Laser treatment of <$E alpha >-Fe single crystals was shown to lead to complex recrystallization of the material with the formation of both polycrystalline and single-crystal structural constituents.

Проведено всебічне дослідження процесів формування та росту пор у типовій моделі бінарного стопу, підданому радіаційному впливові з використанням комбінованого підходу, що базується на теорії фазового поля та щвидкісній теорії. Показано, що формування пор викликане взаємодією радіаційно продукованих вакансій із пружніми деформаціями гратниці та полем композиції стопу. Одержано фазові діаграми, що ілюструють формування твердого розчину, фазового розшарування та структуроутворення. Встановлено, що формування пор із пересиченого розчину вакансій супроводжується перерозподілом композиційного поля. Показано, що пружна неоднорідність, яка відповідає за утворення анізотропних преципітатів у первинно приготовленому стопі призводить до формування надгратки пор у процесі опромінення. Виявлено, що нуклеація та ріст пор із ростом дози опромінення відповідає дифузійно керованим процесам випадіння фаз. Показано універсальність динаміки росту пор. Проведена оцінка основних параметрів і статистичних характеристик пор для більшості стопів і сталей надає добре узгодження з експериментально одержаними результатами.

Досліджено двостадійний процес легування поверхні сталі алюмінієм за допомогою електронного променя. Обговорено й досліджено вплив основних параметрів процесу (потужності, перерізу і швидкості сканування променя) на структуру отриманого легованого шару. Для розгляду структури використано оптичну й електронну мікроскопію. Обговорено проблеми масо- і теплопереносу. Запропоновано одномірне рішення задачі поширення тепла при нагріванні променем двошарової системи субстрата з покриттям.

Зазначено, що на сьогодні немає повного розуміння розвитку основних радіаційних явищ, таких як, розпухання за взаємодії пошкоджень з гелієм і воднем, які утворюються під час ядерних реакцій. Відсутність розуміння обумовлена тим, що практично такі експерименти до нас ніхто не проводив, у світової наукової спільноти немає експериментального обладнання для утворення великих пошкоджень (до та вище 200 зна). Наведено результати дослідження поведінки розпухання стандартної ферито-мартенситної сталі ЕП-450 за різних умов опромінення: за високих доз пошкодження до 300 зна, а також за двопучкового опромінення іонами газів (гелій або водень). Вивчено розпухання ферито-мартенситної сталі ЕП-450 у процесі опромінення іонами хрому до доз 300 зна. В інтервалі температур 430 - 550 °C одержано результати з параметрів пористості; тривалості інкубаційного періоду; області доз, в якій реалізується перехід до стаціонарної стадії; швидкості розпухання. Показано, що значення розпухання феритної сталі може перевищувати ~ 20 %. Для імітації радіаційних пошкоджень, характерних для реакторів майбутнього покоління опромінення сталі ЕП-450 проведено на електростатичному прискорювачі з зовнішнім інжектором, який розроблено в ННЦ ХФТІ. Двопучкове іонне опромінення проведено за 1,8 МеВ Cr⁺³, 40 кеВ He⁺ і 20 кеВ H⁺. Показано, що поведінка радіаційного розпухання залежить від концентрації гелію та водню; гелій і водень по-різному впливають на кінетику та розмір розпухання. В інкубаційному періоді гелій пришвидшує процес зародження пор, таким чином, збільшує їх концентрацію. На стаціонарній стадії гелій знижує розпухання сталей за рахунок зменшення розміру пор. Водень також ефективний, як і гелій в прискоренні початку розпухання, але має менший вплив на зародження пор, це може призвести навіть до збільшення розпухання на стаціонарній стадії за рахунок помірного росту концентрації пор.

Изучено влияние облучения на разрушение корпусной стали 15Х2МФА. Показано распределение включений и карбидов. Проанализированы образцы, разрушенные по методу Шарпи, с помощью количественной фрактографии. Выявлена корреляция между энергией зарождения трещины и зоной вязкого разрушения вблизи надреза. Установлено, что большая часть энергии поглощается на стадии, предшествующей возникновению трещины скола. Исследовано распределение ямок вязкого разрушения на поверхности образцов Шарпи. Оценена зависимость между распределением ямок и частицами вторичных фаз.

Досліджено фазовий склад, структуру і властивості зони лазерної дії після лазерного легування вуглецевовмісними обмазками в сплаві заліза з хромом. Показано, що легування сплаву маслоподібною вуглецевовмісною речовиною (алмазною пастою) з великою в'язкістю призводить до насичення заліза вуглецем і утворення аустенітно-мартенситної структури з високою мікротвердістю.

Досліджено структуру та властивості поверхневих шарів сплавів заліза після насичення азотом та вуглецем під дією лазерного опромінення за допомогою мікроструктурного, мікродюрометричного та рентгенофазового методів. Показано, що проведення процесу лазерної обробки в газовому середовищі призводить до насичення заліза вуглецем та азотом і сприяє його поверхневому зміцненню.

Розглянуто вибір оптимальних зносостійких конструкцій та склад дискретних покриттів, сформованих лазеро-хіміко-термічною обробкою. Показано, що якісний та кількісний характер змін в азотованому шарі визначається заздалегідь сформованим структурно-фазовим станом.

