Повышение износостойкости деталей из титановых сплавов на основе комбинированного применения полиионной имплантации и ультразвукового воздействия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Сбитнев Артем Геннадьевич

• Сбитнев Артем Геннадьевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Сбитнев Артем Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности эксплуатации деталей из титановых сплавов в условиях трения скольжения

1.2 Методы повышения износостойкости титановых сплавов

1.3. Упрочнение поверхности металлических материалов ультразвуковой обработкой

1.4. Ионная имплантация как метод повышения износостойкости деталей из титановых сплавов

1.5. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Химический состав и свойства титанового сплава ВТ20

2.2. Оборудование для ионной имплантации

2.3 Ультразвуковая финишная обработка поверхности детали

2.4 Методы механических испытаний образцов на усталость

2.5 Образцы и оборудование для испытаний на износ

2.6 Исследование шероховатости поверхности образцов до и после имплантации

2.7 Измерение микротвердости и нанотвердости поверхностных слоев

2.8 Рентгеноструктурный анализ методом скользящего пучка

2.9 Металлографический анализ

2.10 Растровая электронная микроскопия

2.11 Просвечивающая электронная микроскопия

2.12 ОЖЭ-электронная спектроскопия

2.13 Исследование профилей распределения имплантированных ионов методом вторичной ионной масс-спектрометрии

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНОВ МЕДИ И НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ20

3.1. Распределение внедренных примесей меди и железа в поверхностном слое титанового сплава ВТ20 при имплантации

3.2. Строение поверхностного слоя сплава ВТ20 после имплантации

3.3. Результаты испытаний для определения предела выносливости при малоцикловом нагружении облученных и необлученных образцов сплава ВТ20

3.4 Полийонная имплантация и ее влияние шероховатость облучаемой поверхности титанового сплава ВТ20

3.5. Влияние ионной имплантации на значения микротвердости поверхностного слоя сплава ВТ20

3.6. Влияние исходного размера зерна на структурно-фазовое состояние поверхности титанового сплава ВТ20 после имплантации

Выводы к главе

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИМПЛАНТИРОВАННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ СПЛАВА ВТ20

4.1. Влияние предварительной ультразвуковой обработки на структуру и микротвердость поверхностного слоя сплава ВТ20

4.2. Влияние ультразвуковой обработки на строение поверхностного слоя титанового сплава ВТ20 после имплантации

4.3. Влияние ультразвуковой обработки на износостойкость и коэффициент трения сплава ВТ20 после имплантации

4.4. Анализ продуктов изнашивания

4.5. Схематичное строение имплантированного слоя на поверхности титанового сплава ВТ20

Выводы к главе

Глава 5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ИМПЛАНТИРОВАННОГО СЛОЯ СПЛАВА ВТ20 ПОСЛЕ ИМПЛАНТАЦИИ С СИНХРОННОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ

5.1. Схема процесса комбинированной обработки на основе имплантации с синхронной ультразвуковой обработкой

5.2. Влияние комбинированной технологии на структуру ионно-легированного слоя сплава ВТ20

5.3. Триботехнические характеристики поверхностного слоя титанового сплава ВТ20 после комбинированной обработки

5.4. Износостойкость при повышенных температурах испытаний образцов сплава ВТ20, обработанных по различным вариантам

5.5. Влияние вакуумного отжига на свойства и структуру имплантированного слоя сплава ВТ20

Выводы к главе

Заключение

Список публикаций по теме диссертации

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение износостойкости деталей из титановых сплавов на основе комбинированного применения полиионной имплантации и ультразвукового воздействия»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Современная судостроительная и авиационная отрасли промышленности предъявляют высокие требования к надежности как эксплуатируемых конструкций и оборудования, так и к применяемым материалам, эксплуатирующимся в коррозионно-агрессивных средах, при повышенных температурах и на изнашивание. При этом ресурс эксплуатации деталей в условиях трения обеспечивают финишные методы обработки, формирующие состояние поверхностного слоя деталей.

Лидирующее положение титана и его сплавов как коррозионностойких материалов в настоящее время неоспоримо. Однако, несмотря на высокие механические свойства в сочетании с небольшой плотностью и хорошей коррозионной стойкостью, широкому применению титана и его сплавов в качестве конструкционных материалов для подвижных деталей машин и механизмов препятствует высокая склонность к схватыванию и образованию задиров при работе на трение скольжения. Даже в условиях подачи обильной смазки это положение не изменяется.

Это обуславливается в первую очередь сравнительно высоким коэффициентом трения по титану (0,5). При скольжении титана по поверхности других, более твердых материалов, коэффициент трения первоначально является низким, но затем быстро повышается и достигает 0,9 вследствие того, что титан налипает на поверхность этих металлов.

Поэтому актуальным является модифицирование структуры поверхностного слоя титановых сплавов.

Анализ литературных источников, свидетельствуют о том, что перспективными методами изменения структуры поверхностного слоя высоконагруженных шарнирных соединений являются вакуумные ионно-плазменные технологии высоких энергий. Обработка поверхности металлов и сплавов ионными пучками позволяет модифицировать структуру поверхностного слоя и изменить его свойства.

Имплантация поверхности титана и его сплавов ионами различных металлов позволяет управлять химическим и фазовым составом приповерхностных слоев различных изделий, т.е. проводить легирование различными элементами в необходимых количествах, что не всегда достижимо традиционными методами.

В подавляющем большинстве случаев используется имплантация ионами газов - азота, аргона, водорода. Имплантация ионами металлов и происходящие структурные и фазовые изменения в поверхностном слое титановых сплавов изучены в меньшей степени.

В этой связи, весьма актуальным является исследование влияния полиионной имплантации ионов металлов на структуру и свойства поверхностного слоя титанового сплава ВТ20, а также разработка соответствующей технологии для повышения эксплуатационных свойств нагруженных шарнирных соединений в конструкции летательных аппаратов нового поколения.

Комбинированные технологии обработки поверхности, включающие предварительное или одновременное модифицирование структуры поверхностного слоя, являются современными и передовыми методами создания на поверхности деталей из конструкционных сталей слоев и покрытий с заданными свойствами.

Достичь эффективного модифицирования структуры позволяет поверхностная пластическая деформация с использованием акустической энергии ультразвуковых колебаний. Самым выигрышным является метод обработки поверхности инструментом с наложением на статическую нагрузку ультразвуковых колебаний частотой 22 кГц.

