Технология нанесения специальных покрытий на металлы путем напыления порошков активно применяется в машиностроении и других областях. В настоящей работе рассмотрены различные варианты решения уравнения теплопроводности применительно к задачам, теплопередачи для порошковых покрытий с граничными условиями Ньютона – Рихмана на внешней поверхности изделия: аналитическое решение одномерной задачи для однослойного покрытия, численное решение одномерной задачи для многослойного покрытия, численное решение двумерной задачи для композиционного материала покрытия с включениями различной формы и ориентацией относительно направления теплового потока. Полученное аналитическое выражение для решения одномерной задачи для однослойного покрытия использовано для разработки методики численной оценки коэффициента теплопроводности композиционного материала. Сравнение результатов численной оценки эффективных коэффициентов теплопроводности композиционных материалов с приближенными аналитическими формулами по линейной модели и по логарифмическому правилу смесей показало, что значения численных оценок располагаются между верхней и нижней аналитическими оценками. При отсутствии анизотропии формы частиц включений форма частиц и их расположение в расчетной ячейке композита (регулярное или случайное) не оказывает существенного влияния на величину эффективного коэффициента теплопроводности. Для включений, имеющих анизотропию формы, эффективный коэффициент теплопроводности зависит от их ориентации относительно направления теплового потока в расчетной ячейке. При ориентации частиц с меньшим коэффициентом теплопроводности по сравнению с коэффициентом теплопроводности матрицы вдоль направления теплового потока эффективный коэффициент теплопроводности выше, по сравнению со случаем ориентации частиц поперек направления теплового потока в расчетной ячейке. Результаты численной оценки эффективных коэффициентов теплопроводности композиционных материалов могут быть использованы при решении задач теплопередачи многослойных композиционных покрытий с помощью предложенного численного алгоритма.

Ключевые слова: порошковые покрытия, композиционный материал, уравнение теплопроводности, граничные условия Ньютона – Рихмана, эффективный коэффициент теплопроводности композиционного материала.

Соловьев Михаил Евгеньевич (Ярославль, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Информационные системы и технологии» Ярославского государственного технического университета (Россия, 150023, Ярославль, Московский пр., 88,
e-mail: soloviev56@gmail.com).

Раухваргер Алексей Борисович (Ярославль, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Информационные системы и технологии» Ярославского государственного технического университета (Россия, 150023, Ярославль, Московский пр., 88,
e-mail: ABRRS@yandex.ru).

Балдаев Сергей Львович (Щербинка, Россия) – заместитель генерального директора по технологиям ООО «Технологические системы защитных покрытий» (Россия, 108851, г. Щербинка, ул. Южная 9А, e-mail: s.baldaev@tspc.ru).

Балдаев Лев Христофорович (Щербинка, Россия) – генеральный директор ООО «Технологические системы защитных покрытий» (Россия, 108851, г. Щербинка, ул. Южная 9А, e-mail: l.baldaev@tspc.ru).

Мищенко Виктория Игоревна (Щербинка, Россия) – заместитель генерального директора по качеству ООО «Технологические системы защитных покрытий» (Россия, 108851, г. Щербинка, ул. Южная 9А, e-mail: v.mishchenko@tspc.ru).

1. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование. – М.: Металлургия, 1992. – 432 с.

2. Газотермическое напыление / под общей ред. Л.Х. Балдаева. – М.: Маркет ДС, 2007. – 344 с.

3. Davis J.R. Handbook of thermal spray technology. – ASM International, 2004. – 338 p.

4. Jhavar S., Jain N.K., Paul C.P. Development of micro-plasma transferred arc (µ-PTA) wire deposition process for additive layer manufacturing applications // Journal of Materials Processing Technology. 2014. V.214. P.1102– 1110. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2013.12.016

5. Гецов Л.Б. Детали газовых турбин. – Л.: Машиностроение, 1982. – 296 с.

6. Коломыцев П.Т. Высокотемпературные защитные покрытия для никелевых сплавов. – М.: Металлургия, 1991. – 239 с.

7. Теплозащитные покрытия лопаток турбин авиационных газотурбинных двигателей / В.П. Панков, А.Л. Бабаян, М.В. Куликов [и др.] // Ползуновский вестник. – 2021. – № 1. – С. 161‒172. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.01.023

8. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов, С.Е. Буравой, В.В. Куренин, Г.С. Петров. – Л.: Машиностроение, 1986. – 256 с.

9. Коротких А.Г. Теплопроводность материалов: учеб. пособие. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 97 с.

10. Дорохин М.В., Здоровейщев А.В., Кузнецов Ю.М. Измерение коэффициента теплопроводности методом стационарного теплового потока. – Н. Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2019. – 45 c.

11. Гусейнов Г.Г. Устройство для определения коэффициента теплопроводности методом пластины // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2010. – № 17. – C. 29–38.

12. Подледнева Н.А., Краснов В.А., Магомадов Р.С. Определение коэффициентов теплопроводности и температуропроводности за один опыт методом линейного источника теплоты постоянной мощности // Вестник АГТУ. – 2013. – № 2. – С. 50–55.

13. Measurement of thin film isotropic and anisotropic thermal conductivity using 3ω and thermoreflectance imaging / K. Maize, Y. Ezzahri, X. Wang, S. Singer, A. Majumdar, A. Shakouri // 2008 Twenty-fourth Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium. – 2008. – P. 185–190. DOI: 10.1109/STHERM.2008.4509388

14. Evaluation of the fused silica thermal conductivity by comparing infrared thermometry measurements with two-dimensional simulations / P. Combis, P. Cormont, L. Gallais, D. Hebert, L. Robin, J.-L. Rullier // Applied Physics Letters. – 2012. – Vol. 101. – P. 211908–211912. DOI: 10.1063/1.4764904

15. Boué C., Holé S. Infrared thermography protocol for simple measurements of thermal diffusivity and conductivity // Infrared Physics & Technology. – 2012. – Vol. 55. – P. 376–379. DOI: 10.1016/j.infrared.2012.02.002

16. Thermal conductivity measurements of high and low thermal conductivity films using a scanning hot probe method in the 3ω mode and novel calibration strategies / A.A. Wilson, M.M. Rojo, B. Abad, J.A. Perez, J. Maiz, J. Schomacker, Marisol. S. Martín-González, D. Borca-Tasciuc, T. Borca-Tasciuc // Nanoscale. – 2015. – № 37. – P. 15404–15412. DOI: 10.1039/C5NR03274A

17. A universal method for thermal conductivity measurements on micro-/nano-films with and without substrates using micro-raman spectroscopy / N.M. Wight, E. Acosta, R.K. Vijayaraghavan, P.J. McNally, V. Smirnov, N.S. Bennett // Thermal Science and Engineering Progress. – 2017. – Vol. 3. – P. 95–101. DOI: 10.1016/j.tsep.2017.06.009

18. ГОСТ Р 57830–2017. Композиты. Определение теплопроводности и температуропроводности методом дифференциальной сканирующей калориметрии с температурной модуляцией. – М.: Стандартинформ, 2019. – 12 с.

19. ГОСТ Р 57967–2017. Композиты. Определение теплопроводности твердых тел методом стационарного одномерного теплового потока с охранным нагревателем. – М.: Стандартинформ. 2017. – 19 с.

20. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций / пер. с франц. М.Г. Беды, А.Н. Вишнякова, Ю.Б. Воронова. – М.: Мир, 1968. – 460 с.

21. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. – Л.: Энергия, 1974. – 264 с.

22. Эдвабник В.Г. К теории обобщенной проводимости смесей [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1–2. – С. 50. – URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19855

23. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. – М.: Наука, 1971. – 552 с.

24. Самарский А.А. Теория разностных схем. – М.: Наука, 1977. – 388 с.

25. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 152 с.

26. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло-, массо­обмена. – М.: Наука, 1984. – 288 с.

27. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. – М.: Высшая школа, 2002. – 840 c.

28. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. – М.: Наука, 1987. – 598 с.

29. Димитриенко Ю.И., Соколов А.П. Метод конечных элементов для решения локальных задач механики композиционных материалов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 66 c.

30. Hecht F. Free FEM Documentation. Release 4.6. – Paris: Sorbonne University, 2021. – 673 p.

В качестве объекта исследования в работе использовали двухфазный (α+β)-титановый сплав ВТ23. Термическая обработка сплава с целью регулирования структуры и стабильности β-фазы включала закалку от температур 800° и 860 °С, а для части образцов дополнительное старение при температуре 500 °С, 8 ч. Методами рентгеноструктурного анализа, оптической микроскопии и EBSD-анализа изучена структура и определен фазовый состав сплава. Приведены результаты испытаний на одноосное растяжение, циклическую и статическую трещиностойкость при комнатной температуре после различных режимов термической обработки. На основе проведенных циклических испытаний построены кинетические диаграммы усталостного разрушения (КДУР). Определено влияние структурных факторов и стабильности β-фазы на статическую и циклическую трещиностойкость. Показано, что повышение температуры закалки с 800° до 860 °С приводит к росту характеристик прочности и статической трещиностойкости, а также улучшает циклическую трещиностойкость сплава в области значений ∆К ≤ 25 МПа · м1/2. Установлено, что старение образцов, закаленных от температуры 800 °С и, особенно, от 860 °С за счет выделения упрочняющих частиц α-фазы в β-матрице вызывает существенный прирост прочностных свойств сплава при снижении значений К1С. В то же время наиболее высокая циклическая трещиностойкость достигается после закалки от температуры 800 ºС и старения при 500 °С, 8 ч. Методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) изучены особенности строения поверхности разрушения закаленных и состаренных образцов в зонах циклического и статического (зона долома) роста трещины.

