Влияние жидкой фазы на формирование структуры и механических свойств переходных слоев в гетерофазных металлических материалах

 

 
 
 
 
 
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ 
СЕРИИ «МОНОГРАФИИ НГТУ» 
 
 
д-р техн. наук, проф. (председатель) А.А. Батаев 
д-р техн. наук, проф. (зам. председателя) А.Г. Вострецов 
д-р техн. наук, проф. (отв. секретарь) В.Н. Васюков 
 
д-р техн. наук, проф. А.А. Воевода 
д-р техн. наук, проф. В.И. Денисов 
д-р физ.-мат. наук, проф. А.К. Дмитриев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.Г. Дубровский 
д-р филос. наук, проф. В.И. Игнатьев 
д-р филос. наук, проф. В.В. Крюков 
д-р социол. наук, проф. Л.А. Осьмук 
д-р техн. наук, проф. Н.В. Пустовой 
д-р техн. наук, проф. Г.И. Расторгуев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.А. Селезнев 
д-р техн. наук, проф. Ю.Г. Соловейчик 
д-р техн. наук, проф. А.А. Спектор 
д-р техн. наук, проф. А.Г. Фишов 
д-р экон. наук, проф. М.В. Хайруллина 
д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев 
д-р техн. наук, проф. А.Ф. Шевченко 
 
 
 

 

УДК 621.762:621.791.053+669-138.8 
   Б 916 
 
 
 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, доцент А.О. Токарев 
д-р техн. наук, профессор С.Ф. Гнюсов 
 
 
 
 
Буров В.Г.  
Б 916  
Влияние жидкой фазы на формирование структуры и механических свойств переходных слоев в гетерофазных металлических материалах: монография / В.Г. Буров, В.А. Батаев,  
А.А. Никулина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – 232 с. – 
(Серия «Монографии НГТУ»). 

ISBN 978-5-7782-3927-2 

Рассматриваются вопросы улучшения структуры и механических 
свойств материалов, подвергнутых высокоэнергетическому воздействию, с обеспечением расплавления их локальных объемов. Большое 
внимание уделено проблеме конструктивной прочности сварных швов 
и наплавки покрытий из порошковых материалов.  
Книга может представлять интерес для научных работников, инженеров-механиков и студентов машиностроительных специальностей. 
 
 
 
УДК 621.762:621.791.053+669-138.8 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7782-3927-2 
 Буров В.Г., Батаев В.А.,  
 
    Никулина А.А., 2019 
 
 Новосибирский государственный  
 
    технический университет, 2019 

 

УДК 621.762:621.791.053+669-138.8 
   Б 916 
 
 
Reviwers: 
Associate professor A.O. Tokarev, D.Sc. (Eng.) 
Professor S.F. Gnyusov, D.Sc. (Eng.) 
 
 
 
 
 
Burov V.G. 
Б 916  
The effect of a liquid phase on the formation of a transient layer 
structure and mechanical properties in the heterogenous metallic materials: monograph / V.G. Burov, V.A. Bataev, A.A. Nikulina. –  
Novosibirsk: NSTU Publishers, 2019. – 232 p. (the “NSTU Monographs” series).  

ISBN 978-5-7782-3927-2 

Problems of improving the structure and nechanical properties of materials subjected to high-energy action with melting their local volumes are 
considerd in the book. Great attention is paid to the problem of structural 
strength of welds and weld facing of powder materials. 
The book may be of interest to researchers, mechanical engineers and 
students specializing in mechanical engineering. 
 
 
УДК 621.762:621.791.053+669-138.8 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7782-3927-2 
 Burov V.G., Bataev V.A.,  
 
     Nikulina A.A., 2019 
 
 Novosibirsk State  
 
    Technical University, 2019 

ÑÏÈÑÎÊ ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ È ÓÑËÎÂÍÛÕ ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈÉ, ÒÅÐÌÈÍÛ  

 
7 

 
 
 
 
 
 

ÑÏÈÑÎÊ ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ  
È ÓÑËÎÂÍÛÕ ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈÉ,  
ÒÅÐÌÈÍÛ È ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈß  

грегат (aggregate) – совокупность сильно связанных между 
собой или сплавленных частиц, общая площадь внешней поверхности которой может быть значительно меньше вычисленной 
суммарной площади поверхности ее отдельных компонентов [0.1]. 
Агломерат – совокупность слабо связанных между собой 
agglomerate частиц или их агрегатов, или тех и других, площадь внешней поверхности которой равна сумме площадей внешних поверхностей ее отдельных компонентов [0.1]. 

Аддитивное производство, АП (аддитивный технологический 

процесс – additive manufacturing) – процесс изготовления деталей, 
который основан на создании физического объекта по электронной 
геометрической модели путем добавления материала, как правило, 
слой за слоем, в отличие от вычитающего (субтрактивного) производства (механической обработки) и традиционного формообразующего производства (литья, штамповки) [0.3]. 
Аддитивные технологии – определение аддитивных технологий в 
соответствии со стандартом ASTM F2792.15493231 «Процесс объединения материала с целью создания объекта из данных – модели, как 
правило, слой за слоем, в отличие от “вычитающих” производственных технологий» (The process of joining materials to make objects from 
3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing technologies) [0.1].  
Аддитивные технологии – определения в научно-технической литературе в англоязычном варианте: additive processes, additive techniques, additive layer manufacturing, layer manufacturing & freeform 
fabrication [0.1]. 

