Результати пошуку “Український державний університет науки та технологій” – Збірник науково-технічних статей

12.1.2024 ЗМІЦНЕННЯ СТАЛЕЙ ШЛЯХОМ МОДИФІКАЦІЇ ЇХНЬОЇ ПОВЕРХНІ ІОННО-ПЛАЗМОВИМ АЗОТУВАННЯМ У ЖЕВРІЮЧОМУ РОЗРЯДІ

Дмитрий Макренко — Mon, 17 Jun 2024 11:36:02 +0000

12. Зміцнення сталей шляхом модифікації їхньої поверхні іонно-плазмовим азотуванням у жевріючому розряді

Автори:

Надтока В. М.¹, Штапенко Е. П.², Краєва В. С.¹, Краєв М. В.¹

Організація:

ДП “КБ “Південне” ім. М. К. Янгеля”, Дніпро, Україна¹; Український державний університет науки та технологій²

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2024, (1); 102-113

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2024.01.102

Мова: Українська

Анотація: Розглянуто технологію зміцнення сталей шляхом модифікації їхньої поверхні методом іонно-плазмового азотування у жевріючому розряді. Іонно-плазмове азотування є багатофакторним процесом, що вимагає вивчення впливу умов процесу азотування на структуру модифікованих шарів, яка, у свою чергу, визначає їхні механічні властивості. Об’єктами досліджень були: аустенітна сталь 12Х18Н10Т, вуглецева сталь Ст3 та конструкційна сталь 45. Дослідження проводили для двох умов створення плазми: вільного розташування зразків на поверхні катода (конфігурація І) та всередині порожнистого катода (конфігурація ІІ). Втановлено оптимальні параметри процесу іонно-плазмового азотування, що забезпечують стабільність процесу та створюють умови для інтенсивної дифузії азоту в поверхню сталі. Для інтенсифікації процесу азотування у газове середовище аргон-азот додавали водень. Робочий тиск у камері підтримувався в діапазоні 250-300 Па, тривалість процесу становила 120 хв. Наведено порівняльні характеристики структури та мікротвердості модифікованих поверхонь досліджуваних сталей для двох технологій іонно-плазмового азотування. Металографічне дослідження структури поверхневих модифікованих шарів у поперечному перерізі показало наявність шаруватого азотованого шару, що складається з різних фаз і має різну глибину залежно від матеріалу зразка та режиму оброблення. Азотований шар сталі 12Х18Н10Т складався з чотирьох підшарів: верхнього «білого» нітридного шару, подвійного дифузійного шару та нижнього перехідного шару. Загальна глибина азотованого шару при зазначеному часі оброблення досягла 23 мкм, застосування порожнистого катода збільшило її на 26% до 29 мкм. Азотовані шари сталі Ст3 і сталі 45 складалися з двох підшарів – товстого “білого” нітридного шару і загальної дифузійного товщиною порядку 18 мкм. Мікротвердість азотованого шару сталі Ст3 становила 480 HV, збільшившись у 2,5 рази, а сталі 45 – 440 HV, збільшившись в 1,7 рази. Застосування порожнистого катода для цих сталей зменшує глибину азотованого шару, але при цьому мікротвердість збільшується за рахунок утворення товстішого та щільнішого нітридного шару на поверхні. Результати проведених досліджень можуть бути використані для зміцнення поверхонь сталевих деталей ракетно-космічної техніки, нанесення високоміцних покриттів.

Ключові слова: іонне азотування, жевріючий розряд, структура шару в поперечному перерізі, зміцнення, мікротвердість.

