авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 12 |

«Волгоградский государственный технический университет Совет СНТО _ ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ смотра-конкурса научных, ...»

-- [ Страница 2 ] --

Ф. Р. Абдулов (ТОА-425) Научный руководитель О. Л. Григорова ПОВЫШЕНИЕ ИЗГИБНОЙ ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Одним из основных параметров, влияющих на напряжения изгиба зубьев зубчатых колес, согласно существующим закономерностям, является толщина опасного сечения зуба зубчатого колеса. Данное сечение расположено в зоне переходной кривой ножки зу ба. Переходная кривая формируется в процессе зубофрезерования вершиной профиля инструментальной рейки червячно-модульной фрезы. Любое изменение формы при вер шине профиля червячной фрезы влияет на форму и размеры переходной кривой, следо вательно, на толщину опасного сечения зубьев зубчатых колес.

Эффективность применения червячно-модульных фрез с различными модифика циями исходного профиля доказана с точки зрения повышения производительности про цесса зубофрезерования. Однако до сих пор, на практике, такие фрезы не получили ши рокого распространения. Это обусловлено отсутствием исследований связанных с изучением влияния различных модификаций исходного профиля на изгибную прочность зубчатых колес. Отсутствие подобных исследований связанно с большими временными затратами, трудоемкостью и высокой стоимостью натурных экспериментов. Существую щие теоретические закономерности, позволяющие вычислить пределы прочности на из гиб зубьев зубчатых колес, применимы лишь для зуборезных фрез со стандартным ис ходным профилем инструментальной рейки. Однако методика построения картин обката процесса зубофрезерования позволяет измерять толщину опасного сечения зубьев зуб чатых колес нарезанных любыми модификациями инструментального профиля червячно модульной фрезы.

Применение программного обеспечения по построению картин обката, разрабо танное на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты», позволило провести серию экспериментов, в результате которых было выявлено, что некоторые модификации про филей червячно-модульных фрез способствуют увеличению толщины опасного сечения зуба зубчатого колеса, следовательно, способствуют увеличению его предела прочности на изгиб. Кроме того, в ходе проведенной работы были выявлены оптимальные значения параметров модификаций профиля червячно-модульных фрез, которые позволят макси мально увеличить толщину опасного сечения нарезаемых зубьев зубчатых колес.

О. А. Мишустин (М-133), С. Б. Хантимирова (М-135) Научный руководитель В. К. Голованов ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ Основным звеном, определяющим точность и надежность работы весовых устройств, служит силоизмерительный датчик. Наибольшее распространение получили тензорезисторные силоизмерительные датчики, основным достоинством которых явля ется при их низкой стоимости высокий класс точности.

Проектирование различных деталей машин, в том числе прецизионных датчиков силы, сопровождается проведением различных видов инженерного анализа, таких как расчет на прочность, проверка поведения изделия в зависимости от различных сред, тепловых и прочих условий. В связи с этим была поставлена задача создания твердо тельной модели прецизионного датчика с использованием современных средств компью терного 3D-моделирования с возможностью исследования работы изделия и внесения изменений в его конструкцию.

Особую сложность вызывает проектирование прецизионных датчиков силы, так как они должны обладать повышенным классом точности измерения. Для этого необхо димо повысить деформацию тензорезисторов, что приводит к возрастанию максималь ных напряжений в упругом элементе, а это в свою очередь снижает точность измерения.

Решение этой противоречивой задачи основано на использовании современных методов проектирования, позволяющих достоверно моделировать физические процессы в трехмерном пространстве, для чего выбрана система автоматизированного проектиро вания, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения - SolidWorks.

К технической новизне относится изучение и применение прогрессивных компью терных технологий, выходящих за рамки учебного процесса и применение их для реше ния инженерной задачи на примере прецизионного датчика силы (А.С. № 1035432), кате гория точности 0,04%.

Значимость: созданная твердотельная модель упругого элемента прецизионного датчика силы, позволяет определить его геометрические параметры, которые были бы связаны напрямую с деформацией под тензорезисторами и уровнем максимальных напряжений, что позволит спроектировать упругий элемент прецизионного датчика си лы, обладающего требуемой точностью и высокой надежностью.

Результаты, полученные авторами: создана твердотельная модель, основанная на представлении упругого элемента в виде определенного набора геометрических форм соединенных посредством операторов системы SolidWorks.

В. А. Бессалов (АПП-6) Научный руководитель В. Г. Барабанов ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ЗАПОРНОЙ ГАЗОВОЙ АРМАТУРЫ Контроль параметра «герметичность» заключается в обнаружении недопустимых утечек газа при работе трубопроводной арматуры. К газовой трубопроводной арматуре относятся клапаны, вентили, краны газовых плит и др. Исключение утечек газа при функ ционировании трубопроводной арматуры повышает надежность, экономичность, без опасность и экологическую чистоту как производственной, так и бытовой газовой техники.

Контроль герметичности конструкций применяют в разнообразных отраслях науки и техники. Широкое использование этого вида контроля обусловило развитие разнооб разных методов и средств контроля, обладающих различной чувствительностью и об ластью рационального использования.

При создании автоматизированных средств контроля герметичности газовой аппа ратуры возникает ряд требований и особенностей, обусловленных типом и точностными характеристиками применяемых датчиков герметичности, характером производства из делий – объектов испытания и их конструкцией, техническими условиями на контроль, требуемым уровнем автоматизации, переналадки, производительности.

Проведенные исследования позволили разработать алгоритм проектирования ав томатизированного оборудования для контроля герметичности, разработать математиче скую модель и алгоритм расчета датчиков герметичности, которые позволяют не только оценить их характеристики на стадии проектирования, но и могут быть использованы как основа для создания САПР средств автоматического контроля герметичности газовой за порной арматуры. Согласно данному алгоритму написана программа для расчета пара метров датчика герметичности, позволяющая выбирать нужный для испытаний датчик.

Произведена модификация стенда для испытаний газовой запорной арматуры, пу тем добавления и замены в нем некоторых элементов. В качестве устройства для срав нения выбран прибор АКГ-1, адаптированный для запорной газовой арматуры, для пово рота стола выбран шаговый двигатель с интегрированным контроллером и непосредственно управляющим органом может являться программируемый контроллер оснащенный портом стандарта RS-485. Данная модификация позволяет перейти к элек тронной системе управления, что увеличит производительность и уменьшит габаритные размеры. В результате сократиться время испытаний и погрешность при испытаниях бу дет сведена к минимуму.

Д. А. Мартус (ТМС-6.1) Научный руководитель О. А. Курсин ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ХОНИНГОВАНИИ СТАЛЕЙ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА Цель работы: повышение качества обработанной поверхности низкоуглеродистых сталей и снижение износа абразивного инструмента путём создания нового способа хо нингования с опережающим пластическим деформированием.

Задачи исследования:

1. Рассмотреть существующие методы повышения качества обработанной поверх ности и снижения износа абразивного инструмента при хонинговании.

2. Разработать новый способ хонингования с опережающим пластическим дефор мированием.

3. Рассмотреть влияние основных параметров обработки на качество поверхности низкоуглеродистых сталей.

4. Исследовать особенности износа абразивного инструмента и рассмотреть влия ние основных параметров обработки на него при хонинговании с опережающим пласти ческим деформированием низкоуглеродистых сталей.

При финишной абразивной обработке гидро-, пневмоцилиндров, цилиндров ком прессоров из мягких низкоуглеродистых морозостойких и аустенитных корозионностойких сталей не удаётся достичь высокого качества обработанной поверхности: образуется большая шероховатость, задиры и наплывы металла вследствие пластичности обраба тываемого материала.

Для устранения указанных недостатков предлагается перед процессом абразивной обработки производить следующий вид низкотемпературной обработки: опережающее пластическое деформирование при давлении роликов 36 МПа. Экспериментально уста новлено, что процесс опережающего пластического деформирования значительно повы шает твёрдость аустенитных сталей типа 12Х18Н10Т, 20Х13 и т.д., до 100 %. Также дан ный способ позволяет снизить параметр шероховатости Ra до 50% и повысить насыщенность металла в шероховатом слое.

Практическая ценность: предлагаемый модернизированный способ финишной аб разивной обработки позволяет эффективно применять на «низкоуглеродистых» трудно обрабатываемых сталях.

Апробация работы: материалы исследования доложены на промышленно технической выставке «Технофорум» в 2011 г.;

представлены к опубликованию в сборни ке «Известия ВолгГТУ» в 2012 г.

М. В. Стрельцов (МСО-522) Научный руководитель С. Н. Ольштынский АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ ШПОНОЧНОЙ ПРОТЯЖКИ Непрерывное усложнение конструкций машин и обострение конкуренции на рынке машиностроительной продукции вызывают насущную необходимость в резком сокраще нии длительности производственно-технологического цикла создания машин.

Многие задачи проектирования не имеют однозначного решения или рекомендаций по выбору вполне определенного решения, и в этом случае принятие проектного решения будет зависеть от опыта и компетентности конструктора-инструментальщика. При проек тировании инструмента многие задачи являются трудно- или не формализуемыми и для их решения пока не могут быть предложены формальные алгоритмы.

Шпоночная протяжка представляет собой многолезвийный металлорежущий ин струмент, и его проектирование представляет собой достаточно трудоемкую, сложную и многовариантную задачу.