Ключевые слова: титановый сплав, закалка и старение, фазовый состав, микроструктура, метастабильная фаза, мартенсит напряжения, прочность, циклическая и статическая трещиностойкость, скорость роста трещины, строение изломов, борозчатый рельеф

Гладковский Сергей Викторович (Екатеринбург, Россия) – доктор технических наук, заведующий лабораторией деформирования и разрушения, главный научный сотрудник ИМАШ УрО РАН (Россия, 620049, Свердловская обл., г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, 34, e-mail: gsv@imach.uran.ru).

Веселова Валерия Евгеньевна (Екатеринбург, Россия) – младший научный сотрудник лаборатории деформирования и разрушения ИМАШ УрО РАН (Россия, 620049, Свердловская обл., г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, 34, e-mail: veselova@imach.uran.ru).

Дубинский Станислав Вячеславович (Жуковский, Россия) – кандидат физико-математических наук, начальник научно-исследовательского отделения ЦАГИ (Россия, 140181, Московская обл. г. Жуковский, ул. Жуковского, 1, e-mail: info@tsagi.ru).

Воронков Ростислав Викторович (Жуковский, Россия) – кандидат технических наук, заместитель начальника научно-исследовательского отделения ЦАГИ (Россия, 140181, Московская обл. г. Жуковский, ул. Жуковского, 1, e-mail: info@tsagi.ru).

Кулемин Александр Васильевич (Жуковский, Россия) – кандидат технических наук, начальник сектора ЦАГИ (Россия, 140181, Московская обл. г. Жуковский, ул. Жуковского, 1, e-mail: info@tsagi.ru).

Ковалев Игорь Евгеньевич (Жуковский, Россия) – доктор технических наук, профессор, начальник управления научной деятельностью ЦАГИ (Россия, 140181, Московская обл. г. Жуковский, ул. Жуковского, 1, e-mail: info@tsagi.ru).

Ковалев Николай Игоревич (Жуковский, Россия) – аспирант (Россия, 140181, Московская обл. г. Жуковский, ул. Жуковского, 1, e-mail: info@tsagi.ru).

1. Хорев А.И. Фундаментальные и прикладные работы по конструкционным титановым сплавам и перспективные направления их развития // Авиационные материалы и технологии. – 2013. – № 2. – С. 10–14.

2. Perry J. Titanium Alloys: Types, Properties & Research Insights. US: Statement UK ed. – 2017. – 102 p.

3. Chakrabortty S.B., Starke E.A. Fatigue crack propagation of metastable beta titanium-vanadium alloys // Metallurgical Transactions A. – 1979. – Vol. 10. – P. 1901–1911.

4. Influence of β grain size on tensile behavior and ductile fracture toughness of titanium alloy Ti-10V-2Fe-3Al / A. Bhattacharjee, V.K. Varma, S.V. Kamat,
A.K. Gogia, S. Bhargava // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2006. – № 37. – P. 1423–1433.
DOI: 10.1007/s11661-006-0087-x

5. Richards N.L. Quantitative evaluation of fracture toughness-microstructural relationships in alpha-beta titanium alloys // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2004. – Vol. 13. – P. 218–225.

6. The fracture toughness and its prediction model for Ti–5Al–5Mo–5V–1Cr–1Fe titanium alloy with basket-weave microstructure / X. Shi, W. Zeng, Ch. Shi, H. Wang,
Zh. Jia // Journal of Alloys and Compounds. – 2015. –
№ 632. – P. 748–755.

7. Hertzberg R.W. Deformation and fracture mechanics of engineering materials. Fourth edition. – John Wiley & Sons, Inc., 1996. – 784 p.

8. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. – М: Наука, 2002. – 248 с.

9. Saxena V.K., Malakondaiah G. Effect of heat treatment on fatigue crack growth in Ti-6Al-3.5Mo-1.9Zr-0.23Si alloy // International Journal of Fatigue. – 1989. – Vol. 11, № 6. – P. 423–428. DOI: 10.1016/0142-1123(89)90181-3

10. Toughening of titanium alloys by twinning and martensite transformation / Q.Y. Sun, S.J. Song, R.H. Zhu & H.C. Gu // Journal of Materials Science. – 2002. – Vol. 37. – P. 2543–2547. DOI: 10.1179/174328408X385773.

11. Damage Adaptive Titanium Alloy by In-Situ Elastic Gradual Mechanism / S. Zhang, J. Liu, H. Zhang, J. Sun, L. Chen // Materials (Basel). – 2020. – Vol. 15, № 13(2). – Р. 406. DOI: 10.3390/ma13020406

12. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: справочник. – М.: ВИЛС–МАТИ, 2009. – 520 с.

13. Швецов О.В., Кондратьев С.Ю. Влияние режимов закалки и старения на эксплуатационные свойства сплава ВТ23 // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. – 2018. – Т. 24, № 2. – С. 119–133. DOI: 10.18721/JEST.240210

14. Дроздовский Б.А., Проходцева Л.В., Новосильцева Н.И. Трещиностойкость титановых сплавов // Металлургия. – М., 1983. – 191 с.

15. Веселова В.Е., Гладковский С.В., Ковалев Н.И. Влияние режимов термической обработки на структуру и механические свойства метастабильного титанового сплава ВТ23 // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2021. – Т. 23, № 4. – С. 31–39. DOI: 10.15593/2224-9877/2021.4.04

16. Полуфабрикаты из титановых сплавов / В.К. Александров, Н.Ф. Аношкин, А.П. Белозеров [и др.]. – М.: ВИЛС, 1996. – 581 с.

17. Влияние деформационной стабильности β-фа­зы в титановом сплаве ВТ23 на фазовый состав, структуру и механические свойства при растяжении и ударном изгибе / С.В. Гладковский, В.Е. Веселова, А.М. Пацелов,
В.А. Хотинов // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – 2019. – Т. 21, № 4. – C. 26–33. DOI: 10.15593/2224-9877/2019.4.03

18. Дьякова М.А., Львова Е.А., Черемных В.Г. Фазовые превращения, происходящие под действием пластической деформации в титановых сплавах // Термическая и химико-термическая обработка сталей и титановых сплавов: межвуз. сб. научн. тр. – 1987. – Пермь: ППИ. – С. 73–80.

19. Ботвина Л.Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности // – М.: Наука, 2008. – 334 с.

20. Влияние формы цикла на усталостные свойства и микростроение изломов титанового сплава ВТ3-1 / Л.В. Проходцева, В.С. Ерасов, О.Ю. Лаврова, А.В. Лавров // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № 2. – С. 54–59.

21. Martensitic transformations in plastic and fracture zones of the 05G20S2 metastable steel during cyclic tests [Electronic resource] / S.V. Gladkovsky, I.S. Kamantsev, V.E. Veselova, Yu.V. Khudorozhkova // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2022. – Vol. 1. –
P. 25–37. DOI: 10.17804/2410-9908.2022.1.025-037

22. Шпайдель М.О. Новые азотосодержащие аустенитные нержавеющие стали с высокими прочностью и пластичностью // МиТОМ. – 2005. – № 11 (605). – С. 9–14.

Проведены динамические испытания конструкционных сталей 09Г2С, 25 и 40 в высокоотпущенном состоянии, получены изломы образцов с характерными для каждой стали поверхностями разрушения и объемом пластически деформированного металла под ними. С помощью специализированного программного обеспечения, на плоскости, по результатам систематических измерений построены карты распределения микротвердости в зонах пластической деформации под поверхностью разрушения конструкционных сталей 09Г2С, 25 и 40. Проведен сравнительный анализ карт распределения микротвердости в зонах пластической деформации, построенных с помощью специализированного программного обеспечения с применением различных методов интерполяции данных. Показано, что наиболее корректные результаты пространственной интерполяции данных при генерировании узлов сетки будущей карты достигаются с применением метода Кригинга. Подтверждены общие закономерности строения зон пластической деформации конструкционных сталей 09Г2С, 25 и 40 после однократных динамических испытаний. С применением специализированного программного обеспечения проведен подробный анализ карт распределения микротвердости в зонах пластической деформации исследуемых сталей, выявлены особенности распределения микротвердости в локальных участках зон. С использованием карт распределения микротвердости проведены поисковые исследования неравновесных микроструктур в зонах пластической деформации под поверхностью разрушения конструкционных сталей. Осуществлен сравнительный анализ исходной микроструктуры и неравновесной микроструктуры под поверхностями разрушения исследуемых сталей. В участках зон пластической деформации под поверхностью разрушения конструкционных сталей с максимальным деформационным упрочнением зафиксировано значительное вытягивание элементов исходной структуры с образованием полос локализованного сдвига.

Ключевые слова: зона пластической деформации, микроструктура, поверхность разрушения, систематические измерения микротвердости, высоковязкое состояние, конструкционные стали, динамические испытания, полосы локализованного сдвига, карты распределения микротвердости, Кригинг.

Шайманов Григорий Сергеевич (Пермь, Россия) – инженер, старший преподаватель кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: shamand3@gmail.com).

Симонов Михаил Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, директор лаборатории «Объединенная лаборатория фундаментальных исследований в металловедении» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: elferok@gmail.com).