При использовании ультразвукового воздействия на инструмент обеспечивается существенное уменьшение трения в контакте «инструмент-поверхность», и интенсифицируется процесс пластической деформации поверхностного слоя детали, что обуславливает сглаживание исходной шероховатости, упрочнение поверхностного слоя, создание благоприятных сжимающих напряжений.

Механизм модифицирования структуры титановых сплавов ультразвуковой обработкой (УЗО) заключается в сложных структурных и фазовых превращениях, обуславливающих увеличение дефектов кристаллического строения в поверхностном слое, в том числе плотности дислокаций и неравновесных вакансий, формирование субструктуры и мелкодисперсных выделений вторых фаз. Это дает основание рассматривать УО не только как самостоятельную операцию упрочнения поверхности конструкционных сталей, но и как одну из возможных операций комбинированной обработки поверхности, включающей ионную имплантацию (ИИ). Исследование механизмов воздействия такого рода комбинированной обработки на структуру и свойства поверхностных слоев титановых сплавов и возможности ее практического применения и определяет актуальность данной работы.

Базовую основу диссертации составляют исследования, выполненные автором в рамках Государственного контракта на выполнение работ для государственных нужд Российской Федерации 11.3560.2017/ПЧ «Исследование закономерностей формирования микроструктуры и фазового состава поверхностного слоя конструкционных металлических материалов при облучении полиэнергетическим пучком ионов и разработка научных основ комбинированных технологий повышения эксплуатационных свойств изделий».

Цель диссертационной работы. Цель диссертации - разработка технологии повышения износостойкости деталей из титановых сплавов на основе комбинированного применения полиионной имплантации и ультразвукового воздействия.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Обосновать выбор сортового состава материала катода имплантера.

2. Установить влияние параметров режима полиионной имплантации на изменение микроструктуры поверхностного слоя.

3. Определить зависимость износостойкости образцов титанового сплава ВТ20 от исходного размера зерна в структуре.

4. Установить особенности формирования топографии поверхности титанового сплава ВТ20 в процессе упрочняющей ультразвуковой обработки и ионной имплантации.

5. Оценить влияние синхронной ультразвуковой обработки на структуру и свойства модифицированных слоев, полученных на разных режимах ионной имплантации.

6. Определить влияние вакуумного отжига после имплантации на структуру и износостойкость сплава ВТ20. Оценить температурную границу стабильности имплантированного слоя.

Научная новизна работы заключается:

1. На основе результатов выполненных экспериментальных исследований показано, что имплантация титанового сплава ВТ20 ионами меди и железа приводит к образованию в ионно-легированном слое интерметаллидных частиц на основе соединений титана с медью и железом, которое сопровождается повышением скалярной плотности дислокаций в области, расположенной непосредственно под ионно-легированным слоем.

2. Установлено, что нагрев титановой мишени в пределах от 300 до 500 °С при имплантации не оказывает влияния на толщину ионно-легированного слоя при имплантации. Заметное увеличение глубины проникания атомов меди и железа вглубь титановой мишени отмечается в диапазоне температур нагрева с 700-850 °С. Начиная с температуры нагрева мишени 900-920 °С толщина ионно-легированного слоя вновь начинает снижаться.

3. Ионная имплантация с синхронным ультразвуковым воздействием обеспечивает интенсификацию процесса проникания имплантируемых ионов в мишень на глубину до 960-1100 нм от поверхности мишени с достаточно равномерным распределением ионов меди и железа с концентрацией 35-44 ат. %.

4. Показано, что совместная имплантация сплава ВТ20 ионами меди и железа (катод имплантера из сплава 50%Си-50%Ее) уменьшает интенсивность изнашивания почти в 3,8-4,2 раза, инициирует изменение механизма изнашивания

с абразивного (для неимплантированного сплава ВТ20) на нормальный окислительный (для имплантированного сплава ВТ20).

5. Установлено, что фазовый состав модифицированного слоя титанового сплава ВТ20 после имплантации представляет собой a-Ti; ß-Ti; фазы Cu3Ti и Fe2Ti. После отжига при температуре 550 °С все изменения связаны с фазой Cu3Ti. Данная температура является температурных порогом, превышение которого сопровождается снижением износостойкости имплантированного сплава ВТ20.

Практическая значимость работы:

Полученные результаты послужили основой для разработки комбинированной технологии обработки деталей шарнирных соединений из титанового сплава ВТ20 в конструкции летательного аппарата, основанной на полиионной имплантации с синхронным ультразвуковым воздействием при использовании в качестве материала имплантера сплава 50%Cu-50%Fe.

Результаты исследований включены в учебный процесс при преподавании дисциплины «Методы целенаправленного изменения свойств поверхности металлических материалов» в ФГБОУ ВО «Московский Политех», а также при руководстве научной работой бакалавров и магистрантов.

Разработаны технологические рекомендации по обработке деталей шарнирных соединений летательных аппаратов из титанового сплава ВТ20, которые прошли опробование на опытной партии.

Методология и методы исследования.

В работе использовались современные экспериментальные методы исследования строения и физико-механических свойств материалов со статистической обработкой полученных экспериментальных результатов. Оценка топографии проводилась на профилометрt Veeco WYKONT1 100 (США). Рентгеноструктурный анализ (РСА) осуществлялся на дифрактометрах ДР0Н-3,0 в СоКа-излучении и Shimadzu XRD 6000 в CuKa-излучении. Микроструктурный анализ выполнялся на оптических микроскопах "Neofot-32", Carl Zeiss Axio Observer, растровом электронном микроскопе SEM 515 «Philips» и просвечивающем электронном микроскопе ЭМ-125. На поверхности и в

поперечном сечении образцов определялась микротвердость и нанотвердость материала на приборах ПМТ-3, "Nano Hardness Tester" NHT-S-AX-000X. Триботехнические исследования азотированных слоев проводились на комплексе PC-Controlled High Temperature Tribometer TH-S-HX000. Для определения глубины проникновения имплантируемых ионов в мишень применялась установка вторичной ионной масс-спектрометрии "Physical Electronics" PHI-6600 SIMS System и PHI 680 AES фирмы "Physical Electronics".

На защиту выносятся следующие положения:

1. Ультразвуковая обработка поверхности титанового сплава ВТ20 до имплантации снижает глубину проникания имплантируемых ионов в облучаемый титановый сплав.