Целью работы является анализ имеющихся методик проектирования шпоночных протяжек с последующей разработкой алгоритмического и программного обеспечения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить комплекс следующих основных задач: провести анализ используемых расчетных методик протяжного инструмента для обработки шпоночных пазов;

разработать методику автоматизированного расчета, позволяющую на этапе расчета производить проверку и коррекцию вводимых пользователем данных, разработать алгоритм и блок-схему расчета протяжного инструмента;

разработать программный комплекс, позволяющий производить расчет рациональных конструктивных и геометрических параметров протяжного инструмента в зависимости от исходных данных и технических требований.

Решение вышеперечисленных задач привело к созданию программного комплекса автоматизированного расчета шпоночных протяжек, реализованного с помощью эффек тивного средства создания приложений – объектно-ориентированного языка Pascal в среде Delphi.

Это позволило, при использовании исходных данных для проектирования, произво дить расчет требуемых геометрических и конструктивных параметров инструмента с па раллельной проверкой и коррекцией как вводимых, так и рассчитываемых значений, а также предложением более рационального варианта на большинстве этапов расчета.

Т. Ланиепс (АУ-420) Научный руководитель А. М. Макаров БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ Успех предприятия зависит от разных факторов. Одним из них является использо вание передовых технологий, позволяющих улучить процесс производства. Для передачи сигналов измерения или управления на предприятии необходимы физические носители и различные технологии. С развитием технологий к пневматическим и электрическим ана логовым сигналам добавились полевые шины для передачи еще большего объема дан ных в цифровой форме. В настоящее время всё больше распространяются беспровод ные технологии, где сигнал передается по воздушному коридору без физического контакта.

Целью данной работы является изучение возможности применения беспроводного оборудования на производстве. Я проходил стажировку в инженерном отделе компании Air Liquide (Эр Ликид) в городе Шампиньи-сюр-Марн (Франция). Предприятие является мировым лидером в поставках промышленных и медицинских газов и сопутствующих услуг. Инженерный отдел участвует в разработке и реализации проектов, реализует тех нические решения, необходимые для лучшего определения типа заявки, а также прини мает участие в проверке на соответствие техническим условиям новых материалов и по ставщиков.

На предприятии перед нами была поставлена цель провести технико экономическое исследование возможностей беспроводной передачи данных на произ водственных единицах. Для достижения этого результата был выполнен ряд задач:

- Исследованы технологии беспроводной связи, существующие на рынке, такие как WirelessHART, Bluetooth, Wi-Fi и т.д., а также нормы и стандарты, им соответствую щие.

- Выполнено техническое сравнение "традиционных" технологий передачи сигна лов и беспроводных технологий, выявлены преимущества и недостатки возможного пе рехода от одного решения к другому.

- Выполнено техническое сравнение различных предложений поставщиков (Emerson, Phoenix Contact, Pepperl+Fuchs и т.д.).

- Изучены возможности внедрения беспроводной технологии на предприятии Air Liquide (Эр Ликид).

Интерес к беспроводным способам передачи данных для автоматизации и управ ления на предприятии связан с сокращением сопутствующих затрат производства (про кладка кабелей и т.д.), а также с возможностью получения информации и управления те ми процессами, где нет возможности использовать традиционную проводную сеть.

Ю. Н. Орлова (ТМС-6.2), А. А. Жданов (ТМС-6.2) Научный руководитель Ю. Л. Чигиринский ПРОГРАММА ПОИСКА ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Цель работы: повышение эффективности машиностроительного производства, путем автоматизации проектирования оптимального маршрута обработки внутренних ци линдрических поверхностей.

Задача исследования: анализ, обработка и дополнение справочных таблиц точ ности с целью использования их для автоматизации процесса проектирования, построе ние алгоритма нахождения оптимальных маршрутов обработки внутренних цилиндриче ских поверхностей согласно заданному критерию оптимизации, написание программного кода по разработанному алгоритму.

Методы исследования: исследования проводятся на основании справочной ли тературы по технологии машиностроения, с использованием методов математической статистики, дискретной математики и линейного программирования.

Средства исследования: программа создается на языке программирования C#, среда разработки Visual Studio.

Данная программа предназначена для автоматического проектирования маршру та обработки отверстий по одному из трех выбранных критериев оптимизации. В число рассматриваемых критериев входят: производительность, себестоимость и вероятность получения заданных параметров. В основании алгоритма поиска лежит использование теории граф и алгоритма Дейкстры. К основным входным данным, задаваемым операто ром, относятся: начальный метод обработки, диаметр обрабатываемого отверстия и тре буемые для готового изделия квалитет и шероховатость. Планируется ввести ряд функ ций, среди которых функция, позволяющая производить выбор одной из двух предлагаемых схем обработки, для наиболее целесообразного применения операции протягивания, функция позволяющая включать в маршрут обработки операцию центро вания, а также функция, позволяющая находить альтернативный вариант маршрута об работки при одних и тех же заданных условиях.

Практическая ценность: данная программа способствует значительному повы шению эффективности проектирования маршрута обработки отверстий, благодаря авто матизации многих действий, которые ранее невозможно было выполнить без участия че ловека, а, следовательно, позволяет снизить затраты труда на производстве.

Апробация работы: материалы исследования доложены на четырех научных конференциях и опубликованы в семи печатных изданиях.

Ю. Б. Ишмаева (МА-520) Научный руководитель Г. П.Барабанов ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАТВОРОВ На сегодняшний день существует два метода защиты технический ворот. Первый основывается на гашении энергии за счет установки гибкого заградительного элемента (каната, цепи) и амортизаторов (гидравлических цилиндров). Второй на применении двух поворотных рычагов и кольцевых или осевых энергопоглощающих амортизаторов.

Основным методом, применяемым в настоящий момент, является применение гибкого заградительного элемента. Метод, использующий два поворотных рычага, разра батывается в Санкт-Петербургском Государственном Университете Водных Коммуника ций профессором и доктором технических наук Колосовым Михаилом Александровичем.

Данный метод находится в стадии опытной проверки и пока на практике не применяется.

Предохранительное устройство имеет сложную систему по установке, фиксации и снятию гибкого заградительного элемента. Из-за этого организация полностью ручного управления устройством не является рациональным.

Целью данной работы является исследование автоматизированной предохрани тельной системы для технических затворов.

Благодаря внедрению автоматизированной предохранительной системы повы шается надежность срабатывания устройства, его быстродействие. За оператором за крепляются функции управления и контроля за работой системы.

Разработанная система выполнена на современной элементной базе, отличает ся низким уровнем эксплуатационных и ремонтных затрат, высоким уровнем надежности.

Внедрение системы позволяет повысить надежность и быстродействие работы предо хранительного устройства, снижает нагрузку на оператора.

А. П. Карпов (АУ-6) Научный руководитель В. С. Поляков ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРИ ПОМОЩИ НЕЙРОННЫХ И НЕЙРОПОДОБНЫХ СИСТЕМ В процессе медицинской диагностики часто возникает необходимость сегмента ции изображений. Медицинские изображения, а в частности рентген-изображения, ха рактеризуются сильной зашумленностью. Для преодоления этого негативного фактора вышеуказанные методы должны обладать низкой чувствительностью к шумам. В данной работе предлагается метод, который использует нечёткую логику и нейронную сеть Хем минга для обнаружения краёв объектов на рентген-изображениях. Изображение, попада ющее на вход предлагаемой системы, подвергается преобразованию в двуцветное, путём применения нечёткой логики. Прежде всего, пиксели изображения подвергаются класте ризации методом разностного группирования по признаку цвета. Выделяются центры кластеров и из них выбираются наибольший и наименьший. Функции принадлежности для кластеров выбираются гауссовского вида. Определяются среднеквадратические от клонения. Так строится нечёткое правило, позволяющее принять решение о том, к какой конкретно цвет имеет данный пиксель. Решение принимается на основе максимального значения принадлежности кластеру среди кластеров. После этого применяется нейрон ная сеть Хемминга функционирования которой описан в первом разделе статьи. По изоб ражению перемещается окно. В данной работе для практических примеров окно выбрано размером 4*4.

В работе был предложен метод идентификации краёв изображений на основе применения сети Хемминга. Практическое применение метода позволило сделать ряд выводов. Первый, метод действительно идентифицирует края. Второй, метод менее чувствителен к шуму чем, например, детектор Канни. Третье, скорость работы методов примерно одинакова. Однако, несмотря на это, метод значительно проигрывает детек тору Канни по цельности обнаруженных краёв. Во-первых, очевидно, что рассмотрен ный размер окна не является оптимальным и должны быть проведены исследования по поиску оптимального размера окна, так как простое увеличение одновременно ведёт к росту алфавита, используемого для обработки данных. Во-вторых, необходимо изуче ние возможностей «скользящего окна», то есть возможности устранение ограничения на не пересечение выделяемых блоков пикселей. Главные проблемы здесь – как объ единять данные про один и тот же пиксель и в то же время минимизировать чувстви тельность к шумам.

Нгуен Тхань Хунг (ТМС-6.1) Научный руководитель Д. В. Крайнев ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ НА ПРОЦЕСС ТОЧЕНИЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ В настоящее время накоплен значительный опыт в вопросах повышения эффективности процесса резания труднообрабатываемых сталей с точки зрения различных взглядов и исходных предложений.

Такие стали характеризуются наличием особых физико-механических свойств (корро зионная стойкость в различных средах, жаростойкость, жаропрочность), позволяющих производить детали, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками. Про цесс точения данных материалов отличается значительной температурно-силовой напряженностью, осложненной высокочастотной цикличностью стружкообразования, что обусловливает пониженную работоспособность инструмента, качество обработки и про изводительностью операций.

