<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Don State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Don State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Донского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1992-5980</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">3519</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/5714</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Technical sciences</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Modification of gas-thermal coatings through СО2 laser impact</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Модифицирование газотермических покрытий воздействием излучения СО2-лазера</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Балашова</surname>
       <given-names>Светлана Александровна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Balashova</surname>
       <given-names>Svetlana Александровна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Чащин</surname>
       <given-names>Евгений Анатольевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Chashchin</surname>
       <given-names>Evgeniy Анатольевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>kanircha@list.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Митрофанов</surname>
       <given-names>Андрей Анатольевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mitrofanov</surname>
       <given-names>Andrey Анатольевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Харахашев</surname>
       <given-names>Андрей Хачехпарович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kharakhashev</surname>
       <given-names>Andrey Хачехпарович</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>andronh@inbox.ru</email>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2014-09-30T00:00:00+04:00">
    <day>30</day>
    <month>09</month>
    <year>2014</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2014-09-30T00:00:00+04:00">
    <day>30</day>
    <month>09</month>
    <year>2014</year>
   </pub-date>
   <volume>14</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>103</fpage>
   <lpage>110</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/3519/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/3519/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Представлены результаты исследований по установлению зависимости пористости газотермических покрытий от параметров лазерного излучения. На первом этапе решения задачи на основании аналитических зависимостей описано воздействие лазерного излучения на поверхностные слои газотермического покрытия. При этом учитывается его несплошность, вызванная наличием открытых и закрытых пор. Показано, что для уменьшения пористости покрытия под воздействием лазерного излучения необходимо создавать на поверхности покрытия температуру в интервале «температура плавления — температура кипения». Вызванное повышением интенсивности излучения увеличение температуры выше указанного диапазона приводит к испарению поверхностных слоёв покрытия вплоть до его полного удаления в зоне термического воздействия. На втором этапе проводились экспериментальные исследования: предварительно напылённые газотермические покрытия двух типов обрабатывались лазером. Исследовались покрытия на основе металлических (ПН 85-Ю-15) и неметаллических (Al2O3) компонентов. Изменения пористости оценивались количественно с помощью разработанной в среде Visual Studio 2008 программы обработки изображений, путём попиксельного сравнения микроструктуры площадей, занимаемых порами и материалом покрытия. Установлено, что воздействие лазерным излучением приводит к снижению средней пористости газотермических покрытий. Пористость покрытия на основе сплава ПН 85-Ю-15 снижается с 17 % в исходном состоянии до 5–8 % после лазерной обработки. Соответствующие показатели для керамического покрытия Al2O3 — 24,5 % и 15–18 %.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The research results on determining the dependence of gas-thermal coating porosity on the laser radiation parameters are presented. At the first stage of solving the problem, on the basis of the analytical relationships, laser impact on the surface layers of the gas-thermal coating is described. Here, its discontinuity caused by the occurrence of open and closed pores is recognized. It is shown that for reducing the coating porosity under the laser impact, the coating surface temperature is to be set in the range of “fusion point-boiling point”. A temperature rise above this range caused by the radiation intensity increase leads to evaporation of surface coating layers through its complete removal in the heat effected zone. At the second stage, field research is conducted: pre-sprayed gas-thermal coatings of two types are processed by laser. The coatings based on the metallic (PN-85-U-15) and non-metallic (Al2O3) components are studied. The porosity modification is evaluated quantitatively using the image processing program developed in Visual Studio 2008 by pixel comparison of microstructure of the area occupied by pores and the coating material. It is established that the laser impact leads to decreasing in the average porosity of the gas-thermal coatings. Porosity of the coating based on the PN-85-U-15 alloy decreases from 17 % at the initial state to 5–8 % after the laser treatment. The corresponding figures for the ceramic coating Al2O3 are 24.5 % and 15–18 %.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>лазерное излучение</kwd>
    <kwd>газотермическое покрытие</kwd>
    <kwd>пористость газотермического покрытия.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>laser radiation</kwd>
    <kwd>gas-thermal coating</kwd>
    <kwd>porosity of gas-thermal coating.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. Одним из перспективных способов получения защитных и износостойких покрытий повышенной прочности является плазменный метод их нанесения [1, 2]. Эффективность применения функциональных газотермических покрытий определяется не только свойствами напыляемого материала, но и характеристиками покрытия. Например, теплозащитная способность и коррозионная стойкость покрытия во многом определяются его пористостью. С увеличением пористости улучшаются теплозащитные свойства покрытия, в частности термостойкость, сопротивляемость растрескиванию при термоциклических нагрузках. С другой стороны, развитая наружная и внутренняя пористость облегчает возможность проникновения атмосферных газов или агрессивных сред через покрытие к поверхности металлической основы, что приводит к образованию на границе раздела оксидных плёнок, снижению прочности адгезионного сцепления и отслаиванию покрытия [3]. Оплавив некоторый объём частиц в составе покрытия, можно снизить его пористость. Одним из путей эффективного повышения эксплуатационных характеристик поверхностных слоёв конструкционных материалов является применение комбинированных методов обработки — с сочетанием различных физико-химических процессов [4]. Дисперсные напылённые покрытия достаточно оплавлять. При этом следует исключить объёмный нагрев до температуры плавления покрытий, чтобы избежать их отслаивания вследствие подплавления подложки и значительной её термодеформации. Известно, что воздействие концентрированными потоками энергии, в частности лазерным излучением, обеспечивает высокотемпературный нагрев, отличающийся малой зоной термического влияния [5].