Симонов Юрий Николаевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: simonov@pstu.ru).

1. Irwin G.R. Plastic zone near a crack and fracture toughness // Proc. 7th Sagamore Conf. – 1960. – Р. IV–63.
2. Irvin G.R. Analysis of Stresses Near a Crack to The Crack Extension Force // J. of Appl. Mech. – 1957. – Vol. 24, № 3. – Р. 361–364.
3. 2D mapping of plane stress crack-tip fields following an overload / P.J. Withers, P. Lopez-Crespo, M. Mostafavi, A. Steuwer, J.F. Kelleher, T. Buslaps // Fratt. Integr. Strut. – 2015. – Vol. 33. – P. 151–158. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.33.19
4. Orowan E. Notch brittleness and the strength of metals // Trans. Inst. Eng. Shipbuilders Scotl. – 1945. – Vol. 89. – P. 165–215.
5. Клевцов Г.В., Швец Г.Б. Рентгенографический анализ как метод исследования изломов. – Л.: Машиностроение, 1986. – Вып. 35. – С. 3–11.
6. Клевцов Г.В. Закономерности образования пластических зон у вершины трещины при различных видах нагружения и рентгеновская фрактодиагностика разрушения // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2006. – № 1. (50). – С. 81–88.
7. Исследование особенностей диссипации и накопления энергии в субмикрокристаллическом титане при квазистатическом и динамическом нагружении / О.А. Плехов, В.В. Чудинов, В.А. Леонтьев, О.Б. Наймарк // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1, № 4. – С. 69–77. DOI: 10.7242/1999-6691/2008.1.4.40
8. Шанявский А.А. Ротационная неустойчивость деформации и разрушения металлов при распространении усталостных трещин на мезоскопическом и масштабном уровне. I. Процессы пластической деформации в вершине трещины // Физическая мезомеханика. – 2001. – Т. 4, № 1. – С. 73–80.
9. Изучение разрушения локализованным сдвигом сплава АМг6 при статическом и динамическом нагружении / М.А. Соковиков, М.Ю. Симонов, В.А. Оборин, В.В. Чудинов, С.В. Уваров, О.Б. Наймарк // Вычислительная механика сплошных сред. – 2021. – Т. 14, № 3. – С. 300–311.
10. Симонов М.Ю., Симонов Ю.Н., Шайманов Г.С. Структура, динамическая трещиностойкость и микромеханизм роста трещин в трубных заготовках после деформационно-термической обработки //Физика металлов и металловедение. – 2018. – Т. 119, № 1. – С. 54–62.
11. Chen W.W., Song B. Split Hopkinson (Kolsky) Bar. Design, Testing and Applications. – New York: Springer, 2011.
12. Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть I. Эффект адиабатического сдвига / М.Ю. Симонов, О.Б. Наймарк, Ю.Н. Симонов, М.Н. Георгиев, Г.С. Шайманов, Д.Д. Карпова, Д.А. Билалов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2019. – № 10 (772). – С. 43–53.
13. Симонов М.Ю. Структурные аспекты зон пластической деформации. Часть II. Эффект массопереноса // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2019. – № 10 (772). – С. 54–63.
14. Возможность прогнозирования свойств высоковязких материалов путем комплексного анализа размера зон пластической деформации и других параметров стали 09Г2С / М.Ю. Симонов, Г.С. Шайманов, Ю.Н. Симонов, А.М. Ханов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2016. – № 2 (728). – С. 49–54.
15. Сравнительный анализ зон пластической деформации, динамической трещиностойкости, структуры и микромеханизмов роста трещины сталей 09Г2С, 25 и 40 в высоковязком состоянии / М.Ю. Симонов, М.Н. Георгиев, Г.С. Шайманов, Ю.Н. Симонов, Р.С. Запорожан // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2016. – № 2 (728). – С. 39–48.
16. Оценка размеров зоны пластической деформации высоковязких материалов после динамических испытаний методом систематического измерения микротвердости / М.Ю. Симонов, М.Н. Георгиев, Ю.Н. Симонов, Г.С. Шайманов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2012. – № 11 (689). – С. 40–45.
17. Георгиев М.Н., Симонов Ю.Н., Симонов М.Ю. Влияние длины трещины и боковых надрезов на реализацию условий плоской деформации при ударном нагружении // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2010. – Т. 76, № 9. – С. 56–58.
18. Структура, динамическая трещиностойкость и механизмы разрушения закаленных и отпущенных конструкционных сталей / М.Ю. Симонов, Ю.Н. Симонов, А.М. Ханов, Г.С. Шайманов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2012. – № 11. – С. 32–39.
19. Guibas L., Stolfi J. Primitives for the Manipulation of General Subdivisions and the Computation of Voronoi Diagrams // ACM Transactions on Graphics. – 1985. – Vol. 4, no. 2. – Р. 74–123.
20. Lawson C.L. Software for C1 surface interpolation // Mathematical Software III, J. Rice (ed.) – Academic Press, New York, 1977. – Р. 161–193.
21. Lee D.T., Schachter B.J. Two Algorithms for Constructing a Delaunay Triangulation // International Journal of Computer and Information Sciences. – 1980. – Vol. 9, no. 3. – P. 219–242.
22. Franke R., Nielson G. Smooth Interpolation of Large Sets of Scattered Data // International Journal for Numerical Methods in Engineering. – 1980. – Vol. 15. – P. 1691–1704.
23. Renka R.J. Algorithm 660: QSHEP2D: Quadratic Shepard Method for Bivariate Interpolation of Scattered Data // ACM Transactions on Mathematical Software. – 1988. – Vol. 14, no. 2. – P. 139–148.
24. Shepard D. A two-dimensional interpolation function for irregularly spaced data // Proc. 23rd Nat. – 1968. – P. 517–523.
25. Abramowitz M., Stegun, I. Handbook of Mathematical Functions. – Dover Publications, New York, 1972.
26. Cressie N.A.C. The Origins of Kriging // Mathematical Geology. – 1980. – Vol. 22. – P. 239–252.
27. Cressie N.A.C. Statistics for Spatial Data. – John Wiley and Sons, Inc., New York, 1982. – 900 p.
28. Deutsch C.V., Journel A.G. GSLIB – Geostatistical Software Library and User's Guide. – Oxford University Press, New York, 1982. – 338 p.
29. Isaaks E.H., Srivastava R.M. An Introduction to Applied Geostatistics. – Oxford University Press, New York, 1989. – 561 p.
30. Journel A.G., Huijbregts C. Mining Geostatistics. – Academic Press, 1978. – 600 p.
31. Journel A.G. Fundamentals of Geostatistics in Five Lessons. – American Geophysical Union, Washington D.C., 1989.
32. Формирование зон пластической деформации в закаленной и отпущенной конструкционной стали в процессе динамических испытаний. Особенности структуры / М.Ю. Симонов, О.Б. Наймарк, Ю.Н. Симонов, Г.С. Шайманов, Д.Р. Ледон // Физическая мезомеханика. – 2022. – Т. 25, № 1. – С. 78–89.
33. Природа образования полос локализованной деформации при динамических нагрузках / А.Ф. Беликова, С.Н. Буравова, Ю.А. Гордополов, И.В. Сайков // Вестник ТГУ. – 2010. – Т. 16, № 3. – С. 908–909.

Представлены результаты исследований тепловых явлений в процессе абразивной разрезки труб. Как показал анализ, при абразивной разрезке высокие температуры, развивающиеся в сечении паза разрезаемой поверхности трубы, оказывают двойственное влияние на эффективность обработки. В первую очередь в результате разогрева материала снижается прочность разрезаемого материала, что приводит к уменьшению сил резания, а следовательно, и энергозатрат. С другой стороны, высокая температура резания – опасный фактор, значительно снижающий качество детали, что приводит к изменению сечения паза разрезаемой трубы. Качество поверхностного слоя деталей, подвергнутых разрезке, служит результатом сложного взаимодействия температурного и силового факторов. Физико-механические свойства поверхностного слоя в основном характеризуются глубиной и степенью упрочнения, величиной, знаком и характером распределения остаточных напряжений, наличием микротрещин и микроструктурой.

Силовой и температурный факторы оказывают конкурирующее влияние на фактор возможного упрочнения поверхности и развитие напряжений. Увеличение сил резания ведет к повышению степени наклепа, глубина которого тем больше, чем длительнее силовое воздействие. Преобладание какого-либо из этих факторов определяет напряженное состояние поверхностного слоя. Результатами исследований было установлено, что последствия теплового воздействия особенно сказываются на стойкости и износе инструмента. Контактирование инструмента со стружкой и деталью происходит в условиях высоких температур и давлений, причем велики не только их абсолютные значения, но и перепады, изменения во времени и по объему. Это способствует интенсификации практически всех механизмов износа режущего инструмента.

Ключевые слова: абразивная разрезка, температура, износ инструмента, абразивные зерна, деформация, источники тепловыделения, остаточные напряжения, отрезной круг, микронеровности, тепловое воздействие.

Левченко Елена Александровна (Севастополь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» Севастопольского государственного университета (Россия, 299053, Севастополь, Университетская набережная, 33, e-mail: ealev1978@mail.ru).

1. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. – Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1978. – 129 с.
2. Качество и производительность абразивно-алмазной обработки: учеб. пособие / А.В. Якимов, Ф.В. Новиков, Г.В. Новиков, А.А. Якимов. – Одесса: ОГПУ, 1999. – 212 с.
3. Основы теории тепловых явлений при шлифовании деталей машин: учеб. пособие / А.В. Якимов [и др.]. – Одесса: ОГПУ, 1997. – 272 с.
4. Левченко Е.А. Моделирование энергоемкости пластической деформации работы режущих поверхностей отрезного круга при абразивной разрезке труб // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – Пермь: Изд-во ФГАОУ ВО ПНИПУ, 2022. – Т. 24, № 1. – С. 15–20.
5. Levchenko Е., Pokintelitsa N. Investigation of Thermal Processes in Abrasive Pipe Samplin // МATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – Р. 01078. DOI: 10.1051/matecconf/201712901082
6. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности. – М.: Машиностроение, 1978. – 167 с.
7. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. – Севастополь: Изд–во СевНТУ, 2012. – 304 с.
8. Левченко Е.А. Теплофизическая модель процесса абразивной разрезки труб отрезными кругами // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. Вып. 40. Технические науки. – Симферополь: НИЦ КИПУ, 2013. – С. 70–75.
9. Отрезка труб абразивными кругами / А.Г. Сторожик, Г.П. Лещенко [и др.] // Технология производства, научная организация труда и управления. – 1968. – Вып. № 4. – С. 67–70.
10. Левченко Е.А. Пути повышения эффективности процесса абразивной разрезки труб с учетом износа вершин зерен отрезного круга // Вісник СевНТУ. Машиноприладобудування та транспорт: зб. наук. пр. Севастопольський національний технічний університет. – Севастополь: Вид-во СевНТУ, 2014. – Вип. 152. – C. 145–151.
11. Левченко Е.А., Покинтелица Н.И. Теплофизическая модель процесса абразивной разрезки труб отрезными кругами // Вестник современных технологий: сб. науч. тр. Севастопольский государственный университет. – Севастополь: Изд-во ФГАОУ ВО СевГУ, 2016. – Вып. № 3. – C. 46–51.
12. Богомолов Н.И. Исследование деформации металла при абразив­ных процессах под действием единичного зерна // Труды ВНИИАШ. Машиностроение. – 1968. – № 7. – С. 74–87.
13. Суров С.П. Тепловые явления при разрезании абразивными кругами (дисками) // Тр. УралВНИИАШ. – Челябинск, 1968. – Вып. 1. – С. 164–169.
14. Богомолов Н.И. Основные процессы при взаимодействии абрази­ва и металла. автореф. дис. … д-ра техн. наук: спец. 05.02.08 «Технология машиностроения». – Киев, 1967. – 46 с.
15. Вульф A.M., Мурдасов A.B. Геометрические параметры режущих элементов абразивных зерен шлифовального круга // Науч. техн. реф. сб. «Абразивы». – М.: НИИМАШ, 1968. – Вып. 1.
16. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. – М.: Машиностроение, 1974. – 280 с.
17. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. – М.: Машиностроение, 1967. – 112 с.
18. Эшги С. Функции, характеризующие разделение теплового потока и оптимальные условия отрезки // Часть II. Теоретический анализ. / Конструирование и технология машиностроения. – М.: Мир, 1967. – № 2. – С. 43–49.
19. Основы тепловых явлений при шлифовании деталей машин / А.В. Якимов [и др.]. – Одесса: ОГПУ, 1997. – 272 с.
20. Левченко Е.А. Теоретическое исследование особенностей работы боковых поверхностей отрезного круга при абразивной разрезке труб // Вісник СевНТУ. Машиноприладобудування та транспорт: зб. наук. пр. Севастопольський національний технічний університет. – Севастополь: Вид-во СевНТУ, 2010. – Вип. 107. – C. 114–117.
21. Левченко Е.А., Новоселов Ю.К. Анализ закономерностей удаления металла боковыми сторонами круга при абразивной разрезке труб // Вісник СевНТУ. Машиноприладобудування та транспорт: зб. наук. пр. Севастопольський національний технічний університет. – Севастополь: Вид-во СевНТУ, 2011. – Вип. 118. – C. 57–61.
22. Левченко Е.А. Методика расчета параметров боковых поверхностей отрезных кругов при абразивной разрезке // Вестник современных технологий: сб. науч. тр. Севастопольский государственный университет. – Севастополь: Изд-во ФГАОУ ВО СевГУ, 2017. – Вып. № 6. – C. 39–45.
23. Левченко Е.А., Покинтелица Н.И., Харченко А.О. Теория и практика абразивной разрезки труб: монография – М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2018. – 142 с.
24. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. – Саратов: Изд-во Саратовского университета, 2021. – 129 с.
25. Эшги С. Тепловые явления при абразивной отрезке // Часть I. Теоретический анализ. Конструирование и технология машиностроения. – М.: Мир, 1967. – № 2. – С. 67–72.
26. Завадский В.В., Мыздриков A.M., Панков Г.В. Температура разрезания при разрезке ленточных магнитопроводов абразивными дисками // Труды Уфимского авиац. института. – 2015. – 38 с.

Отражены результаты численного прогнозирования эволюции температурных полей крупногабаритной намоточной конструкции в процессе изготовления. Процесс изготовления состоит из трех этапов: намотка композиционной оболочки на формообразующую оправку, полимеризация связующего в термокамере, удаление оправки. Для прогнозирования температурных полей в процессе полимеризации необходимо решить задачу нестационарной теплопроводности в условиях конвективного теплообмена. На корректность решения влияет точность теплофизических параметров материалов, а также граничных условий. Поскольку прогнозирование теплоемкости и теплопроводности композиционного материала в общем случае достаточно сложная задача, приведены упрощающие гипотезы определения теплофизических параметров наматываемой оболочки. Для вычисления коэффициента теплоотдачи на внешней поверхности конструкции, состоящей из цилиндрического и сферических, предложено ввести в модель три средних значениях. На каждом участке определен средний диаметр и решена задача обтекания трубы свободным потоком нагретого воздуха. Далее в среде конечно-элементного анализа ANSYS Mechanical APDL создан трехмерный аналог конструкции и решена задача теплопроводности. Верификация полученного численного решения подтверждена результатами термометрии реальной конструкции. Приведен анализ эволюции температурных полей в основных элементах конструкции, определены минимальные, средние и максимальные значения температур в процессе термообработки. Продемонстрированы температурные градиенты в конструкции для четырех моментов времени. Получено, что рассматриваемый режим термообработки обеспечивает прогрев всех элементов конструкции до требуемых температур. Полученное решение задачи нестационарной теплопроводности на этапе полимеризации оболочки будет использовано для прогнозирования напряженно-деформированного состояния исследуемой конструкции в процессе изготовления.

Ключевые слова: нестационарная теплопроводность, естественная конвекция, МКЭ, композиционная оболочка, намотка, моделирование, ANSYS, термометрия, полимеризация, коэффициент конвективного теплообмена.

Сахабутдинова Ляйсан Рамилевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: lyaysans@list.ru).

