|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Технология металлов №3 за 2020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Новые материалы. Технология композиционных материалов
- Использование углеродных нанотрубок для модификации микроструктуры и механических свойств Al—Mg сплавов Ф. Ю. ИСУПОВ, мл. науч. сотр., М. Ю. ЗАМОЗДРА*, асп., И. В. МУШНИКОВ1, асп., О. В. ПАНЧЕНКО1, канд. техн. наук, доц.Центр Национальной технологической инициативы «Новые производственные технологии» на базе Института передовых производственных технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, г. Санкт-Петербург, 195251, Российская Федерация*E-mail: zamozdra.m@gmail.com, 2
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-2-6На основе процесса электродуговой наплавки разработана технология модификации металла углеродными нанотрубками (УНТ). Она подразумевает использование экструдированных металлических стержней, содержащих УНТ в качестве наплавляемого материала. В данной работе такая технология была использована для модификации сплава АМг5. Сравнение макро- и микроструктуры металла, модифицированного по разработанной технологии добавлением УНТ, и немодифицированного металла не выявило существенной разницы. Тем не менее, УНТ были обнаружены в модифицированном металле с использованием растровой электронной микроскопии (РЭМ), и анализ микротвердости показал, что добавление УНТ увеличивает микротвердость в верхних слоях наплавленного металла.
Ключевые слова: углеродные нанотрубки, композитные материалы, АМг5, модификация, экструзия.
Электрофизические, электрохимические и другие методы обработки
- Исследование влияния технологии плазменной обработки углеродной ленты перед нанесением на нее металлического покрытия В. А. НЕЛЮБ*, канд. техн. наукФГБОУ ВО Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет) (МГТУ им. Баумана), Москва, 105005, Российская Федерация*E-mail: mail@emtc.ru, 7
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-7-13Приведены результаты экспериментальных исследований адгезионной прочности металлического покрытия с углеродной лентой после ее обработки холодной плазмой при различных режимах; выбран оптимальный режим. Установлено, что плазменная обработка позволяет в несколько раз повысить величину адгезионной прочности, которую в работе оценивали методом скотч-теста. Металлическое покрытие на углеродную ленту наносили после плазменной обработки методом магнетронного напыления. Углеродную ленту с металлическим покрытием использовали для изготовления углепластиков на основе эпоксидного связующего. Формование углепластиков проводили по технологии вакуумной инфузии. Установлено, что металлическое покрытие из нержавеющей стали на углеродной ленте позволяет повысить прочность углепластика при межслоевом сдвиге на 40%, покрытие из титана — на 30% и покрытие из меди — на 13%.
Ключевые слова: углеродная лента, металлическое покрытие, плазменная обработка, магнетронное напыление, углепластики.
- Аналитическое исследование возникновения источников тепла на поверхности детали при электроискровом легировании И. С. КУЗНЕЦОВ1, канд. техн. наук, Ю. А. КУЗНЕЦОВ1, д-р техн. наук, проф., И. Н. КРАВЧЕНКО2*, д-р техн. наук, проф., А. В. КОЛОМЕЙЧЕНКО3, д-р техн. наук, проф., Т. А. ЛАБУСОВА1, асп.1ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н. В. Парахина», г. Орел, 302019, Российская Федерация2Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН, Москва, 101990, Российская Федерация3Центр сельскохозяйственного машиностроения ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», Москва, 125438, Российская Федерация*E-mail: kravchenko-in71@yandex.ru, 14
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-14-20Представлены теоретические исследования механизма образования тепловых источников на электродах при низковольтном электроискровом легировании. Получены аналитические зависимости выделяемой тепловой мощности от электронного тока ионизации и термоэмиссии катода. Установлено, что примерно 66% тепловой мощности при электроискровом легировании при малых напряжениях в искровом разряде выделяется на аноде; при этом вклад термоэмиссии незначителен. Аналитическим методом определена средняя концентрация ионов и характер ее изменения в искровом канале. В ходе теоретических рассуждений было принято, что в каждый момент времени давление одинаково по всему поперечному сечению канала.
Ключевые слова: электроискровое легирование, мощность, катод, анод, ион, энергия, электрон.