А 

 

Армирующий элемент (арматура) композиционного материала – 
компонент в виде частиц, волокон или их совокупностей, который разделен матричным материалом.  
DM – Direct Manufacturing (Sciaky, США) – разновидность технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
DMD – Direct Metal Deposition (компания POM, США) – разновидность технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
DMLS Direct metal laser sintering (EOS, Германия) – разновидность технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
DMF – Direct Metal Fabrication – непосредственное «выращивание» из металла.  
Direct Deposition – вид аддитивных технологий (прямое или непосредственное осаждение материала, т. е. непосредственно в точку, куда 
подводится энергия и где происходит в данный момент построение 
фрагмента детали [01]. 
InkJet или Binder jetting (ExOne, 3D Systems, США) – разновидность технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
EBM Electron Beam Melting (Arcam, Швеция) – разновидность 
технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
Конструктивная прочность материала (определение получило 
развитие в работах профессора Л.И. Тушинского) – совокупность  
физико-механических и функциональных свойств материала, определяемых на образцах в конкретных условиях, максимально приближенных к реальной службе изделий, для которых данный материал выбран 
[0.3]. Примером конструктивной прочности может служить износостойкость, коррозионная стойкость, жаропрочность и другие свойства, характеризующие способность материала сопротивляться  
потере этих свойств. 
Laser Cusing (Concept Laser, Германия) – разновидность технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
LENS – Laser Engineered Net Shape (Optomec, США) – разновидность технологии послойного лазерного спекания изделий [0.1]. 
Матрица композиционного материала – компонент, который 
непрерывно распределен во всем объеме композиционного материала. 

ÑÏÈÑÎÊ ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ È ÓÑËÎÂÍÛÕ ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈÉ, ÒÅÐÌÈÍÛ  

 
9 

MJS – Multiphase Jet Solidification (Fraunhofer IFAM, Германия 
FDM, США) и др. – разновидность технологии послойного лазерного 
спекания изделий [0.1]. 

Основной металл (основной материал) – материал изделия, на 

которое наносится покрытие, в результате чего формируется композиция, свойства которой определяются совокупностью свойств покрытия, материала изделия и переходной зоны между ними. 

Подложка – материал, на котором формируется слой в виде по
крытия или пленки, имеющей определенные свойства. Подложка и 
покрытие (пленка) не формируют переходную зону и не создают новые свойства композиции.  
SLA – Stereolithography Apparatus – стереолитографические машины (в случае применения лазера они являются не источником тепла,  
а источником ультрафиолетового излучения) [0.1].  
SLS – Selective Laser Sintering – лазерные машины, в которых лазерный луч расплавляет порошковый материал. 
SLM Selective Laser Melting (компания SLM Solutions, Германия) – 
разновидность технологии послойного лазерного спекания изде- 
лий [0.1]. 
SPS (Spark Plasma Sintering) – электроискровое плазменное спекание (вопрос наличия материала в ионизированном состоянии в процессе спекания остается спорным); спекание происходит при нагреве 
поверхностных слоев частиц до температуры плавления под действием 
импульного электрического тока.  
SPLS – Solid Phase Laser Sintering (Phenix Systems, Франция) – 
разновидность технологии послойного лазерного спекания изде- 
лий [0.1]. 
SPS (Спарк плазма синтез) – электроискровое спекание путем пропускания импульсов тока через в графитовую пресс-форму, в которой 
размещена спекаемая порошковая заготовка, находящаяся под давлением.  
УЗО – импульсное пластическое деформирование индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой. 
 

 

ÂÂÅÄÅÍÈÅ 

 началу XXI века ученые и правительства промышленно развитых стран стали осознавать свою ответственность не только за 
жизненный уровень своих народов, но и за состояние среды обитания 
всего человечества. Эйфория от грядущих изменений в технологической сфере не должна позволять забывать, что для создания новейших 
технологий сегодня и в будущем нужны машины, аппараты, транспорт 
и другие изделия, являющиеся объектами машиностроения. Машиностроение было и останется базовой отраслью промышленного производства независимо от уровня развития других областей деятельности 
человека. При этом и само машиностроение, развиваясь, претерпевает 
изменения и становится менее энерго- и ресурсозатратным, т. е. более 
технологичным. 
Технологичность 
как 
показатель 
совокупности 
«свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к 
достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ» [В1] определяет стоимость качества. В свою очередь, одним из основных показателей качества 
изделий машиностроения является их надежность, определяемая как 
«свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах 
значения всех параметров, характеризующих способность выполнения 
требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования» [В2].  
Основные критерии надежности составных частей механизмов и 
машин – безотказность и долговечность – определяются, в свою очередь, их геометрией и конструктивной прочностью материалов, из которых они изготовлены. Процесс конструирования изделий машиностроения можно рассматривать как непрерывную цепь компромиссных 
решений, позволяющих обеспечить необходимые безотказность и дол
К