
2.2.1 Влияние скорости движения фронта затвердевания на кристаллическую микроструктуру 95
2.2.2 Анализ морфологической устойчивости фронта кристаллизации 100
2.3 Методика определения энергетических параметров лазерной обработки и характеристик взаимодействия лазерного излу чения с высокодисперсными порошковыми средами 109
2.3.1 Взаимодействие лазерного излучения с высокодисперсными порошковыми средами 110
2.3.2 Экспериментальное исследование распределения интенсивности лазерного излучения по глубине порошкового слоя 112
2.3.3 Численное моделирование распространения лазерного излучения в порошковых средах 117
2.3.4 Анализ теплового поля 134
2.4 Анализ структурно-фазовых превращений при высокоско ростной лазерной обработке композиционных порошковых сред 144
2.4.1 Локально–неравновесная модель затвердевания 145
2.4.2 Результаты вычислений 147
2.5 Выводы к главе 2 149
3 Материалы и методы экспериментального исследования 153
3.1 Конструкция машины ВЛС/ВЛП и условия лазерной обработки 153
3.2 Обоснование условий подготовки порошка для ВЛС/ВЛП 156
3.3 Исходные материалы для исследований 158
3.4 Методы экспериментального исследования структуры и свойств 158
3.5 Выводы к главе 3 161
4 Неравновесные структуры систем на основе железа и их функциональные свойства 163 4.1 Системы Fe-Cu, Fe-Cu-С 163
4.1.1 Обоснование выбора систем на основе Fe-Cu и подготовки порошка для ВЛП 163
4.1.2 Неравновесная структура в системе Fe-50 мас.%Cu 169
4.1.3 Микроструктура и свойства в системах Fe-Cu-C 176
4.1.4 Влияние параметров ВЛП процесса сплава Fe-Cu на износостойкость и твердость компактов 187
4.2 Система Fe-Ni 195
4.2.1 Обоснование выбора системы Fe-Ni 195
4.2.2 Подготовка порошка систем Fe-Ni для ВЛП 201
4.2.3 Фазовый состав компактов, полученных методом ВЛП 204
4.2.4 Анализ результатов моделирования системы Fe-Ni 208
4.3 Выводы к главе 4 221
5 Градиентные функциональные покрытия на основе композиционных материаловсметаллической матрицей 224
5.1 Градиентные углерод-содержащие покрытия 224
5.1.1 Обоснование выбора системы для ВЛС 224
5.1.2 Подготовка порошка графита и режимы нанесения покрытий 227
5.1.3 Структура градиентных углеродсодержащих покрытий 229
5.1.4 Производственные испытания подшипников скольжения с углеродсодержащим покрытием 240
5.2 Многослойные твердосплавные покрытия на основе карбида вольфрама 244
5.2.1 Обоснование выбора системы на основе карбида вольфрама 244
5.2.2 Используемый порошок и параметры ВЛС 248
5.2.3 Структура и свойства градиентных твердосплавных покрытий 249
5.3 Диспергирование оксидов хрома в стальной матрице 258
5.3.1 Параметры ВЛС и подготовка порошка 259
5.3.2 Результаты исследования микроструктуры поверхности260
5.3.3 Обсуждение и анализ результатов 269
5.4 Выводы к главе 5 274
6 Электрохимические свойства компактов и покрытий, полученных ВЛС/ВЛП методом 277
6.1 Электрохимические свойства компактов систем Fe-Ni 277
6.2 Коррозионно-электрохимическое поведение наноструктур-ных углеродсодержащих слоев, полученных методом ВЛС 285
6.3 Коррозионно-электрохимическое поведение оксиднохромо-вых слоёв, полученных методом ВЛС 292
6.4 Электрохимическая и высокотемпературная коррозия поверхности циркония, насыщенной оксидами из газовой фазы методом ВЛС 297
6.5 Катодное выделение водорода на WC-покрытиях, нанесенных на нелегированную сталь методом ВЛС 305
6.6 Электроемкость двойного электрического слоя нанокомпо-зитов систем Al-C, полученных методом ВЛС 3 6.6.1 Методика получения электродов электрохимических конденсаторов на основе системы Al-C 310
6.6.2 Структура и состав нанокомпозитных порошковых материалов и синтезированных электродов на основе системы Al–C 312
6.6.3 Электроёмкость двойного электрического слоя электродов систем Al-C 319
6.7 Выводы к главе 6 322
Заключение 325
Список условных обозначений 331
Литература