Список використаної літератури:

1. Loskutova T. V., Pogrebova I. S., Kotlyar S. M., Bobina M. M., Kapliy D. A., Kharchenko N. A., Govorun T. P. Physichni ta tekhnologichni parametry azotuvannya stali Х28 v seredovyschi amiaku. Journal nano-elektronnoi physiki. 2023. №1(15). s. 1-4.
2. Al-Rekaby D. W., Kostyk V., Glotka A., Chechel M. The choice of the optimal temperature and time parameters of gas nitriding of steel. Eastern-European journal of Enterprise Technologies. 2016. V. 3/5(81). P.44-49.
3. Yunusov A. I., Yesipov R. S. Vliyanie sostava gazovoy sredy na process ionnogo azotirovaniya martensitnoy stali 15Х16К5НР2МВФАБ-Ш. Vestnik nauki. 2023. №5(62). s. 854-863.
4. Zakalov O. V. Osnovy tertya i znoshuvannya u mashinah: navch. posibnik, vydavnytstvo TNTU im. I. Pulyuya, Ternopil. 2011. 332 s.
5. Kindrachuk M. V., Zagrebelniy V. V., Khizhnyak V. G., Kharchenko N. A. Technologichni aspeckty zabespechennya pratsezdatnosti instrument z shvydkorizalnykh staley. Problemy tertya ta znoshuvannya. 2016. №1 (70). S. 67-78.
6. Skiba M. Ye., Stechishyna N. M., Medvechku N. K., Stechishyn M. S., Lyukhovets’ V. V. Bezvodneve azotuvannya u tliyuchomu rozryadi, yak metod pidvyschennya znosostiykisti konstruktsiynykh staley. Visn. Khmelnitskogo natsionalnogo universitetu. 2019. №5. S. 7-12.
7. Axenov I. I. Vakkumno-dugovye pokrytiya. Technologiya, materialy, struktura i svoistva. Kharkov, 2015. 379 s.
8. Pastukh I. M., Sokolova G. N., Lukyanyuk N. V. Azotirovanie v tleyuschem razryade: sostoyanie i perspektyvy. Problemy trybologii. 2013. №3. S. 18-22.
9. Pastukh I. M. Teoriya i praktika bezvodorodnogo azotirovanniya v tleuschem razryade: izdatelstvo NNTs KhFTI. Kharkov, 2006. 364 s.
10. Sagalovich O. V., Popov V. V., Sagalovich V. V. Plasmove pretsenziyne azotuvannya AVINIT N detaley iz staley i splaviv. Technologicheskie systemy. 2019. №4. S. 50-56.
11. Kozlov A. A. Nitrogen potential during ion nitriding process in glow-discharge plasma. Science and Technique. 2015. Vol. 1. P. 79-90.
12. Nadtoka V., Kraiev M., Borisenko А., Kraieva V. Multi-component nitrated ion-plasma Ni-Cr coating. Journal of Physics and Electronics. 2021. №29(1). Р. 61–64. DOI 10.15421/332108.
13. Nadtoka V., Kraiev M., Borisenko A., Bondar D., Gusarova I. Heat-resistant MoSi2–NbSi2 and Cr–Ni coatings for rocket engine combustion chambers and respective vacuum-arc deposition technology/ 74th International Astronautical Congress (IAC-23-C2.4.2), Baku, Azerbaijan, 2-6 October 2023.
