Сталь 25Г2С достаточно широко используется в длинномерных профилях сортового проката. Поскольку в процессе эксплуатации конструкции, изготавливаемые из профилей сортового проката, должны удовлетворять ряду требований по таким характеристикам, как пластичность и прочность, к ним предъявляются особые требования, которыми обладает арматурная сталь 25Г2С. Рассмотрен прокат по способу производства: горячая прокатка гладкого и периодического профиля с контролируемым охлаждением в потоке прокатного стана и изготовление анкерных головок на арматурных элементах, осуществляемое процессом высадки. Однако при соблюдении необходимых требований технологического процесса изготовления анкерных головок высадкой происходит их разрушение при испытании на растяжение. Для установления возможных причин разрушения в ходе испытаний были проведены исследования по определению химического состава стали арматуры, фрактрографический анализ поверхностей излома высаженных головок после разрушения, их металлографическое исследование с определением микротвердости, а также исходной структуры стержней и структуры высаженной арматуры. Представлены результаты макро- и микроструктурных исследований, а также механических характеристик стержней арматурного проката стали 25Г2С и высаженных головок. По результатам исследований установлено, что разные партии арматуры имеют разную микроструктуру и твердость. Арматура со структурой низкоотпущенного мартенсита в поверхностном слое и бейнита в середине имеет более высокую твердость – в среднем от 355 до 340 HV и склонна к хрупкому разрушению при повышенных напряжениях и наличии концентраторов напряжений на поверхности. Разрушение арматуры по границе высаженной части при нагружении идет по хрупкому механизму. Это связано с исходной структурой арматуры и с образованием в высаженной части хрупких закалочных структур с твердостью выше, чем стержень арматуры, обладающий повышенным уровнем внутренних напряжений и имеющий малый запас пластичности.

Ключевые слова: сталь, микроструктура, макроструктура, мартенсит, бейнит, твердость, механические свойства, хрупкое разрушение, высадка, концентратор напряжений.

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

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

1. Высокопрочные арматурные стали / А.П. Гуляев, А.С. Астафьев, М.А. Волкова [и др.]. – М.: Металлургия, 1966. – 138 с.
2. Высокопрочная арматурная сталь / А.А. Кугушин, И.Г. Узлов, В.В. Калмыков, С.А. Мадатян, А.В. Ивченко. – М.: Металлургия, 1986. – 272 с.
3. Соколовский П.И. Арматурные стали. – М.: Металлургия, 1964. – 208 с.
4. Металловедение и термическая обработка стали: справ.: в 2 т. / под ред. М.Л. Бернштейна и А.Г. Рахштадта. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургиздат, 1961–1962. – 753 с.
5. Руководство по технологии изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций. – М., 1975. – 17 с.
6. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия, 1973. – 584 с.
7. Клюев Д.Ю., Комлев С.Б., Мацишин С.О. Структура и свойства термоупрочненного арматурного проката из стали Ст3Гпс // Прикладная физика и материаловедение. – 2013. – № 2/5(62). – С. 46–50.
8. Волков К.В., Чинокалов В.Я, Коновалов С.В. Формирование структурно-фазовых состояний арматуры при слиттинг-процессе и последующем термическом упрочнении // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2012. – № 6. – С. 50–51.
9. Ефимов О.Ю. Структурно-фазовые состояния и технология производства упрочненной стальной арматуры и чугунных валков. – Новокузнецк: НПК, 2008. – 300 с.
10. Влияние технологии производства на фазовые и структурные превращения кремнийсодержащей стали / М.В. Майсурадзе [и др.] // Сталь. – 2017. – № 1. – С. 52–58.
11. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. – М.: Металлургия, 1983. – 480 с.
12. Разработка технологии и освоение производства арматурного проката класса прочности Ат800 / А.Ю. Дзюба, М.В. Блохин, Р.В. Новицкий, И.Н. Романец // Обработка материалов давлением. – 2012. – № 4 (33). – С. 146–152.
13. Сычков А.Б., Жигарев М.А., Перчаткин А.В. Технологические особенности производства арматурного проката широкого назначения: монография / ГОУ ВПО «МГТУ». – Магнитогорск, 2006. – 499 с.
14. Производство арматурного проката в мотках классов А400С–А500С на сортовой линии МПС 250/150–6 / В.В. Парусов, В.Г. Черниченко, О.В. Парусов, В.А. Кекух, В.А. Щур // Теория и практика металлургии. – 2008. – № 5/6. – С. 174–186.
15. Майсурадзе М.В., Рыжков М.А., Сурнаева О.А. Влияние термической обработки на микроструктуру и механические свойства высокопрочной кремнистой стали // Сталь. – 2016. – № 6. – С. 62–66.
16. Вакуленко И.А. Структура и свойства углеродистой стали при знакопеременном деформировании. – Днепропетровск: Gaudeamus, 2003. – 94 с.
17. Characterization of bainitic/martensitic structures formed in isothermal treatments below the Ms temperature / A. Navarro-Lopez [et al.] // Materials Characterization. – 2017. – Vol. 128. – P. 248–256.
18. Мойсейчик Е.А. Структурная слоистость арматуры из низкоуглеродистых термоупрочненных сталей // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2010. – № 4. – С. 53–58.
19. Взаимосвязь структурной неоднородности термически упрочненной арматуры с изменением твердости по сечению стержней / В.И. Большаков, В.А. Шеремет, А.О. Чайковская [и др.] // Строительство, материаловедение, машиностроение: сб. науч. тр. / ПГА-СА. – Днепропетровск, 2006. – Вып. 36. – Ч. 1. – С. 159–167.
20. Язневич А.М. Исследование структуры и механических свойств арматурных стержней класса А500С // Вестник БНТУ. Металлургия. Металлообработка. Машиностроение. – 2010. – № 4. – С. 35–38.
21. Большаков В.И., Чайковская А.О. Структурные превращения наружных слоев термически упрочненной арматуры при повторном нагреве // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2014. – № 2. – С. 48–50.
22. Tensile deformations of “Mild” reinforcing steels for reinforced concrete structures / O.M. Donchenko, L.A. Suleymanova, V.I. Rimshin, I.S. Ryabchevskiy // Lecture Notes in Civil Engineering. International Conference Industrial and Civil Construction, Belgorod, 18 January 2021. – 19 January 2021. – Belgorod, 2021. – Vol. 147. – P. 302–308. – 255489.
23. Вакуленко И.А., Раздобреев В.Г. Зависимость предела текучести от субструктурных характеристик термически упрочненной низкоуглеродистой стали 12ГС2 // Металлы. – 2005. – № 4. – С. 40–45.

Рассмотрены технологические особенности получения слоистых композиций системы «сталь – алюминий» с применением промежуточного слоя. Раскрыто влияние метода формирования промежуточного слоя на структуру границы раздела «сталь – алюминий», а также свойства слоистых сталеалюминиевых композиций. Для получения на подложке из низкоуглеродистой стали 20 по ГОСТ 1050 промежуточного слоя из чистого алюминия марок А5 по ГОСТ 7871 и АД1 по ГОСТ 4784 опробованы жидкофазный метод дугового алитирования по технологии Cold Metall Transfer, а также процесс сварки взрывом в твердой фазе. Показано, что в процессе дуговой наплавки рабочего покрытия на сталь с предварительно нанесенным промежуточным алюминиевым слоем алюмокремниевый  расплав контактирует не с чистой сталью, а с имеющимся на границе раздела интерметаллидным слоем системы Fe–Al, что сопровождается частичным его растворением, степень которого зависит от температуры и времени существования сварочной ванны. При сплошном слое интерметаллидов системы Fe–Al, образующихся при нанесении промежуточного слоя методом дугового алитирования, скорость растворения исходных интерметаллидов меньше скорости образования новых тройных систем Fe–Al–Si, что приводит к росту с 8,2 до 18 мкм среднего значения толщины интерметаллидного слоя в процессе дуговой наплавки покрытий. Дискретный интерметаллидный слой системы Fe–Al, образовавшийся при нанесении промежуточного слоя сваркой взрывом, полностью разрушается при контакте с алюмокремниевым расплавом, вследствие чего происходит образование нового сплошного слоя из тройных интерметаллидов системы Fe–Al–Si, характеризующегося меньшей толщиной (10 мкм против 16 мкм в исходном состоянии). Определено, что композиции, имеющие промежуточный слой, сформированный жидкофазным процессом дугового алитирования, обладают средними значениями адгезионной прочности до 25 МПа. Применение твердофазного процесса сварки взрывом для нанесения промежуточного слоя позволяет получать слоистые композиции системы «сталь – алюминий», характеризующиеся адгезионной прочностью до 43 МПа. Достигнутые значения адгезионной прочности позволяют рекомендовать разработанные слоистые композиции системы «сталь – алюминий» для применения в узлах трения современной техники.

Ключевые слова: слоистые композиции, система «сталь – алюминий», промежуточный слой, интерметаллиды, дуговая наплавка, сварка взрывом, дуговое алитирование, структура, граница раздела, адгезионная прочность.

Михеев Роман Сергеевич (Москва, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры технологии сварки и диагностики Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, e-mail: mikheev.roman@mail.ru.

Калашников Игорь Евгеньевич (Москва, Россия) – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов Института металлургии и материаловедения
им. А.А. Байкова РАН, e-mail: kalash2605@mail.ru.

Кобелева Любовь Ивановна (Москва, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, e-mail: likob@mail.ru.

1. Дроконов А.М., Осипов А.В., Бирюков А.В. Подшипники турбинных установок: учеб. пособие / БГТУ. – Брянск, 2009. – 103 с.

2. Совершенствование материалов для подшипников скольжения двигателей внутреннего сгорания (обзор) / Н.П. Бурковская, Н.В. Севостьянов, Т.А. Болсуновская, И.Ю. Ефимочкин // Труды ВИАМ. – 2020. – № 1 (85). – С. 78–91.

3. Паровай Е.Ф., Ибатуллин И.Д. Актуальные проблемы надежности узлов трения газотурбинных двигателей // Вестник Самарского государственного
аэро­космического университета. – 2015. – Т. 14,
№ 3-2. – С. 375–383.

4. Языков А.Е., Казанский В.Н., Бускунов Р.Ш. Подшипники и маслосистемы: учеб. пособие. – Челябинск: Цицеро, 2010. – 202 с.

5. Пилюшина Г.А., Памфилов Е.А. Причины потери работоспособности насосов и гидромоторов мобильных машин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2017. – Т. 5, № 6 (32). – С. 219–224.

