СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВЯЗИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ «ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА ПОКРЫТИЙ ИЗ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Authors: Полякова М.А. , Бодров Е.Г. , Мясникова А.А. , Трофимова С.Н. , Самодурова М.Н. 
Published: December 2024

Использование основных положений теории систем позволяет не только оценивать существующее состояние технических и технологических систем, но и прогнозировать их развитие. Суть данного подхода заключается в построении обобщенной модели исследуемого объекта с существующими связями между его отдельными компонентами, а также анализе имеющихся в нем энергетических, материальных и информационных ресурсов. Это позволяет выбрать оптимальное решение по совершенствованию анализируемой технологической системы из множества возможных вариантов. Показано, что одним из интенсивно развивающихся направлений современного материаловедения является получение выскоэнтропийных соединений различного состава. Особенности химического состава таких материалов позволяют получать уникальное сочетание свойств, что выделяет данные материалы из ряда существующих видов соединений. Целью данного исследования является изучение особенностей структурно-функциональных взаимодействий в технологической системе получения покрытий методом лазерной наплавки высокоэнтропийных материалов, которые представляют смесь исходных порошков в определенной пропорции. Установлены входные и выходные параметры процесса лазерной наплавки. Показано, что данный процесс можно представить в виде последовательно протекающих фаз. В результате на поверхности изделия формируется покрытие, которое характеризуется как технологическими свойствами, так и специальными, зависящими от химического состава исходных порошковых компонентов. Построена структурно-функциональная схема формирования покрытия из высокоэнтропийного материала при лазерной наплавке. Показаны связи между входными и выходными параметрами, которые отражают особенности формирования свойств покрытия в процессе лазерной наплавки как результат взаимодействия порошкового материала с лазерным лучом. Отмечается, что структурно-функциональные схемы следует использовать как основу для построения математических моделей технологических процессов с учетом существующих в них преобразований вещества.

The article notes that the use of the basic principles of systems theory allows not only to assess the existing state of technical and technological systems, but also to predict their development. The essence of this approach is to create the generalized model of the object under study with existing connections between its individual components, as well as to analyze the energy, material and information resources available in it. As a result, this makes it possible to choose the optimal solution to improve the analyzed technological system from a variety of possible options. It is shown that one of the rapidly developed areas of modern materials science is the production of high-entropy compounds of various compositions. The peculiarities of the chemical composition of these materials make it possible to obtain a unique combination of properties, which distinguishes these materials from a number of existing types of compounds. The purpose of this investigation is to study the features of structural and functional interactions in the technological system to obtain coatings by laser cladding of high-entropy materials as the mixture of initial powders in a certain proportion. The input and output parameters of the laser cladding process have been established. It is shown that this process can be represented in the form of sequential phases. As a result, the coating is formed on the surface of the product, which is characterized by both technological properties and special ones, depending on the chemical composition of the original powder components. A structural and functional scheme of formation of the coating from the high-entropy material during laser cladding has been constructed. The connections between the input and output parameters are shown, which reflect the peculiarities of formation of coating properties in the process of laser cladding as a result of the interaction of the powder material with the laser beam. It is noted that structural and functional schemes should be used as the basis to create the mathematical models of technological processes, taking into account the transformations of matter existing in them.