2. Ультразвуковая обработка имплантированного сплава ВТ20 повышает глубину проникания ионов в мишень до 850-1020 нм. При этом наблюдается уменьшение пиков концентраций ионов меди и железа с концентрации 55 и 39 ат. % непосредственно после имплантации до 23 и 11 ат. % после ультразвуковой обработки.

3. Синхронная ультразвуковая обработка сплава ВТ20 в процессе имплантации способствует увеличению глубины проникания имплантируемых ионов в мишень до 2850-3200 нм при концентрации ионов меди и железа на уровне 48 и 30 ат. % соответственно.

4. Экспериментально обоснованные режимы и материал катода имплантера, применение которых обеспечивает целенаправленной изменение структуры поверхностного слоя и повышение износостойкости деталей шарнирных соединений из титанового сплава ВТ20 в 3,8-4,2 раза.

5. Комбинированная технология ионной имплантации с синхронной ультразвуковой обработкой позволяющая обеспечить формирование поверхностного слоя сплава ВТ20, у которого наблюдается сохранение стабильного значения коэффициента трения в диапазоне температур 20-350 °С.

Достоверность основных положений и научных выводов обеспечивается большим экспериментальным материалом, полученным с использованием

современной аппаратуры, надежных и независимых методов исследования, включающих электронную и оптическую микроскопию, рентгеноструктурный анализ, математической обработкой результатов экспериментов, воспроизводимостью и согласованием результатов с данными других исследований, полученными при сопоставимых условиях.

Личный вклад автора в работу. Все изложенные в диссертации результаты исследований получены при непосредственном участии автора. Автору принадлежат идеи в определении цели, анализа и интерпретации результатов, формулировке основных положений и выводов. Большинство экспериментальных исследований выполнено лично автором, под его руководством или непосредственном участии.

Реализация результатов работы: результаты диссертационной работы внедрены в опытный технологический процесс упрочнения осей шарнирных соединений механизации крыла из сплава ВТ20 самолетов военного назначения. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении исследований по Государственному контракту на выполнение работ для государственных нужд Российской Федерации 11.3560.2017/ПЧ «Исследование закономерностей формирования микроструктуры и фазового состава поверхностного слоя конструкционных металлических материалов при облучении полиэнергетическим пучком ионов и разработка научных основ комбинированных технологий повышения эксплуатационных свойств изделий».

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на трех научно-практических конференциях, в том числе:16-я Международная научно-практическая конференция «Технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика» в секции «Технологии упрочнения и восстановления физико-механических свойств поверхности» (Санкт-Петербург, 17-20 апреля 2016 г.);Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в машиностроении: проблемы, задачи, решения» (Орск, 15-17 января 2012 г.); 3-я Всероссийская научно-техническая конференция «Современная техника и технологии: Проблемы, состояние, перспективы» (Рубцовск, 2015 г.);

XXV Международная научно-практическая конференция "UROPEAN RESEARCH" (Москва, 2020 г.); Международная научно-техническая конференция "Современные проблемы и направления развития металловедения и термической обработки металлов и сплавов", посвященная 150-летию со дня рождения академика А.А. Байкова (Курск, 2020 г.):

Публикации: основное содержание диссертации отражено в 10 научных работах, в том числе в 3 статьях в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ. Получены 2 патента РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы (123 наименования), содержит 168 страниц машинописного текста, в том числе 71 рисунок и 12 таблиц.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности эксплуатации деталей из титановых сплавов в условиях

трения скольжения

Одной из особенностей поверхностных свойств титановых сплавов, которая отличает эти сплавы от других функциональных материалов, является высокая реакционная способность поверхности. Высокая реакционная способность поверхности обуславливает, с одной стороны, низкую величину нагрузки контактного схватывания при трении, высокие значения коэффициента трения и скорости износа [1]. С другой стороны, высокое сродство титана к кислороду и наличие тонкой оксидной пленки препятствует адгезии поверхностью деталей обычных смазочных материалов [2].

Эти особенности титана и его сплавов обуславливают исключительно низкие антифрикционные свойства сплавов на его основе и делают практически невозможным применение титановых сплавов в узлах трения машин и механизмов без специальной обработки поверхности.

Высокий весовой износ титана и его сплавов определяется активным переносом металлических частиц с одной контактирующей поверхности на другую. При контакте в условиях трения с другими функциональными металлами титан и его сплавы либо переносятся (налипают) на поверхность более твердого металла, после чего трение происходит практически в контакте титан-титан, либо на поверхность титана происходит перенос более мягкого металла и трение протекает как в одноименной паре из мягкого металла. В таких парах трения наблюдается и взаимный перенос.

При трении титана в паре с неметаллическими материалами частицы износа титана внедряются в поверхность детали из неметалла, после чего наступает стадия интенсивного износа титана.

При трении в поверхностных слоях трущихся деталей развиваются пластические деформации, на интенсивность развития которых решающее влияние

оказывает теплота трения. Одновременно с этим возрастает роль диффузионных и окислительных процессов.

Для титана и его сплавов влияние диффузии газов из окружающей среды на характер трения и износа оказывается значительно более весомым, чем у сталей и других цветных сплавов. Это объясняется более высоким сродством к газам по сравнению со многими металлами.

Образование оксидной пленки и адсорбция поверхностью газов из окружающей среды происходит из-за высокой поверхностной активности титана. В результате этого поверхность теряет способность адсорбировать обычно применяемые в машиностроении смазочные материалы, и их применение становится практически неэффективным.

Это обстоятельство является причиной высокого значения коэффициента трения (около 0,5) при скольжении титана или титановых сплавов друг по другу [3]. Кроме того, в условиях трения большое значение приобретают относительно невысокая теплопроводность титановых сплавов, из-за чего на поверхности трения повышается температура, что способствует ускорению наводораживания, и как следствие, увеличению весового износа [4]. При трении титана в среде минерального масла интенсивность его износа не только не снижается по сравнению с трением на воздухе, но и увеличивается за счет диффузионного насыщения водородом.