6. Development and testing of Al–SiC and Al–TiC composite materials for application in friction units of oil-production equipment / T.A. Cherny­shova, R.S. Mikheev, I.E. Kalashnikov, I.V. Akimov, E.I. Kharlamov // Inorganic materials: Applied research. – 2011. – No. 3. – P. 322–329.

7. Sijo M.T., Jayadevan K.R. Analysis of stir cast aluminium silicon carbide metal matrix composite: A comprehensive review // Procedia Technology. – 2016. – Vol. 24. – P. 379–385.

8. A review on aluminium matrix composite with various reinforcement particles and their behaviour / S. Arunkumar, M. Subramani Sundaram, K.M. Suketh kanna, S. Vigneshwara // Materials Today: Proceedings. – 2020. – Vol. 33. – P. 484–490.

9. Panwar N., Chauhan A. Fabrication methods of particulate reinforced Aluminium metal matrix composite. A review // Materials Today: Proceedings. – 2018. –
Vol. 5. – P. 5933–5939.

10. Chaka V., Chattopadhyayb H., Doraa T.L. A review on fabrication methods, reinforcements and mechanical properties of aluminum matrix composites // Journal of Manufacturing Processes. – 2020. – Vol. 56. – P. 1059–1074.

11. Intermetallic FexAly-phases in a steel/Al-alloy fusion weld / L. Agudo, D. Eyidi, C.H. Schma­ranzer,
E. Arenholz, N. Jank, J. Bruckner, A.R. Py­zalla // Journal of Materials Science. – 2007. – Vol. 42. – P. 4205–4214.

12. Effects of Fe-Al intermetallic compounds on interfacial bonding of clad materials / Q. Wang, X. Leng, T. Yang, J. Yan // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2014. – Vol. 24, no. 1. – P. 279–284.

13. Formation of Fe5Si3 precipitate in the Fe2Al5 intermetallic layer of the Al/steel dissimilar arc welding joint: A transmission electron microscopy (TEM) study / P. Xu, X. Hua, C. Shen, G. Mou, F. Li // Materials Characterization. – 2021. – Vol. 178. – P. 111236.

14. Ковалев В.В., Михеев Р.С., Коберник Н.В. Особенности получения сталеалюминиевых соединений методами сварки плавлением // Вестник МГТУ
им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2016. –
№ 4. – C. 93–112.

15. Experimental and numerical analysis of the formation behavior of intermediate layers at explosive welded Al/Fe joint interfaces / Y. Aizawa, J. Nishiwaki, Y. Harada, S. Muraishi, S. Kumai // Journal of Manufacturing Processes. – 2016. – Vol. 24, no. 1. – P. 100–106.

16. Cold metal transfer welding of aluminium alloy AA 2219 to austenitic stainless steel AISI 321 / S. Babua, S.K. Panigrahia, G.D. Janaki Ramb, P.V. Venkitakrishnan, R. Suresh Kumar // Journal of Materials Processing Technology. – 2019. – Vol. 266. – P. 155–164.

17. The arc characteristics and metal transfer behaviour of cold metal transfer and its use in joining aluminium to zinc-coated steel / H.T. Zhang, J.C. Feng, P. He, B.B. Zhang, J.M. Chen, L. Wang // Materials Science and Engineering: A. – 2009. – Vol. 499, no. 1–2. – P. 111–113.

18. Особенности сварки взрывом толстолистовых сталеалюминиевых композитов / В.В. Литвинов, В.И. Кузьмин, В.И. Лысак, О.В. Строков, А.С. Кузьмин // Известия ВолгГТУ. – 2010. – Т. 5, № 4. – С. 44–49.

19. Совершенствование технологии изготовления сталеалюминиевых вкладышей подшипников скольжения / Б.С. Злобин, В.В. Сильвестров, А.А. Штерцер, А.В. Пластинин // Известия ВолгГТУ. – 2012. – Т. 5, № 14. – С. 57–63.

20. Tribotechnical properties of antifriction coatings based on composite materials / R.S. Mikheev, N.V. Kober­nik, I.E. Kalashnikov, L.K. Bolotova, L.I. Kobeleva //
Inorganic materials: Applied research. – 2015. – № 5. –
P. 493–497.

21. Crystallography of Fe2Al5 phase at the interface between solid Fe and liquid Al / N. Takata, M. Nishimoto, S. Kobayashi, M. Takeyama // Intermetallics. – 2015. – Vol. 67. – P. 1–11.

22. Effects of Si additions on intermetallic compound layer of aluminum-steel TIG welding-brazing joint / J.L. Song, S.B. Lin, C.L.Yang, C.L. Fan // Journal of alloys and compounds. – 2009. – Vol. 488, no. 1. – P. 217–222.

23. Effect of Si on growth kinetics of intermetallic compounds during reaction between solid iron and molten aluminum / F. Yin, M. Zhao, Y. Liu, W. Han, Z. Li // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2013. – Vol. 23, no. 2. – P. 556–561.

24. Effect of silicon and manganese on the kinetics and morphology of the intermetallic layer growth during hot-dip aluminizing / H. Azimaee, M. Sarfaraz, M. Mirjalili, K. Aminian // Surface and Coatings Technology. – 2019. – Vol. 357. – P. 483–496.

25. Influence of silicon on growth kinetics of Fe2Al5 during reactive diffusion between solid iron and aluminum / W. Han, F. Yin, M. Zhao, Y. Liu, Z. Li // Transactions Materials and Heat Treatment. – 2010. – Vol. 31, no. 6. – P. 28–32.

Электронно-лучевое аддитивное формообразование с использованием проволоки является одним из наиболее перспективных методов производства крупногабаритных изделий. Его основными преимуществами является наличие вакуумной защиты расплавленного и нагретого металла, а также высокая производительность. В настоящее время ЭЛАФ активно развивается, однако, несмотря на это, определению режимов и особенно исследованию влияния технологических разверток электронного луча на форму валиков и свойства металла не уделяется достаточного внимания.

Представлены результаты исследования влияния основных параметров режима наплавки, а также формы и параметров развертки на форму валиков, стабильность и эффективность процесса наплавки титанового сплава СПТ-2 на подложку из сплава ВТ6.

Было установлено, что увеличение скорости наплавки приводит к увеличению КПД процесса наплавки и увеличению проплавления подложки.

Показано, что увеличение размера источника теплоты за счет увеличения диаметра развертки в форме концентрических окружностей позволяет регулировать ширину валика, однако в ограниченных пределах. При использовании проволоки диаметром 1,2 мм удалось увеличить ширину валика с 5,97 до 9,32 мм – в 1,5 раза.

При наплавке с использованием развертки в форме зигзага на частотах от 3,5 до 100 Гц отмечено, что гарантированно стабильное формирование наблюдается при наиболее высоких частотах – 70 и 100 Гц, а в области низких частот стабильность формирования валиков зависит от частоты нелинейно – при 3,5 Гц формирование стабильное, а при 7 и 35 Гц – нет.

Снижение мощности электронного луча приводит к росту высоты валика и снижению его ширины.

Ключевые слова: электронный луч, аддитивные технологии, электронно-лучевая наплавка, проволока, титановые сплавы, развертка, определение режима, скорость наплавки, частота развертки, амплитуда развертки, стабильность наплавки.

Гуденко Александр Викторович (Москва, Россия) – аспирант, ассистент кафедры технологий металлов Национального исследовательского университета «Московский энергетический институт», e-mail: alexsguddy@gmail.com.

Слива Андрей Петрович (Москва, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры технологий металлов Национального исследовательского университета «Московский энергетический институт», e-mail: slivap@mail.ru.

Шишкин Дмитрий Владимирович (Москва,
Россия) – аспирант кафедры технологии металлов
Национального исследовательского университета
«Московский энергетический институт», e-mail: mitshishkin@mail.ru.