14. Kostik K. O., Kostik V. O. Porivnyalniy analiz vplyvu gazovogo ta ionno-plazmovogo azotuvannya na zminu struktury i vlastyvostey legovannoi stali 30Х3ВА. Visnik NTU «KhPI». 2014. №48(1090). S. 21-41.
15. Axenov I. I., Axenov D. S., Andreev A. A., Belous V. A., Sobol’ O.V. Vakuumno-dugovye pokrytiya: technologia, materialy, struktura, svoistva: VANT NNTs KhFTI, Kharkov. 2015. 380 s.
16. Pidkova V. Ya. Modyfikuvannya poverkhni stali 12Х18Н10Т ionnoyu implantatsieyu azotom. Technology audit and production reserves. 2012. Vol. 3/2(5). P. 51-52.
17. Kosarchuk V. V., Kulbovsliy I. I., Agarkov O. V. Suchasni metody zmitsnennya i pidvyschennya znosostiykosti par tertya. Ch. 2. Visn. Natsionalnogo transportnogo universytetu. 2016. Vyp. 1(34). S. 202-210.
18. Budilov V. V., Agzamov R. D., Ramzanov K. N. Issledovanie i razrabotka metodov khimiko-termicheskoy obrabotki na osnove strukturno-fasovogo modifitsirovaniya poverkhnisti detaley silnotochnymi razryadami v vakuume. Vestnik UGATU. Mashinostroenie. 2007. T. 9, №1(19). S. 140-149.
19. Abrorov A., Kuvoncheva M., Mukhammadov M. Ion-plasma nitriding of disc saws of the fiber-extracting machine. Modern Innovation, Systems and Technologies. 2021. Vol. 1(3). P. 30-35.
20. Smolyakova M. Yu., Vershinin D. S., Tregubov I. M. Issledovaniya vliyaniya nizkotemperaturnogo azotirovanniya na strukturno-fasoviy sostav i svoistva austenitnoy stali. Vzaimodeystvie izlecheniy s tverdym telom: materialy 9-oi Mezhdunarodnoy konferentsii (Minsk, 20-22 sentyabrya 2011 g.). Minsk, 2011. S. 80-82.
21. Adhajani H., Behrangi S. Plasma Nitriding of Steel: Topics in Mining, Metallurgy and Material Engineering by series editor Bergmann C.P. 2017. 186 p.
22. Fernandes B.B. Mechanical properties of nitrogen-rich surface layers on SS304 treated by plasma immersion ion implantation. Applied Surface Science. 2014. Vol. 310. P. 278-283.
23. Khusainov Yu. G., Ramazanov K. N., Yesipov R. S., Issyandavletova G. B. Vliyanie vodoroda na process ionnogo azotirovanniya austenitnoy stali 12Х18Н10Т. Vestnik UGATU. 2017. №2(76). S. 24-29.
24. Sobol’ O. V., Andreev A. A., Stolbovoy V. A., Knyazev S. A., Barmin A. Ye., Krivobok N. A. Issledovanie vliyaniya rezhimov ionnogo azotirovanniya na strukturu i tverdost’ stali. Vostochno-Yevropeyskiy journal peredovykh tekhnologiy. 2015. №2(80). S. 63-68.
25. Kaplun V. G. Osobennosti formirovanniya diffusionnogo sloya pri ionnom azotirovannii v bezvodorodnykh sredakh. FIP. 2003. T1, №2. S. 145.