1. Li Z., Soares C.G., Pan G. Buckling prediction for composite laminated cylindrical shells in underwater environment // Ocean Engineering. – 2022. – Vol. 258. – A. 111244. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.111244
2. Ali H. Daraji, Jack M. Hale, Jianqiao Ye. Optimisation of energy harvesting for stiffened composite shells with application to the aircraft wing at structural flight frequency // Thin-Walled Structures. – 2021. – Vol. 161. – A. 107392. DOI: 10.1016/j.tws.2020.107392
3. Пат. № 2754572 C1 Российская Федерация, МПК F17C 1/06, F16J 12/00. Металлокомпозитный баллон высокого давления с горловинами большого диаметра: № 2020136258: заявл. 05.11.2020: опубл. 03.09.2021 / Н.Г. Мороз, И.К. Лебедев.
4. Михайлова Л.В., Сазонова М.В. Цифровизация производства в экономике России: теоретический анализ и тренды развития // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Экономика. – 2021. – № 4. – С. 57–63. DOI: 10.18384/2310-6646-2021-4-57-63
5. Пантюхин О.В., Васин С.А. Цифровой двойник технологического процесса изготовления изделий специального назначения // Станкоинструмент. – 2021. – № 1(22). – С. 56–59. DOI: 10.22184/2499-9407.2021.22.1.56.58
6. Филатов А.Р. Цифровой двойник корпуса судна. Назначение и основные принципы построения // Труды Крыловского государственного научного центра. – 2021. – № 4(398). – С. 87–92. DOI: 10.24937/2542-2324-2021-4-398-87-92
7. Леонтьев В.В. Изготовление деталей коробчатой формы методом локального формообразования // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. – 2018. – № 4(47). – С. 132–137.
8. Зуев А.С., Емашев А.Ю., Шайдурова Г.И. Анализ особенностей изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом намотки. Формообразующие оправки // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. – 2018. – № 3(120). – С. 4–13. DOI: 10.18698/0236-3941-2018-3-4-13
9. Simulation of composites curing using mechanics of structure genome based shell model / Yufei Long, Wenbin Yu, R. Byron Pipes, Alireza Forghani, Anoush Poursartip, Kamyar Gordnian // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2022. – Vol. 154. – A. 106766. DOI: 10.1016/j.compositesa.2021.106766
10. New process optimization framework for laser assisted tape winding of composite pressure vessels: Controlling the unsteady bonding temperature / A. Zaami, I. Baran, T.C. Bor, R. Akkerman // Materials & Design. – 2020. – Vol. 196. – A. 109130. DOI: 10.1016/j.matdes.2020.109130
11. Temperature analysis for the laser-assisted tape winding process of multi-layered composite pipes / M. Schäkel, S.M. Amin Hosseini, H. Janssen, I. Baran, C. Brecher // Procedia CIRP. – 2019. – Vol. 85. – P. 171–176. DOI: 10.1016/j.procir.2019.09.003
12. Майникова Н.Ф., Никулин С.С., Мочалин С.Н. Температурные зависимости теплопроводности композитов на основе полипропилена с углеродными нановолокнами // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2015. – Т. 21, № 4. – С. 548–552. DOI: 10.17277/vestnik.2015.04.pp.548-552
13. Нестационарное двумерное температурное поле в цилиндрических твэлах / В.А. Левченко, М.В. Кащеев, С.Л. Дорохович, А.А. Зайцев // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2022. – № 1. – С. 210–219.
14. Li Z., Elisabetta Gariboldi E. On the use of effective thermophysical properties to predict the melting process of com­posite phase change materials with coarse structures // Inter­na­tional Journal of Heat and Mass Transfer. – 2021. – Vol. 180. – A. 121765. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121765
15. Investigation on the thermophysical properties and transient heat transfer characteristics of composite phase change materials / Yu-Jen Chiu, Wei-Mon Yan, Han-Chieh Chiu, Jer-Huan Jang, Guang-Ya Ling // International Communications in Heat and Mass Transfer. – 2018. – Vol. 98. – P. 223–231. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2018.09.011
16. Зубов В.И., Албу А.Ф. Восстановление коэффициента теплопроводности вещества по поверхностному тепловому потоку // Журнал вычислительной математики и математической физики. – 2018. – Т. 58, № 12. – С. 2112–2126. DOI: 10.31857/S004446690003556-2
17. Мацевитый Ю.М., Алехина С.В., Борухов В.Т. Идентификация коэффициента теплопроводности для квазистационарных двумерных уравнений теплопроводности // Инженерно-физический журнал. – 2017. – Т. 90, № 6. – С. 1364–1370.
18. Исследования температурных зависимостей теплопроводности композиционных материалов на основе диановой смолы ЭД20 / Д.С. Кацуба, С.О. Васильев, Д.Н. Савельев, Н.Ф. Майникова // Успехи в химии и хими­ческой технологии. – 2012. – Т. 26, № 3(132). – С. 119–121.
19. Цветков Ф.Ф. Тепломассообмен: учебник для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2011. – 562 с.
20. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопере­дачи. – 2-е изд., стереотип. – М.: Энергия, 1977. – 333 с.
21. Об одном методе решения нестационарных задач теплопроводности для многослойных конструкций / В.А. Кудинов, В.В. Дикоп, С.А. Назаренко, Е.В. Стефанюк // Инженерно-физический журнал. – 2005. – Т. 78, № 2. – С. 24–28.
22. Янковский А.П. Численно-аналитическое моделирование процессов теплопроводности в пространственно армированных композитах при интенсивном тепловом воздействии // Тепловые процессы в технике. – 2011. – Т. 3, № 11. – С. 500–516.
23. Покинтелица Н.И., Левченко Е.А. Влияние тепловых явлений на энергосиловые параметры процесса термофрикционного упрочнения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2019. – Т. 21, № 1. – С. 43–48. DOI: 10.15593/2224-9877/2019.1.06
24. Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н., Савельева И.Ю. Оценка теплопроводности волокнистого композита при непрерывном изменении теплопроводности промежуточного слоя между волокном и матрицей // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. – 2013. – № 4(93). – С. 3–15.
25. Тугов В.В., Акимов И.А. Разработка математических моделей теплопередачи в многослойных конструкциях // Фундаментальные исследования. – 2017. – № 8-2. – С. 320–324.

Применение биметалла в качестве материала азотируемого цилиндра плунжерного насоса нефтедобывающей промышленности получило широкое распространение благодаря снижению стоимости готового изделия. Наружную часть цилиндра, обечайку, изготавливают из углеродистой стали, а для внутренней части используют легированную сталь. На данный момент основным материалом лейнера на рынке является сталь 38Х2МЮА. Замена этой стали на коррозионно-стойкую 12Х18Н10Т позволит повысить срок службы и эксплуатационные характеристики цилиндра. В работе проведено исследование влияния режимов обработки на структуру и свойства биметаллической трубы с лейнером из стали 12Х18Н10Т. Предварительно внешняя поверхность лейнера подверглась разным видам механической обработки: классическая обработка щётками и дробеструйная обработка. Рассмотрены две степени деформации трубы – 10 и 17 %. Проведена оценка влияния температур нагрева на длинномерное цилиндрическое биметаллическое изделие при температурах 450, 480 и 520 °С. Последующее ионно-плазменное азотирование проводилось при температуре 520℃ и времени 8 и 12 ч. Показано, что хрупкий оксидный слой, сформированный при ложном азотировании, не полностью удаляется в процессе ИПА в режиме катодного распыления, что сильно понижает качество азотированного слоя. Установлено, что увеличение степени деформации биметаллической пары при ХРК от 10 до 17 % приводит к возрастанию предела прочности лейнера на 7 %, а обечайки – на 10 %, вид механической обработки внешней поверхности лейнера не влияет на твердость биметаллической пары. Показано, что структура и свойства лейнера остаются стабильными при исследуемых температурах ложного азотирования биметаллической пары. Доказано, что лучшие характеристики азотированного слоя получены на образцах со степенью деформации 17 % после режима ИПА: температура 520 °С и время вы­держки 12 ч.

Ключевые слова: биметалл, холодная радиальная ковка, пластическая деформация, азотирование, ионно-плазменное азотирование, аустенитная сталь, цилиндры, насосно-компрессорные трубы, упрочнённый слой, мартенсит деформации, лейнер, микротвердость, плунжерные насосы.

Силина Ольга Валентиновна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: silina-olga@mail.ru).

Ковко София Петровна (Пермь, Россия) – магистрант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sofiya.kovko@yandex.ru).

Мышкина Елена Алексеевна (Пермь, Россия) – бакалавр, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: myshckina.elena2016@yandex.ru).

Босяков Михаил Никифорович (Минск, Республика Беларусь) – доцент, к. ф.-м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории электрофизики ФТИНАН Беларуси (Республика Беларусь, 220141, г. Минск, ул. Академика Купревича, 10, e-mail: plasma.by.metal@gmail.com).

1. Бабкин Е.О., Ковко С.П., Силина О.В. Получение прочного соединения биметаллической пары для насосно-компрессорных труб // Master’s Journal. – 2021. – № 2. – С. 14–21.
2. Богатов А.А., Салихянов Д.Р. Разработка и исследование модели схватывания при производстве биметаллического проката сталь–алюминий. – Czestochowa, 2013. – Vol. 1. Series: Monograph № 31. – P. 295–300.
3. Богатов А.А., Салихянов Д.Р. Напряженно-деформированное состояние переходной зоны биметаллического проката // Обработка сплошных и слоистых материалов. – 2013. – № 1 (39). – С. 43–49.
4. ГОСТ 31835-2012 Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования. Изд. офиц. – М.: Стандартинформ, 2019
5. Применение гибридных технологий для изготовления биметаллических цилиндров плунжерных насосов / О.В. Силина, С.П. Ковко, Е.О. Бабкин, В.Ц. Тошков // Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2021): материалы 5-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2021. – С. 323–328.
6. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: учебное пособие для вузов. – М: М71 ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. – 816 с.
7. ТУ 28.99.39.190-001-12058648-2019. Техническое условие среды нефтедобывающих скважин. – М., 2019.
8. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Изд. офиц. – М.: Издательство стандартов, 2014.
9. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Изд. офиц. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.
10. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; под общ. ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.
11. Пат. № 2171164. Российская Федерация, МПК В23К20/02. Способ изготовления биметаллических цилиндрических изделий типа труб: 2000121828/02: заявл. 15.08.2000: опубл. 27.07.2001/ Г.А. Картель, Н.А. Бычков, В.А. Ростовщиков.
12. Пат. № 1332675. Российская Федерация, МПК В05С5/02. Способ производства биметаллических труб: № 3790073/27: заявл. 18.09.1984: опубл. 10.06.1999/ И.И. Казакевич, И.И. Бронфен, М.И. Дзюба, М.С. Овчаров.
13. Пат. № 2133160. Российская Федерация, МПК В21В21/00. Способ производства биметаллических труб: № 98107132/02: заявл. 16.04.1998: опубл. 20.07.1999 / А.А. Федоров, А.В. Сафьянов, И.И. Овчаренко.
14. Биметаллический прокат / П.Ф. Засуха, В.Д. Кортиков, О.Б. Бухвалов, А.А. Ершов. М.: Изд-во «Металлургия», 1971. 264 с.
15. Семенов Н.П. Схватывание металлов. – М.: Машгиз, 1958. – 280 с.
16. Сахнов Р.В., Сорокин С.А. О перспективах применения биметаллических насосно-компрессорных труб // Коррозия территории «Нефтегаз». – 2017. – № 1 (36). – С. 37–39.
17. Перцев А.С. Улучшение свойств стальных трубных заготовок диспергированием структуры холодной радиальной ковкой и термическим воздействием: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.01 / [Место защиты: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова]. – Магнитогорск, 2015. – 138 с.
18. Влияние холодной пластической деформации методом радиальной ковки на структуру и свойства стали 10Х3Г3МФ / А.Н. Балахнин, Д.О. Панов, М.Г. Титова [и др.] // МиТОМ. – 2012. – № 11. – С. 22–27.
19. Лахтин Ю.М., Коган Я.Д. Азотирование стали. – М.: Машиностроение, 1976. – 256 с.
20. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. – М.: Металлургия, 1985. – 256 с.
21. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. Изд. офиц. – М.: Издательство стандартов, 1993.
22. Иванько А.А. Твердость: справочник. – Киев: Наук. думка, 1968. – 127 с.
23. ГОСТ 11878-66. Методы определения содержания ферритной фазы в прутках. Изд. офиц. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1995.
24. Демин П.Е. Химико-термическая обработка стали в плазме гидростатического разряда: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.09 / [Место защиты: Моск. гос. автомобил.-дорож. ин-т (техн. ун-т)]. – М., 2010. – 151 с.
25. Теория и технология азотирования / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган, Г.-И. Шпис, З. Бёмер. – М.: Металлургия, 1991. – 320 с.