Известное положение о том, что металлы с гексагональной плотноупакованной кристаллической решеткой (ГПУ) имеют более высокие антифрикционные свойства, чем металлы с гранецентрированными и объемоцентрированными (ГЦК и ОЦК) решетками подтверждается практикой многократно. Установлено, что в процессе трения металлов с гексагональной решеткой при нагреве контактирующих трущихся поверхностей до температур фазового перехода наблюдается скачкообразное увеличение значений коэффициента трения и скорости весового износа, что объясняется формированием в зоне трения металла с кубической решеткой.

Результаты исследования влияния физических свойств кристалла на его трибологические свойства[5]показали, что ориентация монокристалла относительно плоскости трения существенно влияет на величину коэффициента трения и весовой износ. При этом фундаментальным параметром кристалла, оказывающим существенное влияние на его коэффициент трения, является атомная плотность [6].Так как этот параметр не является постоянным в различных кристаллографических плоскостях одного монокристалла, то на трибологические свойства поликристаллических материалов будут оказывать влияние такие факторы, как ориентация кристаллических зерен относительно плоскости трения и их размер. В гексагональной решетке данный параметр - атомная плотность -выше, чем в кубической, поэтому самый низкий коэффициент трения наблюдается у металлов с ГПУ-решеткой.

Из этого следует, что титан должен иметь лучшие антифрикционные свойства, чем железо. Данный вывод может быть справедлив только для условий сухого трения, когда полностью исключается эффект смазки. Установлено, что при трении в вакууме и аргоне титан имеет более низкий коэффициент трения, чем медь, алюминий и железо. Однако в реальных средах титан и его сплавы сильно уступают медным и железным сплавам.

Одной из первых научных публикаций в области исследования антифрикционных свойств титана и его сплавов следует считать работу, опубликованную в журнале Nature в 1947 году. Ее авторы обнаружили, что чистый титан имеет свойство налипать при трении на более твердые металлы и керамику.

Другие работы в этой области, финансируемые NASA, появились в американских научных изданиях в первой половине 1950-х годов. Область поиска исследователей была весьма обширной: проводились трибологические испытания различных титановых в паре друг с другом и с другими металлами и сплавами, используя широкую вариацию комбинаций, при широком диапазоне значений нагрузки и скорости скольжения, как в сухом воздухе, так и с различным уровнем влажности, в широком диапазоне температур нагрева - от комнатной до 1000 °С, при нормальном атмосферном давлении и в вакууме [7]. В процессе исследований

применялось большое количество самых разнообразных измерительных приборов и установок, специально сконструированных для каждого вида работ.

Вскоре подобные работы стали проводиться в СССР, хотя многие из них по своему характеру были закрытыми и не освещались в открытой печати.

Позднее география научных лабораторий, занимающихся вопросами трибологии титановых сплавов, значительно расширилась. На сегодняшний день в периодической научной печати периодически публикуются результаты исследований научных организаций США, Китая, Японии, Индии, стран Европейского Союза и СНГ.

В большом массиве исследований, посвященных вопросу снижения коэффициента трения и повышения антифрикционных свойств титана и его сплавов можно выделить три основных подхода:

1. Поиск эффективных смазочных материалов для титана и его сплавов;

2. Изменение состава сплава путем легирования титана или получения композитных материалов на основе титана порошковыми методами;

3. Обработка поверхности титановых сплавов.

Эффективными смазочными материалами для титана и его сплавов являются материалы на основе галоидных соединений или их пары [8], значительно снижающие коэффициент трения титана (до 0,1 в паре титан-титан). При разложении данных материалов в процессе трения на титане формируется защитная пленка на основе галогена, устойчивая до 400 °С [9].

Однако, использование данного подхода на практике оказалось весьма затруднительным, так как помимо корродирующего действия, которое упомянутые материалы оказывают на сталь, бронзу и алюминий, они растворимы в воде.

При использовании твердых смазочных материалов, таких как дисульфид молибдена или графит, достигается кратковременное снижение коэффициента трения до 0,15 с последующим увеличение до значений 0,3-0,4, связанным с уносом смазывающих частиц из зоны трения. При использовании на поверхности титана покрытий на основе частиц МоБ2, полученных методом ПЭО и лазерной обработкой поверхности [10], коэффициент трения в паре со сталью не превышает

0,28 около 3 часов при нагрузке 5 Н, но по прошествии 5 часов испытаний он увеличивается до значения 0,39, что также связано с нарушением целостности покрытия в процессе трения.

В работе [11] сообщалось о получении покрытий на основе углеродных нанотрубок на чистом титане, способствующих снижению коэффициента трения в паре со сталью до 0,39. Покрытия получены пропиткой в спиртовом растворе, содержащем нанотрубки, и дальнейшим отжигом при температуре 850 °С. Однако весьма ограниченный диапазон приведенных параметров испытаний - скорость скольжения 30 мм/с в течение 1 часа - не позволяют сделать однозначный вывод о применимости данных покрытий для надежной защиты титановых сплавов от фрикционных нагрузок.

При попытках изменения состава титановых сплавов путем легирования различными металлами наблюдается незначительное снижение износа и коэффициента трения, недостаточное для длительной работы в условиях трения.

Методами порошковой металлургии были получены титановые псевдосплавы, обладающие высоким антифрикционными свойствами [11]. Представлены различные подходы к получению подобных материалов: прессование и спекание титанового порошка с порошками тугоплавких соединений с получением износостойких композиций, а также получение пористого каркаса на основе чистого титана с последующей пропиткой легкоплавкими металлами в качестве твердой смазки. При оптимальном подборе соотношения компонентов и грануляционного состава порошков можно получить сплав с высокими антифрикционными свойствами. Однако, применение таких материалов в условиях эксплуатации деталей из титановых сплавов невозможно из-за низкой коррозионной стойкости даже в слабоагрессивных средах. Поэтому такие сплавы не могут считаться надежными конструкционными материалами при жестких условиях нагружения в агрессивных средах [11].

Одним из наиболее эффективных подходов к снижению коэффициента трения и повышению рабочих характеристик, в том числе и антифрикционных свойств титана и его сплавов, является поверхностная обработка.

1.2 Методы повышения износостойкости титановых сплавов

Титан и его сплавы обладают низкой износостойкостью, высокой склонностью к налипанию, большим коэффициентом трения в паре практически со всеми материалами. Эти недостатки титановых сплавов ограничивают их применение для изготовления деталей, работающих на трение. Так, например, если болт и гайку сделать из какого-либо титанового сплава, то болтовое соединение оказывается неразъемным. При попытке снять гайку с болта происходит их разрушение по резьбовому соединению. Поэтому в настоящее время болт делают титановым, а гайку изготавливают из нержавеющей стали.

