powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2014-1-55-63powder-64Research ArticleМодифицирование поверхности, в том числе пучками заряженных частиц, потоками фотонов и плазмыModification of Surface Including Charged Particle Beams and Photon and Plasma FluxesМИКРОСТРУКТУРА, ТЕПЛОПЕРЕНОС И ПЛАВЛЕНИЕ СЛОЕВ ТВЕРДОГО СПЛАВА, СОДЕРЖАЩЕГО КАРБИДЫ ТИТАНА И ВОЛЬФРАМА, В УСЛОВИЯХ МОЩНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИMicrostructure, heat-transfer, and melting of hard alloy layers containing titanium and tungsten carbides under the conditions of power pulse treatmentКулешовА. К.KuleshovA. K.

канд. физ.-мат. наук, зав. НИЛ «Физика ионно-плазменной модификации твердых тел» физического факультета БГУ 

kuleshak@bsu.byЯкушевичА. С.YakushevichA. S.

магистрант Объединенного института энергетических и ядерных исследований – Сосны»

jaku6an@yandex.byУгловВ. В.UglovV. V.

докт. физ.-мат. наук, проф., зав. кафедрой физики твердого тела БГУ.

uglov@bsu.byАсташинскийВ. М.AstashinskyV. M.

докт. физ.-мат. наук, зав. сектором физики плазменных ускорителей ИФ НАНБ

ast@imaph.bas-net.byКовальН. Н.KovalN. N.

докт. физ.-мат. наук, проф., зам. директора по научной работе ИСЭ СО РАН

koval@hcei.isc.ruИвановЮ. Ф.IvanovYu. F.

докт. физ.-мат. наук, проф., ст. науч. сотр. ИСЭ СО РАН 

yufi55@mail.ruКрутилинаЕ. А.KrutilinaE. A.

аспирант кафедры физики твердого тела физического факультета БГУ.

uglov@bsu.byБелорусский государственный университет (БГУ), 220030, Респ. Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 4Russian Federation«Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны», 220109, Респ. Беларусь, г. Минск, ул. Красина, 99Russian FederationИнститут физики (ИФ) им. Б. И. Степанова НАНБ, 220072, Респ. Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 68Russian FederationИнститут сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН, 634055, г. Томск, пр-т Академический, 2/3Russian Federation201421012015015563Copyright © НИТУ "МИСИС", 20142014НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/64

Исследовано влияние плотности энергии и количества импульсов при воздействии компрессионными плазменными потоками (КПП) и сильноточными электронными пучками (СЭП) на глубину плавления и микроструктуру модифицированных слоев сплава Т15К6. Пред- ложен способ компьютерного моделирования теплопереноса при таких мощных воздействиях на твердый сплав, учитывающий объ- емное соотношение компонентов сплава, изменение их теплофизических характеристик с ростом температуры, различие формы им- пульса и соответствующего пространственного энерговыделения. Сравнение расчетных глубин проплавления компонентов сплава для СЭП и КПП с экспериментальными данными в интервале плотностей энергии 30–50 Дж/см2 показало их хорошее согласование. Выявлена взаимосвязь особенностей теплового воздействия СЭП и КПП с глубиной плавления и микроструктурой модифицирован- ных слоев сплава Т15К6. 

The effect of energy density and pulse number of compression plasma flow (CPF) and high-current electron beams (HCEB) treatments on melting depth and microstructure of modified layer of T15K6 hard alloy has been investigated. The method of computerized modeling of heat transmis- sion during such high-powered impacts on hard alloy considering the volume ratio of alloy components, change of their thermophysical proper- ties with a rise in temperature, difference in pulse form, and corresponding spatial energy-release is proposed. The comparison of calculated depth of alloy components fusion for HCEB and CPF with experimental data in the energy density interval of 30–50 J/cm2 shows their good correction. The interrelationship of HCEB and CPF heat effect peculiarities with melting depth and microstructure of modified T15K6 hard alloy layer is found. 

