Формирование функциональных состояний поверхностных слоев титановых сплавов в условиях контактного взаимодействия при высокоэнергетических комбинированных воздействиях

В настоящее время проблема поверхностного упрочнения титановых сплавов решается за счет нанесения покрытий, поверхностного легирования, химического (диффузионного) насыщения и т.д. Однако создание на поверхности титановых образцов покрытия или слоя, насыщенного высокопрочными соединениями (элементами) с повышенной твердостью, сопровождается его охрупчиванием, формированием неблагоприятных остаточных напряжений (растяжения), склонностью к растрескиванию (за счет образования микротрещин, пор в затвердевающем металле), отслоению (низкая адгезия), как следствие – существенным снижением усталостной (и статической) прочности, снижением стойкости к неабразивному, кавитационному, эрозионному износу и т.д. Новизной исследования является разработка комплексной экономически выгодной высокоэнергетической обработки перспективных титановых сплавов, на примере сплава ВТ22, позволяющей получить оптимальный набор свойств поверхности высоконагруженных деталей различных отраслей (машиностроение, судостроение, медицина, авиа- и космическая отрасль). В результате исследования планируется изучить особенности формирования дискретных структур, фазовых превращений. Посредством как натурного, так и вычислительного эксперимента будет произведено наложение в титановом сплаве в результате электромеханической обработки (ЭМО), термического старения и безабразивной ультразвуковой финишной обработки (БУФО) полей остаточных напряжений. Также в задачи исследования входит проведение испытаний на контактно-механическую усталость для выявления оптимальной комбинации режимов обработки ЭМО, БУФО и старения, направленных на повышение контактной выносливости в результате увеличения сопротивляемости упрочненного слоя подповерхностным усталостным трещинам, питтингу, отслаиванию материала. По результатам исследования планируется спроектировать комбинированное приспособление для одновременной обработки ЭМО и БУФО цилиндрических поверхностей металлических цилиндрических образцов.