</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кудинов, В. В. Плазменные покрытия / В. В. Кудинов. - Москва : Наука, 1977. - 184 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kudinov, V. V. Plazmennye pokrytiya. [Plasma coatings.] Moscow: Nauka, 1977, 184 p.(in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыжкин, А. А. Фазовый состав металломатричных композитов системы «Fe-W-C», фор-мируемых плазменным осаждением / А. А. Рыжкин, А. В. Илясов / Вестн. Дон. гос. техн. ун-та. - 2007. - Т. 7, № 2 (33). - С. 169-176.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ryzhkin, A. A., Ilyasov, A. V. Fazovy sostav metallomatrichnykh kospozitov sistemy «Fe-W-C», formiruyemykh plazmennym osazhdeniyem. [Phase makeup of «Fe-WC» system metal matrix composites formed by plasma deposition.] Vestnik of DSTU, 2007, vol. 7, no. 2 (33), pp. 169-176 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пузряков, А. Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления : учеб. по-собие по курсу «Технология конструкций из металлокомпозитов» / А. Ф. Пузряков. - Москва : Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н. Э. Баумана, 2003. - 360 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Puzryakov, A. F. Teoreticheskie osnovy tekhnologii plazmennogo napyleniya: Uchebnoe posobie po kursu “Tekhnologiya konstruktsiy iz metallokompozitov”. [Theoretical foundations of plasma spray technology: training manual on the course “Technology of metal composite designs.”] Moscow : Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2003, 360 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Смоленцев, Е. В. Классификация комбинированных методов обработки / Е. В. Смолен-цев // Вестн. Дон. гос. техн. ун-та. - 2010. - Т. 10, № 1 (44). - С. 76-79.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Smolentsev, Y. V. Klassifikatsiya kombinirovannykh metodov obrabotki. [The classification of combined processing methods.] Vestnik of DSTU, 2010, vol. 10, no. 1 (44), pp. 76-79 (in Russian). Grigoryants, A. G., Shiganov, I. N., Misyurov, A. I. Tekhnologicheskie protsessy lazernoy obrabotki: Ucheb. Posobie dlya vuzov. [Laser processing: textbook for universities.] A. G. Grigoryants, ed. Moscow : Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2006, 664 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Григорьянц, А. Г. Технологические процессы лазерной обработки : учеб. пособие для вузов / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. И. Мисюров ; под ред. А. Г. Григорьянца. - Москва : Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н. Э. Баумана, 2006. - 664 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Grigoryants, A. G., Shiganov, I. N., Misyurov, A .I. Tekhnologicheskie protsessy lazernoy obrabotki: Ucheb. Posobie dlya vuzov. [Laser processing: textbook for universities.] A.G. Grigoryants, ed. Moscow : Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2006, 664 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Балашова, С. А. Обработка газотермических покрытий с использованием лазерного излучения / С. А. Балашова, А. А. Митрофанов, Е. А. Чащин // Вестн. Иван. гос. энергет. ун-та. - 2011. - № 1. - С. 103-105.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Balashova, S. A., Mitrofanov, A. A., Chaschin, E. A. Obrabotka gazotermicheskikh pokrytiy s ispol´zovaniem lazernogo izlucheniya. [Laser machining of thermal spray coatings.] Vestnik of ISPEU, 2011, no. 1, pp. 103-105 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Митрофанов, А. А. Обработка газотермических покрытий непрерывным излучением СО2-лазера / А. А. Митрофанов, Е. А. Чащин // Вестн. машиностроения. - 2013. - № 4. - С. 25-27.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mitrofanov, A. A., Chaschin, E. A. Obrabotka gazotermicheskikh pokrytiy neprerivnim izlu-cheniem CO2-lazera. [Thermal coating processing through continuous CO2 laser radiation.] Vestnik mashinostroeniya, 2013, no. 4, pp. 25-27 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Mitrofanov, A. A. Laser treatment of plasma coating / A. A. Mitrofanov, E. A. Chaschin, S. A. Balashova // Youth school-workshop “Modern laser physics and laser information technologies for science and manufacture” : 1st international Russian-Chinese conference. - Vladimir, 2011. - Pp. 86-88.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mitrofanov, A. A., Chaschin, E. A., Balashova, S. A. Laser treatment of plasma coating. 1st Int. Russian-Chinese Conf. “Youth school-workshop Modern laser physics and laser information technologies for science and manufacture.” Vladimir (Russia), Sept. 23-28, 2011, pp. 86-88.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Повышение эксплуатационных характеристик керамических покрытий / С. А. Балашова [и др.] // Вестн. Сарат. гос. техн. ун-та. - 2009. - Вып. 1, № 2 (38). - С. 72-79.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Balashova, S. A., et al. Povysheniye ekspluatatsionnykh kharakteristik keramicheskikh pokryty. [Production characteristics increase of ceramic coatings.] Vestnik of Saratov State Technical University, 2009, iss. 1, no. 2 (38), pp. 72-79 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Криштал, М. А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера / М. А. Криштал, А. А. Жуков, А. Н. Кокора. - Москва : Металлургия, 1973. - 192 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krishtal, M. A., Zhukov, A. A., Kokora, A. N. Struktura i svojstva splavov, obrabotannyh izlucheniem lazera. [Structure and properties of alloys processed by laser radiation.] Moscow : Metallurgija, 1973, 192 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пористые проницаемые материалы : справ. / под ред. С. В. Белова. - Москва : Метал-лургия, 1987. - 335 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Belov, S. V., ed. Poristye pronitsaemye materialy: Spravochnik [Porous permeable materials: handbook.] Moscow : Metallurgiya, 1987, 335 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