твердый сплавимпульсные плазменные потокиэлектронные пучкимикроструктурамоделирование теплопереносаhard alloypulse plasma flowselectron beamsmicrostructureheat transfer simulationReferencesКиффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. М.: Металлургия, 1971.Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. М.: Металлургия, 1971.Бойко В. И., Валяев А. Н., Погребняк А. Д. // Успехи. физ. наук. 1999. Т. 169, No 11. С. 1243.Бойко В. И., Валяев А. Н., Погребняк А. Д. // Успехи. физ. наук. 1999. Т. 169, No 11. С. 1243.Погребняк А. Д., Кульментьева О. П. // Физ. инженерия пов-ти. 2003. Т. 1, No 2. С. 108.Погребняк А. Д., Кульментьева О. П. // Физ. инженерия пов-ти. 2003. Т. 1, No 2. С. 108.Иванов Ю. Ф., Колубаева Ю. А., Овчаренко В. Е. // Изв. Томск. политех. ун-та. Физика. 2008. Т. 313, No 3. С. 93.Иванов Ю. Ф., Колубаева Ю. А., Овчаренко В. Е. // Изв. Томск. политех. ун-та. Физика. 2008. Т. 313, No 3. С. 93.Uglov V. V., Anishchik V. M., Astashynski V. M. et al. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 200. P. 245.Uglov V. V., Anishchik V. M., Astashynski V. M. et al. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 200. P. 245.Рыкалин Н. Н., Зуев И. В., Углов А. А. Основы электронно- лучевой обработки материалов. М.: Машиностроение, 1978.Рыкалин Н. Н., Зуев И. В., Углов А. А. Основы электронно- лучевой обработки материалов. М.: Машиностроение, 1978.Букрина Н. В., Князева А. Г. // Изв. ТПТУ. 2007. Т. 310, No 1. С. 91.Букрина Н. В., Князева А. Г. // Изв. ТПТУ. 2007. Т. 310, No 1. С. 91.Солоненко О. П., Головин А. А. // Вестн. Югорского гос. ун-та. 2011. Вып. 2 (21). C. 57.Солоненко О. П., Головин А. А. // Вестн. Югорского гос. ун-та. 2011. Вып. 2 (21). C. 57.Лейви А. Я., Талала К. А., Яловец А. П. // Физика и химия обраб. материалов. 2011. No 4. С. 13.Лейви А. Я., Талала К. А., Яловец А. П. // Физика и химия обраб. материалов. 2011. No 4. С. 13.Uglov V. V., Kvasov N. T., Petukhou Yu. A. et al. // 139-th TMS Annual Meeting & Exhibition Collected Proceedings. Supple- mental Proceedings: Vol. 2: Materials Characterization, Compu- tation, Modeling, Energy (Seattle, WA, USA, Febr. 14–18, 2010). The Minerals, Metals and Materials Society, Wiley, 2010. P. 633.Uglov V. V., Kvasov N. T., Petukhou Yu. A. et al. // 139-th TMS Annual Meeting & Exhibition Collected Proceedings. Supple- mental Proceedings: Vol. 2: Materials Characterization, Compu- tation, Modeling, Energy (Seattle, WA, USA, Febr. 14–18, 2010). The Minerals, Metals and Materials Society, Wiley, 2010. P. 633.Uglov V. V., Kudaktsin R. S., Petukhou Yu. A. et al. // Appl. Surf. Sci. 2012. Vol. 258. P. 7377.Uglov V. V., Kudaktsin R. S., Petukhou Yu. A. et al. // Appl. Surf. Sci. 2012. Vol. 258. P. 7377.Аскерко В. В., Углов В. В., Черенда Н. Н. и др. // Взаимодействие излучения с твердым телом: Сб. науч. тр. 6-й Междунар. конф. (Минск, 28–30 сент. 2005 г.). Минск: БГУ, 2005. С. 200.Аскерко В. В., Углов В. В., Черенда Н. Н. и др. // Взаимодействие излучения с твердым телом: Сб. науч. тр. 6-й Междунар. конф. (Минск, 28–30 сент. 2005 г.). Минск: БГУ, 2005. С. 200.Егоров В. И. Применение среды COMSOL Myltiphysics 4.2 для решения задач теплопроводности: Уч.пос.СПб:СПбГУ, 2006.Егоров В. И. Применение среды COMSOL Myltiphysics 4.2 для решения задач теплопроводности: Уч.пос.СПб:СПбГУ, 2006.