1. Microstructural evolution and chemical corrosion of electron beam wire-feed additively manufactured AISI 304 stainless steel / S.Yu. Tarasov, A.V. Filippov, N.N. Shamarin, S.V. Fortuna, G.G. Maier, E.A. Kolubaev // Journal of Alloys and Compounds. – 2019. – Vol. 803. – P. 364–370.
2. Microstructure evolution and mechanical properties of wire-feed electron beam additive manufactured Ti–5Al–2Sn–2Zr–4Mo–4Cr alloy with different subtransus heat treatments / Guodong Zhang, Huaping Xiong, Huai Yu, Renyao Qin, Wei Liu, Hong Yuan // Materials & Design. – 2020. – Vol. 195. – 109063. – P. 1–12.
3. High frequency vibration fatigue behavior of Ti6Al4V fabricated by were-fed electron beam additive manufacturing technology / P. Wanjara, J. Gholipour, E. Wa­ta­nabe, K. Wata­nabe, T. Sugino, P, Patnaik [et al.] // Advances in Materials Science and Engineering. – 2020. – 1902567. – P. 1–14.
4. The electron beam freeform fabrication of NiTi shape memory alloys. Part I: Microstructure and physical-chemical Behavior / R.P.M. Guimarães, F. Pixner, G. Trimmel, J. Hobisch, T. Rath, F. Fernandez, N. Enzinger, S.T. Amancio-Filho // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications. – 2021. – Vol. 235, no. 4. – P. 709–716.
5. Improving mechanical properties of wire-based EBAM Ti–6Al–4V parts by adding TiC powders / A.V. Pa­nin, M.S. Kazachenok, E.A. Sinyakova, A.O. Builuk, S.A. Mar­ty­nov S.V. Panin, F. Berto // Material Design and Processing Communications. – 2021. – Vol. 3, no. 1. – 3:e136. – P. 1–6.
6. Characterization of AA7075/AA5356 gradient transition zone in an electron beam wire-feed additive manufactured sample / V. Utyaganova, A. Filippov, S. Tarasov, N. Shamarin, D. Gurianov, A. Vorontsov, A. Chumaevskii, S. Fortuna, N. Savchenko, V. Rubtsov, E. Kolubaev // Materials Characterization. – 2021. – Vol. 172. – 110867. – P. 1–12.
7. Controlling the porosity using exponential decay heat input regimes during electron beam wire-feed additive manufacturing of Al–Mg alloy / V. Utyaganova, A. Filippov, N. Shamarin [et al.] // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2020. – Vol. 108. – P. 2823–2838.
8. Wire-Based Additive Manufacturing of Ti–6Al–4V Using Electron Beam Technique / F. Pixner, F. Warcho­micka, P. Peter, A. Steuwer, M.H. Colliander, R. Pederson, N. Enzinger // Materials. – 2020. – Vol. 13. – 3310. – P. 1–23.
9. Fuchs J., Schneider C., Enzinger N. Wire-based additive manufacturing using an electron beam as heat source // Welding in the World. – 2018. – Vol. 62. – P. 267–275.
10. Investigation of the optimal modes of electron-beam wire deposition / V.K. Dragunov, M.V. Goryachkina, A.V. Gu­denko, A.P. Sliva, A.V. Shcherbakov // IOP Conf. Ser.: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 681. – 012008. – P. 1–6.
11. Gudenko A.V., Sliva A.P. Influence of electron beam oscillation parameters on the formation of details by electron beam metal wire deposition method // J. Phys.: Conf. Ser. – 2018. – Vol. 1109. – 012037. – P. 1–10.
12. Слива А.П. Повышение качества сварных соединений при ЭЛС с осцилляцией электронного пучка сплавов алюминия со сквозным проплавлением // Электронно-лучевая сварка и смежные технологии: сб. материалов и докладов Второй междунар. конф., г. Москва, 14–17 ноября 2017 г. – М., 2017. – С. 506–520.
13. Effect of magnetic arc oscillation on the geometry of single-pass multi-layer walls and the process stability in wire and arc additive manufacturing / D.R. Corradi, A.Q. Bracarense, B.Wu, D. Cuiuri, Z. Pan, H. Li // Journal of Materials Processing Technology. – 2020. – Vol. 283. – 116723. – P. 1–15.
14. The influence of magnetic arc oscillation on the deposition width variation along the length of multi-layer single-pass walls produced by wire arc additive manufacturing process / D.R. Corradi, F.G. Coelho, M.G. Antonello, A.Q. Bracarense, A.R. Arias, T.P. Barbosa // Journal of Materials Engineering and Perforamance. – 2021. – Vol. 30. – P. 5278–5289.
15. Fan Z., Feng H. Study on selective laser melting and heat treatment of Ti–6Al–4V alloy // Results in Physics. – 2018. – Vol. 10. – P. 660–664.
16. Terentyev E.V., Sliva A.P., Santalova Yu.V. Effect of welding speed on electron beam welding thermal efficiency // IOP Conf. Ser.: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 969. – 012096.
17. Goncharov A.L., Sliva A.P., Kharitonov I.A. Dependence of weld penetration shape on energy efficiency in electron beam welding process // IOP Conf. Ser.: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 969. – 012097. – Р. 1–6.
18. Особенности формирования изделий методом электронно-лучевой наплавки / А.В. Гуденко, А.П. Слива, В.К. Драгунов, А.В. Щербаков // Сварочное производство. – 2018. – № 8. – C. 12–19.
19. Гуденко А.В., Драгунов В.К., Слива А.П. Методика определения режимов послойной электронно-лучевой наплавки проволоки для аддитивных технологий // Вестник Московского энергетического института. – 2017. – № 5. – С. 8–14.
20. Thermophysical properties of solid and liquid Ti–6Al–4V (TA6V) alloy / M. Boivineau, C. Cagran, D. Doyter, V. Eyraud, M.-H. Nadal, B. Wilthan, G. Pottlacher // International Journal of Thermophysics. – 2006. – Vol. 27, no. 2. – P. 507–529.
21. Зуев И.В. Обработка материалов концентрированными потоками энергии: учеб. пособие для вузов по специальности «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки» / Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ). – М.: Изд-во МЭИ, 1998. – 162 с.

В последние десятилетия перед учеными ставится важная задача разработки материалов, сочетающих в себе уникальные свойства. Например, материалы с рекордными значениями твердости и прочности, обладающие высокой жаропрочностью, износостойкостью, твердостью, заданными стабильными магнитными свойствами. Острой проблемой в нашей стране также является установление правильного соотношения между ресурсодобывающими, перерабатывающими и потребляющими отраслями промышленности. Ввиду этого широкое применение находят ресурсосберегающие технологии. Порошковая металлургия позволяет вести почти безотходное производство, сокращает трудовые затраты за счет уменьшения количества технологических операций.

Сплавы системы Fe–Cr–Co, полученные с помощью методов ПМ, сочетают в себе высокие магнитные свойства, коррозионную стойкость, прочность, пластичность, при относительно низкой стоимости, тем самым представляют большой интерес для исследователей. Для повышения магнитных гистерезисных свойств (коэрцитивной силы, магнитной индукции, магнитной энергии и коэффициента прямоугольности петли магнитного гистерезиса (Kп)) сплавы системы Fe–Cr–Co легируют различными элементами. Доказан положительный эффект введения Si, Mo, Nb, Al. Влияние самария остается неизученным.

Исследован магнитотвердый порошковый сплав 22Х15К4МС, легированный самарием, после закалки и ступенчатого старения. Заготовки получены методом холодного прессования при давлении 600 МПа и последующим спеканием в вакууме. Целью работы являлось определение оптимального содержания самария в порошковом сплаве 22Х15К4МС, оказывающее положительный эффект на основные магнитные характеристики и прямоугольность петли магнитного гистерезиса. Определено оптимальное содержание самария, обеспечивающее сочетание высокой коэрцитивной силы, остаточной индукции и Kп при удовлетворительной плотности. Определены температурно-временные параметры старения образцов, обеспечивающие получение максимальных магнитных свойств.

Ключевые слова: Fe–Cr–Co, гистерезисный сплав, порошковый сплав, жидкофазное спекание, магнитотвердый сплав, коэрцитивная сила, магнитная индукция, прямоугольность петли магнитного гистерезиса, Sm–Co, ступенчатое старение, ротор гистерезисного двигателя.

Мариева Мария Александровна (Пермь, Россия) - аспирант кафедры металловедения, термической и лазерной обработки металлов Пермского национального исследовательского политехнического университета,
e-mail: marievamar@rambler.ru.

Козвонин Владислав Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, начальник лаборатории ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», e-mail: kozzzvonin@gmail.com.

Шацов Александр Аронович (Пермь, Россия) - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры металловедения, термической и лазерной обработки металлов Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: shatsov@pstu.ru.

1. Скороход В.А., Солонин С.М. Физико-метал­лургические основы спекания порошков. – М.: Металлургия, 1984. – 159 с.
2. Самойлина В.Е. Порошковая металлургия // Научный альманах. – 2016. – № 5-3. – С. 149–150.
3. Витязь П.А., Капцевич В.М., Шелег В.К. Пористые порошковые материалы и изделия из них. – Минск: Выcш. шк., 1987. – 164 с.
4.  Tanaka I., Yashiki H. Magnetic and mechanical properties of newly developed high-strength nonoriented electrical steel // IEEE Trans. Magn. – 2010. – Vol. 46. – P. 290–293.
5. Менушенков В.П. Структурные превращения и коэрцитивная сила в сплавах для постоянных магнитов. Ч. 2. Спеченные сплавы на основе Sm–Co и Nd–Fe–B // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2007. – С. 163–178.
6. Prospects for non-rare earth permanent magnets for traction motors and generators / M.J. Kramer, R.W. McCallum, I.A. Anderson, S. Constantinides // JOM. – 2012. – Vol. 64. – P. 752–763.
7. Nakamura E., Sato K. Managing the scarcity of chemical elements // Nat. Mater. – 2011. – Vol. 10. – P. 158–161.
8. Генералова К.Н., Ряпосов И.В., Шацов А.А. Порошковые сплавы системы Fe–Cr–Co, термообработанные в области «гребня» // Письма о материалах. – 2017. – № 2(26). – С. 133–136.
9. Kaneko H., Homma M., Nakamura K. New ductile permanent magnet of Fe–Cr–Co system // AIP Conf. Proc. – 1972. – Vol. 5. – P. 1088–1092.
10. Taoa S., Ahmadc Z. Enhancement of magnetic and microstructural properties in Fe–Cr–Co–Mo–V–Zr–Y permanent magnetic alloy // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 15 August 2019. – Vol. 484. – P. 88–94.
11. Устюхин А.С., Алымов М.И., Миляев И.М. Магнитные гистерезисные свойства Fe–26Cr–16Co порошковых магнитотвердых сплавов // Письма о материалах. – 2014. – № 1. – С. 59–61.
12. The effect of thermomagnetic treatment conditions on magnetic hysteresis properties of Fe–Cr–Co hard magnetic powder alloys with 12 and 16 wt. % cobalt scholarly notes of Transbaikal State University / T.A. Vompe, A.S. Ustyu­khin, I.M. Milyaev, V.A. Zelensky // Series Physics, Mathematics, Engineering, Technology. – 2016. – Vol. 11, no. 4. – P. 77–84. DOI: 10.21209/2308-8761-2016-11-4-77-84
13. Artamonov E.V., Libman M.A., Rudanovskii N.N. Magnetically hard materials for the motors of synchronous hysteresis electric motors // Steel in Translation. – 2007. – Vol. 37, no. 6. – P. 547–551.
14. Белозеров Е.В. Высокопрочные магнитотвердые сплавы на основе Fe–Cr–Co с пониженным содержанием хрома и кобальта // Физика металлов и металловедение. – 2012. – Т. 113, № 4. – С. 339–346.
15. Гидродинамический гироскоп: пат. 2310163, Российская Федерация: МПК G01C 19/00 / Осин В.К. [и др.]; заявитель и патентообладатель ОАО «Бердский электромеханический завод». – № 2006132884/28; заявл. 14.09.06; опубл. 10.11.07, Бюл. № 31. – 11 с.
16. Либман М.А. Магнитотвердые сплавы на основе системы Железо–Хром–Кобальт // Материаловедение. – 2010. – № 9. – C. 58–64.
17. Распопов В.Я. Теория гироскопических систем // Гироприборы / ТулГУ. – Тула, 2018. – 193 с.
18. Юльметова О.С., Щербак А.Г., Челпанов И.Б. Специальные технологии изготовления прецизионных узлов и элементов гироскопических приборов: учеб. пособие / под ред. В.А. Валетова; Ун-т ИТМО. – СПб., 2017. – 131 с.
19. Ахматов М.Г. Синхронные машины. Специальный курс. – М.: Высш. шк., 1984. – 91 с.
20. Мирзаянов Р.Р., Габдрахманова А.А. Постоянные магниты в системах возбуждения синхронных двигателей. Электротехнические комплексы и системы // Межвузовский научный сборник. – 2014. – С. 172–174.
21. Брянцев А.А. Применение Fe–Cr–Co в качестве актив­ного слоя ротора синхронно-гистерезисного гиродвигателя // Материалы IV Рос. молод. науч. шк.-конф., г. Томск, 1–3 ноября 2016 г. / ЦРУ. – Томск, 2016. – С. 77–80.
22. Конструкционные и электротехнические материалы / В.Н. Бородулин, А.С. Воробьев, С.Я. Попов [и др.]; под ред. В.А. Феликова. – М.: Высш. шк., 1990. – 296 с.
23. Магнитные материалы специализированного назначения [Электронный ресурс] // academout.ru. – URL: http://academout.ru/lectures/3/5.php (дата обращения: 20.07.2021).
24. Effects of Sm on structural, textural and magnetic properties of Fe–28Cr–20Co–3Mo–2V–2Ti hard magnetic alloy / Shan Tao, Zubair Ahmad, Pengyue Zhang, Xiaomei Zheng, Suyin Zhang // Journal of Alloys and Compounds. – October 2019.
25. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных сплавов на основе железа: справ. изд. / О.А. Банных, П.Б. Будберрг, С.П. Алисова [и др.]. – М.: Металлургия, 1986. – 449 с.
26. Шацов А.А. Порошковые материалы системы железо–хром–кобальт // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2008. – № 7. – С. 38–43.