Повний текст (PDF) || Зміст 2024 (1)

Завантажень статті: 19

Переглядів анотації:

990

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Буфало; Бойдтон; Бойдтон; Чикаго; Ешберн; Даллас; Сіетл; Портленд; Сіетл	9
Німеччина	Фалькенштайн; Дюсельдорф;; Фалькенштайн	4
Франція		1
Unknown		1
Китай	Шеньчжень	1
Канада	Торонто	1
Україна	Кременчук	1
Словаччина		1

Завантажень, переглядів по всім статтям

Статей, завантажень, переглядів по всім авторах

Статей, по всім підприємствах

Географія завантаженнь

Хмара тегів

11.1.2024 РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ СИСТЕМИ ТРАНСПОРТУВАННЯ МІСЯЧНОГО РЕГОЛІТУ

manager — Mon, 17 Jun 2024 08:41:21 +0000

11. Розрахунок параметрів системи транспортування місячного реголіту

Автори:

Семененко Є. В.¹, Біляєв М. М.², Семененко П. В.³

Організація:

Інститут геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України¹; ДП “КБ “Південне” ім. М. К. Янгеля”, Дніпро, Україна²; Український державний університет науки та технологій³

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2024, (1); 93-101

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2024.01.093

Мова: Українська

Анотація: Мета статті полягає в розробленні науково обґрунтованого методу визначення основних технологічних показників шнекового транспорту, таких як витрата матеріалу та потужність відповідного електродвигуна, за густиною та пористістю матеріалу, який транспортується, геометричними характеристиками шнека та особливостями гравітаційних полів в місці транспортування, а також у дослідженні можливих обмежень параметрів шнека при транспортуванні місячного реголіту. Для досягнення мети були використані відомі залежності для розрахування параметрів шнека-транспортера та фундаментальні закономірності механіки сипкого середовища, основні рівняння електродинаміки асинхронних двигунів, а також особливості поведінки сипких середовищ при переміщенні шнеком, що були експериментально досліджені вітчизняними авторами. Це дозволило вперше для умов Місяця запропонувати методику розрахування технологічних показників шнека-транспортера, таких як витрата матеріалу та потужність електродвигуна, що її забезпечує, за відомими геометричними характеристиками магістралі та трубопроводу, ступенем наповненості шнека та параметрами обраного електродвигуна. Вдалося дослідити вплив величини ступеня наповненості шнека-транспортера на його основні характеристики та встановити можливі обмеження геометричних параметрів та ступеня наповненості шнека, які обумовлені властивостями та особливостями електродвигуна, що використовується. Визначено припустимі значення відстані транспортування, діаметра шнека-транспортера та його інших геометричних параметрів, а також ступеня наповненості шнека, які можливі за параметрів обраного електродвигуна. Обґрунтовано, що для транспортування розсипів місячного реголіту в умовах Місяця найбільш перспективними будуть технологічні рішення на основі шнекового транспорту, оскільки вони малогабаритні та гнучкі, можуть розміщатися у трубах та розташовуватися під рівнем денної поверхні, забезпечують безперебійний процес транспортування, дозволяють автономне використання та спроможні живитися від сонячних батарей.

Ключові слова: Місяць, реголіт, шнек, електродвигун, витрата, потужність

Список використаної літератури:

