To select a component for solar power plant with stirling engines
Keywords:
Plasma treatment, metal alloys, pulsed electron beam, tribologyAbstract
The article discusses the development of resource-saving, environmentally friendly technologies for creating products of structural and tool steels and alloys with given properties of surface. This effect can be achieved using pulsed plasma systems and electron beam treatment, which are more effective and manufacturable than the stationary systems. In the result will be formed layers comprising intermetallic, carbide and nitride phases that are changing the depth of the nanocrystalline structure on the surface to a depth submicrocrystalline. The using plasma and electron accelerators resulting surface material nanostructured, are unique and can achieve several times higher strength properties and service life of the products compared with traditional technologies (hardness 50 GPa) and can not be obtained in other ways. Industrial testing showed that after the operation of modifying the working surfaces of tools and machine parts is increased in 3 ... 5 times. The technology can be used in all areas that require extra strong surface properties of materials, from engineering to the space industry.
References
1. Lieberman M.A., Lichtenberg A.G. Principles of plasma discharges and materials processing. John Wiley & Sons Inc., New York, 1994, 450 p.
2. Морозов А.И. Плазмодинамика. Техносфера. -2004. - 524 с.
3. Piekoszewski J. Present status and future of pulsed plasma processing of materials in SINS // NUKLEONIKA. – 2000. - 45 (3). – С.193-197.
4. Ласковнев А.П., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Коваль Н.Н., Углов В.В., Черенда Н.Н., Бибик Н.В., Асташинский В.М. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой. Беларуская навука, Минск, 2013. - 287 c.
5. Richter E. et al. Modification of titanium surface by its alloying with silicon using intense pulsed plasma beams. // Surface and Coatings Technology. – 2002. – Vol. 158-159. – P. 324-327.
6. Tomida S., Nakata K. Fe–Al composite layers on aluminum alloy formed by laser surface alloying with iron powder. // Surface and Coatings Technology. – 2003. – Vol. 174-175. – P. 559-563.
7. Углов В.В., Черенда Н.Н., Анищик В.М., Асташинский В.М., Квасов Н.Т. Модификация материалов компрессионными плазменными потоками. Минск: БГУ, 2013. - 248 с.
8. Tereshin V.I. at al. Pulsed plasma accelerators of different gas ions for surface modification. // Rev. Sci. Instrum. – 2002. -V.73. - №2. - Р.1- 3.
9. Патент 16907 РБ Способ упрочнения поверхности изделия из титанового сплава. МПК C23C14/48, C23C8/24 / Углов В.В., Черенда Н. Н., Шиманский В. И., Подсобей Г. З., Асташинский В.М. Заявитель – Белорусский государственный университет - № а20110343; заявл. 21.03.2011. Опубл. 28.02.2013. // Афiцыйны бюл. Нац.цэнтр iнтэлектуал.уласнасцi. - 2013. - № 1 (90). С.95.
10. Uglov V.V., Kuleshov A.K., Soldatenko E.A., Koval N.N., Ivanov Yu.F., Teresov A.D. Structure, phase composition and mechanical properties of hard alloy treated by intense pulsed electron beams. //Surface and Coatings Technology, Vol. 206, Iss. 11–12, 2012, P. 2972-2976.
11. Zhukeshov A. M. Plasma flow formation in a pulse plasma accelerator in continuous filling regime. Plasma Devices and Operations. Vol. 17. N.1. 2009.p.73-81.
12. Baimbetov F. B., Zhukeshov A. M. and Amrenova A. U. Dynamics of Plasma Flow Formation in a Pulsed Accelerator Operating at a Constant Pressure. Technical Physics Letters, 2007. - Vol. 33, No. 1. - Р. 77–79.
13. Zhukeshov A. Plasma diagnostics in a pulsed accelerator used for material processing. // Journal of Physics. Conference series. 63 (2007) 012014.
14. Zhukeshov A. M., Baimbetov F. B., Amrenova A. U., Gabdullina A. T. Measuring the Parameters of Pulsed Plasma Flows by Means of Magnetic Probes. // Journal of Engineering Thermophysics. - 2007. - Vol. 16. - Р. 40–43.
15. Uglov V.V., Remnev G.E., Kuleshov A.K., Astashinski V.M., Saltymakov M.S. Formation of hardened layer in WC-TiC-Co alloy by treatment of high intensity pulse ion beam and compression plasma flows. // Surface and Coating Technology, 2010. - V.204. – Р. 1952-1956.