Специальные защитные покрытия на сегодняшний день обеспечивают наиболее высокие эксплуатационные свойства кварцевых волокон. Одно из лучших покрытий – это полиимид, сочетающий высокие механические характеристики и термостойкость (до 350 °С). При температуре эксплуатации 350 °С и выше используют волокна с металлическими покрытиями, которые позволяют увеличить температурный диапазон вплоть до 600 °С. Объектом исследования являлись оптические волокна без покрытий, с полиимидными и с медными покрытиями. Целью работы являлось определение прочности, твердости и трещиностойкости оптических волокон без покрытий, с полиимидными и с медными покрытиями. Значения трещиностойкости и твердости кварцевых волокон измерены методом индентирования. Трещиностойкость K1с оптических волокон была определена с помощью полуэмпирической зависимости А. Ниихары, размер трещины – с использованием сканирующей электронной микроскопии. Методом осевого растяжения и методом двухточечного изгиба определен предел прочности волокон, при постоянной скорости нагружения 100 мм/мин. Построен график зависимости предела прочности от трещиностойкости, на котором показано сравнение методов двухточечного изгиба и осевого растяжения. Метод двухточечного изгиба дает завышенные результаты по сравнению с эталонным методом. Мы полагаем, это связано с распределением дефектов по длине оптического волокна. Наиболее высокая прочность наблюдалась у оптического волокна с медным покрытием от 6,7 до 9,0 ГПа. Низкая прочность, как и ожидалось, была получена у оптического волокна без покрытия от 0,3 до 2,3 ГПа. Рост прочности и трещиностойкости у волокон с покрытиями определяют сжимающими напряжениями на поверхности при нанесении меди и полиимида на кварцевые волокна.

Ключевые слова: оптическое волокно, предел прочности, трещиностойкость, твердость, коэффициент интенсивности напряжений, полиимидное покрытие, медное покрытие, методика Ниихары, осевое растяжение, двухточечный изгиб.

Булатов Максим Игоревич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры металловедения, термической и лазерной обработки металлов Пермского национального исследовательского политехнического университета,
e-mail: BylatovMI@gmail.ru.

Шацов Александр Аронович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры металловедения, термической и лазерной обработки металлов Пермского национального исследовательского политехнического университета, е-mail: shatsov@pstu.ru.

1. Stolov A.A., Simoff D.A., Jie Li. Thermal stability of specialty optical fibers // J. Lightwave Technol. – 2008. – Vol. 26. – P. 3443–3451.

2. Dipak R.B. Characterization of polyimide-coated optical fibers // Optical Eng. – 1991. – Vol. 30, no. 6. – P. 772–775.

3. Arridge R.G.C., Heywood D. The freeze-coating of filaments // Brit. J. Appl. Physics. – 1967. – Vol. 18. – P. 447–457.

4. Optical fibers with polyimide coatings for medical applications / A.A. Stolov, B.E. Slyman, D.A. Simoff, A.S. Ho­kansson, R.S. Allen, J.P. Earnhardt // Design and Quality for Biomedical Technologies. – 2012. – Vol. 8215. – P. 1–10.

5. Huff R.G., DiMarcello F.V. Hermetically coated optical fibers for adverse environments // Proc. SPIE. – 1987. – Vol. 867. – P. 40–45.

6. Ultraviolet-visible light-induced solarisation in silica-based optical fibres for indoor solar applications / G.M. Lo Piccolo, A. Morana, Alessi A. Boukenter A., S. Girard,
Y. Ouerdane, F.M. Gelardi, S. Agnello, M. Cannas // Journal of NonCrystalline Solids. – 2021. – Vol. 552:120458. – P. 1–5.

7. Polarimetric optical fibre sensing for plasma current measurement in thermonuclear fusion reactors / M. Wuilpart, A. Gusarov, Leysen W. Batistoni P., P. Moreau, P. Dandu, P. Merget // 22 nd International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), Bari, Italy. – 2020. – P. 1–4.

8. Stable propagation of optical solitons in fiber lasers by using symbolic computation / Li Bo, Zhao Jianping, Pan Aimin, Mirzazadeh M., M. Ekici, Q. Zhou, W. Liu // International Journal for Light and Electron Optics. – 2019. –
Vol. 178. – P. 142–145.

9. High strength furnace-drawn optical fibers /
F.V. DiMarcello, A.C. Hart, Williams J.C. Kurkjian C.R. // Fiber optics: advances in research and development. – New York: Plenum Publ. Corp., 1979. – P. 125–135.

10. Griffith A.A. The phenomena of rupture and flow in solids // Philos. Trans. of Roy. Soc. of London. Ser. A. – 1920. – Vol. 221. – P. 163–198.

11. Irwin G.R. Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate // Journal of applied Mechanics. – 1957. – Vol. 24. – P. 361–364.

12. Muraoka M., Abe H. Subcritical crack growth in silica optical fibers in wide range of crack velocities // Journal of the American Ceramic Society. – 1996. – Vol. 79(1). – P. 51–57.

13. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. – М.: Наука, 1989. – 234 с.

14. Standage A.E., Gani M.S. Reaction between vitreous silica and molten Aluminium // J. Amer. Ceram. Soc. – 1967. – Vol. 50. – Р. 101–105.

15. Inada K., Shiota T. Metal coated fibers // Proc.SPIE. – 1985. – Vol. 584. – Р. 99–106.

16. Определение термостойкости оптических волокон / Б.Б. Ахмед, К.Н. Нищев, А.А. Пыненков, Н.В. Моисеев // Журнал прикладной физики. – 2017. – № 5. – С. 82–86.

17. Reliability and optical losses of metal-coated fibers at high temperatures / A.S. Biriukov, V.A. Bogatyrjov, V.F. Lebedev, A.A. Sysoliatin, A.G. Khitun // Materials Research Society. Symposium Proceedings, MRS Spring Meeting. – 1998. – Vol. 531. – Р. 297–300.

18. High temperature effects of aluminum coated fiber / T. Shiota, H. Hidaka, O. Fukuda, K. Inada // J. Lightwave Technology. – 1986. – Vol. 4. – Р. 1151–1156.

19. Гогоци Г.А., Башта А.В. Исследование керамики при внедрении алмазной пирамиды Виккерса // Проблемы прочности. – 1990. – № 9. – С. 49–54.

20. Matthewson M.J., Kurjian C.R., Gulati S.T. Strength measurement of optical fibers by bending // Journal of the American Ceramic Society. – 1986. – Vol. 69 (11). – P. 815–821.

21. Механическая прочность и надежность волоконных световодов для систем оптической связи / В.А. Богатырев, М.М. Бубнов, С.Д. Румянцев, С.Л. Семенов // Proc. XV International Congress on Glass. – Leningrad, 1989. – P. 295–298.

22. Griffioen W. Effect of nonlinear elasticity on measured fatigue data and lifetime estimations of optical fibers // J. Am. Ceram. Soc. – 1992. – Vol. 75 (10). – P. 2692–2696.

23. Wiederhorn S.M. Influence of water vapor on crack propagation in soda-lime glass // J. Amer. Ceramic Soc. – 1967. – Vol. 50 (8). – P. 407–414.

24. Булатов М.И., Шацов А.А. Прочность и трещиностойкость кварцевых волокон с полиимидными покрытиями // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2021. – Т. 15, № 2. – С. 22–30.

25. Tensile strength and failure behavior of bare mode fibers / Ma. Zhangwei, W. Zhifeng, Liu Huanhuan, Pang Fufei, Chen Zhenyi, W. Tianxing // Optical Fiber Tecnology. – 2019. – Vol. 52. – P. 1–5.

26. Radiation resistant single-mode fiber with different coatings for sensing in high dose environments / G. Melin, P. Guitton, R. Montron, T. Gotter, T. Robin, B. Overton, S. Rizzolo, S. Girard // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 2018. –
No. 7. – P. 1657–1662.

Проведено исследование сплава Гейслера на основе Ni–Mn–In нестехиометрического состава, в котором реализуется магнитный и структурный фазовые переходы в районе комнатной температуры. Исследовано влияние интенсивной пластической деформации при криогенных температурах на микрокристаллическую структуру, характер излома, микротвердость сплава Гейслера Ni47Mn42In11. Отожженный сплав был подвергнут деформации методом кручения под высоким давлением. Пластическую деформацию осуществляли в наковальнях Бриджмена под давлением 8 ГПа при температуре 77 К. Сдвиг под давлением проводили при вращении нижней наковальни со скоростью w =  0,3 об/мин, угол поворота φ варьировали от 0 до 5 об. Методами оптической и электронной микроскопии была изучена структура сплава после деформации. С помощью сканирующей электронной микроскопии были выявлены особенности поверхности изломов в исходном состоянии и после деформационных воздействий различной интенсивности.  Структура отожженного сплава при комнатной температуре поликристаллическая двухфазная, состоящая из высокотемпературной L21-фазы и мартенситных кристаллов, средний размер зерен составляет до 500 мкм, при разрушении этой структуры наблюдается хрупкий излом. Показано, что после деформации кручением под давлением при температуре жидкого азота поликристаллическая структура сплава измельчается до нанокристаллического состояния с размером зерен до ≈90 нм во всем объеме образца, при этом разрушение материала приобретает в основном вязкий характер и улучшаются пластические свойства материала. Деформация при криогенной температуре вызывает значительное повышение микротвердости, наблюдается упрочнение сплава практически в два раза по сравнению с исходным отожженным состоянием, при этом подавляется мартенситное превращение.