Известны методы обработки материалов, не связанные с термическим или физико-химическим воздействием на поверхность - это, например, поверхностное пластическое деформирование, которое заключается в механической обработке поверхности детали [12, 13]. Такой метод обработки поверхности является, по существу, разновидностью прокатки. Механическая поверхностная обработка способствует измельчению зерна и наклепу поверхностного слоя, таким образом, увеличивая микротвердость и износостойкость подложки. Часто данный метод используют в комбинации с другими методами с целью подготовки поверхности для нанесения покрытий или повышения рабочих характеристик ранее сформированных покрытий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сбитнев Артем Геннадьевич, 2020 год

Список литературы

1. Шустер, Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом, - М: Машиностроение,1988, - 96с.

2. Аксенов А.Ф. Трение и изнашивание металлов в углеводородных жидкостях. -М: Машиностроение,1977.- 151 с.

3. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. - М.: Физматгиз, 1963.

- 472 с.

4. Гаркунов Д.Н., Крагелъский И.В., Поляков А.А. Избирательный перенос в узлах трения. - М.: Транспорт, 1969.- 100 с.

5. К исследованию микронапряжений в поликристаллах. / А.Л. Ройтбурд, В.П. Рутберг, М.П. Усиков, Л.М. Утевский. - Физика твердого тела, 1964. Т.6, - С. 321.

6. Влияние степени упрочнения материалов в процессе трения на их стойкость против задира. / И.В. Крагельский, Н.М. Алексеев, Л.М. Рыбакова, А.Н. Назаров -Машиноведение, 1977, №8. - С.88.

7. Perkins J. NiTi and NiTi 1-x shape memory alloys // Ме1а11иг§у Forum. - 1961. - V.3.

- P. 153-163.

8. Любарский И.М., Палатник Л.С. Металлофизика трения. - М.: Металлургия, 1976. - 176 с.

9. Матвеевский Р.М. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов. - М.: Наука, 1971. -227 с.

10. Панин В.Е., Дударев Е.Ф., Бушиев Л.С. Структура и механические свойства растворов замещения. - М.: Металлургия, 1971. - 205 с.

11. Lourie, O., Buckling and Collapse of Embedded Carbon Nanotubes / O. Lourie, D. M. Cox, H. D. Wagner // Phys. Rev. Lett. -1998. -V. 81. -P. 1638-1641.

12. Гаркунов Д.Н., Поляков А.А. Повышение износостойкости деталей конструкций самолетов.- М.: «Машиностроение», 1973. - 200 с.

13. Братухин А.Г., Язов Г.К., Карасев Б.Е. Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей.- М.: «Машиностроение», 1997. - 411 с.

14. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1981. - 271 с.

15. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. - Л.: Машиностроение, 1978. - 368 с.

16. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

17. Комельков В.Н., Стулов В.В. Наплавка металлов: учеб. пособие./ В.Н. Комельков, В.В.Стулов. - Комсомольск-на-Амуре: Комсомольск-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2002. - 97 с.

18. Бертранд Ф., Мовчан И., СамодуроваМ.Н., Джигун Н.С. Лазерная наплавка как перспективный метод упрочнения штамповой оснастки. // Вестник МГТУ им. Носова. 2016 Т.14. №2.

19. Толстов И.А., Семиколенных М.Н., Баскаков Л.В. Износостойкие наплавочные материалы и высокопроизводительные их способы их обработки. / И.А. Толстов, М.Н. Семиколенных, Л.В. Баскаков - М.: Машиностроение, 1992. - 220 с.

20. Соколов Г.Н. Способы наплавки и плакирования металлов: учеб. пособие. / Г.Н. Соколов. - Волгоград: Волгогр. гос. техн. ун-т, 2002. - 80 с.

21. Бабенко Э.Г., Верхотуров А.Д. Особенности формирования покрытий на металлах методом электроискрового легирования. / Э.Г. Бабенко, А.Д. Верхотуров.

- Владивосток: Дальнаука, 1998.- 88 с.

22. Верхотуров А.Д. Физико-химические основы процесса электроискрового легирования металлических поверхностей. /А.Д. Верхотуров.- Владивосток: Дальнаука, 1992.- 173 с.

23. Черненко В.И., Снежко Л.А., Папанова И.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом / В.И. Черненко, Л.А. Снежко, И.И. Папанова. - Л.: Химия: Ленингр. отд-ние, 1991. - 126 с.

24. Верхотуров А.Д. Физико-химические основы эрозии материалов при электроискровом легировании / А.Д. Верхотуров. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1991.- 65 с.

25. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании./ А.Д. Верхотуров. - Владивосток: Дальнаука, 1995.

- 323 с.

26. Николенко С.В., Верхотуров А.Д. Новые электродные материалы для электроискрового легирования. /С.В. Николенко, А.Д. Верхотуров.- Владивосток: Дальнаука, 2005.- 217 с.

27. Барвинок В.А. Плазма в технологии, надежность, ресурс. / В.А. Барвинок. - М.: Наука и технологии, 2005. - 316 с.

28. Пузряков А.Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. / А.Ф. Пузряков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. - 375 с.

29. Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий. Теория, технология, оборудование : учеб. пособие. / Г.В. Бобров, А.А. Ильин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 623 с.

30. Лясников В.Н. Плазменное напыление / В.Н. Лясников, А.Ф. Большаков, В.С. Емельянов. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. - 235 с.

31. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. - М: Металлургия, 1990. 216с.

32. Белый A.B., Кукареко B.A., Лободаева O.B., Таран И.И., Ших С.К. Ионнолучевая обработка металлов, сплавов и керамических материалов. - Минск: Изд-во ФТИ НАИБ, 1998. - 220 с.

33. Риссел Х., Руге И. Ионная имплантация / Перевод снем. под ред. М.И. Гусевой. - М.: Наука. 1983. - 360 с.

34. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / Под ред. Дж.М. Поута, Г. Фоти, Д.К. Джекобсона. Перевод с англ. под ред. А. А. Углова. - М.: Машиностроение, 1987. - 424 с.

35. Белый А.В., Макушок Е.М., Поболь И.Л. Поверхностная упрочняющая обработка с применением концентрированных потоков энергии. - Минск: Наука и техника, 1990. - 78 с.

36. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Моделирование распределения примеси при ионной имплантации // Изв. вузов. Физика. - 1994. - № 5. - С. 8-22.

37. Комаров Ф.Ф. Эффекты высокоэнергетической имплантации в металлы // Изв. вузов. Физика. - 1994. - № 5. - С. 23-40.

38. Плешивцев H.B., Бажин A.M. Физика воздействия ионных пучков на материалы. - М.: Вузовская книга, 1998. - 392 с.

39. Семендеева О.В., Учеваткина Н.В., Овчинников В.В. Модификация поверхности деталей из титановых сплавов методом ионной имплантации. // Известия МГИУ.-2010.-№3.-С.21-27.

40. Кучинский В.В. Распыление и изменение состава поверхности многокомпонентных материалов при ионной бомбардировке // Итоги науки и техники. Серия: Распыление. / Научный редактор Ю. В. Мартыненко. - М.: ВИНИТИ, 1991.- Т.5 - С. 63-117.

41. Теория и практика нанесения защитных покрытий / П.А. Витязь, В.С. Ивашко, А.Ф. Ильющенко и др. - Минск: Белорусская наука, 1998. - 583 с.

42. Людаговский А.В. Газотермическое напыление покрытий: учеб. пособие. / А.В. Людаговский. - М.: Российский гос. открытый технический ун-т путей сообщ., 2006. - 43 с.

43. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование. / В.В. Кудинов, Г.В. Бобров - М.: Металлургия, 1992.

- 432 с.

44. Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий. Теория, технология, оборудование : учеб. пособие. / Г.В. Бобров, А.А. Ильин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 623 с.

45. Тополянский П.А., Тополянский А.П. Прогрессивные технологии нанесения покрытий - наплавка, напыление, осаждение. // Арматуростроение. 2011. №4. С. 63-68.

46. Laser cladding repair of turbine blades in power plantas: from research to commercialization / M. Brand [et al.]. International Heat Treatment and Surface Engineering. 2009. Vol. 3, №3. 10 p.

47. Абрамов О.В., Манохин А.И. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов - М.: Наука, 1986. - 265 с.

48. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1980. - 237 с.

49. Северденко В.П., Горев К.В., Коновалов Е.Г. и др. Ультразвуковая обработка металлов. Минск: Наука и техника, 1996. - 246 с.

50. Jimma T., Kasuga Y., Iwaki N. et. al. An application of ultrasonic vibration to the deep drawing process // Journal of materials processing technology. - 1998. - V. 80. - №2 81. - P. 406-412.

51. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. - М.: Машиностроение, 1978. - 44 с.

52. Brehl D.E., Dow T.A. Review of vibration-assisted machining // Precision Engineering. - 2008. - V. 32. - № 3. - P.153-172.

53. Malaki M., Ding H. A review of ultrasonic peening treatment // Materials and Design.

- 2015. - V. 87. - P.1072-1086.

54. Алехин В.П., Алехин О.В. Нанотехнология поверхностной упрочняющей и финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей // Машиностроение и инженерное образование. - 2007. - № 4. - С.2-13.

55. Lu K., Lu J. Nanostructured surface layer on metallic materials induced by surface mechanical attrition treatment // Materials science and engineering. - 2004. - V. 375-377.

- P. 38-45.

56. Панин В.Е., Сергеев В.П., Панин А.В. Наноструктурирование поверхностных слоев конструкционных материалов и нанесение наноструктурных покрытий. -Томск: Изд. ТПУ, 2008. - 286 с.

57. Холопов Ю.В. Безабразивная ультразвуковая финишная обработка металлов -технология XXI века // Металлообработка. - 2002. - № 4. - С. 46-48.

58. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. - М.: Машиностроение, 1978. С. 44 с.

59. Brehl D.E., Dow T.A. Review of vibration-assisted machining // Precision Engineering. - 2008. - V. 32. - № 3. - P.153-172.

60. Dutta R.K., Petrov R.H., Delhcz R., Hermans M.J.M. and The effect of tensile deformation by in situ ultrasonic treatment on the microstructure of low-carbon steel // Acta materialia. - 2013. - V. 61. - № 5. - P. 1592-1602.

61. Марков А.И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов. - М.: Машиностроение, 1968. - 365 с.

62. Тяпунина Н.А., Благовещенский В.В., Зиненкова Г.М. и др. Особенности пластической деформации под действием ультразвука // Изв. вузов. Физика. - 1982.

- № 6. - С. 118-128.

63. Благовещенский В.В., Тяпунина Н.А. Накопление дислокаций в кристаллах под действием ультразвука. Часть I. Возможные механизмы размножения дислокаций под действием ультразвука // Материаловедение. - 2001. - № 8. - С. 2-7.

64. Благовещенский В.В., Тяпунина Н.А. Накопление дислокаций в кристаллах под действием ультразвука. Часть II. Величины, характеризующие генерацию дислокационной петли источником под действием ультразвука // Материаловедение. - 2001. - № 10. - С. 2-9.

65. Абрамов О.В., Абрамов В.О., Кириллов С.А., Котин И.М. Влияние ультразвукового нагружения на процесс деформирования металлов в сверхпластическом режиме // Материаловедение. - 2001. - № 5. - C. 36-39.

66. Лотков А.И., Батурин А.А., Гришков В.Н. и др. Дефекты структуры и мезорельеф поверхности никелида титана после интенсивной пластической деформации ультразвуковым методом // Физическая мезомеханика. - 2005. - Т. 8. - Спец. выпуск - С. 109-112.

67. Лотков А.И., Батурин А.А., Гришков В.Н., Ковалевская Ж.Г., Кузнецов П.В. Влияние ультразвуковой пластической обработки на структурно-фазовое состояние поверхности никелида титана // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - Вып. 21. - С. 24-29.

68. Лотков А.И., Батурин А.А., Гришков В.Н., Копылов В.И. О возможной роли дефектов кристаллического строения в механизмах нанофрагментации зеренной структуры при интенсивной холодной пластической деформации металлов и сплавов // Физическая мезомеханика. - 2007. - Т. 10. - № 3. - С. 67-79.

69. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. -398 с.

70. Носкова Н.И., МулюковР.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 279 с.