Кипарисов С. С., Левинский Ю. В., Петров А. П. Карбид титана: получение, свойства, применение. М.: Металлургия, 1987.Кипарисов С. С., Левинский Ю. В., Петров А. П. Карбид титана: получение, свойства, применение. М.: Металлургия, 1987.Физические величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991.Физические величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991.Самсонов Г. В., Виницкий И. М. Тугоплавкие соединения: Справочник. М.: Металлургия, 1976.Самсонов Г. В., Виницкий И. М. Тугоплавкие соединения: Справочник. М.: Металлургия, 1976.Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов. М.: Металлургиздат, 1952.Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов. М.: Металлургиздат, 1952.Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах: Справочник. М.: Металлургия, 1989.Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах: Справочник. М.: Металлургия, 1989.Leyvi A. Ya., Talala K. A., Yalovets A. P. // Proc. 10-th Intern. conf. on modification of materials with particle beams and plasma flows (Tomsk, Russia, Sept. 19–24, 2010). P. 173. URL: http://www.hcei.tsc.ru/conf/2010/cat/proc_2010.html [дата доступа 19.07.2010].Leyvi A. Ya., Talala K. A., Yalovets A. P. // Proc. 10-th Intern. conf. on modification of materials with particle beams and plasma flows (Tomsk, Russia, Sept. 19–24, 2010). P. 173. URL: http://www.hcei.tsc.ru/conf/2010/cat/proc_2010.html [дата доступа 19.07.2010].Асташинский В. М., Баканович Г. И., Минько Л. Я. // Журн. прикл. спектроскопии. 1984. Т. 40, No 4. С. 540.Асташинский В. М., Баканович Г. И., Минько Л. Я. // Журн. прикл. спектроскопии. 1984. Т. 40, No 4. С. 540.Аброян И. А., Андронов А. Н., Титов А. И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высш. шк., 1984.Аброян И. А., Андронов А. Н., Титов А. И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высш. шк., 1984.Uglov V. V., Remnev G. E., Kuleshov A. K. et al. // Surf. Coat. Technol. 2010. Vol. 204. P. 1952.Uglov V. V., Remnev G. E., Kuleshov A. K. et al. // Surf. Coat. Technol. 2010. Vol. 204. P. 1952.Uglov V. V., Kuleshov A. K., Soldatenko E. A. et al. // Ibid. 2012. Vol. 206. P. 2972.Uglov V. V., Kuleshov A. K., Soldatenko E. A. et al. // Ibid. 2012. Vol. 206. P. 2972.Стальмашенок Е. К. Структурно-фазовые состояния и механические свойства слоев углеродистой стали, легированной металлами под действием компрессионных плазменных потоков: Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Минск: БГУ, 2008.Стальмашенок Е. К. Структурно-фазовые состояния и механические свойства слоев углеродистой стали, легированной металлами под действием компрессионных плазменных потоков: Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Минск: БГУ, 2008.Черенда Н. Н., Шиманский В. И., Углов В. В. и др. // Персп. материалы. 2012. No 3. С. 16.Черенда Н. Н., Шиманский В. И., Углов В. В. и др. // Персп. материалы. 2012. No 3. С. 16.Фридман А. М. // Успехи физ. наук. 2008. Т. 178, No 3. С. 225. 27. Панов В. С., Чувилин А. М. Технология и свойства твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСиС, 2001.Фридман А. М. // Успехи физ. наук. 2008. Т. 178, No 3. С. 225. 27. Панов В. С., Чувилин А. М. Технология и свойства твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСиС, 2001.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.