Повреждаемость поверхностного слоя сплава Инконель 718 импульсными пучково-плазменными потоками

Физика и химия обработки материалов. 2023. № 2. С. 5–17.

Боровицкая И. В., Демин А. С., Комолова О. А., Латышев С. В., Масляев С. А., Монахов И. С., Морозов Е. В., Пименов В. Н., Сасиновская И. П., Бондаренко Г. Г., Гайдар А. И., Логачев И. А.

Исследована повреждаемость поверхностного слоя сплава Инконель 718, изготовленного
методом селективного лазерного сплавления по аддитивной технологии, с последующей
термической обработкой в условиях многократных импульсных воздействий потоков
ионов гелия и гелиевой плазмы при двух режимах облучения в установке Плазменный
фокус “Вихрь”: в мягком режиме с плотностью потока энергии q0 = 2·108 Вт/см2 и
длительностью импульса τ = 50 нс и в жестком режиме — q0 = 1,5·109 Вт/см2, τ = 25 нс.
Количество импульсов в экспериментах составляло N = 10 и 20. Облучение в мягком
режиме формирует на поверхности слоя микроструктуру, содержащую поры, а при
более жестком энергетическом воздействии образуются поверхностные микротрещины
и блистеры с разрушенными оболочками. С увеличением плотности потока энергии
интенсивность эрозии поверхностного слоя (потеря массы за один импульс) возрастала.
Характер этого явления определяется процессами очистки поверхностного слоя сплава от
примесных элементов, адсорбированных из внешней среды до облучения, и осаждения
элементов функциональных материалов и примесей рабочего газа на облучаемую
поверхность. Выявлены особенности формирования ячеистой микроструктуры ПС
исследуемого сплава в реализованных условиях пучково-плазменных воздействий.
Методом численного моделирования установлено перераспределение долей
поглощенной материалом энергии, расходуемых на испарение и плавление облученного
ПС, в сопоставляемых режимах облучения

Ключевые слова: сплав Инконель, Inconel alloy, surface layer, beam-plasma flows, поверхностный слой, пучково-плазменные потоки