Досліджено магнітні характеристики полікристалічних зразків загартованих від 1400 К у воду сплавів Fe - Al - C до і після імпульсного (8 мс) лазерного (10 Дж) впливу з оплавленням поверхні. Максимальні зміни магнітних характеристик після імпульсної лазерної обробки фіксуються на зразках, які мають 2,5 % по масі С і 8 % по масі Al. У цих зразків коерцитивна сила має максимальне значення, яке раніше отримували при тривалих відпалах сплавів аналогічного складу. У зразків з 2 % по масі С і 8 % по масі Al, які оброблялись лазерними імпульсами, фіксували найбільшу величину коерцитивної сили на глибині 0,5 мм від поверхні там, де кристалічна гратка аустеніта не когерентна з кристалічною граткою впорядкованої карбідної фази Fe_4-yAl_yC_x. Збільшення коерцитивної сили пояснили зривом когерентності між кристалічними гратками аустеніту і мартенситу та кристалічною граткою карбіду Fe_4-yAl_yC_x.

Досліджено орієнтування мартенситу в дебаївських монокристалічних зразках загартованих аустенітних та аустеніто-карбідних високовуглецевих сплавів системи Fе - Аl - С після імпульсного лазерного впливу. Встановлено, що симетрія орієнтувань alpha-мартенситу та їх кількість змінюються в зразках у разі віддалення від обробленої поверхні. Порушення симетрії та зменшення кількості дифракційних відбиттів пояснено впливом залишкових стискальних та розтягальних напружень в зразках.

Установлено, что при импульсном лазерном воздействии на поверхность сплава Fe - Al - C, содержащего алмазные кристаллы, образуются графитовые сферические частицы размером 100 - 300 мкм, а также сферические ультрадисперсные частицы из железа, алюминия и кислорода размером от 3 мкм и значительно меньше.

Досліджено зміни структури та магнітних характеристик моно- та полікристалічних зразків сплавів Fe - Al - C після імпульсної лазерної обробки (тривалість імпульсу tau_i = 8 мс, енергія імпульсу Е = 10 Дж). Встановлено зменшення намагніченості насичення і залишкової магнітної індукції, а також збільшення коерцитивної сили. Зміни магнітних характеристик пояснено висхідною дифузією легуючих елементів та релаксацією когерентних напружень між кристалічними гратками фазових складових в одноміліметровому приповерхневому шарі оброблених зразків.

Досліджено стійкість до низькотемпературного відпуску alpha-мартенситу в аустенітному й аустеніто-карбідному сплавах Fe - Al - C, оброблених лазером. Встановлено, що в цих сплавах alpha-мартенсит стійкіший до низькотемпературного відпуску, ніж alpha-мартенсит в аналогічних сплавах, не оброблених лазером.

Рассмотрены особенности формирования структуры поверхностного слоя сталей после лазерной обработки для различных технологических режимов; проведено сравнение с экспериментом. Приведены экспериментальные зависимости степени коррозионных потерь образцов, прошедших обработку в различных режимах.

Проанализирована литература, посвященная лазерному поверхностному легированию стальных изделий. Исследованы процессы, происходящие при формировании структуры поверхностных слоев при лазерном легировании сталей. Приведены примеры практического применения лазерного поверхностного легирования сталей различными материалами и смесями. Показано, что при лазерном легировании обеспечивается возможность формирования поверхности стальных изделий, которые имеют высокий уровень твердости, теплостойкости, износостойкости, коррозионной стойкости и других физико-механических характеристик. Установлено, что работы, выполненные в этом направлении, не носили системного характера, а зачастую были направлены на решение локализованной задачи повышения эксплуатационных характеристик отдельно взятого материала или деталей из него. Поэтому полученные разными авторами результаты не поддаются систематизации из-за существенных различий в схемах и условиях проведения исследований.

Изучено влияние импульсного сильноточного релятивистского электронного пучка на механические свойства ряда низкоуглеродистых сталей. Установлено, что в зоне поглощения энергии излучения наблюдается скачкообразное увеличение значений микротвердости, что связано с мартенситными превращениями. Изучено влияние облучения на значения ударной вязкости, сделано предположение, что снижение ударной вязкости связано с возникновением дополнительных внутренних напряжений.

The influence of the impulse laser treatment of nickel steels on structure changes in the laser effect zone is investigated. In order to describe the processes of heat- and mass-transfer, a mathematical model is suggested. This model consists of the heat and diffusion problems with taking a nonlinear dependence of the carbon diffusion coefficient on temperature and concentration into account. Distributions of the temperature and concentration fields in the laser effect zone are determined. They well agree with experiment in the first approximation. The explanation of the mechanism of forming the oscillatory carbon concentration distribution over the depth of a sample is proposed.

Розглянуто проблему визначення впливу різних факторів на тепловіддачу зразків, оброблених іонною імплантацією. За допомогою методу відновлювання одновимірних залежностей експериментально перевірено силу впливу кожного вихідного показника на коефіцієнт конвективної тепловіддачі.

Исследованы особенности насыщения стальной матрицы элементами неметаллических включений при разных режимах лазерного воздействия. Показана роль этого процесса в формировании локальной структуры матрицы вблизи неметаллических включений в низко- и среднеуглеродистых сталях.

Исследован механизм плавления и кристаллизации неметаллических включений в контакте с матрицей сталей при лазерном воздействии. На примере сталей 08кп, 08Ю, 60Г показано, что лазерное воздействие - это способ локального изменения структуры включений в поверхностных оплавленных слоях, а также свойств поверхности неметаллических включений.