Ключевые слова: фазовое превращение, сплав Гейслера, мартенсит, деформация, микротвердость, кручение под давлением, структура, излом, степень деформации, нанокристаллическое состояние.

Калетина Юлия Владимировна (Екатеринбург, Россия) – доктор технических наук, главный научный сотрудник Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, e-mail: kaletina@imp.uran.ru.

Калетин Андрей Юрьевич (Екатеринбург, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, старший научный сотрудник Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, e-mail: akalet@imp.uran.ru.

Пилюгин Виталий Прокофьевич (Екатеринбург, Россия) – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, e-mail: pilyugin@imp.uran.ru.

1. Ферромагнетики с памятью формы / А.Н. Васильев, В.Д. Бучельников, Т. Тагаки, В.В. Ховайло,
Э.И. Эстрин // УФН. – 2003. – Т. 173. – С. 577–608.

2. Магнитные сплавы с памятью формы: фазовые переходы и функциональные свойства / В.Д. Бучельников, А.Н. Васильев, В.В. Коледов, В.В. Ховайло,
С.В. Таскаев, В.Г. Шавров // УФН. – 2006. – Т. 176,
№ 8 – С. 900–906.

3. Счастливцев В.М., Калетина Ю.В., Фокина Е.А. Мартенситное превращение в магнитном поле. – Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2007. – 322 с.

4. Ferromagnetism in the austenitic and martensitic states of Ni–Mn–In alloys / Т. Кrenkе, M. Acet, E. Wassermann, Х. Moya, L. Manosa, A. Planes // Phys. Rev. B. – 2006. – Vol. 73, iss. 17. – Р. 174413.

5. Large magnetoresistance in single crystalline Ni50Mn50–xInx alloys (x = 14…16) upon martensitic transformation / S.Y. Yu, Z.H. Liu, G.D. Liu, J.L. Chen, Z.X. Cao, G.H. Wu, B. Zhang, X.X. Zhang // Appl. Phys. Lett. – 2006. – Vol. 89, iss. 16. – P. 162503.

6. Magnetic field induced shape recovery by reverse phase transformation / R. Kainuma, Y. Imano, W. Ito,
Y. Sutou, H. Morito, S. Okamoto, O. Kitakami, K. Oikawa, A. Fujita, T. Kanomata, K. Ishida // Nature. – 2006. –
Vol. 439. – P. 957–960.

7. Large magnetic entropy changes in the Ni45,4Mn41,5In13,1 Ferromagnetic Shape Memory Alloy / Z.D. Han,
D.H. Wang, C.L. Zhang, S.L. Tang, B.X. Gu, Y.W. Du // Appl. Phys. Lett. – 2006. – Vol. 89, iss. 18. – P. 182507.

8. Martensitic and magnetic transformation behaviors in heusler type NiMnIn and NiCoMnIn metamagnetic shape memory alloys / W. Ito, Y. Imano, R. Kainuma, Y. Sutou,
K. Oikawa // Metal. Mater. Trans. A. – 2007. – Vol. 38. –
P. 759–766.

9. Magnetic superelasticity and inverse magneto­caloric effect in Ni–Mn–In / T. Krenke, E. Duman, M. Acet, E.F. Wassermann, X. Moya, L. Manosa, A. Planes, E. Suard, B. Ouladdiaf // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. – 2007. – Vol. 75, iss. 10. – P. 104414.

10. Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni50Mn37+xIn13–x heusler alloys / M. Khan, A. Naushad, and S. Stadler // J. Appl. Phys. – 2007. – Vol. 101, iss. 5. – P. 053919.

11. Low field inverse magnetocaloric effect
in Ni50–xMn39+xIn11 heusler alloys / Z.D. Han, D.H. Wang,
C.L. Zhang, H.C. Xuan, B.X. Gu, Y.W. Du // Appl. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 90, iss. 4. – P. 042507.

12. Martensitic transformation and the magnetocaloric effect in Ni50–xMn38–xIn12 alloys / Z.D. Han, D.H. Wang,
C.L. Zhang, H.C. Xuan, J.R. Zhang, B.X. Gu, Y.W. Du // The solid state commun. – 2008. – Vol. 146. – P. 124–127.

13. Actuators based on composite material with shape-memory effect / A.V. Irzhak, D.I. Zakharov, V.S. Kalashnikov, V.V. Koledov, D.S. Kuchin, G.A. Lebedev, P.V. Lega, E.P. Perov, N.A. Pikhtin, V.G. Pushin, I.S. Tarasov,
V.V. Khovailo, V.G. Shavrov, A.V. Shelyakov // J. of Comm. Tech. and Electr. – 2010. – Vol. 55, iss. 7. – P. 818–830.

14. Buchelnikov V.D., Sokolovskiy V.V. Magneto­caloric effect in Ni–Mn–X(X = Ga, In, Sn, Sb) Heusler alloys // The Physics of Metals and Metallography. – 2011. – Vol. 112, no. 7. – P. 633–665.

15. Martensitic and magnetic transformations
in Ni–Mn–In alloys / V.M. Schastlivtsev, Yu.V. Kaletina,
E.A. Fokina, V.A. Kazantsev // Phys. Met. Metallogr. – 2011. – Vol. 112, no. 1. – P. 61–71.

16. Калетина Ю.В., Счастливцев В.М., Фокина Е.А. Фазовые превращения и свойства сплава Гейслера системы Ni–Mn–In // ПЖТФ. – 2013. – Т. 39, вып. 11. – С. 71–79.

17. Magnetocaloric effect (MCE) in melt-extracted Ni–Mn–Ga–Fe Heusler microwires / Y. Liu, X. Zhang,
D. Xing, H. Shen, D. Chen, J. Liu, J. Sun // J. of All. and Comp. – 2014. – Vol. 616. – P. 184–188.

18. Индуцированные магнитным полем мартенситные превращения в сплавах Ni47–xMn42+xIn11 (0 ≤ x ≤ 2) / Ю.В. Калетина, Е.Г. Герасимов, В.М. Счастливцев,
Е.А. Фокина, П.Б. Терентьев // ФММ. – 2013. – Т. 114, вып. 10. – С. 911–918.

19. Giant magnetocaloric effect in a Heusler Mn50Ni40In10 unidirectional crystal / J. Ren, H. Li, S. Feng, Q. Zhai, J. Fu, Z. Luo, H. Zheng // Intermetallics. – 2015. – Vol. 65. – Р. 10–14.

20. Прямой и обратный магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера Ni1,81Mn1,64In0,55, Ni1,73Mn1,80In0,47, and Ni1,72Mn1,51In0,49Co0,28 / Р.Р. Файзуллин, А.В. Маширов, В.Д. Бучельников, В.В. Коледов, В.Г. Шавров, С.В. Таскаев, М.В. Жуков // Радиотехника и электроника. –
2016. – Т. 61, вып. 10. – С. 994–1003.

21. The effects of substituting Ag for In on the magnetoresistance and magnetocaloric properties of Ni–Mn–In Heusler alloys / S. Pandey, A. Quetz, A. Aryal, T. Samanta,
I. Dubenko, S. Stadler, N. Ali. // AIP Adv. – 2016. –
Vol. 6. – Р. 056213.

22. Влияние интенсивной пластической деформации на структуру и свойства сплава Ni2,16Mn0,84Ga /
Н.И. Коуров, В.Г. Пушин, А.В. Королев, В.А. Казанцев, Е.Б. Марченкова, А.Н. Уксусников // ФММ. – 2007. –
Т. 103. – С. 280–287.

23. Мелкозернистая структура и свойства сплава системы Ni2MnIn после пластической деформации осадкой / И.И. Мусабиров, И.М. Сафаров, М.И. Нагимов, И.З. Шарипов, В.В. Коледов, А.В. Маширов, А.И. Рудской, Р.Р. Мулюков // ФТТ. – 2016. – Т. 58, вып. 8. –
С. 1552–1557.

24. Калетина Ю.В., Грешнова Е.Д., Калетин А.Ю. Эволюция структуры и свойств сплава Ni47Mn42In11 после пластической деформации // ФТТ. – 2019. –
Т. 61, вып. 11. – С. 2204–2209.

25. Фазовые превращения и структура сплавов
Ni–Mn–In при изменении соотношения Ni/Mn / Ю.В. Ка­ле­тина, Н.Ю. Фролова, В.М. Гундырев, А.Ю. Ка­ле­тин // ФТТ. – 2016. – Т. 58, вып. 8. – С. 1606–1614.

26. Кристаллографические особенности структуры мартенсита сплава Ni47Mn42In11 / Ю.В. Калетина, И.Г. Кабанова, Н.Ю. Фролова, В.М. Гундырев, А.Ю. Ка­ле­тин // ФТТ. – 2017. – Т. 59, вып. 10. – С. 1984–1991.

Физика пластичности и прочности во многом основана на дислокационной физике. Изучение дефектной субструктуры после пластической деформации проводилось с применением электронного микроскопа. Для исследования использовались поликристаллы ГЦК-сплавов на основе меди. Содержание Mn изменялось от 0,4 до 25 ат. %. Средний размер зерен в образцах равен 100 мкм. Образцы сплавов для исследования подвергались растяжению при комнатной температуре. Установлена последовательность изменения типов дислокационных субструктур в сплавах. В сплаве Cu + 0,4 aт. % Mn наблюдается следующая последовательность дислокационных субструктур (ДСС): клубки из дислокаций, ячеистая без разориентировки, ячеистая с разориентировками, в которых разориентировки между ячейками составляют больше 0,5°, микрополосовая. В сплавах с содержанием Mn более 6 ат. % наблюдается другая последовательность превращения ДСС: дислокационный хаос, дислокационные скопления, неразориентированная сетчатая, неразориентированная ячеисто-сетчатая, разориентированная ячеисто-сетчатая, микрополосовая. Тип ДСС, формирующийся при определенной степени деформации, характеризуется своими количественными параметрами и распределением дислокаций. Проведено количественное измерение параметров каждого типа субструктур. Присутствие одновременно при данной степени деформации не менее двух типов ДСС говорит о наличии двухфазности в материале. Рост степени деформации способствует увеличению плотности дислокаций в материале. При этом объем субструктуры, которая сформировалась при небольших степенях деформации, уменьшается, а вновь образовавшаяся субструктура занимает в материале больший объем, чем предыдущая ДСС. Вновь сформированная ДСС продолжает развиваться с ростом деформации. При этом величина плотности дислокаций принимает критические значения. Накопление дислокаций в каждой сформированной субструктуре ρсост гораздо выше, чем в предыдущих. Выявлена взаимосвязь параметров ДСС со средней скалярной плотностью дислокаций. Установлено, что большинство параметров ДСС могут являться параметрами фазовых превращений. Наблюдаемые зависимости характерны для превращений «порядок-беспорядок». При этом фаза представляет собой определенную организацию дислокаций в дислокационном ансамбле.

