Исследование физико-химических и механических процессов при формообразовании и упрочнении деталей для авиакосмической и транспортной техники

Комплексные исследования физико-химических и механических процессов при формообразовании и упрочнении конструкционных и инструментальных сталей и сплавов является актуальной проблемой. Фундаментальные исследования в области физико-химических и механических процессов при формообразовании и упрочнении конструкционных и инструментальных сталей и сплавов позволит создать теоретические и экспериментально обоснованную базу знаний, которая может быть использована для проектирования прорывных и критических технологий обработки ответственных изделий машиностроения. В последнее время для описания физико-механических свойств материалов и механики фрикционных контактных процессов с целью управления лезвийной обработкой и поиска методов повышения работоспособности режущего инструмента используются методы синергетики и неравновесной термодинамики, как теории самоорганизации систем, далеких от термодинамического равновесия. Физико-математический аппарат термодинамики неравновесных процессов, использующий принцип независимости энергии разрушения материала от вида подводимой энергии (механической, тепловой, электромагнитной и т.д.) позволяет учесть взаимосвязь процессов механо-химического воздействия с тепловыми явлениями в зоне деформации для получения аналитических зависимостей, описывающих процессы контактного взаимодействия и изнашивания инструмента. Несмотря на значительную общность термодинамического подхода к оценке трения, разрушения и изнашивания, полученные отечественными и зарубежными ученными зависимости не учитывают особенностей динамики протекания термомеханических и триботехнических процессов в приконтактных слоях изнашиваемого материала, включают ряд параметров, которые не могут быть определены экспериментально или расчетным путем, не содержат показателей структурно-фазового состава и физико-механических свойств контактирующих материалов. Конструирование структуры поверхности материалов с заранее заданными свойствами является актуальной проблемой для многих отраслей знаний, но особенно это важно в области инструментальной промышленности. Предлагаемые для исследования и разработок комплексная модификация поверхности в низкотемпературной плазме повышенной плотности, включающее ионное азотирование и последующее формирование на поверхности наноструктурированных высокоэнтропийных покрытий на основе интерметаллидов системы Ti-Si-B-Al-Y cинтезированных в среде реакционных газов O, C, N позволяют создавать многофазные слои с уникальными свойствами. Научная значимость решения проблемы целенаправленной модификации поверхности конструкционных и инструментальных сталей и сплавов с использованием самых современных электрофизических методов определяется как получением новых знаний в области взаимодействия частиц и излучений с веществом, так и изучением образующихся при этом новых структурно-фазовых состояний твёрдых тел, не встречающихся при традиционных способах модификации поверхности.