Результати пошуку “process properties” – 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: 13

Переглядів анотації:

902

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Буфало; Чикаго; Ешберн; Даллас; Сіетл; Портленд	6
Німеччина	Фалькенштайн; Фалькенштайн	2
Франція		1
Unknown		1
Китай	Шеньчжень	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

25.1.2019 Технологічні особливості виготовлення складнопрофільних виробів методом селективного лазерного плавлення з порошкоподібного металевого матеріалу 316L

manager — Wed, 24 May 2023 16:01:06 +0000

25. Технологічні особливості виготовлення складнопрофільних виробів методом селективного лазерного плавлення з порошкоподібного металевого матеріалу 316L

Автори: Бунчук Ю. П., Усенко Б. О., Бабенко Р. Г.

Організація: ДП "КБ "Південне" ім. М. К. Янгеля", Дніпро, Україна

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2019, (1); 171-181

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2019.01.171

Мова: Російська

Анотація: Розглянуто результати виготовлення деталей (зразків) інноваційним методом селективного лазерного плавлення з порошкового металевого матеріалу 316L, порівняльних досліджень його структури та фізико-механічних властивостей, спільного впливу термічного оброблення й орієнтації зразків відносно плити побудови на фізико-механічні властивості та структуру зразків з його сплаву. Подано результати порівняльних досліджень фізико-механічних властивостей і структури зразків, виготовлених за технологією селективного лазерного плавлення з горизонтальним і вертикальним розміщенням відносно плити побудови; залежність границі міцності і відносного подовження від температури відпалу; наведено оцінку можливості та доцільності застосування технології селективного лазерного плавлення для виготовлення деталей і виробів ракетно-космічної техніки. Експериментальні дослідження режимів термічного оброблення зразків після селективного лазерного плавлення дали змогу визначити оптимальний режим для сплаву 316L і показали, що проведення операції термічного оброблення виготовлених зразків за режимом нагрівання 1230°C з подальшим відпуском за температури 510°C сприяє набуттю однорідної структури матеріалом зразків, зникає дендритність, властива матеріалу зразків у вихідному стані після селективного лазерного плавлення. Результати механічних випробувань одержаних зразків свідчать, що технологія селективного лазерного плавлення забезпечує створення виробів з порошкового металевого матеріалу 316L з оптимальним комплексом фізико-механічних властивостей. Показано, що перехід до технології селективного лазерного плавлення дасть змогу виготовляти вироби ракетнокосмічної техніки, зокрема складнопрофільні деталі, за один технологічний цикл, виключивши операції розкроювання на заготовки, штампування, доведення, обрізання, зварювання, виготовлення спеціального оснащення або штампів.

Ключові слова: зразки, термічне оброблення, сплав, фізико-механічні властивості, технологічний цикл

Список використаної літератури:

1. Довбыш В. М., Забеднев П. В., Зеленко М. А. Аддитивные технологии и изделия из металла // Библиотечка литейщика. – №8–9. – 2014. – С. 33-38.
2. Kempen K., Thijs L., Van Humbeeck J., Kruth J.-P. Mechanical properties of AlSi10Mg produced by SLM // Physics Procedia. – №39. – 2012. – Р. 439–446.
3. Olakanmi E. O. Selective laser sintering/melting (SLS/SLM) of pure Al, Al–Mg, and Al–Si powders: Effect of processing conditions and powder properties // Journal of Materials Processing Technology. – №213. – 2013. – Р. 1387–1405.
4. Eleftherios Louvis, Fox Peter, Sutcliffe Christopher J. Selective laser melting of aluminium components // Journal of Materials Processing Technology. – №211. – 2011. – Р. 275–284.
5. Aboulkhair Nesma T., Everitt Nicola M., Ashcroft Ian, Tuck Chris. Reducing porosity in AlSi10Mg parts processed by selective laser melting // Additive Manufacturing Journal. – №1–4. – 2014. – Р. 77–86.

Повний текст (PDF) || Зміст 2019 (1)

Завантажень статті: 34

Переглядів анотації:

436

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Балтімор; Плейно; Дублін; Фінікс; Фінікс; Монро; Сіетл; Ашберн; Ашберн; Таппаханок; Портленд; Сан-Матео; Де-Мойн; Бордман; Ашберн	15
Сінгапур	Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур	9
Unknown	Канберра;	2
Бангладеш	Дакка	1
Великобританія	Лондон	1
Франція		1
Німеччина	Фалькенштайн	1
Румунія	Волонтарі	1
Нідерланди	Амстердам	1
Литва	Шяуляй	1
Україна	Дніпро	1

Завантажень, переглядів по всім статтям

Статей, завантажень, переглядів по всім авторах

Статей, по всім підприємствах

Географія завантаженнь

Хмара тегів

24.1.2019 Пористі литі матеріали (газари). Варіанти їх застосування в РКТ

manager — Wed, 24 May 2023 16:01:02 +0000

24. Пористі литі матеріали (газари). Варіанти їх застосування в РКТ

Автори: Найдьон О. О., Іванов А. С.