Повышение эффективности точения данных труднообрабатываемых сталей предпо лагается за счет обеспечения повышения работоспособности инструмента, производи тельности процесса и качества получаемых поверхностей.

Проведенный анализ литературных источников показал, что среди возможных спосо бов повышения износостойкости инструмента и обрабатываемости сталей резание с опе режающим пластическим деформированием является одним из наиболее эффективных, что наряду с достаточной простотой реализации делает целесообразным детальное ис следование всех его аспектов.

Способ резания с ОПД по обрабатываемой поверхности сочетает в себе два процесса – поверхностное пластическое деформирование, создающее необходимые глубину и степень наклепа, и последующий съем предварительно деформированного металла в виде стружки. Изменение физико-механических свойств коррозионно-стойких сталей по сле стадии ОПД обусловливает формирование условий протекания физических процес сов в зоне резания, которые способствуют снижению работы стружкообразования и нагрузок на режущий инструмент по сравнению с обычной традиционной обработкой.

Таким образом, результатом обработки с ОПД является улучшение работоспособно сти инструмента, качества получаемых поверхностей, и повышение производительности операций механической обработки.

И. В. Фирсов (ТМС-6.2) Научный руководитель Ю. Л. Чигиринский ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ РАСЧЕТА НАДЕЖНОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ, ПОВЕРХНОСТИ ЗАДАННОГО КАЧЕСТВА Целью работы является создание программного модуля расчета маршрута обра ботки отвечающего требованиям, предъявляемым к надежности технических систем. В качестве критерия оценки показателя надежности предлагается использование коэффи циента вариации, который является численной оценкой устойчивости процесса.

Как известно, процесс можно назвать надежным, если вероятность получения за данного результата составляет не менее 99,73%, что, согласно исследованиям в этой об ласти, достигается при коэффициенте вариации менее 0,33. Таким образом, проектиро вание плана обработки сводится к нахождению последовательности технологических переходов, которые бы обеспечивали наиболее вероятное получение заданных показа телей. В качестве таких показателей могут выступать показатели точности (номер квали тета) или качества обработанной поверхности (параметры шероховатости или глубины дефектного слоя). Разработан программный модуль для нахождения плана обработки поверхности заданного качества.

Данный модуль способен производить расчет маршрута обработки в зависимости от трех критериев оптимизации: себестоимости, производительности или вероятности получения требуемой точности изделия, что позволяет проверить корректность получен ного результата или подобрать тот технологический маршрут, который соответствует возможностям производства. Отличительные особенности программы: уникальный алго ритм поиска, основанный на представлении данного процесса в виде сетевой модели с использованием теории графов и методов дискретной математики и широкий набор раз личных функций: выбор материала и геометрических параметров детали, назначение различных показателей себестоимости и производительности обработки, а также функ ций выбора точности исследования и получения альтернативного варианта. Программ ный комплекс оснащен базой данных, которая содержит статистически проверенные све дения о методах обработки, а также модулем экспертной оценки, позволяющим вести учет полученных результатов, с целью коррекции исходной информации.

Практическая ценность: разработанный программный комплекс может быть исполь зован для расчета оптимального плана обработки, в качестве информационного обеспе чения САПР ТП, а также для проведения экспертиз уже существующих технологических процессов.

Апробация: Материалы работы доложены на Всероссийских и Международных конференциях, а также опубликованы в журналах из перечня ВАК. Подана заявка на Гос ударственную экспертизу программы для ЭВМ.

НАПРАВЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ Экспертная комиссия:

1. А. П. Пеев, к.т.н., доцент кафедры СП ВолгГТУ (председатель);

2. В. И. Кузьмин, к.т.н., доцент кафедры СП ВолгГТУ;

3. В. Ф. Даненко, к.т.н., доцент кафедры ТМ ВолгГТУ;

4. А. В. Казуров, к.т.н., доцент кафедры МВ ВолгГТУ;

5. А. В. Пожарский, к.т.н., доцент кафедры ЛП ВолгГТУ.

Д. А. Евстропов (МВ-6н), Р. Е. Новиков (МВ-431) Научные руководители: В. Г. Шморгун, О. В. Слаутин ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ДИФФУЗИОННОЙ ЗОНЫ БИМЕТАЛЛА МЕДЬ М1+ТИТАН ВТ1-0 ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №12-08-33017 мол_а_вед.

Первая премия Применение в качестве составляющих слоистых композитов интерметаллидных соединений, обладающих уникальными свойствами, позволяет создавать материалы с особыми физическими и механическими характеристиками. Такие слоистые интерметал лидные композиты (СИК) представляют собой новый класс функциональных и конструк ционных материалов. Оптимизация необходимых качеств этих материалов сводится в основном к выбору температурно-временных условий нагрева, обеспечивающих форми рование на межслойных границах диффузионных прослоек заданной толщины и состава и определяющих, в конечном итоге, работоспособность композита.

Сварку взрывом (СВ) производили по плоскопараллельной схеме из отожженных листов меди и титана следующего состава: медь М1 + титан ВТ1-0 + медь М1 (4+5+4) мм.

Скорость соударения на межслойных границах соединения составила 350 м/с, скорость точки контакта 20002100 м/с, что позволило получить значение энерговложения в зону соединения (W2) - 1,7 МДж/м2. Сварка взрывом на указанном режиме привела к образова нию волнообразного профиля и локальных участков оплавленной меди в завихрениях волн. С целью изучения влияния нагрева на структуру материала в зоне соединения про водили термическую обработку (отжиг) в печи СВШЛ 0,6-2/16 сваренных взрывом образ цов при температуре 850 С и выдержке от 1 до 10 часов.

Высокотемпературная термообработка привела к образованию тонких слоёв ин терметаллидов в зоне соединения толщиной 18-22 мкм при выдержке 1 час и 97-110 мкм (10 ч). Результаты сканирующей электронной микроскопии с анализом диаграммы равно весия Cu-Ti позволили определить, что в месте реакции на границе раздела после тер мообработки в течении 1 часа со стороны титана образуется прослойка идентифициро ванная как интерметаллид CuTi, со стороны меди образовалась прослойка из медного оплава и интерметаллида Cu4Ti. Граница зоны соединения после 10 часов термообработ ки имеет более сложную структуру, в результате диффузии меди через границу соедине ния образовалось три прослойки: твердый раствор меди в титане и интерметаллиды CuTi и Cu3Ti2. Со стороны меди в результате диффузии титана образовался твердый рас твор на основе титана в меди.

В. В. Байков (МД-6п), А. В. Матвеев (МД-5п) Научный руководитель В. Ф. Даненко ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Вторая премия Техническим результатом «Устройства для зачистки поверхности длинномерных изделий» по патенту №123693 на полезную модель является повышение долговечности режущего инструмента за счёт снижения силы резания при зачистке поверхности и обес печение качества обрабатываемой поверхности. Это достигается разделением процесса зачистки на два этапа: грубая зачистка поверхности режущими дисками, установленными на витках пружины, при их вращении вокруг заготовки, и тонкая зачистка поверхности, при протягивании заготовки через скальпирующую волоку.

Проведен анализ неровностей, выражающихся в поперечной и продольной шерохо ватости, которые остаются на поверхности заготовки после грубой зачистки. Показано, что высота и характер неровностей зависят от обрабатываемого материала, геометрии режущих кромок инструмента и других факторов.

Рассмотрен механизм спиральной нарезки поверхности заготовки на этапе грубой зачистки. Для обеспечения заданного угла наклона спирали к оси заготовки угловая скорость ротора должна быть согласована со скоростью протягивания заготовки VB.

Угол наклона может быть определен из зависимости:

D tg 2V В где D – диаметр заготовки.

Для заданных значений диаметра заготовки D = 6,5 – 16,0 мм, частоте вращения ротора n=2300-2500 об/мин и скорости протягивания заготовки VB = 40-60 м/мин, расчёт ное значение угла наклона спирали составляет =50-700.

Установлены оптимальные параметры геометрии продольного профиля скальпиру ющей волоки, применяемой на этапе тонкой зачистки поверхности заготовки.

О. В. Терзиман (ЛПм-5н) Научный руководитель В. А. Гулевский ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПРОПИТКИ УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Вторая премия Благодаря своим уникальным свойствам углеграфитовые материалы находят все более широкое применение в технической практике. К таким композиционным материа лам относятся скелетные композиты углеграфит - металл. Плотные композиционные ма териалы получают путем пропитки углеграфитового каркаса жидким металлом. Опти мальными для антифрикционного применения свойствами обладают материалы, пропитанные алюминием. Алюминиевые сплавы, наряду с сохранением достоинств алю миния, обладают значительно более высокой прочностью и требуемыми эксплуатацион но-технологическими характеристиками.

Сплавы выполнялись в тиглях в электрической печи сопротивления. В качестве исходных материалов использовали сплав алюминия с содержанием Si 12,5 масс.%. С целью проведения эксперимента, исследования проводили на углеграфитовых образцах сечением 15 х 15 мм и длиной 30 мм, которые пропитывались безгазостатным способом при температуре 800°C и давлении 5 МПа.

Выборочный анализ состава сплавов показал, что никель и хром перешли в обра зец из оснастки, предотвращающей всплытие, в которой находился образец.

Структуру сплавов исследовали на микроскопе Olympus BX61 при различных уве личениях(от 100-500), затем на образцах определяли твердость и прочность при сжатии, полученные экспериментальные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1. Свойства углеграфитовых материалов, пропитанных сплавами алюминия.