- Управление остаточными напряжениями в металлических элементах конструкции воздушных судов газоимпульсной обработкой Д. А. ИВАНОВ*, канд. техн. наук, доц., А. А. КОЛОСКОВФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации», г. Санкт-Петербург, 196210, Российская Федерация*E-mail: tm_06@mail.ru, 21
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-21-26Рассматриваются актуальная задача по осуществлению эффективного управления напряжениями в изделиях малой толщины с высокими требованиями к качеству поверхности, для которых ограниченно применимы методы поверхностной пластической деформации. Установлено влияние нестационарных дозвуковых газовых потоков, натекающих на элементы конструкции воздушного судна, на уровень и знак остаточных напряжений, что позволяет управлять остаточными напряжениями в авиационных деталях на этапах производства, эксплуатации и восстановительного ремонта.
Ключевые слова: газоимпульсная обработка, металлические изделия, остаточные напряжения.
Металловедение; технологии термической и химико-термической обработки
- Исследование статических связей между режимами термической обработки, размерами зерна и механическими свойствами колец из сплава ЭП718-ИД Ю. Б. ЕГОРОВА1, д-р техн. наук, проф., Л. В. ДАВЫДЕНКО2*, канд. техн. наук, доц., И. С. КОНОНОВА11Ступинский филиал ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», Московская область, г. Ступино, 142800, Российская Федерация2ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», Москва, 107023, Российская Федерация*E-mail: mami-davidenko@mail.ru, 27
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-27-33Установлены статистические зависимости размера зерна и механических свойств от режимов закалки колец промышленного производства из жаропрочного сплава ЭП718-ИД. Обоснованы температуры нагрева под закалку (1080—1100 °C) и размеры зерна (~85—95 мкм), обеспечивающие оптимальный комплекс механических свойств колец: 0,2 = 710 МПа, в = 1200 МПа, = 29%, = 40% (при комнатной температуре); время до разрушения р = 110—115 ч (при 600 °C, 785 МПа). Получены регрессионные модели, позволяющие оценить среднестатистические значения механических свойств колец из сплава ЭП718-ИД в зависимости от температуры нагрева под закалку (после двойного старения).
Ключевые слова: жаропрочный сплав ЭП718-ИД, термическая обработка, механические свойства, размер зерна, статистические зависимости.
- Исследование тепловых условий формирования пористого алюминия А. И. КОВТУНОВ, д-р техн. наук, проф., Ю. Ю. ХОХЛОВ, зав. лаб., С. В. МЯМИН, инж., Т. В. СЕМИСТЕНОВА*, канд. техн. наук, доц.ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет, Институт машиностроения», г. Тольятти, 445020, Российская Федерация*E-mail: tatyana_717@mail.ru, 34
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-34-40Пеноалюминий является перспективным материалом, обладающим уникальным сочетанием механических и эксплуатационных свойств: малым удельным весом, низким коэффициентом теплопроводности, способностью поглощать акустические и электромагнитные колебания, возможностью деформироваться при постоянной нагрузке. В настоящее время наиболее применяемыми способами получения пеноалюминия являются способы, основанные на замешивании в алюминиевый расплав газа или порофора и формировании пористой структуры в процессе затвердевания алюминиевого расплава. Альтернативой данной технологии является формирование пористой структуры за счет использования растворимых гранул, которыми предварительно заполняют форму, а затем после пропитки гранул алюминиевым расплавом и затвердевания отливки их выщелачивают. Проведенные исследования процессов формирования пористого алюминия пропиткой алюминиевым расплавом формы с растворимыми гранулами подтвердили, что скорость охлаждения расплава зависит от тепловых условий литья (температуры формы с гранулами и температуры заливаемого сплава), а также от размера водорастворимых гранул, их теплофизических свойств и плотности их упаковки в форме. Расчетные и экспериментальные исследования показали, что скорость охлаждения расплава в форме с водорастворимыми гранулами выше в 1,8—10 раз, чем при литье сплошных алюминиевых отливок. Металлографические исследования структуры пористого алюминия продемонстрировали, что размер зерна в 2—4 раза меньше, чем у сплошных отливок.
Ключевые слова: пеноалюминий, композиционный материал, алюминиевый расплав, скорость охлаждения, гранулы, пористость, температура формы, температура расплава.