Ключевые слова: поликристалл, сплавы, фазы, деформация, концентрация твердого раствора, субструктуры, размер зерна, параметры дефектной структуры, средняя скалярная плотность дислокаций, изгиб-кручение кристаллической решетки.

Тришкина Людмила Ильинична (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры физики, химии и теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: trishkina.53@mail.ru.

Черкасова Татьяна Викторовна (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, химии и теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: cherkasova_tv@mail.ru.

Соловьев Артем Николаевич (Томск, Россия) – младший научный сотрудник Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: tsk_san@mail.ru.

Черкасов Никита Владиславович (Томск,
Россия) – студент Томского государственного архи­тектурно-строительного университета, e-mail: cherkasov_2000@outlook.com.

1. Конева Н.А., Козлов Э.В., Тришкина Л.И. Классификация дислокационных структур // Металлофизика. – 1991. – Т. 13, № 10. – С. 49–58.

2. Козлов Э.В., Тришкина Л.И., Конева Н.А. Накопление дислокаций при пластической деформации поликристаллов медно-марганцевых твердых растворов // Кристаллография. – 2009. – Т. 54, № 6. – C. 981–990.

3. Валиев Р.З., Александров И.А. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. – М.: Логос, 2000. – 272 с.

4. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов / Ю.Р. Колобов, Р.З. Валиев, Г.П. Грабовецкая [и др.]. – Новосибирск: Наука, 2001. – 232 с.

5. Носкова Н.И., Мулюков Р.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы / Уро РАН. – Екатеринбург, 2003. – 279 с.

6. Панин В.Е., Деревягина Л.С., Валиев Р.З. Механизм локализованной деформации субмикрокристаллической меди при растяжении // Физическая мезомеханика. – 1999. – Т. 2, № 1-2. – С. 89–95.

7. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 224 с.

8. Козлов Э.В., Тришкина Л.И., Конева Н.А. Закономерности развития разориентированной ячеистой субструктуры в медно-алюминиевых и медно-марганцевых сплавах // ФММ. – 1992. – № 11. – С. 148–152.

9. Эволюция дислокационной структуры при деформации поликристаллических сплавов на основе меди и их пластичность / Н.А. Конева, Э.В. Козлов,
Л.И. Тришкина, Т.В. Черкасова // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2016. – Т. 13, № 2. – С. 162–167.

10. Дальнодействующие поля напряжений, кривизна-кручение кристаллической решетки и стадии пластической деформации. Методы измерения и результаты / Н.А. Конева, Э.В. Козлов, Л.И. Тришкина, Д.В. Лычагин // Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела / под ред. В.Е. Панина. – Томск: Изд-во ТГУ, 1990. – Ч. I. – С. 83–93.

11. Конева Н.А., Киселева С.Ф., Попова Н.А. Определение плотности энергии, запасенной при пластической деформации изотропного тела, по кривизне-кручению кристаллической решетки // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. –
2011. – Т. 8, № 3. – С. 34–41.

12. Эволюция микроструктуры никеля при деформации кручением под давлением / И.А. Дитенберг,
А.Н. Тюменцев, А.В. Корзников, Е.А. Корзникова // Физическая мезомеханика. – 2012. – Т. 15, № 5. – С. 59–68.

13. Эволюция кривизны-кручения кристаллической решетки в металлических материалах на мезо-
и нанокристаллическом уровнях пластической деформации / А.Н. Тюменцев, В.А. Дитенберг, А.Д. Коротаев, К.И. Денисов // Физическая мезомеханика. – 2013. –
Т. 16, № 3. – С. 63–79.

14. Фундаментальная роль кривизны кристаллической структуры в пластичности и прочности твердых тел / В.Е. Панин, А.В. Панин, Т.Ф. Елсукова, Ю.Ф. Попкова // Физическая мезомеханика. – 2014. – Т. 17, № 6. – С. 7–18.

15. Koneva N.A., Trishkina L.I., Cherkasova T.V. Сurvature and torsion of the crystal lattice in deformed polycrystalline alloys // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2019. – Vol. 83, no. 10. – Р. 1362–1367.

16. Эволюция вкладов в пластическую составляющую внутренних напряжений компонент изгиба и кручения кристаллической решетки в аустенитной стали / С.Ф. Киселева, Н.А. Попова, Н.А. Конева, Э.В. Козлов // Материаловедение. – 2016. – № 7. – С. 24–26.

17. Evolution of contributions from components of lattice bending–torsion to the elastic component of internal stresses during the deformation of a polycrystal /
N.A. Koneva, S.F. Kiseleva, N.A. Popova, E.V. Kozlov // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. – 2016. – Vol. 80, no. 6. – P. 722–724.

18. Courtney T.H. Mechanical behavior of materials. – Boston; Toronto: McGraw – Hill International Editions, 2000. – 732 p.

19. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. – М.: Металлургия, 1970. – 376 с.

20. Дислокационная структура и дислокационные субструктуры. Электронно-микроскопические методы измерения их параметров / Н.А. Конева, Т.В. Черкасова, Л.И. Тришкина, Н.А. Попова, В.Е. Громов, К.В. Аксе­нов; Сиб. гос. индустр. ун-т. – Новокузнецк, 2019. – 136 с.

21. Koneva N.A., Trishkina L.I., Cherkasova T.V. Evolution of dislocation structure parameters in deformeted polycrystalline FCC solid solutions // Russian Physics Journal. – 2019. – Vol. 62, no. 6. – P. 948–955.

22. Микрополосовая дислокационная субструктура: формирование и эволюция с деформацией / Н.А. Конева, Л.И. Тришкина, Т.В. Черкасова, Э.В. Козлов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2013. – Т. 10, № 2. – С. 283–289.

23. Закономерности формирования и эволюции ячеистой дислокационной субструктуры ГЦК металлов и однофазных твердых растворов и их количественная оценка / Н.А. Конева, Д.В. Лычагин, В.А. Старенченко, Э.В. Козлов // Деформация и разрушение материалов. – 2006. – № 9. – С. 24–32.

24. Субструктурно-фазовые превращения при пластической деформации материалов на основе меди /
Н.А. Конева, А.Н. Жданов, Ю.Ф. Иванов, Н.А. Попова, Э.В. Козлов // Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов: сб. науч. тр. – Екатеринбург. – Изд-во УрО РАН, 2005. – Ч. 2. – С. 9–19.

25. Козлов Э.В., Конева Н.А., Попова Н.А. Фазовые превращения и накопление дефектов при пластической деформации поликристаллических материалов: размерный эффект // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2014. – Т. 11, № 4. –
С. 522–528.

26. Structure and phase composition of the superalloy on the basis of Ni–Al–Cr alloyed by Re and La /
E.L. Nikonenko, N.A. Popova, N.A. Koneva, E.V. Kozlov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2016. –
Vol. 112. – 012036. DOI 10.1088/1757-899X8112/1/012036

27. Фазовые превращения и разориентировки в ферритно-мартенситной стали интенсивной пластической деформации / Н.А. Конева, Н.А. Попова, Е.Л. Никоненко, Н.Р. Сизоненко // Известия РАН. Серия физическая. – 2018. – Т. 82, № 7. – С. 15–18.

Установлено, что результаты численного моделирования процесса сварки алюминиевых сплавов способом VP-GTAW носят противоречивый характер. Используются или усредненные коэффициенты полезного действия дуги, или их значения для разных полярностей принимаются произвольно. Предложено для решения задач по определению требований к точности параметров сварки алюминиевых сплавов и их автоматическому регулированию по математической модели использовать линейные аналитические зависимости для расчета значений температуры в свариваемом изделии. Проанализированы размеры односторонних сварных швов стыкового соединения, выполненного при трех значениях длительности полярности ЕР с помощью моделей точечного и нормально-кругового источника тепла на поверхности плоского слоя. Для модели точечного источника установлено, что расчетная средняя ширина шва наиболее точно совпадает с экспериментальными значениями при коэффициенте температуропроводности а = 0,85 см2/с. Данный коэффициент использовали при определении модельной эффективной мощности и условного диаметра пятна нагрева НКИ по двум размерам шва. Установлено, что модельная эффективная мощность точечного источника в среднем на 40 % меньше мощности, рассчитанной при эффективном КПД дуг η = 0,72 и использованной при численном моделировании. С изменением площади пятна нагрева НКИ в два раза требуемая модельная эффективная мощность изменяется всего на 5 %. Ввиду этого в дальнейших расчетах использовали гипотезу постоянства осевого теплового потока. В результате расчетов в области с минимальной шириной обратного валика получили, что отрицательное отклонение модельной эффективной мощности не должно превышать 2,6 %. Аналогичные требования к точности получили на допуск по толщине свариваемых пластин и начальной температуре свариваемых деталей. Допуск на увеличение скорости сварки намного больше – +20 %. Таким образом, требования к точности поддержания параметров сварки алюминиевых сплавов близки к требованиям для высоко­легированных сталей. Результаты следует учитывать при разработке установок для автоматической сварки алюминиевых сплавов.

Ключевые слова: сварка алюминиевых сплавов, переменная полярность, точность параметров, численное моделирование, линейная модель, нормально-круговой источник, эффективный КПД, размеры сварного шва, коэффициенты модели, модельная мощность.

Сидоров Владимир Петрович (Тольятти, Россия) – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры сварки, обработки материалов давлением и родственных процессов Тольяттинского государственного университета, e-mail: vladimir.sidorov.2012@list.ru.

Мельзитдинова Анна Викторовна (Тольятти, Россия) – магистр, руководитель ОПС ЧОУ ДПО ТУЦ «Спектр», e-mail: melzitdinova@gmail.com.

Советкин Дмитрий Эдуардович (Тольятти, Россия) – магистр, старший преподаватель кафедры сварки, обработки материалов давлением и родственных процессов Тольяттинского государственного университета, e-mail: mitya.sovetkin@yandex.ru.