"АГ – 1500", Россия Измеряемый параметр графит графит + Аl Плотность, кг/м3 1,78·103 2,72· Прочность, МПа при сжатии 80-100 Твердость, НВ 104 Пористость отк.,% 20 Проведенные исследования показали, что пропитка сплавом алюминия повышает прочность углеграфитовых материалов в 1,6 раза, их свойства выше, чем у аналогичных материалов, выпускаемых такими ведущими зарубежными предприятиями, как "Рингсдорф" и "Шунк" (Германия.

П. В. Рожков (ЛПМ-5Н) Научный руководитель А. В. Кукса ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТЫХ ЗАГОТОВОК ВАКУУМНОЙ ПРОПИТКОЙ Третья премия В работе приводятся результаты получения пористых литых заго-товок (отливок) вакуумной пропиткой с использованием в качестве по-рообразователя гранул пенополи стирола.

Для проведения экспериментов на гранулы пенополистирола нано-сили защитный теплоизоляционный слой жидкостекольного покрытия с добавкой поверхностно-активного вещества и дисперсного порошка алю-миния или порошка огнеупорного материала, так как преждевременное контактное взаимодействие пенополистирола с расплавом до его схваты-вания (до начала затвердевания) вызовет термодеструкцию, что приведёт к де стабилизации процесса формирования пористого строения заготовки.

Разработана конструктивно-технологическая схема и эксперимен-тальная уста новка для получения пористых литых заготовок вакуумной пропиткой, включающая ци линдрическую перфорированную опоку с фланцем в верхней части, в который установлен фольговый контейнер с засыпкой плакированных гранул пенополистирола, и литниковая воронка, заформованная сверху опоки. Опока с литниковой воронкой и контейнером с за сыпкой гранул через уплотнительную прокладку соединена с вакуум-камерой со штуце ром для подсоединения к вакуум-системе.

Перед заливкой формы (опоки) производили следующие операции: наносили пер форации на фольговый контейнер, размещали в нем засыпку плакированных гранул пе нополистирола, формовали литниковую воронку и присоединяли опоку (форму) к вакуум камере. Затем вакуум-камеру подключали к вакуум-системе и приводили её в действие.

По достижении остаточного давления в ресивере 0,3-0,5 атм. форму заливали нестан дартным силуминовым расплавом (Al-Si) при температуре 730-750 оС. После затвердева ния и охлаждения заготовку извлекали из формы и отделяли литниковую систему.

В полученных заготовках в верхней части, располагающейся под литниковой во ронкой, имелись раковины, а в нижней части заготовок – небольшие участки непропитан ные расплавом. В поперечных разрезах (сечениях) заготовки имели пористое строение с достаточно равномерным распределением пор, обрамлённых слоем спеченного жидко стекольного покрытия. Плотность пористого силумина в заготовке равна 1,3 – 1,5 г/с (плотность алюминия – 2,7 г/с ).

Проведенное экспериментальное исследование подтвердило воз-можность ис пользования гранул пенополистирола с нанесенными на них защитными теплоизоляци онными покрытиями в качестве порообразова-теля для получения пористых литых заго товок в условиях вакуума.

Ю. В. Снежко (СП-5п), П. А. Харламов (ТМ-428) Научные руководители: В. И. Кузьмин, В. И. Лысак ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РОСТА ДИФФУЗИОННОЙ ПРОСЛОЙКИ НА ГРАНИЦЕ СТАЛЕАЛЮМИНИЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ Третья премия Переходники из сталеалюминиевых композитов находят широкое применение в различных отраслях промышленности в качестве деталей и элементов силового и элек трометаллургического оборудования. Однако в ряде случаев эксплуатации и термомехани ческой обработки накладываются ограничения на максимально допустимые температуры нагрева такого переходника из-за образования на границе сварного соединения хрупких интерметалидных прослоек, что неминуемо приводит к снижению прочности, росту пере ходного сопротивления и потерям электроэнергии. Целью данной работы являлось созда ние термостойкого композиционного материала с диффузионным барьером и исследова ние кинетики роста диффузионной прослойки на границе сталеалюминиевого соединения.

Результаты проведенных исследований показали, что создание между алюминием и сталью диффузионного барьера из подслоя хрома или азотированной стальной прослойки позволяет обеспечить условия для замедления протекания диффузионных процессов в полученном сваркой взрывом сталеалюминиевом композите и сместить температурный интервал начала образования в зоне соединения хрупких интерметаллидов в область более высоких температур.

Показано, что первые интерметаллиды системы FenAlm в композите А5+Ст3 (азо тир.) образуются в местах образования оплавов в зоне сварного соединения, а с увели чением температуры и времени выдержки наблюдается их рост по всей границе сварного соединения. Так, Сплошная интерметаллидная прослойка толщиной п=3…4 мкм в об разцах А5+Ст3 формируется при температуре 620 С и выдержке свыше 4 часов. В биме таллических образцах А5+Ст3 при идентичных условиях нагрева диффузионная прослой ка намного больше и её толщина достигает п= 60…70 мкм.

Полученные результаты металлографических исследований показали, что при нагреве до 570 С интерметаллиды в зоне соединения не образуются. Однако, начиная с температуры 580 С в зоне соединения появляются фаза CrAl7, которая уже при = 1 ч приводит к образованию сплошной прослойки п=20…25 мкм.

Исследования зоны соединения с помощью сканирующего зонового микроскопа показали, что в результате сварки взрывом происходит изменение механических свойств подслоя хрома, что вызвано уменьшением размера зерна хрома с 50…60 нм до 15… нм под действием высоких давлений и развиваемой температуры в зоне соединения.

Рыбин А. С. (МВ-6н), П. А. Бессонов (МВ-5н) Научные руководители: Н. А. Адаменко, А. В. Казуров ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ФТОРОПЛАСТ-БРОНЗОВЫХ КОМПОЗИТОВ Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 13-03-00344.

Третья премия Фторопласт-4 (Ф-4) является уникальным антифрикционным материалом, в кото рый для повышения триботехнических свойств вводят металлы, например, бронзу, что позволяет увеличить теплоотвод от поверхности трения и термостабильность композици онных материалов (КМ), а, следовательно, улучшить работоспособность антифрикцион ных изделий, полученных на их основе. Целью работы являлось изучение влияния режи мов взрывной обработки (ВО) на коэффициент теплопроводности ( ) равноплотных фторопластовых КМ, содержащих от 10 до 30 % об. порошкообразной бронзы ПБрО5Ц5С5, с размером частиц 14-150 мкм.

Получение КМ осуществлялось ВО фторопласт-бронзовых смесей в стальных ам пулах. Смеси приготавливались сухим смешиванием порошков Ф-4 и бронзы, которые перед ВО статически подпрессовывались в ампулах для достижения оптимальной пори стости смеси (30-40 %). Изменение интенсивности ВО осуществлялось вариацией скоро сти детонации инициируемого заряда взрывчатого вещества, что позволяло изменять давление в ударном фронте (Р) от 0,1 до 0,6 ГПа. Теплопроводность измерялась на уста новке КИТ-02Ц «Теплофон» (22 оС) по стандартной методике.

При исследовании теплопроводности установлено, что более интенсивные режимы ВО (Р=0,4-0,6 ГПа) обеспечивают большую теплопроводность КМ. Так для КМ с 10 % со держанием бронзы, полученных при низких ударных давлениях (Р=0,1-0,3 ГПа) коэффи циент теплопроводности не определяется, так как он ниже 1 Вт/мК, что выходит за диа пазон измерения прибора. При высоких ударных давлениях коэффициент теплопроводности достигает 1,6-1,7 Вт/мК. С увеличением концентрации бронзы с 10 до 30 % теплопроводность КМ после ВО при Р=0,4-0,6 ГПа повышается в 2 раза (до 3,3-3, Вт/мК). При этом теплопроводность КМ после ВО при Р=0,1-0,3 ГПа в 1,6 раза ниже: 2,0 2,1 Вт/мК, чем после ВО на более интенсивных режимах. Повышение теплопроводности при более интенсивной ВО связано с усилением адгезионного взаимодействия компонен тов КМ, что обеспечивает соединение макромолекул полимера через металлическую фазу, в результате теплопередача преимущественно идет по цепям главной валентности полимера, которая обладает значительно меньшим сопротивлением, по сравнению с ван дер-ваальсовыми связями, где теплопередача осуществляется путем перераспределения фононов между разными макромолекулами.

А. Н. Дородников (СП-6П) Научные руководители: А. П. Пеев, Е. В. Кузьмин ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ОДНОРОДНЫХ ПАР МЕТАЛЛОВ ПРИ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ С ОДНОВРЕМЕННОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКОЙ Поощрительная премия Ультразвуковые технологии относятся к числу наиболее эффективных способов воз действия на различные материалы, открывая перспективы, как в создании новых веществ, так и в придании известным материалам новых свойств (наноразмерность, стерильность).

Целью данной работы явилось исследование влияние ультразвуковых колебаний в условиях сварки взрывом на структуру и свойства получаемых соединений из однород ных пар металлов.

Металлографические исследования зоны соединения стальных образцов показа ли, что при сварке взрывом с ультразвуковой обработкой и без нее граница соединения имеет равномерный волновой профиль по всей длине образцов с минимальным количе ством оплавленного металла, сосредоточенного у вершин волн.