Теоретически и экспериментально исследована ярусная литниковая система с определением скоростей и расходов жидкости в каждом питателе и во всей системе при заполнении формы жидкостью. При расчёте таких систем с изменяющимся расходом жидкости использовали уравнение Бернулли, хотя оно выведено и проверено практически для потока жидкости с постоянным расходом, то есть для литниковой системы с одним питателем. Учитывается деление и слияние потоков жидкости, что в уравнении Бернулли даже не предполагается. В расчетах используются, кроме двух обычных гидравлических потерь – на трение по длине и в местных сопротивлениях, – потери на изменение напора, т.е. на ответвление части потока из коллектора в питатель и на проход из одного сечения коллектора в другое при ответвлении части потока в питатель. При заливке формы какие-то питатели работают при постоянном напоре, какие-то при переменном. Изменяются по мере подъёма уровня металла в форме коэффициенты сопротивлений, коэффициенты расхода всех работающих питателей, скорости истечения жидкости из питателей. Использование расчетного напора и метода последовательных приближений (5–8 шагов) при подсчете отношений скоростей позволило рассчитывать заполнение участков формы между питателями и всей формы. Для каждого питателя составляется свое уравнение Бернулли, а в литниковой системе столько же коэффициентов расхода, сколько в ней питателей. Установлено, что при подъема уровня в форме с пятью питателями скорость истечения жидкости из нижнего питателя уменьшается, а из верхних – увеличивается, и в конце заполнения скорость жидкости в четвертом от низа формы питателе выше скорости в нижнем питателе в 1,56 раза.

Ключевые слова: литниковая чаша, стояк, коллектор, питатель, деление потока, слияние потоков, коэффициент сопротивления, коэффициент расхода, приведенная к скорости площадь питателей, скорость потока, расход жидкости.

Васенин Валерий Иванович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, инженер кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vaseninvaleriy@mail.ru).

Богомягков Алексей Васильевич (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: bogomyagkovav@yandex.ru).

Шаров Константин Владимирович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ksharov@yandex.ru).

1. Васенин В.И. Особенности расчета расхода металла в литниковых системах // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 1988. – № 1. – С. 103–106.

2. Васенин В.И. Расчет расхода металла в разветвленной литниковой системе // Литейное производство. – 2007. – № 4. – С. 5–8.

3. Vasenin V.I., Bogomyagkov A.V., Sharov K.V. Research of cross gating system // Science and Education: materials of the III international research and practice conference. – Munich: Vela Verlag, 2013. – Vol. I. – P. 194–205.

4. Расчет ярусной литниковой системы: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012614535 от 21.05.2012 / В.И. Васенин, Д.В. Васенин, А.В. Богомягков, К.В. Шаров // Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. – 2012. – № 3. – С. 345–346.

5. Теоретическое и экспериментальное исследование ярусной литниковой системы / В.И. Васенин, А.В. Богомягков, И.Р. Исламов, К.В. Шаров // Master’s Journal (Пермь). – 2013. – № 1. – С. 42–73.

6. Пат. РФ на полезную модель № 116237 от 11.01.2012. Стенд для исследования литниковых систем / Васенин В.И., Богомягков А.В., Шаров К.В. // Изобретения. Полезные модели. – 2012. – № 14. – С. 137.

7. Пат. РФ на полезную модель № 114894 от 5.12.2011 “Стенд для исследования литниковых систем” / Васенин В.И., Богомягков А.В., Шаров К.В. // Изобретения. Полезные модели. – 2012. – № 11. – С. 49.

8. Пат. РФ на полезную модель № 168840 от 2.02.2016. Стенд для исследования кольцевых литниковых систем / Васенин В.И., Богомягков А.В., Гладких Я.А., Шаров К.В. // Изобретения. Полезные модели. – 2017. – № 6. – С. 282.

9. Vasenin V.I., Bogomyagkov A.V. Investigation of the operation of a ring-shaped gating system // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. – 2016. –
№ 9–10. – P. 18–28.

10. Vasenin V.I., Bogomyagkov A.V. Investigation of the work of the double-ring-shaped gating system with central sprue // Eastern European Scientific Journal. – 2018. – № 1. – P. 138–160.

11. Меерович И.Г., Мучник Г.Ф. Гидродинамика коллекторных систем. – М.: Наука, 1986. – 144 с.

12. Чугаев Р.Р. Гидравлика. – М.: Бастет, 2008. – 672 с.

13. Токарев Ж.В. К вопросу о гидравлическом сопротивлении отдельных элементов незамкнутых литниковых систем // Улучшение технологии изготовления отливок. – Свердловск: изд-во Уральского политехнического института, 1966. – С. 32–40.

14. Calculation of amount of flow in gating systems for some automotive castings / Jonekura Koji [et al.] // The Journal of the Japan Foundrymen’s Society. – 1988. –
Vol. 60. – № 8. – P. 326–331.

15. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.: Машиностроение, 1992. – 672 с.

16. Исследование местных сопротивлений литниковой системы / В.И. Васенин, Д.В. Васенин, А.В. Богомягков, К.В. Шаров // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2012. – Т. 14,
№ 2. – С. 46–53.

17. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 640 с.

18. Васенин В.И., Голубцов С.А. Определение напора и суммарной площади питателей литниковой системы // Вестник Пермского государственного технического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2007. – № 3 (10). – С. 76–81.

19. Васенин В.И., Богомягков А.В., Шаров К.В. Исследования L-образных литниковых систем // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2012. – Т. 14, № 4. – С. 108–122.

20. Василевский П.Ф., Быков М.А. Вертикально-щелевые литниковые системы в производстве стальных отливок // Литейное производство. – 1967. – № 5. – С. 4–5.

21. Рабинович Б.В., Наджафов Т.А. Моделирование как метод разработки рациональных конструкций литниковых систем // Литейное производство. – 1969. – № 7. – С. 22–27.

22. Bradley F.J., Heinemann S. A hydraulics-based/optimization methodology for gating design // Applied mathematical modelling. – 1993. – Vol. 17, № 3. –
P. 406–414.

23. Sutton T.L. The casting filling process // Foundryman. – 2002. – № 10. – P. 347–354.

24. Renucananda K.H., Chavan A., Ravi B. Flow rates in multi-gate systems: experimental and simulation studies // Indian foundry journal. – 2012. – Vol. 58, № 4. – P. 1–13.

25. Сравнительный анализ различных способов подвода металла в форму для условий скоростной заливки / А.В. Дудченко, Н.И. Тарасевич, И.Н. Примак, В.М. Щеглов // Процессы литья. – 2014. – № 2. – С. 21–33.

26. К методике расчета ярусных литниковых систем / А.Ю. Коротченко, А.Ю. Куцая, М.В. Тверской, Д.Э. Хилков // Литейное производство. – 2016. – № 5. – С. 18–22.

27. Bernoulli D. Hydrodynamica, sive de viribus et motibus fluidorum commentarii. – Strassburg, 1738. – 552 p.

28. Васенин В.И., Ковалев Ю.Г. Экспериментальное исследование кондукционного МГД-насоса постоянного тока // Магнитная гидродинамика. – 1984. –
№ 3. – С. 142–143.

29. Васенин В.И. Исследование заполнения литейных форм с разными гидравлическими сопротивлениями расплавленным алюминием под давлением кондукционного МГД-насоса // Магнитная гидродинамика. – 1986. – № 2. – С. 142–144.

30. Васенин В.И., Богомягков А.В., Шаров К.В. Определение величины напора в потоке жидкого металла в коллекторе литниковой системы // Литейное производство. – 2015. – № 8. – С. 16–17.

31. Vasenin V.I., Bogomyagkov A.V., Sharov K.V. Research of the mould filling with metal through the ringshaped gating system // 8th International Scientific and Practical Conference “Science and Society”. – London: Scieuro, 2016. – P. 20–25.

32. Vasenin V.I., Bogomyagkov A.V., Sharov K.V. Research of the mould filling with metal through the step gating system // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. – 2016. – № 3–4. – P. 32–34.