16. Черенда Н.Н., Углов В.В., Бибик Н.В., Гусакова С.В., Асташинский В.М., Кузьмицкий А.М., Ухов В.А. Модификация структуры и механических свойств быстрорежущей стали Р18 при комбинированном плазменном и термическом воздействии. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2011, № 3. - С. 107–112.
17. Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Москвин П.В., Будовских Е.А., Коваль Н.Н., Бибик Н.В., Черенда Н.Н., Углов В.В. Образование наноструктурных состояний в силумине при высокоинтенсивной электронной обработке. //Наноматериалы и наноструктуры, 2013. - № 1. - Т. 4. - С. 39-42.
18. Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Москвин П.В., Будовских Е.А., Коваль Н.Н., Бибик Н.В., Черенда Н.Н., Углов В.В. Наноструктурирование поверхности силумина эвтектоидного состава электронно-ионно-плазменными методами //Известия высших учебных заведений. Физика. - Т. 56. №1-2, 2013. - С. 98-102.
19. Ivanov Y., Petrikova E., Cherenda N., Teresov A. Hardening of the Surface Layer of Silumin by Electron Beam. //Advanced Materials Research Vol. 872 (2014). – Р. 162-166.
20. Овчаренко В.Е., Псахье С.Г., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. Способ электронно-пучкового упрочнения твердосплавного инструмента или изделия. Заявка №2007107259, дата подачи заявки: 2007.02.26. RU 2007107259, А, МПК7, С21D9/22, C21D1/09.
21. Nazarov D.S., Ozur G.E., and Proskurovsky D.I. // Proc. of 11th IEEE Int. Pulsed Power Conference. – Baltimore. USA. – 1997. – V. II. – Р. 1335-1340.
22. Engelko V., Mueller G., Bluhm H.// Vacuum. – 2001. –Vol. 62/2-3. – Р. 97-103.
23. Бугаев C.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения. – Москва: Энергоатомиздат. – 1984. – 113 c.
24. Гаврилов Н.В., Гушенец В.И., Коваль Н.Н., Окс Е.М. и др. Источники заряженных частиц с плазменным эмиттером. – Екатеринбург: УИФ «Наука». – 1993. – 148 c.
25. Goebel D.M., Schumacher R.W. // R.M. Watkins Editor. Proc. SPIE. – 2001. – Р. 1093-1098.
26. Krokhmal A., Gleizer J.Z., Krasik Ya.E. and Felsteiner J.// Journal of applied physics. – 2003. –Vol. 94. – №1. – pp. 44-54.
27. Девятков B.Н., Коваль Н.Н., Щанин П.М. // Изв. вузов. Физика. – 2001. – № 9. – С. 36-43.
28. Grigoriev S.V., Koval N.N., Devjatkov V.N., Teresov A.D. // Proc. 9th Intern. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. – Tomsk. – 2008. – P.19-22.
2. Морозов А.И. Плазмодинамика. Техносфера. -2004. - 524 с.
3. Piekoszewski J. Present status and future of pulsed plasma processing of materials in SINS // NUKLEONIKA. – 2000. - 45 (3). – С.193-197.
4. Ласковнев А.П., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Коваль Н.Н., Углов В.В., Черенда Н.Н., Бибик Н.В., Асташинский В.М. Модификация структуры и свойств эвтектического силумина электронно-ионно-плазменной обработкой. Беларуская навука, Минск, 2013. - 287 c.
5. Richter E. et al. Modification of titanium surface by its alloying with silicon using intense pulsed plasma beams. // Surface and Coatings Technology. – 2002. – Vol. 158-159. – P. 324-327.
6. Tomida S., Nakata K. Fe–Al composite layers on aluminum alloy formed by laser surface alloying with iron powder. // Surface and Coatings Technology. – 2003. – Vol. 174-175. – P. 559-563.
7. Углов В.В., Черенда Н.Н., Анищик В.М., Асташинский В.М., Квасов Н.Т. Модификация материалов компрессионными плазменными потоками. Минск: БГУ, 2013. - 248 с.
8. Tereshin V.I. at al. Pulsed plasma accelerators of different gas ions for surface modification. // Rev. Sci. Instrum. – 2002. -V.73. - №2. - Р.1- 3.
9. Патент 16907 РБ Способ упрочнения поверхности изделия из титанового сплава. МПК C23C14/48, C23C8/24 / Углов В.В., Черенда Н. Н., Шиманский В. И., Подсобей Г. З., Асташинский В.М. Заявитель – Белорусский государственный университет - № а20110343; заявл. 21.03.2011. Опубл. 28.02.2013. // Афiцыйны бюл. Нац.цэнтр iнтэлектуал.уласнасцi. - 2013. - № 1 (90). С.95.