Воздействие ультразвуковых колебаний при сварке взрывом медных образцов приводит к принципиальному изменению кинетики формирования соединения. Анализ микроструктуры контрольных образцов методами оптической и СЭМ металлографии по казал, что в результате соударения вытесняемый в направлении метаемой пластины объем деформированного металла неподвижной пластины испытывает в верхней точке разделение потока от последующего соударения с метаемой пластиной, т.к. процесс идет в динамике. Часть этого потока продолжает течение в направлении вектора скорости точ ки контакта, а другая – в противоположном направлении с образованием зоны завихрения и локального участка оплавленного металла под гребнем волны. Оплавленный металл состоит из игольчатых дендритов, ориентированных по нормали к поверхности теплоот вода, и усадочной раковины в центре. В зоне волнообразования кристаллы вытянуты в направлении течения металла, их форма и размер определяются процессами фрагмен тизации, а вблизи зоны пластически деформированного металла наблюдается уменьше ние размера зерна за счет процессов рекристаллизации и двойникования.

Таким образом, полученные результаты в области обработки металлов взрывом с одновременным воздействием ультразвука являются принципиально новыми, а механизм взаимодействия ударных волн с ультразвуковыми колебаниями в соударяющихся пластинах недостаточно ясен, что требует проведения детального исследования данного процесса.

Р. Х. Реимов (СП-5), А. С. Лата (СП-5), Научные руководители: И. В. Зорин, Г. Н. Соколов МОДИФИЦИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА СВАРНЫХ ШВОВ НА ОСНОВЕ NI3AL НАНОЧАСТИЦАМИ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА WC Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ в рамках научного проекта № 12-08-33103 мол_а_вед и № 13-08-01282 а.

Поощрительная премия В связи с увеличением объемов добычи и транспортировки газа, а также строитель ством новых газопроводов актуальным становится использование сварных соединений для изготовления дорогостоящих деталей и узлов горячего тракта стационарных газотур бинных установок газоперекачивающего оборудования из жаропрочных никелевых спла вов с содержанием '-Ni3Al фазы до 60-80 об. %.

Для модифицирование сварных швов в процессе аргонодуговой сварки использо вали электродные композиционные проволоки (Патент РФ № 2478029), в состав которых вводили микрогранулы (до 100 мкм) никеля, содержащие до 50 масс. % наночастиц кар бида вольфрама WC со средним размером от 30 до 140 нм. Исследования структуры и элементного состава металла сварных швов производили с помощью двухлучевого элек тронного микроскопа Versa 3D (ЦКП «ФХМИ» ВолгГТУ), снабженного энергодисперсион ным спектрометром APOLLO X.

Исследованиями металла сварного шва на основе алюминида Ni3Al установлено, что в нем формируется гетерогенная структура, морфологически подобная строению '+ эвтектических сплавов, полученных методом высокоградиентной направленной кристал лизации. Ее основой являются дентритообразный твердый раствор, претерпевший рас пад с образованием эвтектической '-фазы, и сформированная по перитектической реак ции 'перит-фаза, находящаяся в междендритных прослойках.

Установлено, что введение наночастиц карбида вольфрама, изменяет морфологию т.п.у.-фаз, которые трансформируются в более компактные частицы (до 1-2 мкм), локали зованные в 'перит-фазе. В этой фазе также наблюдаются наноразмерные выделения (70 200 нм), которые могут представлять конгломераты нерастворившихся наночастиц WC.

В результате высокотемпературных (в интервале 1050-1250 °С) склерометрических испытаний сплавов на основе Ni3Al выявлено, что металл шва, микролегированный нано частицами WC (до 0,4 % масс.), имеет более высокий показатель сопротивления пласти ческой деформации при температурах до 1250 °С. Причиной этого может быть эффект дисперсионного упрочнения сплава, реализующийся в результате микровыделений, рав номерно распределенных по структуре т.п.у.-фаз. Предположительно они могут зарож даться в расплаве в области формирования кластеров наночастиц WC.

М. У. Хашиева (МВ-6Н) Научные руководители Н. А. Адаменко, С. М. Рыжова ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИАРИЛАТОВ Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 13-03-00344.

Поощрительная премия Расширение температурных границ работоспособности деталей и узлов машин из полимерных материалов достигается применением термостойких полимеров. Взрывное прессование (ВП) представляет собой высокоэнергетический процесс нагружения мате риалов и является перспективным способом получения заготовок из трудно перерабаты ваемых термостойких полимеров. В результате такой обработки в них происходят глубо кие структурные и фазовые превращения, существенно влияющие на свойства получаемых материалов.

В качестве исследуемых материалов применялись сложные гетероцепные поли эфиры на основе двухатомных фенолов и ароматических дикарбоновых кислот – полиа рилаты ДВ и Ф-1 в виде порошков с насыпной плотностью 0,3-0,4 Мг/м3. ВП порошков по лиарилатов осуществлялось скользящей ударной волной давлениями 0,67-3,8 ГПа. Для сравнения были получены образцы полиарилатов статическим прессованием (СП) при давлении 0,7 ГПа. Исследование теплофизических характеристик и деформируемости в широком интервале температур проводилось методом термомеханического анализа с ис пользованием прибора ТМИ-1. Измерение плотности осуществлялось гидростатическим взвешиванием на электронных аналитических весах SHINKOHTR-220CE.

С целью недопущения разрушения прессовок перед ВП проводилась предвари тельная подпрессовка порошков давлениями от 0,1 до 40 МПа для снижения величины их исходной пористости до 40-50 %. ВП полиарилатов с разной пористостью осуществля лось при давлении 0,67 ГПа. Установлено, что максимальной плотностью после ВП по лиарилат ДВ обладает после предварительной подпрессовки давлениями 10 МПа (1, Мг/м3), а полиарилат Ф-1 после подпрессовки давлением 30 МПа (1,21 Мг/м3). Примене ние заряда ВП с большей скоростью детонации, обеспечивающего повышение давления ВП до 2,2-3,8 ГПа, приводит к снижению плотности материалов, что обусловлено де струкцией полимеров. С целью достижения максимальной плотности полиарилата Ф- (1,3 Мг/м3) прилагалось давление при спекании (Р = 0,2 МПа).

В результате проведенных термомеханических испытаний установлено, что взрывная обработка полиарилатов ДВ и Ф-1 повышает теплостойкость полимеров на 30 35 0С и снижает деформируемость при нагреве по сравнению со СП, это связано с увеличением межмолекулярного взаимодействия и благоприятными структурными превращениями. Наиболее высокая теплостойкость полиарилатов (250 0C для ДВ и 0C для Ф-1) достигается ВП давлением 0,67 ГПа.

Таким образом, взрывная обработка порошков полиарилатов позволяет получать материалы непосредственно на стадии их изготовления, совмещая этот процесс с получением изделий с формированием при этом заданных свойств.

А. Ю. Кузьмин, МОУ гимназия № 4, уч. 9 кл.;

А. В. Григорьев, МОУ СОШ № 49, уч. 9 кл.

Научные руководители: И. В. Шилов, А. М. Денисов ПАРУСНО-МОТОРНАЯ ЛОДКА «ЮНГА» ДЛИНОЙ 2,2 М Диплом В настоящее время востребованы портативные разборные суда для перевозки на верхнем багажнике автомобиля. Себестоимость их постройки на 20–30 % меньше стои мости надувных двухместных лодок, которые имеют худшую мореходность, обитаемость и не всегда обеспечивают непотопляемость при повреждении обшивки.

В конструкции лодки «Юнга» предусмотрена установка бортовых булей, что повы сило грузоподъемность, остойчивость и непотопляемость при незначительном увеличе нии массы корпуса. Для их изготовления использовали пенопласт: легкий, хорошо обра батываемый дешевый материал, причем надводные части булей оклеены стеклотканью на водостойком клее «Момент-Столяр», что снизило стоимость и трудоемкость работы.

Разработана надежная конструкция узла крепления основания мачты, что подтвердили испытания изготовленной лодки под парусом судна – прототипа: швертбота «Азимут»

длиной 3,5 м.

В конструкции лодки предусмотрена установка подмоторной доски для крепления коробки руля, мотора и запасного руля – весла. Применена простая технология изготов ления корпуса лодки в 2 этапа. Стыки, пазы и фланцы оклеены полосой стеклоткани ши риной 50 мм на эпоксидной смоле, а фанерная обшивка носового и среднего блоков по крыта хлопчатобумажной тканью на водостойкой краске, что также значительно снизило трудоемкость и стоимость технологических операций. Авторами разработана оригиналь ная и смелая конструкция крепления шверцов на съемном кронштейне с передачей нагрузки с палубы на борт, фланец и днищевой стрингер.

При проектировании удачно выбраны размеры блоков, что упростило транспорти ровку лодки. При отсутствии верхнего багажника носовой блок можно разместить в зад нем багажнике автомобиля, а средний и кормовой блоки размещаются на его задних си деньях. Это реализовано на автомашине «Мерседес 190», где спинка задних сидений не складывается. В проекте большое внимание уделено улучшению обитаемости: установ лены блоки непотопляемости и слани в корме, что обеспечивает ночлег двух человек.


Разработана конструкция рубки-убежища длиной 1 м из армированного гофрокартона и тента длиной 0,8 м по всей длине кокпита от кормовой кромки палубы до транца в корме.

Лодка снабжена: бермудским разборным и компактным парусным вооружением ти па «Стриж» с площадью паруса 2,5 м2, веслами, двумя банками, черпаком, буксирным тросом длиной 10 м, спасательными жилетами, отмашкой, брезентом размером 1 х 2 м для тушения пожара.