Представлены результаты экспериментальных исследований обрабатываемости полимерных композиционных материалов на основе углеволокна жесткими шлифовальными кругами при формировании плоскостей. В основу исследований положено подтверждение гипотезы о необходимости применения высоких скоростей резания, острой режущей кромки и высокой твердости режущих частиц с целью обеспечения качества поверхностного слоя, оцениваемого по параметру шероховатости Ra и снижения величины дефектного слоя либо полного его исключения. Исследования проводились согласно методике планирования полного факторного эксперимента, где в качестве факторов выступали глубина резания на проход t, мм, и скорость подачи стола S, м/мин, в свою очередь, исследуемыми параметрами принимались температура верхних слоев заготовки T, °C, и шероховатость обработанной поверхности Ra, мкм. В результате проведения исследований были разработаны математические модели описания вышеуказанных зависимостей для обработки жесткими шлифовальными кругами из карбида кремния зеленого, электрокорунда белого и эльбора. Также были определены диапазоны значений режимов обработки, выход за пределы которых приводит к формированию дефектного слоя, вызванного увеличением степени упругих отжатий технической системы, что является следствием засаливания режущего инструмента. К основным дефектам относятся деламинация крайних слоев заготовки, трещинообразование в обрабатываемой поверхности и термодеструкция связующего, возникающая при превышении температуры верхних слоев заготовки, равной 120 °С. В заключении представлены рекомендации по применению операции плоского шлифования для обработки полимерных композиционных материалов на основе углеволокна с тканевым плетением жесткими кругами.

Ключевые слова: абразивная обработка ПКМ, композиты, шлифование, термодеструкция, деламинация, температура резания, шероховатость, шлифование ПКМ, полимерные композиционные материалы, механическая обработка.

Волковский Артем Александрович (Лысьва, Россия) – аспирант, старший преподаватель кафедры технических дисциплин ЛФ Пермского национального исследовательского политехнического универ­ситета (Россия, 618900, г. Лысьва, ул. Ленина 2, e-mail: VolkovskiiWork@mail.ru).

Макаров Владимир Федорович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, профессор, профессор кафедры инновационные технологии машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр. 29, e-mail: makarovv@pstu.ru).

1. Toray Advanced Composites [Электронный ресурс] / Aerospace Advanced Composites Materials Selector Guide. – URL: https://www.toraytac.com/markets/aerospace/aerostructures (дата обращения: 11.01.2021).
2. Макаров В.Ф. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетнокосмической техники // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. – 2015. – Т. 17, № 2. – С. 30–41.
3. Рубцов С.М. Полимерные волокнистые композиты в конструкции турбовентиляторного авиационного двигателя ПС-90А // Конверсия в машиностроении. – 2007. – № 3. – С. 19–26.
4. Ярославцев В.М. Новые технологии повышения качества поверхностного слоя при резании волокнистых полимерных композиционных материалов // Вестник МГТУ им. Баумана. Серия: Машиностроение. – 2017. – № 6. – С. 15–18.
5. Бондарь Е.В, Марков В.А. Точение стеклопластиков резцами со сменными многогранными пластинами // Обработка металлов (Технология, оборудование, инструменты). – 2009. – № 2. – С. 6–10.
6. Некоторые особенности применения семипрегов для вакуумного формирования ПКМ (обзор) / К.И. Донецкий, М.И. Душин, М.И. Мищун, Д.В. Севастьянов // Труды ВИАМ. – 2017. – № 12(60). – С. 81–93.
7. Минибаев М.И., Раскутин А.Е., Гончаров В.А. Особенности технологии изготовления образцов из ПКМ на станках с ЧПУ (обзор) // Труды ВИАМ. – 2019. – № 1 (73). – С. 105–114.
8. Макаров, В.Ф. Особенности диагностики процесса резания при сверлении композиционных материалов // Наукоёмкие технологии в машиностроении. – 2016. – № 12(66). – С. 20–27.
9. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Инновационные технологии обработки полимерных композиционных материалов в машиностроении // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2017. – № 8(74). – С. 36–42.
10. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В., Заостровский А.С. Особенности лезвийной обработки резанием заготовок из полимерных композиционных материалов // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2018. – № 2(80). – С. 40–48.
11. Experimental study towards determination of critical feed for minimization of delamination damage in drilling flax natural fiber composites / Aiman Akmal Abdul Nasir, Azwan Iskandar Azmi, Tan Chye Lih [et al.] // Procedia CIRP 8th CIRP conference on high-performance cutting (HPC 2018). – 2018. – Р. 191–194.
12. Dedicated drill design for the reduction in burr and delamination during the drilling of composite materials / N. Sugita, L. Shu, K. Kimura [et al.] // CIRP Ann Manuf Technol. – 2019. – Vol. 68. – P. 89–92.
13. Wet vs dry CFRP drilling: Comparison of cutting fluid delivery methods / Julian L. Merino-Perer [et al.] // Procedia CIRP 85 (2019) 2nd CIRP Conference on Composite Material Parts Manufacturing. – Elsevier, 2019. – P. 335–340.
14. Способы механической и электроэрозионной обработки полимерных композиционных материалов (обзор) / В.С. Дышенко, К.И. Донецкий, М.И. Минибаев, Т.Р. Абляз, Е.С. Шлыков, В.В. Ширяев // Труды ВИАМ. – 2022. – № 3 (109). – С. 10. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-3-102-120
15. Ярославцев В.М. Обработка резанием полимерных композиционных материалов: учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – С. 32–58
16. Ярославцев В.М. Совершенствование метода резания с дополнительным технологическим покрытием для чистовой обработки волокнистых композитов // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2016. – № 02. – С. 196–209. DOI: 10.7463/0216.0/833934
17. Дударев А.С. Повышение эффективности и качества обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий из полимерных композиционных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. – 2009 [Электронный ресурс]. – URL: https://www.disser­cat.com/con­tent/po­vy­shenie-effek­tivnosti-i-kachestva-obrabotki-otverstii-naosnove-stabilizatsii-protsessa-s (дата обращения: 27.10.2022).
18. Блотников И.С., Косенко Е.А. Способы и технологические особенности резки полимерных композиционных материалов(обзор) // Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительной отраслях. – 2021. – С. 19–25.
19. Особенности механической обработки полимерных композиционных материалов / В.А. Вавилин, К.А. Пасечник, А.Ю. Пушкарев, Н.А. Амельченко // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. – 2018. – Т. 1, № 14. – С. 12–14.
20. Козулько Н.В. Механизация абразивной обработки деталей из полимерных композиционных материалов // Вестник Донского государственного технического университета – 2018. – Т. 18, № 2. – С. 179–189.
21. Макаров В.Ф., Волковский А.А., Сабирзянов А.И. Повышение производительности и качества обработки композиционных материалов на основе выбора и рационального применения абразивного инструмента // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2020. – № 9. – С. 40–48.
22. Исследование параметров шероховатости поверхности при абразивной обработке деталей из полимерных композиционных материалов / М.А. Тамаркин, Э.Э. Тищенко, П.Д. Мотренко, А.Г. Коханюк // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации: материалы XIV всеросс. науч-тех. конф. – 2021. – Т. 2. – С. 198–202.
23. Volkovskiy A.A., Makarov V.F. The study of grinding polymer composite material // Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). ICIE: International Conference on Industrial Engineering. – Челябинск, 2022. – Р. 548–555.
24. Volkovsky A., Makarov V. Chip formation processes based on orthogonal processing of polymer composite materials // Journal of Physics: Conference Series. Серия: Intelligent Information Technology and Mathematical Modeling 2021. – IITMM 2021. – Mathematical Modeling in the Socio-Economic and Informational Spheres, 2021. – Р. 042018.
25. Волковский А.А., Макаров В.Ф., Песин М.В. Исследование абразивной обработки композиционных материалов жесткими шлифовальными кругами // Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2021): материалы 5-й Всеросс. науч.практич. конф с межд. уч. – Пермь, 2021. – С. 52–57.

Стали аустенитного класса имеют широкий диапазон свойств, что позволяет их использовать в разных отраслях промышленности. Аустенитные стали характеризуются содержанием легирующих элементов более 12 %, которые разделяют на ферритизаторы и аустенизаторы. Меняя содержание аустенито- или ферритообразующих элементов, можно регулировать микроструктуру сталей. Баланс таких элементов имеет сильное влияние на механические свойства и, кроме того, во многом зависит от процессов и механизмов кристаллизации, протекающих при получении изделий современными технологическими способами, а следовательно, определяет уровень свойств материала и качество изделия в целом. Как известно, исследование процессов кристаллизации и их технологических особенностей, несмотря на то, что достаточно разнонаправленны, на сегодня остается до конца не изученным вопросом. Изучение вопроса кристаллизации базируется на установлении взаимосвязи процессов и механизмов кристаллизации материалов при заданном технологическим процессе с механическими и теплофизическими свойствами, фазо- и структурообразованием и направлено на повышение качества материалов при одновременном достижении однородности и изотропности свойств.

Представлен анализ механизмов кристаллизации аустенитных сталей в изделиях, полученных высокопроизводительными технологиями. Отмечено, что выделяют основные четыре и дополнительный пятый механизм кристаллизации. В зависимости от схемы кристаллизации могут образовываться разные варианты микроструктуры, так как в каждом случае наблюдается последующая фазовая перекристаллизация, но по разным схемам. Кроме того, химический состав и скорость охлаждения являются одинаково важными характеристиками в формировании микроструктуры. Анализ показал, что формирующаяся структура сталей аустенитного класса напрямую зависит от теплофизических условий кристаллизации и химического состава стали. В зависимости от соотношения аустенитостабилизирующих (Niэкв) и ферритостабилизирующих элементов (Crэкв) кристаллизация в аустенитных сталях может протекать через первичный аустенит или феррит с последующим образованием аустенита по разным механизмам затвердевания.