10. Uglov V.V., Kuleshov A.K., Soldatenko E.A., Koval N.N., Ivanov Yu.F., Teresov A.D. Structure, phase composition and mechanical properties of hard alloy treated by intense pulsed electron beams. //Surface and Coatings Technology, Vol. 206, Iss. 11–12, 2012, P. 2972-2976.
11. Zhukeshov A. M. Plasma flow formation in a pulse plasma accelerator in continuous filling regime. Plasma Devices and Operations. Vol. 17. N.1. 2009.p.73-81.
12. Baimbetov F. B., Zhukeshov A. M. and Amrenova A. U. Dynamics of Plasma Flow Formation in a Pulsed Accelerator Operating at a Constant Pressure. Technical Physics Letters, 2007. - Vol. 33, No. 1. - Р. 77–79.
13. Zhukeshov A. Plasma diagnostics in a pulsed accelerator used for material processing. // Journal of Physics. Conference series. 63 (2007) 012014.
14. Zhukeshov A. M., Baimbetov F. B., Amrenova A. U., Gabdullina A. T. Measuring the Parameters of Pulsed Plasma Flows by Means of Magnetic Probes. // Journal of Engineering Thermophysics. - 2007. - Vol. 16. - Р. 40–43.
15. Uglov V.V., Remnev G.E., Kuleshov A.K., Astashinski V.M., Saltymakov M.S. Formation of hardened layer in WC-TiC-Co alloy by treatment of high intensity pulse ion beam and compression plasma flows. // Surface and Coating Technology, 2010. - V.204. – Р. 1952-1956.
16. Черенда Н.Н., Углов В.В., Бибик Н.В., Гусакова С.В., Асташинский В.М., Кузьмицкий А.М., Ухов В.А. Модификация структуры и механических свойств быстрорежущей стали Р18 при комбинированном плазменном и термическом воздействии. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2011, № 3. - С. 107–112.
17. Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Москвин П.В., Будовских Е.А., Коваль Н.Н., Бибик Н.В., Черенда Н.Н., Углов В.В. Образование наноструктурных состояний в силумине при высокоинтенсивной электронной обработке. //Наноматериалы и наноструктуры, 2013. - № 1. - Т. 4. - С. 39-42.
18. Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Москвин П.В., Будовских Е.А., Коваль Н.Н., Бибик Н.В., Черенда Н.Н., Углов В.В. Наноструктурирование поверхности силумина эвтектоидного состава электронно-ионно-плазменными методами //Известия высших учебных заведений. Физика. - Т. 56. №1-2, 2013. - С. 98-102.
19. Ivanov Y., Petrikova E., Cherenda N., Teresov A. Hardening of the Surface Layer of Silumin by Electron Beam. //Advanced Materials Research Vol. 872 (2014). – Р. 162-166.
20. Овчаренко В.Е., Псахье С.Г., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. Способ электронно-пучкового упрочнения твердосплавного инструмента или изделия. Заявка №2007107259, дата подачи заявки: 2007.02.26. RU 2007107259, А, МПК7, С21D9/22, C21D1/09.
21. Nazarov D.S., Ozur G.E., and Proskurovsky D.I. // Proc. of 11th IEEE Int. Pulsed Power Conference. – Baltimore. USA. – 1997. – V. II. – Р. 1335-1340.
22. Engelko V., Mueller G., Bluhm H.// Vacuum. – 2001. –Vol. 62/2-3. – Р. 97-103.
23. Бугаев C.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения. – Москва: Энергоатомиздат. – 1984. – 113 c.
24. Гаврилов Н.В., Гушенец В.И., Коваль Н.Н., Окс Е.М. и др. Источники заряженных частиц с плазменным эмиттером. – Екатеринбург: УИФ «Наука». – 1993. – 148 c.
25. Goebel D.M., Schumacher R.W. // R.M. Watkins Editor. Proc. SPIE. – 2001. – Р. 1093-1098.
26. Krokhmal A., Gleizer J.Z., Krasik Ya.E. and Felsteiner J.// Journal of applied physics. – 2003. –Vol. 94. – №1. – pp. 44-54.
27. Девятков B.Н., Коваль Н.Н., Щанин П.М. // Изв. вузов. Физика. – 2001. – № 9. – С. 36-43.
28. Grigoriev S.V., Koval N.N., Devjatkov V.N., Teresov A.D. // Proc. 9th Intern. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. – Tomsk. – 2008. – P.19-22.
Downloads
Published
2014-12-20
Issue
Section
Plasma Physics