Д. А. Самойличенко (АТ-412) Научный руководитель Н. Г. Дудкина ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНО УПРОЧНЕННЫХ ЭМО+ППД СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В связи с интенсификацией эксплуатационных процессов, увеличением скоростей перемещения рабочих органов, повышением температур и давлений повышаются экс плуатационные требования, т.е. требуется одновременное улучшение комплекса механи ческих свойств материалов. Таким требованиям отвечают комбинированные и совме щенные технологии упрочнения.

Рассматривается технология комбинированного поверхностного упрочнения стальных изделий, состоящая из электромеханической обработки (ЭМО) и последующего поверхностного пластического деформирования (ППД).

В работе исследуется влияние режимов комбинированного поверхностного упроч нения (ЭМО+ППД) на процессы макро- и микродеформации стали 45 и проводится ана лиз картины напряженно-деформированного состояния в поверхностно упрочненном слое с целью выбора рационального режима комбинированного упрочнения.

Приводятся результаты испытаний на статическое растяжение и рассматриваются характерные особенности микронеоднородной деформации поверхностно упрочненных образцов в зависимости от структурно-неоднородного состояния поверхностного слоя.

Установлено, что комбинированное упрочнение может по разному влиять на зако номерность микро- и макродеформации в зависимости от режима предшествующей электромеханической обработки. Причем последующее поверхностное пластическое де формирование изменяет механизм пластических деформаций по элементам структуры и ведет к повышению сопротивления деформированию даже при снижение доли твердых составляющих в поверхностном слое, полученных в результате ЭМО. Это объясняется наведением остаточных напряжений по элементам структуры в процессе комбинирован ного упрочнения.

Предложена модель картины напряженного состояния в области малых пластиче ских деформаций, определяющая специфику пластической деформации деталей с раз личной топографией поверхностного упрочненного слоя после ЭМО + ППД.

Таким образом, финишная операция поверхностного пластического деформиро вания позволяет повысить прочностные свойства деталей в 1,5 раза, наследуя высокую износостойкость поверхностного слоя, сформированного предварительной электромеха нической обработкой.

Д. С. Денисевич (СП-6п), А. В. Косогоров (ХМАМ-6) Научный руководитель И. Н. Захаров КОМБИНИРОВАННОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ УПРОЧНЕНИЕ СТАЛЬНЫХ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ И УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТОК В условиях современного машиностроения, требующих от техники высокой про изводительности, и, как следствие, более высокой надежности и долговечности, постоян но разрабатываются новые технологии и материалы. Для получения требуемых эксплуа тационных свойств деталей машин широко применяются методы поверхностной обработки металлов и сплавов, в основе которых лежит воздействие на материал кон центрированными потоками энергии (КПЭ).

Одним из эффективных способов поверхностного упрочнения металлических ма териалов является электромеханическая обработка (ЭМО), основанная на совместном электротермическом и деформационном воздействии на поверхности. Являясь по своей сути комбинированным методом, ЭМО зачастую применяется в едином комплексе с дру гими методами, например, как в настоящем исследовании в комбинации с безабразивной ультразвуковой финишной обработкой (БУФО).

ЭМО заключается в контактном воздействии на локальную зону поверхности ма териала удельным давлением 100–1500 МПа и одновременной её термической обработ ке при высоких скоростях нагрева и охлаждения до 105 оС/с за счёт пропускания электри ческого тока плотностью 200–1000 А/мм2. В качестве электрод-инструмента применяются конические ролики из твёрдого сплава ВК6С диаметром 60 мм, с углом заточки 3–5о и ци линдрической «ленточкой» контакта 0,5–0,7 мм. При безабразивной ультразвуковой фи нишной обработке (БУФО) излучатель ультразвука, колеблющийся с частотой 22 кГц, поджимается с усилием до 200 Н к поверхности детали. Вступая во взаимодействие с об рабатываемой деталью, ультразвук пластически деформирует её поверхность, сглажива ет вершины микронеровностей и упрочняет поверхностный слой, формируя сжимающие напряжения. Устройство для упрочняюще-чистовой обработки включает: установленный в корпусе магнитострикционный преобразователь, концентратор;

излучатель ультразвука, имеющий вид "усеченной бочки" и твердосплавный рабочий наконечник.

В данной работе рассматриваются резудьтаты металлографического анализа струк туры, свойств и микрогеометрии поверхностного слоя сталей и титановых сплавов, упроч нённых данным способом. Представлены также результаты исследования микротвёрдости поверхностных слоёв образцов из различных марок сталей и титановых сплавов.

А. В. Вдовенко (ТОА-424), И. А. Стребков (ТОА-427) Научный руководитель А. С. Столярчук ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ ПОД НАГРУЗКОЙ Настоящая работа, посвящена разработке и обоснованию оригинального стати стического критерия перехода поликристалла в предельное состояние (разрушения или пластического течения) на глобальном уровне. Этот критерий базируется на вероятност ной оценке поля остаточных деформаций на локальном мезоструктурном уровне матери ала.

Для экспериментального определения таких мезодеформаций, проведенного на титановом сплаве и стали 20 (с интервалом измерения деформаций меньше размера зерна), применялся известный метод «реперных точек», который показал следующее. Во первых, в зонах близких к району разрушения (трещине), стационарный характер распре деления деформаций изменяется на нестационарный. При этом наблюдается непостоян ство как средней величины, так и дисперсии локальных деформаций. Аналогичный не стационарный характер, как известно из литературы, имеет место и вблизи к «мягким»

участкам – сварным швам, находящимся в состоянии пластического течения. Во-вторых, сопоставление собственных результатов и данных других авторов (табл. 1) позволяет сделать Таблица 1-Вероятность P достижения мезодеформациями значения предельной деформации Материал Размер зерна, База измерения Нагружение P ( ) мкм, мкм Сталь 38ХС - 25 0,309 статическое Сталь 36НХТЮ 50 - 0, 25 - 0, Сталь Н45ХТ 13 10 0, Сплав АД1-М 200 200 0, Сплав ВТ-3 100 20 0, Сталь 20 80 80 0,293 циклическое 80 20 0, обобщение: глобальное разрушение в поликристаллах при статическом (квазистатиче ском – при циклических нагрузках) нагружении начинается тогда, когда в поле нестацио нарных мезодеформаций с вероятностью в среднем ~ 0,28 наблюдаются значения не меньшие предельной статической деформации на макроуровне.

Эта вероятность и может являться, по нашему мнению, критериальной оценкой при прогнозировании предельного состояния поликристаллического материала под нагрузкой.

М. Ю. Володин, И. А. Туляков Научные руководители: А. А. Артемьев., Г. Н. Соколов МОДИФИЦИРОВАНИЕ ТЕРМО- И ИЗНОСОСТОЙКИХ СПЛАВОВ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ КАРБОНИТРИДА ТИТАНА TiCN Проблему целенаправленного управления структурой и свойствами наплавленных покрытий функционального назначения можно решить путем их модифицирования наноча стицами тугоплавких и термодинамически стабильных химических соединений. Целью ра боты является исследование влияния наночастиц карбонитрида титана TiCN на структуру и свойства абразивностойкого композиционного сплава системы Fe-Cr-Ni-Ti-C-B, армирован ного микрочастицами диборида титана TiB2, а также сплава системы Fe-Cr-Ni-Mo-Ti-C-N, предназначенного для работы в условиях циклического термосилового нагружения.

Ультрадисперсные частицы карбонитрида TiCN использовали в составе микрогра нул композиционного порошка, представляющего собой частицы никеля размером до мкм, на поверхности и в объеме которых равномерно распределены частицы TiCN с раз мером в диапазоне от 80 до 500 нм. Подобное композиционное строение частиц порошка способствует снижению интенсивности термического воздействия плазмы дуги и перегре того шлака на нанодисперсные компоненты и уменьшает их диссоциацию в реакционных зонах при наплавке.

Композиционный сплав системы Fe-Cr-Ni-Ti-C-B, армированный микрочастицами TiB2, получали электрошлаковой наплавкой с использованием порошковой проволоки.

Установлено, что модифицирование сплава наночастицами TiCN в количестве 0,6 масс.

% обеспечивает двухкратное повышение его стойкости к изнашиванию закрепленным аб разивом. Это обусловлено тем, что тугоплавкие наночастицы, введенные в металличе ский расплав, инициируют выделение большого количества мелкодисперсных (0,8… мкм) соединений (TiCN, TiC и TiN), равномерно заполняющих весь объем матрицы сплава и упрочняющих ее. Активное формирование и рост новой фазы на упорядоченных струк турах наночастиц TiCN, находящихся в расплаве, объясняется изоморфностью кристал лических решеток указанных химических соединений. Исследованиями сплава системы Fe-Cr-Ni-Mo-Ti-C-N установлено, что его модифицирование наночастицами TiCN в коли честве 0,4 масс. % в 1,7 раза повышает сопротивление наплавленного дуговым способом металла высокотемпературному деформированию, а также его термостойкость. Это объ ясняется эффектом диспергирования структуры металла, который реализуется за счет сохранения в расплаве некоторого количества наночастиц TiCN, служащих центрами кри сталлизации для тугоплавких интерметаллидных выделений, располагающихся в центрах зерен наплавленного металла.


Ю. Н. Семерич (ЛПЛ-5н) Научный руководитель Н. А. Осипова ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ЖИВУЧЕСТИ С ДОБАВКОЙ БИШОФИТА.