Ключевые слова: аустенитная сталь, структурообразование, феррит, аустенит, кристаллизация, свойства, химический состав, наплавка, фазообразование, механизм кристаллизации.

Ольшанская Татьяна Васильевна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: tvo66@rambler.ru).

Федосеева Елена Михайловна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: emfedoseeva@pstu.ru).

Душина Алёна Юрьевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, е-mail: alena@pstu.ru).

1. Липпольд Д. Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей: [пер. с англ.] / под. ред. Н.А. Соснина, А.М. Левченко. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 467 с.

2. Специальные стали: учеб. пособие / Е.В. Братковский, А.В. Заводяный, А.Н. Шаповалов, Е.А. Шевченко. – Новотроицк: НФ НИТУ «МИСиС», 2013 – 87 с.

3. Katayama S., Fujimoto T., Matsunawa A. Correlation among solidification process, microstructure, micro­segregation and solidification cracking susceptibility in stainless steel weld metals (materials, metallurgy & weld­ability) // Transactions of JWRI. – 1985. – Т. 14, №. 1. –
С. 123–138.

4. David S.A., Goodwin G.M., Braski D.N. Solidification behavior of austenitic stainless steel filler metals. Welding Journal. – 1979. – Vol. 58(11). – P. 330–336.

5. Суфияров В.Ш. Анализ и моделирование процессов формирования дендритной неоднородности в сталях с целью её устранения: автореф. дис. ... канд. техн. наук. – СПб., 2013.

6. Ишина Е.А., Кудряшова Н.Н., Маслова О.В. Неравновесная кристаллизация. Кинетика кристаллизации сплавов: учебное пособие / М-во науки и высш. образов. РФ. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2021. – 92 с.

7. Influence of special solidification conditions of steel ingots on the formation of their structure and characteristics of non-metallic inclusions / D.A. Shurygin, L.Ya. Levkov, V.S. Dub, S.V. Orlov [et al.] // Solidifications: computer simulation, experiments and technology: Abstract of the IX international conference. – Izhevsk: UdmFRC UB RAS Publ., 2022. – 258 p.

8. Исследование влияния условий кристаллизации на формирование структуры супердуплексных сталей / К.Н. Уткина, Л.Я. Левков, А.И. Житенев, А.С. Федоров [и др.] // Кристаллизация: компьютерные модели, эксперимент, технологии: тезисы IX Международной конференции. – Ижевск: Изд-во УдмФИЦ Уро РАН, 2022. – С. 131–132.

9. Шутов И.В., Королев М.Н., Кривилев М.Д. Исследование особенностей структурообразования при смачивании поверхности АМг3 расплавом припоя Zn-Al-Cu при высокотемпературной пайке // Кристаллизация: компьютерные модели, эксперимент, технологии: тезисы IX Международной конференции. – Ижевск: Изд-во УдмФИЦ Уро РАН, 2022. – С. 138–140.

10. Высокотемпературное селективное лазерное спекание механосплавленных порошков W-Fe: фазовый состав, микроструктура и свойства износостойких покрытий / М.А. Еремина, С.Ф. Ломаева, Е.В. Харанжевский, А.Н. Бельтюков // Кристаллизация: компьютерные модели, эксперимент, технологии: тезисы IX Международной конференции. – Ижевск: Изд-во УдмФИЦ Уро РАН, 2022. – С. 193–194.

11. Литунов С.Н., Слободенюк В.С., Мельников Д.В. Обзор и анализ аддитивных технологий.
Часть 1 // Омский научный вестник. – 2016. – №. 1 (145). – С. 12–17.

12. Передовые технологии аддитивного производства металлических изделий / А.А. Осколков, Е.В. Матвеев, И.И. Безукладников [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2018. – Т. 20, № 3. – С. 90–105. – DOI: 10.15593/2224-9877/2018.3.11

13. Чумаков Д.М. Перспективы использования аддитивных технологий при создании авиационной и ракетно-космической техники // Труды МАИ. – 2014. – № 78. – С. 31.

14. Зражевский А.В. Применение аддитивных технологий в промышленности // Наукосфера. – 2021. – № 8–1. – С. 9–13.

15. Аддитивные технологии / А.И. Рудской, А.А. Попович, А.В. Григорьев, Д.Е. Каледина. – СПб.: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», 2017. – 252 с.

16. Kundrat D.M., Elliott J.F. Phase relationships in the Fe-Cr-Ni system at solidification temperatures // Metallurgical Transactions A. – 1988. – Vol. 19. – Р. 899–908.

17. Душина А.Ю. Послойная плазменная наплавка сталей аустенитного класса типа 308lsi для аддитивного производства: автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Пермь, 2022.

18. Suutala N., Takalo T., Moisio T. Ferritic-austenitic solidification mode in austenitic stainless steel welds // Metallurgical Transactions. – 1980. – Vol. 11A(5). – P. 717–725.

19. Jacob G. Prediction of solidification phases in Cr-Ni stainless steel alloys manufactured by laser based powder bed fusion process // NIST. Adv. Manuf. Ser. – 2018. – Vol. 100–114. – P. 1–38.

20. Transformation of austenite to duplex austenite-ferrite assembly in annealed stainless steel 316L consolidated by laser melting / K. Saeidi, X. Gao, F. Lofaj, L. Kvetková, Z.J. Shen // J. Alloy. Comp. – 2015. – Vol. 633. – P. 463–469.

21. Алешин Д.В. О некоторых особенностях дендритной кристаллизации конструкционной хромоникельмолибденовой стали: автореф. дис. … канд. техн. наук / Центр. науч.-исслед. ин-т черной металлургии им. И.П. Бардина. – М., 1962. – 21 с.

22. Influences of Cr/Ni equivalent ratios of filler wires on pitting corrosion and ductility-dip cracking of AISI 316l weld metals / Y.H. Kim, D.G. Kim, J.H. Sung, I.S. Kim, D.E. Ko, N.H. Kang, H.U. Hong, J.H. Park, H.W. Lee // Met. Mater. Int. – 2011. – No. 17. – P. 151–155.

23. Balmforth M.C., Lippold J.C. A New Ferritic-Martensitic Stainless Steel Constitution Diagram. New equivalency relationships improve the accuracy for predicting weld metal microstructure // Supplement to the welding journal. – 2000. – P. 339–345.

24. Suuatala N., Takalo T., Moisio T. The relationship between solidification and microstructure in austenitic and austenitic-ferritic stainless steel welds // Metall. Trans. A. – 1979. – No. 10. – P. 512–514.

25. Elmer J.W., Allen S.M., Eagar T.W. Microstructural Development during Solidification of Stainless Steel Alloys // Metallurgical and Materials Transactions A. – 1989. – Vol. 20A. – P. 2117–2131.

26. Microstructure and mechanical properties of 308L stainless steel fabricated by laminar plasma additive manufacturing / M. Li, T. Lu, J. Dai, X. Jia, X. Gu, T. Dai // Mater. Sci. Eng. A. – 2020. – Vol. 770. – P. 138523.

27. Microstructural Evolution during Solidification of Austenitic Stainless Steel Weld Metals: A Color Metallographic and Electron Microprobe Analysis Study / K. Raja­sekhar, C.S. Harendranath, R. Raman, S.D. Kulkarni // Materials characterization. – 1997. – No. 38. – P. 53–65. Elsevier Science Inc., 1997.

28. Differential scanning calorimetry study of the solidification sequence of austenitic stainless steel / D.S. Petro­vic, G. Klancˇnik, M. Pirnat, J. Medved // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2011. – No. 105. – P. 251–257.

29. Le V.T., Mai D.S., Hoang Q.H. Effects of cooling conditions on the shape, microstructures, and material properties of SS308L thin walls built by wire arc additive manufacturing // Mater. Lett. – 2020. – No. 280. – P. 128580.

30. Siewert T.A., McCowan C.N., Olson D.L. Ferrite number prediction to 100 FN in stainless steel weld metal // Welding Journal. – 1988. – Vol. 67(12). – P. 289–298.

31. Suutala N., Takalo T., Moisio T. // Metall. Trans. A. – 1979. – Vol. 10A. – P. 512–514.

32. David S.A. // Welding Journal. – 1981. – Vol. 60 (4). – P. 63–71.

33. Correlation between process parameters, microstructure and properties of 316 L stainless steel processed by selective laser melting / T. Kurzynowski, K. Gruber,
W. Stopyra, B. Ku´znicka, E. Chlebus // Mater. Sci. Eng. A. – 2018. – Vol. 718. – P. 64–73.

34. Effect of heat treatment on microstructure, mechanical and corrosion properties of austenitic stainless steel 316L using arc additive manufacturing / Chen X., Li J. [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. – 2018. – Vol. 715. – P. 307–314.

35. Anisotropy of the tensile properties in austenitic stainless steel obtained by wire-feed electron beam additive growth / E.V. Melnikov, E.G. Astafurova, S.V. Astafurov, M.Y. Panchenko, V.A. Moskvina, G.G. Maier, S.V. Asta­furov, A.S. Fortuna, K.A. Reunova, V.E. Rubtsov [et al.] // Letter Materials. – 2019. – Vol. 9. – P. 460–464.