Изложены результаты исследования особенностей металлургических процессов, протекающих в жидкой ванне электропечей с плазменным нагревом. Описаны особенности разработанных способов плавки и свойства выплавленного металла.

Приведены научные и прикладные аспекты применения плазменных источников нагрева (плазмотронов) в металлургическом и литейном производстве. Рассмотрены основные типы плазмотронов, используемые для плавки металлов и обработки металлических расплавов в лабораторных и промышленных условиях. Показано промышленное применение плазменных источников нагрева, на базе которых разработаны новые металлургические процессы и технологии. Описаны конструкции плавильных печей на керамическом поду и переплавных печей с формированием слитка в охлаждаемом кристаллизаторе, установок для рафинирующего переплава поверхностного слоя слитков, выращивания монокристаллов тугоплавких металлов и др. Приведены результаты сравнения качества металлов и сплавов, выплавленных с применением различных технологий.

Описаны результаты работ по созданию и развитию плазменно-детонационной технологии, основанной на трансформации детонационной волны в плазменный импульс. Наличие токового разряда между электродом плазменного генератора и обрабатываемой деталью обусловливает комплексное воздействие на поверхность конвективного, лучистого и электронного видов теплопередачи. Приведен краткий сравнительный анализ плазменно-детонационной обработки с лазерной технологией упрочнения поверхностей изделий.

Предложена методика расчета конструктивных параметров плазмотрона косвенного действия для поверхностной модификации деталей сложной формы. Проведен анализ параметров плазменного упрочнения, имеющих влияние на результат обработки.

Цель работы - разработка плазменных технологических устройств и их комбинаций для использования в технологической установке, предназначенной для проведения комбинированного технологического процесса упрочнения рабочих поверхностей металлических деталей. При разработке технологической установки выполнялись требования соответствия всех ее составляющих критериям прогрессивности при условии компоновки технологических устройств в пределах рабочей камеры стандартной вакуумной установки. Рассмотрены особенности конструкции и функционирования технологических плазменных устройств, построенных с использованием физических эффектов взаимодействия концентрированных потоков энергии с обрабатываемой поверхностью. Для проведения ионно-лучевой и ионно-плазменной внутренних и внешних поверхностей деталей разработано, изготовлено и испытано несколько моделей автономных ионных источников и магнетронных распылительных систем. Рассмотрены особенность функционирования и назначения различных конструктивных схем построения вакуумно-плазменной установки для обработки деталей различных конфигураций. Выработаны рекомендации по оптимальному составу технологических устройств и конструктивных схем вакуумно-плазменной установки для проведения комбинированной обработки деталей с внутренними и наружными рабочими поверхностями.

Освещены вопросы повышения ресурса тяжелонагруженных стальных изделий с использованием плазменных источников нагрева. Исследовано формирование градиентного упрочненного слоя с заданной геометрией, оптимизация которой осуществляется с использованием предложенной математической модели. Проведены исследования износостойкости сталей с предложенными покрытиями. Разработана технологическая система плазменного градиентного упрочнения и технологические процессы обработки ряда изделий.