Получение высококачественных отливок невозможно без применения песчано глинистых формовочных смесей (ПГС) со стабильными свойствами. Формовочные песча но-глинистые смеси представляют собой сложную синтетическую систему, состоящую из огнеупорного наполнителя - формовочного песка (ГОСТ 2138-93), связующего материала - огнеупорной глины ГОСТ (3226-77), воды и специальных технологических добавок (ке росина, мазута, КО и др.) для придания необходимых физико-механических и технологи ческих свойств. Используемые в практике литейного производства технологические до бавки дефицитны, дороги и, являясь органическими соединениями, вызывают обильное газовыделение, что ухудшают санитарно-гигиенические условия на участках заливки и выбивки литейного цеха. Известно введение в ПГС водного раствора CaCl2 равновесной концентрации вместо воды для стабилизации свойств и повышения живучести. В каче стве технологической добавки вместо CaCl2 в ПГС вводили природный, шестиводный хлорид магния (MgCl2H2O)-бишофит. Исследовались свойства ПГС, содержащие 8 мас совых % огнеупорной глины, 5% воды, остальное до 100 массовых % кремнезёмистого песка марки 1К0315Б. Взамен воды в смеси вводилось 5% насыщенного водного раство ра CaCl2 (плотностью 1,315 г/см3) или такого же количества бишофита ( плотностью1, г/см3). Свойства ПГС определялись сразу и через 1, 2, 3, 4 часа после изготовления сме си. Полученные результаты исследований показывают, что ПГС с водой имеет живучесть практически 2 ч, при этом наблюдается потеря влажности с 4 до 3% и нестабильность технологических свойств. Исследования свойств ПГС с CaCl2 показали увеличение живу чести смеси до 4 часов, при этом свойства ПГС не изменяются. Исследуемая ПГС с би шофитом аналогична ПГС с CaCl2 не теряет влажность (3%) и газопроницаемость ( ед.) в течение 4 часов, прочность в сыром виде при хранении повышается с 0,54 до 0,65105 Па, при этом имеет постоянную низкую осыпаемость (0,07%), при этом текучесть повышается. ПГС с бишофитом хорошо формуется, пластичная, качество поверхности образцов высокое.

Таким образом, разработаны составы ПГС с новой технологической добавкой би шофита, повышающей живучесть смесей до 4 ч. Использование природного бишофита расширяет ассортимент неорганических технологических добавок для ПГС.

Н. В. Чурюмов (ЛПМ-6п) Научные руководители: Н. А. Кидалов, В. А. Закутаев ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВОВ ПРОТИВОПРИГАРНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ ПО ГАЗИФИЦУРУЕМЫМ МОДЕЛЯМ Литьё по газифицируемым моделям (ЛГМ) в настоящее время все чаще применя ется при модернизации и создании новых цехов в литейном производстве России, вслед ствие того, что данный метод позволяет получать отливки практически любой конфигура ции при этом с низкой себестоимостью и энергозатратами. Однако, при заливке формы жидким металлом, в частности сталью, на поверхности отливки образуется слой пригара состоящий из песка, расплавленных силикатов и продуктов взаимодействия со смесью.

Для решения данной технологической проблемы на производстве используют противо пригарные покрытия на спиртовой и водной основах с содержанием высокоогнеупорных наполнителей.

При разработке нового состава покрытий были поставлены следующие требова ния, необходимыми условиями которых являются невысокие показатели динамической вязкости покрытия, хорошая кроющая способность, высокая адгезия к пенополистиролу, отсутствие растрескивания после высыхания, газопроницаемость после прокаливания, легкость удаления пригара с поверхности отливки, доступность и дешевизна компонен тов.

Исследование разных составов противопригарных покрытий позволило разрабо тать состав, который удовлетворяет всем поставленным требованиям и включает: цирко новый концентрат, жидкое стекло, воду и водный раствор карбоксиметилцеллюлозы.

Разработанная противопригарная краска была нанесена на пенополистироловые модели, одна из которых была заформована в песок, а другая в песчано-глинистую смесь. Полу ченные формы были залиты сталью 25Л. После выбивки форм пригар отделялся практи чески без усилий от поверхности отливок, которые отличалась высокой чистотой. Таким образом, разработанное покрытие является эффективным для процесса ЛГМ стали.

А. Э. Герасимук (МВ-5н) Научный руководитель Н. А. Адаменко ВЛИЯНИЕ ВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТОРПЛАСТА- Высокоэнергетические воздействия оказывают влияние на изменение структуры полимеров. Активация полимеров энергией взрыва способствует структурным изменени ям, приводящим к повышению когезионного взаимодействия и улучшению свойств поли тетрафторэтилена (фторопласта-4, Ф-4).

Целью данного исследования являлось изучение взрывного прессования (ВП) на термомеханические характеристики и структуру образцов, полученных из прессовок Ф- различной толщины. Термомеханический анализ (ТМА) при нагрузке 115 г и скорости нагрева 5 C/мин проводился на образцах, толщиной 4 мм и вырезанных из пяти слоев прессовки Ф-4 толщиной 40 мм. Изменения структуры изучались с помощью электронной сканирующей (ЭС) и атомной силовой (АС) микроскопии.

По данным ТМА образцов полученных после ВП, установлено, что в зависимости от схемы ВП возможно только максимальное уплотнение порошка или его активация. После ВП образцов большей толщины (до 40 мм) установлено, что в направлении распростране ния ударного фронта при 350 C происходит уменьшение уровня относительной деформа ции по толщине прессовки от 20 до 10 %. У образцов после ударно-волновой активации (УВА) наблюдается более интенсивное понижение уровня относительной деформации по толщине прессовки (от 45 до 25 %), что в 2 раза превышает значения, полученные в образ цах после ВП. Для образцов, подвергнутых УВА, относительная деформация достигает бо лее высоких значений по сравнению с материалом, полученным после ВП.

Результаты исследования показали, что существенные различия в изменении ха рактеристических температур между материалами, полученными после ВП и УВА, наблюдаются лишь при размягчении полимера, а при его плавлении и течении значения приблизительно одинаковы, что можно объяснить влиянием ВП на дефектность структу ры Ф-4. По сравнению с исходным полимером понижение температуры у образцов после УВА составляет 70 C.

Таким образом, можно отметить, что структурные преобразования происходят в первой ударной волне, так как уплотнение прессовки в нижней её части волной отраже ния не оказывает влияния на термомеханические свойства полимера, что подтверждает ся микроструктурными исследованиями. Использование в промышленных целях в каче стве активированного может найти полимер из верхней части прессовки большой толщины, полученный ВП.

И. Р. Сибгатуллин (ТМ-6н) Научный руководитель Д. В. Руцкий ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ И ХИМИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ПО ВЫСОТЕ И СЕЧЕНИЮ СЛИТКА СТАЛИ 20 МАССОЙ 5,9 Т В работе было проведено исследование микроструктуры литого металла слитка стали 20 изменённой геометрии массой 5,9 т, предназначенного для получения сортового проката.

Исследование проводилось на трех горизонтах слитка на приготовленных образцах.

Методом спектрального анализа определяли химический состав.

Исследование показало, что в исследуемом слитке микроструктура состоит из фер рита и перлита. Дисперсность перлита составляет 9-10 баллов. Периферия слитка на всех горизонтах характеризуется 9 баллом дисперсности перлита.

По высоте и сечению слитка количественное соотношение структурных составляю щих изменяется. Количество перлита изменяется в пределах от 20 до 40 %. На верхнем горизонте количество перлита с приближением к оси слитка уменьшается, на среднем го ризонте увеличивается и на нижнем горизонте остается постоянным.

При исследовании химического состава исследуемых образцов по сечению слитка выявлено, что содержание углерода на среднем горизонте увеличивается от края к цен тру, на верхнем и нижнем горизонтах уменьшается. Причем на верхнем горизонте, с при ближением к оси слитка содержание углерода уменьшается на 10 %.

Характер изменения микроструктуры идентичен изменению химического состава, а изменение химического состава по S и P аналогично изменению содержания углерода.

В результате комплексного исследования микроструктуры установлено, что на среднем и нижнем горизонтах слитка характер изменения химического состава по сече нию слитка соответствует с литературным данным. На верхнем горизонте распределение легкоплавких примесей с приближением к оси слитка уменьшается, что подтверждается данными количественного анализа микроструктуры. Такой характер изменения связан с условиями кристаллизации головной части и развитием конвективных потоков.

В. Н. Мазура Научный руководитель В. Ф. Петрова ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТРУБОПРОВОДОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ СТАЛИ Ст Целью данной работы является исследование влияния деформационного старе ния на эксплуатационные свойства конструкций из стали Ст3.

Процесс деформационного старения был имитирован в соответствии с ГОСТ 7268-82, для чего из листа стали Ст3 были вырезаны образцы размером 1212220 мм, которые предварительно подвергли нормализации и отжигу для оценки влияния термообработки на упрочнение, при деформационном старении, а также деформации растяжением на машине УТС 110М-100 1-У (степень деформации = 5;

10;

15 %), а затем - отпуску при температуре 250 °С с выдержкой в течение 1 ч с охлаждением на воздухе. После этого, были произведены замеры твёрдости на твердомере ТК-2М по шкале HRB. Установлено, что в результате деформационного старения происходит существенное изменение меха нических характеристик металла, что наглядно демонстрируют данные, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты испытаний № об- Термообработка Твердость 0,2, в, Деформация, % разца HRB МПа МПа 1 Без деформации 77 339 2 5 85 400 Отжиг 3 10 89 439 4 15 91 461 5 Без деформации 80 360 6 5 90 450 Нормализация 7 10 93 486 8 15 95 514 В результате исследования механических свойств установлено, что наибольшее упрочнение происходит в нормализованных образцах. Это, предположительно, связано с наиболее дисперсной структурой нормализованных образцов, в которой цементитные ча стицы тормозят дислокации, возникающие при деформации. Кроме того, такая структура обеспечивает благоприятные условия для выделения сегрегаций азота и углерода.