71. Cherif A., Pyoun Y., Scholtes B. Effects of ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) on residual stress state and fatigue strength of AISI 304 // Journal of materials engineering and performance. - 2010. - V. 19. - P. 282-286.

72. Ультразвуковая обработка конструкционных материалов / под ред. А.В. Панина. - Томск: Издательский дом ТГУ, 2016. - 172 с.

73. Gujba A. K., Ren Z., Dong Y., Ye C., Medraj M. Effect of ultrasonic nanocrystalline surface modification on the water droplet erosion performance of Ti-6Al-4V // Surface and coatings technology. - 2016. - V. 307. - P. 157-170.

74. Фарбер В.М. Вклад диффузионных процессов в структурообразование при интенсивной холодной пластической деформации металлов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2002. - № 8. - С. 3-12.

75. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. - Новосибирск: Наука, 1985. - 229 с.

76. Поверхностные слои и внутренние границы раздела в гетерогенных материалах / под ред. В.Е. Панина. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - 519 с.

77. Панин В.Е., Моисеенко Д.Д., Панин С.В. и др. Механизмы деформации упругой энергии в переходном слое между покрытием и подложкой в условиях контактного

взаимодействия // Прикладная механика и техническая физика. - 2014. - Т. 55. - № 2 (324). - С. 148-158.

78. Макаров В.Ф., Половинкин А.Х. Исследование параметров качества поверхностного слоя, полученного методом ультразвукового поверхностного пластического деформирования // Технология машиностроения. - 2007. - № 7. - С. 48-50.

79. Батаев И.А., Батаев А.А. Ромашева Ю.Н. и др. Пластическая деформация и поверхностное упрочнение высокомарганцовистой стали индентором сферической формы, колеблющимся с ультразвуковой частотой // Деформация и разрушение материалов. - 2010. - № 4. - С. 32-36.

80. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. - М.: Машиностроение, 2000. - 320 с.

81. Gunzel R., Brutscher J., Mandl S., Moller W. Utilization of plasma ion implantation for tribological applications // Surf. Coat.Techn. - 1997. - V. 96. - P. 16-21.

82. Rey D.J., Faehl R.J., Matossian J.N. Key issues in plasma-source ion implantation // Surf. Coat.Techn. - 1997. - V. 96. - P. 45-51.

83. Khvesyuk V.I., Tsyganov P.A. The use of high-voltage discharge at low pressure for 3D ion implantation // Surf. Coat.Techn. - 1997. - V. 96. - P. 68-74.

84. Комаров Ф. Ф. Ионная имплантация в металлы. - М: Металлургия, 1990. - 216 с.

85. Ghaly Mai, Nordkund Kai and Averback R.S. Molecular dynamics investigations of surface damage produced by kiloelectronvolt self-bombardment of solids // Phil. Mag. A.

- 1999. - V.79. - No.4. - P.795-820.

86. Пузряков А.Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. / А.Ф. Пузряков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. - 375 с.

87. Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий. Теория, технология, оборудование : учеб. пособие. / Г.В. Бобров, А.А. Ильин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 623 с.

88. Повышение ресурса цилиндровых втулок и поршневых колец судовых дизелей с использованием метода плазменного напыления: Монография / Ю.И. Матвеев; М-во трансп. Рос. Федерации. Гос. служба реч. флота. Волж. гос. акад. вод.трансп.

- Н.Новгород: Изд-во ВГАВТ, 2002. - 126 с.

89. Поляк М.С. Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2т. / М.С. Поляк. - СКРИПТ, Машиностроение, 1995. - Т.1 -832 с. Т2 - 668 с.

90. Никитин М.М. Технология и оборудование вакуумного напыления. / М.М. Никитин. - М.:Металлургия,1992. - 110 с.

91. Механические свойства и состав поверхности титанового сплава в зависимости от дозы облучения ионами Si и Ar / П.В.Быков, Ф.З. Гильмудинов, А.А.Колотов, Н.А. Орлова, В.Я. Баянкин // VI Всероссийский семинар «Физические и физико-химические основы ионной имплантации». Нижний Новгород, 15-17 октября 2002 г. С. 119-126.

92. Сивоха В.П., Мейснер Л.Л., Гриценко Б.П. Материал на основе никелида титана с эффектом памяти формы // Патент на изобретение РФ №2191842, приоритет от 27.10.2002.

93. Preface to the viewpoint set on: shape memory alloys Scripta Materialia, Volume 50, Issue 2, January 2004, Pages 179-180 Jan Van Humbeeck.

94. Structural and mechanical characterization of boron and nitrogen implanted NiTi shape memory alloy // Surface and Coatings Technology, Volumes 158-159, September 2002, Pages 309-317, H Pelletier, D Muller, P Mille, J.J Grob

95. Surface modification of NiTi for orthopaedic braces by plasma immersion ion implantation, Surface and Coatings Technology, Volume 196, Issues 1-3, 22 June 2005, Pages 293-297 S. Mndl, J.W. Gerlach, B. Rauschenbach.

96. Improving the tribological properties of Ti-6Al-4V alloy by nitrogen-ion implantation , Surface and Coatings Technology, Volume 111, Issues 2-3, 29 January 1999, Pages 172-176, Y. Itoh, A. Itoh, H. Azuma, T. Hioki.

97. Авдиенко К.И., Авдиенко А.А., Коваленко И.А. Влияние элементного состава пучка ионов на фазообразование и упрочнение поверхности конструкционных материалов. // Физика металлов и металловедение. - Том 92.- № 6.- 2001.- С.103-107.

98. Модификация поверхностных слоев титана при высокоинтенсивной ионной имплантации алюминия / И.А.Божко, И.А. Курзина, И.Б. Степанов, Ю.П. Шаркеев // Физика и химия обработки материалов.-2005.-№4.-С.58-62.

99. Phase formation in aluminium implanted titanium and the correlated modification of mechanical and corrosive properties / I.Tsyganov, E.Wieser, W. Matz, A. Mcklich, H. Reuther, M.T. Pham, E. Richter // Thin Solid Films. 2000. v. 376, p. 188-197.

100. Knight S.T., Evans P.J., Samandi M. Titanium aluminide formation in Ti implanted aluminium alloy // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 1996.v. B119, p. 501-504.

101. Высоко интенсивная имплантация ионов алюминия в в никель и титан. / И.А. Курзина, И.А. Божко, М.П. Калашников, С.В. Фортуна, В.А. Батырева, И.В.

