Научные основы механохимического УЗУО-синтеза износостойких покрытий конструкционных сплавов авиационной техники для повышения военной способности

Предложен новый подход для создания композиционных износостойких покрытий, который заключается в реализации преимуществ объединения эффекта механической нанокристализации и протекания механохимических реакций в приповерхностных слоях обрабатываемых ультразвуковой ударной обработкой (УЗУО) материалов в химически активных и инертных средах. Это принципиально отличает предлагаемую методику от известных методов синтеза объемных композиционных материалов и обеспечивает более эффективное по сравнению с термическим обработкой и стандартным схемам УЗУО, упрочнения поверхности. Определены критерии влияния различных технологических режимов УЗУО на структурно-фазовые превращения, концентрационные неоднородности, послойную эволюцию структуры, механические свойства, жаростойкость, износостойкость и коррозионную стойкость композиционных покрытий, сформированных внедрением в поверхностные слои конструкционных сплавов (стали, латуни, титановые и алюминиевые сплавы) дисперсных частиц Ti, Ni, Zr, Al2O3, B4C, BN и т.п. Отработаны технологические режимы комбинированного воздействия УЗУО и электроискровой или лазерной обработок. Проведенные исследования обеспечивают практические возможности повышения эффективности процессов модификации поверхности конструкционных сплавов и увеличение эксплуатационного ресурса изделий, а именно: упрочнения поверхности и повышения износостойкости в 6 раз, увеличение толщины модифицированного слоя от 500 мкм до 2 мм, уменьшение продолжительности процессов обработки поверхностных слоев материала до нескольких десятков секунд, снижение удельных энергозатрат на ~ 30%. Максимальный эффект повышения жаростойкости достигнут для титанового сплава ВТ6 после УЗУО с порошком β-Si3N4 - потеря массы после циклического отжига при температуре 650 °С суммарной продолжительностью 50 часов уменьшается втрое.