1. Pustovgarov A. A., Osinoviy G. G. Kontseptsiya shlyuzovogo modulya misyachnoi bazy. ХХV Mizhnarodna molodizhna naukovo-praktychna conf. «Lyudyna i cosmos». Zbirnyk tez, NTsAOM, Dnipro, 2023. S. 86 – 87.
2. Semenenko P. V. Sposoby transortirovki poleznykh iskopaemykh ot mesta ikh dobychi k mestu pererabotki v lunnykh usloviyukh. P. V. Semenenko, D. G. Groshelev, G. G. Osinoviy, Ye. V. Semenenko, N. V. Osadchaya. XVII conf. molodykh vchenykh «Geotechnichni problemy rozrobky rodovysch». m. Dnipro, 24 zhovtnya 2019 r. S. 7.
3. Berdnik A. I. Mnogorazoviy lunniy lander. A. I. Berdnyk, M. D. Kalyapin, Yu. A. Lysenko, T. K. Bugaenko. Raketno-kosmichny complexy. 2019. T. 25. №5:3-10. ISSN 1561-8889.
4. Semenenko Ye. V., Osadchaya N. V. Traditsionnye i netraditsionnye vydy energii, a takzhe kosmicheskie poleznye iskopaemye v okolozemnom prostranstve. Nauch.-parakt. conf. «Sovremennye raschetno-experimentalnye metody opredeleniya characteristic raketno-kosmicheskoy techniki». m. Dnipro, 10 – 12 grudnya 2019 r. S. 62 – 63.
5. Komatsu pobudue excavator dlya roboty na Misyatsi https://www.autocentre.ua/ua/ news/concept/komatsu-postroit-ekskavator-dlya-raboty-na-lune-1380272.html.
6. Help NASA Design a Robot to Dig on the Moon https://www.nasa.gov/directorates/ stmd/help-nasa-design-a-robot-to-dig-on-the-moon/
7. Robert E. Grimm. Geophysical constaints on the lunar Procellarum KREEP Terrane. Vol. 118, Issue 4. April 2013. P. 768-778. https://agupubs-onlinelibrary-wiley-com.translate. goog/doi/10.1029/2012JE004114?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc
https://doi.org/10.1029/2012JE004114
8. Chen Li. A novel strategy to extract lunar mare KREEP-rich metal resources using a silicon collector. Kuixian Wei, Yang Li, Wenhui Ma, Yun Lei, Han Yu, Jianzhong Liu. Journal of Rare Earths Vol. 41, Issue 9, September 2023, P. 1429-1436. https://www-sciencedirect-com.translate.goog/science/article/ abs/pii/S1002072122001910?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc https://doi. org/10.1016/j.jre.2022.07.002
9. Moon Village Association https://moon-villageassociation.org/about/
10. GLOBAL MOON VILLAGE. https://space-architect.org/portfolio-item/ global-moon-village//
11. Just G. H. Parametric review of existing regolith excavation techniques for lunar In Situ Resource Utilization (ISRU) and recommendations for future excavation experiments. G. H. Just, Smith K., Joy K. H., Roy M. J. https://doi.org/10.1016/j.pss.2019.104746
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003206331930162X
12. Anthony J. Analysis of Lunar Regolith Thermal Energy Storage. Anthony J. Colozza Sverdrup Technology, Inc. Lewis Research Center Group Brook Park, Ohio NASA Contractor Report 189073. November 1991. S-9 https://denning.atmos.colostate.edu/readings/ lunar.regolith.heat.transfer.pdf
13. Obgruntuvannya vykorystannya shneka dlya utilizatsii vidkhodiv vuglezbagachennya z mozhlyvistyu pidvyschennya bezpeki energetychnoi systemy pidpriemstv. SLobodyannikova I. L., Podolyak K. K., Tepla T. D. Materialy XХІ Mizhnarod. conf. molodykh vchennykh (26 zhovt. 2023 roku, m. Dnipro). Dnipro: IGTM im. M.S. Polyakova NAN Ukrainy, 2023. S. 50–55.
14. Kulikivskiy V. L., Paliychuk V. K., Borovskiy V. M. Doslidzhennya travmuvannya zerna gvintovym konveerom. Konstryuvannya, vyrobnitstvo ta exspluatatsiya silskogospodarskykh mashin. 2016. Vyp. 46. S. 160 – 165.
14. Lyubin M. V., Tokarchuk O. A., Yaropud V. M. Osoblyvosti roboty krutopokhylennykh gvyntovykh transporterov pri peremischenni zernovoi produktsii. Tekhnika, energetika, transport APK. 216. № 3(95). S. 235 – 240.
15. Gevko R. B., Vitroviy A. O., Pik A. I. Pidvyschennya tekhnichnogo rivnya gnuchkykh gvyntovykh konveeriv. Ternopil: Aston, 2012. 204 s.
16. Bulgakov B. M., Adamchyuk V. V., Nadikto V. T., Trokhanyak O. M. Teoretichne obgruntuvannya parametriv gnuchkogo gvintovogo konveera dlya transportuvannya zernovykh materialiv. Visnyk agrarnoi nauki. 2023. № 4(841). S. 59 – 66.
17. New Views of the moon. Reviews in mineralogy and geochemistry. Eds. Joliff B.L., Wieczorek M.A., Shearer C.K., Neal C.R. Mineralogical Society of America. Reviews in mineralogy and geochemistry. 2006. Vol. 60. 721 p. DOI: 10.2138/rmg.2006.60.
18. Semenenko Ye. V. Nauchnye osnovy technologiy hydromechanizatsii otkrytoy razrabotki titan-cyrkonovykh rossypey. Yevgeniy Vladimirovich Semenenko. Kiev: Nauk. dumka, 2011. 232 s.

Повний текст (PDF) || Зміст 2024 (1)

Завантажень статті: 18

Переглядів анотації:

523

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Чикаго; Колумбус; Ешберн; Лос Анджелес; Сан-Франциско; Портленд; Сан-Матео; Ашберн	8
Німеччина	Фалькенштайн; Дюсельдорф; Фалькенштайн	3
Unknown	; Гонконг	2
Франція		1
Китай	Шеньчжень	1
Ізраїль	Хайфа	1
Канада	Торонто	1
Україна	Кременчук	1

Завантажень, переглядів по всім статтям

Статей, завантажень, переглядів по всім авторах

Статей, по всім підприємствах

Географія завантаженнь

Хмара тегів