Степанов, Ю.П. Шаркеев. // Известия Томского политехнического университета.

2004. - Т. 307. - №3. - С. 30-35.

102. Изменение свойств титанового сплава ВТ23, вызванное имплантацией ионов железа и циркония и последующим воздействием низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком / Е.А. Базыль, А.Д. Погребняк, Б.П. Гриценко, С.В. Соколов // Письма в ЖТФ. 1999. Т. 25 (15). С. 66-73.

103. Фазовый состав поверхностного слоя сплава ВТ6 после имплантации ионов W и Мо / Н.К. Ердыбаева, А.Д. Погребняк, С.В. Плотников, А.И. Купчишин // Научно-тематический сборник «Радиационно-термические процессы в металлах, сплавах и композитах». Под ред. д.ф.-м.н., проф. А.И. Купчишина. Алма-Аты. 2009. С. 3942.

104. Морфология и элементный состав поверхностного слоя сплава ВТ22 после двойной имплантации ионами Мо+, W+ / Н.К. Ердыбаева, А.Д. Погребняк, С.В. Плотников, А.И. Купчишин // Научно-тематический сборник «Радиационно-термические процессы в металлах, сплавах и композитах»/ Под ред. д.ф.-м.н., проф. А.И. Купчишина.- Алма-Аты. 2009. С. 43-46.

105. Шаркеев Ю.П. Колупаева С.В. Фирсова Н.В. Эффект дальнодействия в металлах при ионной имплантации // Металлы. 1998.- №1.-С. 109-115.

106. Овчинников В.В., Козлов Д.А., Якутина С.В. Исследование свойств поверхности стали 30ХГСН2А после имплантации ионами меди. // Машиностроение и инженерное образование.-2009.-№2.-С.7-13.

107. Овчинников В.В., Козлов Д.А., Якутина С.В. Влияние ионной имплантации меди на свойства конструкционной стали 30ХГСН2А. // Упрочняющие технологии и покрытия.-2009.-№10.-С.23-28.

108. Овчинников В.В., Козлов Д.А., Якутина С.В., Немов А.С. Влияние имплантирования ионов меди и свинца на свойства стали 30ХГСН2А. // Машиностроение и инженерное образование.-2010.-№4.-С.38-45.

109. Троицкий О.А., БарановЮ.В., АврамовЮ.С., Шляпин А.Д. Физические основы и технологии обработки современных материалов (теория, технология, структура и свойства). В 2-х томах. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. - 468 с.

110. Приходько В.М., Чудина О.В. Применение принципов структурной теории прочности при разработке технологий поверхностного упрочнения, сочетающий закалку ТВЧ и ультразвуковое ППД // Упрочняющие технологии и покрытия. -

2005. - № 5. - С. 27-32.

111. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах. - Томск: Изд-во НТЛ, 2004. - 328 с.

112. Панин В.Е., Сергеев В.П., Панин А.В. Наноструктурирование поверхностных слоев и нанесение наноструктурных покрытий. - Томск: Изд-во ТПУ, 2010. - 286 с.

113. Алехин В.П., Алехин О.В. Физические закономерности деформации поверхностных слоев материалов. - М. : МГИУ. 2011. - 455 с.

114. Панин В.Е., Сергеев В.П., Панин А.В., Почивалов Ю.И. Наноструктурирование поверхностных слоев и нанесение наноструктурных покрытий - эффективный способ упрочнения современных конструкционных и инструментальных материалов // ФММ. - 2007. - Т.104. - № 6. - С. 1-11.

115. Панин В.Е., Каблов Е.Н., Плешанов В.С., Клименов В.А., Иванов Ю.Ф., Почивалов Ю.И., Кибиткин В.В., Напрюшкин А.А., Нехорошков О.Н., Лукин В.И., Сапожников С.В. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и сопротивление усталости сварных соединений высокопрочной стали ВКС-12 // Физическая мезомеханика. - 2006. - Т. 9. - № 2. - С. 85-96.

116. Panin A.V., Klimenov V.A., Pochivalov Yu.I., Son A.A., KazachenokM.S. The effect of ultrasonic treatment on mechanical behavior of titanium and steel specimens. Theoretical and Applied Fracture Mechanics 41, 1-3 (2004), p. 163-172.

117. Панин А.В., Клименов В.А., Почивалов Ю.И., Сон А.А., Казачонок М.С. Пластическая деформация материалов, подвергнутых ультразвуковой обработке // Сборник Трудов VI Всероссийской (международной) конференции "Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем". -М.: МИФИ, 2003. - С. 183-188.

118. Овчинников В.В., Учеваткина Н.В., Жданович О.А., Сбитнев А.Г. Комбинированная технология повышения износостойкости деталей из титанового сплава ВТ6 на основе ионной имплантации. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. - №6. - С.15-22.

119. Любарский И.М., Палатник С.Л. Металлофизика трения. - М.: Металлургия, 1976. - 176 с.

120. Tarasov S.Y. Ultrasonic-assisted laser welding on AISI 321 stainless steel / S.Y. Tarasov, A.V. Vorontsov, S.V. Fortuna, V.E. Rubtsov, V.A. Krasnoveikin, E.A. Kolubaev // Welding in the world. - 2019. - Vol. 63. - Iss. 3. - P. 875-886.

121. Ovchinnikov V.V., UchevatkinaN.V., Borovin Yu.M., Zhdanovich O.A., SbitnevA.G. Stressed State of the Surface Layer of VT6 Titanium Alloy after Copper and Lead Ion

Implantation. // Indian Journal of Science and Technology, 2015, December, vol. 8 (36), p. 1-6.

122. Овчинников В.В., Учеваткина Н.В., Жданович О.А., Сбитнев А.Г. Остаточные напряжения в поверхностном слое титанового сплава ВТ6 после ионной имплантации с большой дозой. // Заготовительные производства в машиностроении. 2016. №6. - С.27-33.

123. Сбитнев А.Г., Овчинников В.В. Комбинированная обработка поверхности титанового сплава ВТ20. // СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, посвященная 150-летию со дня рождения академика А.А. Байкова: сборник научных статей Международной научно-технической конференции (18 сентября 2020 года)/ редкол.: Е.В. Агеев (отв. ред.) [и др.]; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2020. - 271 с.; С.162-166.