Технологии порошковой металлургии
- Химико-термическая обработка порошковых материалов В. А. СКРЯБИН*, д-р техн. наук, проф.ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», г. Пенза, 440026, Российская Федерация*E-mail: vs-51@list.ru, 41
DOI: 10.31044/1684-2499-2019-0-3-41-46Рассмотрена химико-термическая обработка (ХТО) порошковых материалов, которая применяется для формирования необходимой структуры и свойств поверхностного слоя, например для повышения поверхностной твердости, жаростойкости, коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, износостойкости. Приведены режимные параметры ХТО, показано их влияние на структуру и свойства порошковых материалов.
Ключевые слова: химико-термическая обработка, порошковые материалы, структура и свойства поверхностного слоя.
Обработка давлением металлов и материалов
- Исследование изготовления стаканов с фланцем в донной части прямым выдавливанием с контрпуансоном. Сообщение 12. Определение деформированного состояния при стесненном выдавливании в третьей центральной области пластической деформации А. Л. ВОРОНЦОВ*, д-р техн. наук, И. А. НИКИФОРОВ, аспирантФГБОУ ВО Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет) (МГТУ им. Баумана), Москва, 105005, Российская Федерация*E-mail: mt13@bmstu.ru, 47
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-47-51Получены формулы, необходимые для расчета накопленных деформаций, получаемых в процессе стесненного выдавливания центральной области, опирающейся на внутреннюю часть образуемой стенки изделия. Для вывода формул использован общий метод пластического течения А. Л. Воронцова. Полученные формулы позволяют определить деформированное состояние заготовки в любой точке данной области. Далее эти формулы будут использованы для учета упрочнения выдавливаемого материала.
Ключевые слова: стакан с фланцем, объемная штамповка, прямое выдавливание, деформация.
Листопрокатное производство
- Формирование микрогеометрии поверхности полосы в зависимости от формы микрорельефа валка дрессировочного стана Е. Ю. ЗВЯГИНА*, канд. техн. наук, ст. преп.ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова», г. Магнитогорск, 455000, Российская Федерация*E-mail: zviagina_mmf@mail.ru, 52
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-52-56Смоделирована модель репродукции микрорельефа валка, формируемого с помощью инденторов различной формы, на поверхность деформируемой полосы. Разработанные модели репродукции, учитывающие вид обработки и условия дрессировки, позволяют оценить степень заполнения рельефа единичной микровпадины различной формы. Получена количественная оценка переноса шероховатости валка на дрессируемой полосе, характеризуемая коэффициентом репродукции, который представляет собой отношение глубины затекаемого металла в микровпадину полосы к глубине треугольной и сферической микровпадины валка.
Представлены зависимости репродукции микрогеометрии валка дрессировочного стана на прокатываемой полосе от натяжения, коэффициента трения при дрессировке полос разной толщины, которые могут быть использованы при моделировании процесса репродукции микрорельефа валка на прокатываемую полосу. Анализ результатов показал, что наибольшее влияние на коэффициент репродукции оказывает толщина полосы и натяжение. Незначительное влияние на коэффициент отпечатываемости оказывает фракция дроби. Для рассматриваемого диапазона толщин полосы 0,6—3,2 мм при прочих равных условиях микрорельеф валка репродуцируется наиболее полно на тонкой полосе.
Ключевые слова: индентор, репродукция микрорельефа, дрессируемая полоса, прокатный валок.
Трубное производство
- Особенности прошивки заготовок в стане с направляющими дисками А. В. ГОНЧАРУК1, д-р техн. наук, Ю. В. ГАМИН1*, канд. техн. наук, И. К. ШАРАФАНЕНКО2, А. С. АЛЕЩЕНКО1, канд. техн. наук1ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»), Москва, 119049, Российская Федерация2ПАО Таганрогский металлургический завод, г. Таганрог, 347928, Российская Федерация*E-mail: gamin910@gmail.com, 57
DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-3-57-63Рассмотрены особенности прошивки заготовок в стане винтовой прокатки с направляющими дисками. Показано, что вследствие интенсивной тангенциальной деформации размеры получаемой гильзы существенно отличаются от размеров гильз, изготавливаемых при других схемах прошивки. Результатом этого является отличие в энергосиловых параметрах прошивки и неадекватность результатов их вычислений по общепринятым эмпирическим зависимостям. Приведены результаты моделирования прошивки с использованием программного комплекса QFORM 3D.
Ключевые слова: прошивка, валки, направляющие диски, винтовая прокатка, овальность, контактная поверхность, формоизменение, очаг деформации, усилие прокатки.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|