А. С. Кодиленко (АТ-317) Научные руководители: В. И. Водопьянов, А. И. Горунов ВЛИЯНИЕ ЭМО НА СТРУКТУРУ ПСЕВДО – – И (+) ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ Важным резервом повышения конструкционной прочности сплавов является со здание на поверхности изделий субмикро- и нанокристалических структур с высокой плотностью дислокаций и большой протяженностью сильно разориентированных границ зерен. Сплавы с такой структурой обладают уникальными физико-химическими свой ствами.

Для получения таких структур в поверхностных слоях разрабатываются различные виды поверхностных упрочняющих обработок. При формировании однородной мелкозер нистой структуры в титановых псевдо – – и (+) – сплавов все большее применение находят комбинированные методы обработки. Одной из таких технологий высокоэнерге тического термосилового воздействия является электромеханическая обработка (ЭМО).

Целью данной работы являлось установление закономерностей трансформации микроструктуры поверхностных слоев псевдо –– и (+) - титановых сплавов при ис пользовании метода ЭМО.

Обработке подвергались цилиндрические образцы сплавов 5В и ВТ22 имеющих схожую глобулярную бимодальную структуру. Различие в исходных структурах состоит в том, что основа сплава 5В не имеет четко выраженных границ зерен фазы. Это объяс няется низким содержанием фазы в исходной структуре. Содержание – фазы в псев до – – сплаве не превышает 5%.

Упрочненный слой изучался по поперечным шлифам, на которых видно резкое изменение структуры поверхности относительно исходной. В обоих материалах результа том проведения ЭМО стало формирование слоистой структуры в виде пластинок, с за метным снижением размеров, относительно зерен исходной структуры. Существенных различий в размерах сформированных пластин в продольном и поперечном направле ниях не обнаружено.

Полученные результаты подтверждают, что ЭМО является эффективным методом обработки поверхностного слоя применительно к титановым сплавам и позволяет сфор мировать однородную высокодисперсную структуру поверхности. А так же задать ориен тацию зерен поверхности путем подбора режима проведения электромеханической обра ботки.

М. В. Кириличев (М-333), П. В. Куимов (М-333) Научные руководители: В. И. Водопьянов, А. И. Горунов ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ РОСТУ ТРЕЩИН ТИТАНОВЫХ ПСЕВДО--СПЛАВОВ Титановые псевдо--сплавы находят все более широкое применение в судострое нии, транспортной атомной энергетике и других отраслях промышленности. Большинство изделий изготавливается из сплавов в деформируемом состоянии. В последние годы все более широко внедряются изделия и детали путём литья. Литейные сплавы, в отличие от деформируемых, обладают крупнозернистой структурой, что соответственно отражается и на их служебных свойствах. Фундаментальное значение для описания процесса разру шения и установления критериев разрушения имеет исследование пластической дефор мации на стадии зарождения и роста трещин. В работах ряда исследователей предложе на методика оценки предельной повреждённости, закономерностей развития трещин и трещиностойкости по ниспадающим участкам полной диаграммы деформирования при растяжении цилиндрических образцов.

В настоящей работе изучено влияние структуры титанового псевдо--сплава 5В на закономерности развития трещин на ниспадающих участках диаграмм разрушения при изгибе призматических образцов. Оценено влияние жесткости напряженного состояния, формируемого за счет изменения параметров концентраторов напряжений, на сопротив ление росту трещин в литом и деформированном состояниях сплавов. Испытание прове дено на призматических малогабаритных образцах размером 15 15 80 мм нагружением по схеме трёхточечного изгиба на испытательной установке УМЭ-10ТМ. Скорость пере мещения подвижного захвата составляла 5 мм/мин. Испытанию подвергались гладкие образцы сечением 10 15 мм и с концентратором в виде U-образных выточек глубиной мм и радиусом при вершине 10;

5;

2,5;

1 и 0,02 мм. В процессе испытания записывалась диаграмма изгиба в координатах «нагрузка - перемещение».

Установлено, что при практически одинаковых характеристиках прочности иссле дуемых сплавов и более низких характеристиках пластичности литейного сплава сопро тивление росту трещин для крупнозернистой структуры, присущей литейному сплаву, су щественно выше, чем деформируемого. Анализ поверхности излома и степени утонения образцов в зоне вершины трещины подтвердил, что повышенная энергоёмкость на ста дии роста трещины образцов из литого сплава связана с влиянием крупнозернистой структуры на кинетику роста трещины.

М. С. Буссов (ЛПМ-5п) Научный руководитель В. Ф. Жаркова ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЁЖНОСТИ ОТЛИВОК ПОВЕРХНОСТНЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ Отливки в процессе эксплуатации подвергаются ударно-циклическим нагрузкам.

Они изготавливаются из низкоуглеродистых сталей типа 15Л, 20Л, 20ГЛ, 20ТЛ, 20ФЛ.

Ударная вязкость (КCU) этих сталей, как правило, в нормализованном состоянии состав ляет 60…70 Дж/см2, что недостаточно в условиях длительной эксплуатации отливок при ударных циклических нагрузках и в условиях отрицательных температур.

Поверхностное легирование отливок в местах разрушений порошками, близкими по составу высокомарганцовистой стали может резко повысить эксплуатационную надеж ность деталей. Работа зарождения трещины в отливках с поверхностным легированием значительно больше, чем в отливках без упрочнения.

В работе использовался наплавочный порошок, имеющий состав: ферромарганец низкоуглеродистый марки ФМ78 – 50…60 %, и железный порошок марки ПЖВ – 40…50 %.

Специально отлитые образцы из стали марки 20Л с размерами 10х10х60 мм без надреза, с поверхностным аустенитным слоем при испытаниях показали значения ударной вязко сти от 140 до 170 Дж/см2. Контрольные образцы из стали 20Л без наплавки имели удар ную вязкость в пределах 80…90 Дж/см2, что показало перспективность использования по верхностного легирования отливок предложенным наплавочным материалом.

Э. А. Мажитова (ЛПМ 5н), А. А. Сапрыкин (ТМ-429) Научный руководитель Н. И. Габельченко ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ В работе исследованы механизмы роста твердой фазы в локальных интервалах затвердевания. Методом дифференциально термического анализа выявлены три температурно-временных интервала при кристаллизации стали и два интервала при кристаллизации чугуна.

Реализация в отливках принципиально разных механизмов роста твердой фазы с индивидуальными воздействиями на структуру и свойства требует дифференцированного учета каждого из них для правильного представления о термокинетике кристаллизации стальных и чугунных отливок в целом.

В отличие от сталей, затвердевающих исключительно по метастабильной фазовой диаграмме, кристаллизация чугунных отливок определяется, главным образом, наличием эвтектического превращения, способного протекать как по стабильной, так и по метастабильной фазовым диаграммам, а также по обеим диаграммам вместе. При этом, если после завершения дендритного роста междендритная жидкость еще не достигнет эвтектической концентрации, например, в низкоэвтектических чугунах, то избыточный аустенит, как и в сталях, вероятно, станет кристаллизоваться на дендритах послойно и только после этого начнет действовать механизм эвтектической кристаллизации.

Изменение толщины стенки в стальных отливках отражается, в основном, на дис персности дендритных ветвей, а в чугунных – на изменении объёмной доли дендритных ветвей и дисперсности ячеек эвтектики.

Исследования показали, что по мере увеличения толщины образцов (кинетическая составляющая) происходит значительное укрупнение дендритной структуры, на которое накладывается и термодинамический эффект огрубления. Величина первичного зерна также увеличивается, но интенсивность изменения этого параметра отстает от укрупне ния дендритов.

При сравнительно небольшом суммарном влиянии первичной структуры на меха нические свойства стали, тем не менее, может быть найдено преобладающее влияние того или иного её параметра в зависимости от толщины стенки отливки.

Е. С. Сундеев (ЛПл-6п) Научный руководитель Ю. В. Гребнев РАЗРАБОТКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СТАЛИ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ОТЛИВОК С УЧЁТОМ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ДЕНДРИТНОЙ ЛИКВАЦИИ Одна из главных причин излома боковых рам вагонов - неправильный подбор хи мического состава материала. Для исследований и дальнейшей разработки химического состава стали, были рассмотрены образцы, вырезанные из боковой рамы вагона из мест, где происходит разрушение.

Макроструктура образца, исследовалась после травления в соляной кислоте.

Установлено, что его центральная часть поражена мелкими усадочными раковинами, а 2/3 образца занимают столбчатые дендритные кристаллы. При кристаллизации металла происходит ликвационное перераспределение легирующих компонентов. По данным наших исследований, дендритные кристаллы обогащаются кремнием, а междендритные пространства марганцем и хромом. В результате этого сталь поляризуется по активности основного упрочняющего элемента – углерода. При последующей термообработке проис ходит диффузия углерода в междендритные пространства, обогащённые карбидообра зующими элементами марганцем, хромом.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.