1. Савинов А.В., Лапин И.Е., Лысак В.И. Дуговая сварка неплавящимся электродом. – М.: Машиностроение, 2011. – 477 с.
2. Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.Н. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах / «ООО БМП-ПР», НАКС. – М., 2011. – 367 с.
3. Yarmuch M.A.R., Patched B.M. Variable AC polarity GTAW fusion behavior in 5083 aluminum // Welding Journal. – July 2007. – Vol. 86. – Р. 196–200.
4. Основные тенденции развития плазменно-дуговой сварки алюминиевых сплавов / А.А. Гринюк, В.Е. Коржик, Е.Н. Шевченко, А.А. Бабич, С.И. Пе­ле­шенко, В.Г. Чайка, А.Ф. Тищенко, Г.В. Ковбасенко // Автоматическая сварка. – 2015. – № 11. – С. 39–50.
5. Arc attachments on aluminum during tungsten electrode positive polarity in TIG welding of aluminum / S. Rose, J. Zahr, M. Schnick, U. Fussel, S.-F. Goecke, M. Hubner // Welding in the World. – 2011. – Vol 55. – P. 91–99.
6. Arc characteristics in doubled-pulsed VP-GTAV for aluminum alloy / J. Wang, B. Qi, B. Cong, M. Yang, F. Liu // Journal of Materials Processing Tech. – 2017. – Vol. 249. – Р. 89–95.
7. The effect of electrode energy balance on variable polarity plasma arc pressure / B. Hu, S. Tashiro, F. Jiang, M. Tanaka, S. Chen // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2019. – Vol. 145. – Р. 118715.
8. Столбов В.И., Потехин В.П. Модель нагрева поверхности сварочной дугой // Автоматическая сварка. – 1979. – № 12. – С. 10–12.
9. Столбов В.И. Сварочная ванна / ТГУ. – Тольятти, 2007. – 147 с.
10. Эффективная мощность сварочной дуги обратной полярности при наплавке алюминия плавящимся электродом / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, А.Г. Бочкарев, Д.Э. Советкин // Вектор науки ТГУ. – 2020. – № 4. – С. 34–42.
11. Сидоров В.П., Советкин Д.Э. Эффективная мощность разнополярной дуги в аргоне с вольфрамовым электродом при сварке алюминия // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2021. – Т. 23, № 1. – С. 5–12.
12. Simulation and analysis of heat transfer and fluid flow characteristics of variable polarity GTAW process based on a tungsten-arc-specimen coupled model / J. Pan, S. Hu, L. Yang, H. Li // Jnternational Journal of Heat and Mass Transfer. – 2016. – Vol. 96. – Р. 346–352.
13. Giedt W.H., Tallerico L.N., Fuerschbach P.W. GTA Welding efficiency: calorimetric and temperature field measurements // Welding Research Supplement. – January 1989. – Р. 28–32.
14. Сидоров В.П., Советкин Д.Э., Мельзитди­нова А.В. Эффективная мощность дуги прямой по­лярности с неплавящимся электродом // Вестник Пермского национального исследовательского политех­нического университета. Машиностроение, материало­ведение. – 2020. – Т. 22, № 2. – С. 5–11.
15. Кархин В.А. Тепловые процессы при сварке. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. – 572 с.
16. Сидоров В.П., Мельзитдинова А.В. Расчет точности параметров аргонодуговой и контактной сварки / ООО «Анна». – Тольятти, 2018. – 252 с.
17. Jeong H., Park K., Cho J. Numerical analysis of variable polarity arc weld pool // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2016. – Vol. 30 (9). – Р. 4307–4313.
18. Investigation on the influence of various welding parameters on the arc thermal efficiency of the GTAW process by calorimetric method / M.B. Nasiri, M. Behza­dinejad, H. Latifi, J. Martikeinen // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2014. – Vol. 28 (8). – Р. 3255–3261.
19. Thermal efficiency decision of variable polarity aluminum arc welding through molten pool analysis / H. Jeong, K. Park, S. Baek, J. Cho // Jnternational Journal of Heat and Mass Transfer. – 2019. – Vol. 138. – Р. 729–737.
20. Cho J., Lee J.-J., Bae S.H. Heat input analysis of variable polarity arc welding of aluminum // Jnternational Journal Adv Manuf Technol. – 2015. – Vol. 81. – Р. 1273–1280.
21. Wang L.L., Wei J.H., Wang Z.M. Numerical and experimental investigations of variable polarity gas tungsten arc welding // The International Journal of Advanced Manu­facturing Technology. – 2018. – Vol. 95. – Р. 2421–2428.
22. Денисов П.В., Мирлин Г.А. Расчет темпера­туры нагрева тонколистового металла нормально распреде­ленным источником при точечной сварке импульсной дугой // Сварочное производство. – 1974. – № 1. – С. 3–6.
23. Теория сварочных процессов: учеб. / А.В. Ко­но­валов [и др.]; под ред. В.М. Неровного. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 752 с.
24. Способ регулирования глубины проплав­ления при дуговой автоматической сварке: пат. 2735847 Рос. Федерация / Сидоров В.П., Мельзитдинова А.В. – № 2019123222; заявл. 18.07.2019; опубл. 09.11.2020, Бюл. № 31.

Аддитивные процессы – это инновационные технологические процессы, применение которых значительно сокращает количество этапов современного производства. В настоящее время учеными активно изучаются вопросы создания изделий с использованием различных технологий наплавки, вопросы структурообразования наплавленных слоев и зависимости состава наплавленного материала от режимов наплавки.

Несмотря на активное развитие методов аддитивного послойного формирования заготовок и изделий из металлических материалов, до настоящего времени полностью не решены вопросы снижения тепловложения в изделие при формировании слоев, возможности обработки материалов разных классов, снижения дефектности наплавленного материала, обеспечения требуемых свойств. Структура и свойства слоистых материалов во многом определяются особенностями теплопередачи в изделие при наплавке, в том числе при работе с активными материалами, к которым относится титан и его сплавы. Титановые сплавы обладают рядом структурных особенностей, в частности формированием вытянутых крупных зерен бета-фазы, которые могут образовываться вследствие длительного нахождения металла в области повышенных температур, и появлением крупных мартенситных фаз, образованию которых способствует высокая скорость охлаждения. Особенности структуры титановых сплавов необходимо учитывать в технологиях наплавки при формировании физико-механических свойств.

Рассмотрено влияние различных способов плазменной наплавки на структуру и свойства двухфазного титанового сплава при аддитивном формировании заготовок. Наращивание заготовок осуществлялось плазменной наплавкой в камере с контролируемой атмосферой по однодуговой и двухдуговой схемам. Качественное формирование заготовок из титанового сплава с получением стабильных геометрических характеристик возможно при плазменной наплавке проволочного материала дугой прямого действия прямой полярности. Использование технологической камеры, заполненной инертным газом, позволяет обеспечивать наиболее эффективную защиту расплавленного и нагретого титанового сплава от воздействия окружающей среды.

Результаты исследований показали, что применение двухдуговой схемы плазменной наплавки в контролируемой атмосфере позволяет снизить суммарное тепловложение по сравнению с однодуговой схемой при обеспечении аналогичной производительности и стабильности процесса.

Ключевые слова: аддитивные технологии, титановые сплавы, плазменная наплавка, макроструктура, микроструктура, фазовый состав, микротвердость, механические свойства, схема, камера.

Акулова Светлана Николаевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета,
e-mail: veta-ru@yandex.ru.

Мышкина Альбина Васильевна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: albina_myshkina@mail.ru.

Варушкин Степан Владимирович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, инженер кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: stepan.varushkin@mail.ru.

Неулыбин Сергей Дмитриевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник центра коллективного пользования «Центр аддитивных технологий» Пермского национального исследовательского политехнического университета, е-mail: sn-1991@mail.ru.

Кривоносова Екатерина Александровна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследова­тельского политехнического университета, e-mail: katerinakkkkk@mail.ru.

Щицын Юрий Дмитриевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, завкафедрой сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета, е-mail: svarka@pstu.ru.