Організація: ДП "КБ "Південне" ім. М. К. Янгеля", Дніпро, Україна

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2019, (1); 163-170

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2019.01.163

Мова: Російська

Анотація: Газари – новий вид пористих литих матеріалів, які виготовляють на основі металів та їх сплавів, деяких видів кераміки. В основі процесу лежить газоевтектичне перетворення у системі метал-водень. Процес дослідження і створення газарів було розпочато у 1979 році в Національній металургійній академії України та на цей час триває в таких країнах, як Україна, США, Китай, Японія, Південна Корея, Польща та ін. Технологічний процес виготовлення газарів полягає в тому, що заданий матеріал (метал, сплав, кераміка) розплавляють у атмосфері водню (або іншого активного газу) за певного тиску. Після насичення розплаву активним газом до необхідної концентрації починається процес кристалізації, під час якого запускається процес пороутворення. Оскільки ріст пор відбувається перпендикулярно до фронту кристалізації, то на їх розташування впливає орієнтація відведення тепла. Так, наприклад, для отримання радіальної пористості потрібно радіальне відведення тепла. Для одержання різних структур, крім процесу спрямованої кристалізації, важливим фактором є тиск у камері кристалізації, від якого також залежить морфологія газару. Порова структура газарів різноманітна. Є газари з поздовжніми, циліндричними, сферичними, конічними порами. Можна чергувати шари пористості і монолітного металу. Розміри пор газарів лежать у межах від 10 мкм до 10 мм за загальної пористості від 7 до 55 (75)%. Проте можна одержувати пори і меншого діаметра. Механічні властивості газарів мають низку переваг перед традиційними пористими матеріалами, які одержують різними способами. Подальше оброблення газарів не відрізняється від оброблення аналогічного непористого матеріалу, що також є перевагою перед традиційними пористими матеріалами. А в разі, якщо діаметр пор становить менше 50 мкм, спостерігається перевищення механічних властивостей газару у порівнянні з монолітним матеріалом такого ж хімічного складу. Це зумовлено тим, що пори утворювалися під час кристалізації і під час впливу тиску на газар, відбувається локальне зміцнення. На цей час газари вже застосовують як легкі та міцні конструкційні матеріали, фільтри, теплообмінники, демпфери, підшипники ковзання, каталізатори, фрикційні матеріали та ін. Використання газарів у ракетній техніці допоможе істотно зменшити масу елементів конструкції ракети-носія без зменшення міцнісних властивостей. Можливість зварювання та паяння газарів дозволяє застосувати їх у конструкціях паливних систем, систем подачі стиснених газів, а також компонентів палива, створювати на основі газарів фільтрувальні елементи, у тому числі системи розпилювання та змішування палива.

Ключові слова: газари, газоевтектичне перетворення, евтектика, пористість

Список використаної літератури:

1. Шаповалов В. И. Легирование водородом. – Д.: Журфонд, 2013. – 385 с.
2. Shapovalov V. TERMEC 2006 // International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials, July 4–8, 2006, Vancouver, Canada. – Р. 529.
3. Komissarchuk Olga, Xu Zhengbin, Hao Hai, Zhang Xinglu, Karpov V. Pore structure and mechanical properties of directionally solidified porous aluminum alloys // Research & Development.  Vol. 11, No.1, January 2014.
4. Карпов В. В., Карпов В. Ю. Влияние пористости на теплопроводность газаров // Теория и практика металлургии. – 2003. – № 4.

Повний текст (PDF) || Зміст 2019 (1)

Завантажень статті: 45

Переглядів анотації:

381

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Бордман; Балтімор; Плейно; Майамі; Колумбус; Фінікс; Фінікс; Монро; Ашберн; Сіетл; Сіетл; Ашберн; Сіетл; Таппаханок; Портленд; Сан-Матео; Де-Мойн; Бордман; Бордман; Ашберн; Ашберн	21
Сінгапур	Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур; Сінгапур	10
Unknown	;;	3
Німеччина	Франкфурт на Майні; Лімбург-ан-дер-Лан; Фалькенштайн	3
Азербайджан	Баку	1
Великобританія	Лондон	1
Сирія		1
Індонезія	Думай	1
Румунія	Волонтарі	1
Нідерланди	Амстердам	1
Литва	Шяуляй	1
Україна	Дніпро	1