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

1. Frazier W.E. Metal additive manufacturing: A Review // J. Mater. Eng. Performance. – 2014. – Vol. 23, no. 6. – P. 917–928.
2. Build orientation optimization for multi-part production in additive manufacturing / Yicha ZHANG, Alain Bernard, Ramy Harik, K.P. Karunakaran // J. of Intelligent Manuf. – 2015. – Vol. 5. – P. 34–48.
3. Юрьева А.В., Ковальчук А.Н. Введение в плазменные технологии и водородную энергетику: учеб. пособие. – Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2014. – 90 с.
4. Incorporating grain-level residual stresses and validating a crystal plasticity model of a two-phase Ti–6Al–4 V alloy produced via additive manufacturing / K. Kapoor, Y.S.J. Yoo, T.A. Book, J.P. Kacher, M.D. Sangid // J. Mech. Phys. Solids. – 2018. – Vol. 121. – P. 447–462.
5. A review of the wire arc additive manufacturing of metals: properties, defects and quality improvement / Wu Bintao, Pan Zengxi, Ding Donghong, Cuiuri Dominic, Li Huijun, Xu Jing, Norrish John // Journal of Manuf. Proc. – 2018. – Vol. 35. – P. 127–139.
6. Liu S., Shin Y.C. Additive manufacturing of Ti6Al4V alloy: A review // Mater. Des. – 2019. – Vol. 164. – P. 107552.
7. Design for wire + arc additive manufacture: design rules and build orientation selection / Lockett Helen, Ding Jialuo, Williams Stewart, Martina Filomeno // J. of Eng. Design. – 2017. – Vol. 28(7-9). – P. 568–598.
8. Зленко М.А., Нагайцев М.В., Довбыш В.М. Аддитивные технологии в машиностроении: пособие для инженеров / ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». – М., 2015. – 220 с.
9. Плазменная многослойная наплавка / Ю.Д. Щи­цын [и др.] // Сварка и диагностика: сб. докл. междунар. форума, г. Екатеринбург, 24–25 ноября 2015 г. – Екатеринбург, 2015. – С. 149–156.
10. Шаповалов К.П., Макаренко Н.А., Грановская Л.А. Совершенствование способа плазменной наплавки с боковой подачей присадочной проволоки // Автоматическая сварка. – 2012. – № 2. – С. 57–59.
11. Interpass rolling of Ti-6Al-4V wire+arc additively manufactured features for microstructural refinement / Anthony R. McAndrew, Marta Alvarez Rosales, Paul A. Colegrove, Jan R. Hönnige, Alistair Ho, Romain Fayolle, Kamal Eyitayo, Ioan Stan, Punyawee Sukrongpang, Antoine Crochemore, Zsolt Pinter // Additive Manufacturing. – 2018. – Vol. 21. – P. 340–349.
12. Investigation of microstructure and hardness of a rib geometry produced by metal forming and wire-arc additive manufacturing / Markus Hirtler, Angelika Jedynak, Benjamin Sydow, Alexander Sviridov, Markus Bambach // MATEC Web of Conferences (ICNFT 2018). – 2018. – Vol. 190. – 02005.
13. Martina F., Williams S.W., Colegrove P.A. Improved microstructure and increased mechanical properties of additive manufacture produced Ti–6Al–4V by interpass cold rolling // 24th International Free form abrication Symposium. – Austin, Texas, USA, 2013.
14. Переплетчиков Е.Ф. Способы плазменной наплавки, применяемые в странах СНГ // Сварщик. – 2004. – № 3. – С. 9–14.
15. Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменная наплавка (обзор) // Сварочное производство. – 2007. – № 2. – С. 32–40.
16. Ермаков С.А., Соснин Н.А., Тополянский П.А. Особенности плазменной порошковой наплавки двухдуговым плазмотроном // Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: материалы 9-й практ. конф., г. Санкт-Петербург, 10–13 апреля 2007 г. – СПб., 2007. – Ч. 1. – С. 94–101.
17. Influence of surfacing technologies on structure formation of high-temperature nickel alloys / E.A. Krivo­nosova, Yu.D. Schitsin, D.N. Trushnikov, A.V. Myshkina, S.N. Akulova, S.D. Neulybin, A.Yu. Dushina // Metallurgist. – 2019. – Vol. 63, no. 1–2. – P. 197–205. DOI: 10.1007/s11015-019-00810-1
18. Формирование структуры и свойств сплава системы алюминий–магний–скандий в аддитивных технологиях плазменной наплавки с послойным деформационным упрочнением / Ю.Д. Щицын, Е.А. Кривоносова, Т.В. Ольшанская, С.Д. Неулыбин // Цветные металлы. – 2020. – № 2. – С. 89–94.
19. Макаров Э.Л., Якушин Б.Ф. Теория свариваемости сталей и сплавов / МГТУ им. Баумана. – М., 2018. – 549 с.
20. Сварка плавлением титанового сплава ВТ18У / В.И. Лукин, Е.Н. Иода, М.Д. Пантелеев, А.А. Скупов // Труды ВИАМ. – 2015. – № 5. – С. 1–13.
21. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов / Е.А. Борисова, Г.А. Бочвар [и др.]. – М.: Металлургия, 1980. – 464 с.

Исследования направлены на поиск методики расчета состава жидкостекольной стержневой смеси, имеющей наилучшее сочетание между выбиваемостью жидкостекольных литейных стержней из отливок и их манипуляторной прочностью. Для этого исследовано влияние рецептуры жидкостекольной стержневой смеси – процентного содержания в стержневой смеси жидкого стекла, металлургического шлака, углерода в виде каменного угля, древесного угля или древесных опилок – на указанные технологические свойства литейных стержней. Показано, что увеличение процентного содержания жидкого стекла в стержневой смеси будет повышать манипуляторную и максимальную прочность литейных стержней, а вводимый в стержневую смесь углерод будет выгорать при высоких температурах литейных стержней, увеличивая их пористость и улучшая выбиваемость из отливок. Исследовано влияние нанесенных на литейный стержень покрытий на основе жидкого стекла на его технологические свойства. По результатам проведенных исследований получена методика расчета состава стержневой смеси и выбора параметров технологического процесса по заданной величине выбиваемости литейного стержня из отливки и величине его манипуляторной прочности с учетом используемого наполнителя – чистого кварцевого песка либо кварцевого песка с добавлением оборотной смеси. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований манипуляторной и максимальной прочности при растяжении, сжатии и изгибе, а также выбиваемости жидкостекольных литейных стержней из отливок, изготовленных по различным рецептурам и технологиям. По результатам сравнительного анализа установлены особенности и границы применения песчаных литейных стержней с различным процентным содержанием жидкого стекла, используемого в качестве связующего вещества, и других компонентов жидкостекольной стержневой смеси. Сформулированы некоторые общие рекомендации по применению жидкостекольных стержневых смесей различной рецептуры, а также по применению покрытий на основе жидкого стекла для поверхностей литейных стержней с целью повышения их максимальной прочности в сочетании с хорошей выбиваемостью из отливок.

Ключевые слова: жидкое стекло, кварцевый песок, жидкостекольная стержневая смесь, оборотная смесь, стержневой ящик, литейный стержень, рецептура, технология, испытание на прочность, манипуляторная прочность, максимальная прочность, выбиваемость из отливок, эксперимент, сравнительный анализ, методика расчета.

Гутько Юрий Иванович (Луганск) – доктор технических наук, профессор, первый проректор Луганского государ­ст­венного университета им. В. Даля, e-mail: lguni.lit@yandex.ru.

Войтенко Валерий Владимирович (Луганск) – аспирант кафедры промышленного и художественного литья Луганского государственного университета им. В. Даля, e-mail: valery.voytenko@outlook.com.

1. Holtzer M., Kmita A. Mold and core sands in metalcasting: chemistry and ecology sustainable development. – New York City; Dordrecht; Heidelberg; London: Springer, 2020. – 378 p. – URL: https://www.amazon.com/ Mold-Core-Sands-Metalcasting-Sustainable/dp/3030532097 (accessed 28 June 2021).
2. Rao P.N. Manufacturing technology: [in 2 books]. Vol. 1. Foundry, Forming and Welding. – New Delhi: McGraw Hill (India) Private Limited, 2018. – 584 p. – URL: https://www.amazon.in/Manufacturing-Technology-Vol-P-N- Rao/dp/1259029565 (accessed 28 June 2021).
3. Haidemenopoulos G.N. Physical metallurgy: prin­ciples and design. – Boca Raton, USA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2018. – 490 p. DOI: 10.1201/9781315211220
4. Global Casting Magazine. – Palo Alto; Copenhagen; Berlin; New York City; Schaumburg; Füssen; Beijing: Issuu, Modern Casting, Foundry-Planet.com, The China Foundry Association, 2018. – No. 1. – 75 p. – URL: https://www.twirpx.com/file/2998575 (accessed 28 June 2021).
5. Global Casting Magazine. – Palo Alto; Copenhagen; Berlin; New York City; Schaumburg; Füssen; Beijing: Issuu, Modern Casting, Foundry-Planet.com, The China Foundry Association, 2018. – No. 2. – 46 p. – URL: https://www.twirpx.com/file/2998581 (accessed 28 June 2021).
6. Global Casting Magazine. – Palo Alto; Copenhagen; Berlin; New York City; Schaumburg; Füssen; Beijing: Issuu, Modern Casting, Foundry-Planet.com, The China Foundry Association, 2018. – No. 3. – 52 p. – URL: https://www.twirpx.com/file/2998586 (accessed 23 June 2021).
7. Global Casting Magazine. – Palo Alto; Copenhagen; Berlin; New York City; Schaumburg; Füssen; Beijing: Issuu, Modern Casting, Foundry-Planet.com, The China Foundry Association, 2018. – No. 4. – 60 p. – URL: https://www.twirpx.com/file/2998590 (accessed 15 June 2021).
8. Budynas R., Nisbett K. Shigley's mechanical engineering design. – 11th ed. – New York City: Tata McGraw Hill Publishing Co. Ltd., 2019. – 1120 p. – URL: https://www.amazon.com/Shigleys-Mechanical-Engineering-Richard-Budynas/dp/0073398217 (accessed 28 June 2021).
9. Holtzer M., Górny M., Danko R. Microstructure and properties of ductile iron and compacted graphite iron castings: the effects of mold sand/metal interface phenomena. – Dordrecht, Heidelberg, London: Springer, 2015. – 166 p. – (Springer Briefs in Materials). – URL: https://www.amazon.com/Microstructure-Properties-Com­pac­ted-Graphite-Castings/dp/3319145827 (accessed 15 June 2021).
10. Jain P.L. Principles of foundry technology. – 5th ed. – New York City: Tata McGraw Hill Publishing Co. Ltd., 2014. – 479 p. – URL: https://www.amazon.in/Principles-Foundry-Technology-P-Jain/dp/0070151296 (accessed 28 June 2021).
11. Berns H., Gavriljuk V., Riedner S. High interstitial stainless austenitic steels. – Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013. – 167 p. DOI: 10.1007/978-3-642-33701-7
12. Srinivasan M. Science and technology of casting processes. – London: IntechOpen Limited, 2012. – 350 p. DOI: 10.5772/3128
13. Mahi S., Thomas S.P. Technology for magnesium castings: design, products & applications. – Schaumburg: American Foundry Society, 2011. – 314 p. – URL: https://www.amazon.com/Technology-Magnesium-Castings-Products-Applications/dp/0874333741 (accessed 23 June 2021).
14. Gingery D.J. Build your own metal working shop from scrap: [in 7 books]. Vol. 2. The metal lathe. – USA: David J. Gingery Publishing, LLC, 2011. – 128 p. – URL: https://www.amazon.com/Build-Metal-Working-Scrap-Com­plete/dp/1878087355 (accessed 28 June 2021).
15. Wang W., Conley H.W., Stoll J.G. Rapid tooling guidelines for sand casting. – New York City; Dordrecht; Heidelberg; London: Springer, 2010. – 164 p. – URL: https://www.amazon.com/Tooling-Guidelines-Casting-Me­cha­nical-Engineering/dp/1441957308 (accessed 15 June 2021).
16. Neff D. Casting defects handbook: copper & copper-base alloys. – Schaumburg: American Foundry Society, 2010. – 88 p. – URL: https://www.amazon.com/Casting-De­fects-Handbook-Copper-Copper-Base/dp/0874333652 (accessed 15 June 2021).
17. West T.D. Metallurgy of cast iron. – Ravensdale; Washington: Pine Woods Press, 2008. – 648 p. – URL: https://www.amazon.com/Metallurgy-Cast-Iron-Thomas-West/ dp/1443749877 (accessed 28 June 2021).
18. Seetharaman S. Fundamentals of metallurgy. – Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2005. – 576 p. – URL: https://www.academia.edu/19795256/Fundamentals_ of_Metallurgy (accessed 28 June 2021).
19. Campbell J. Castings. – 2nd ed. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2003. – 352 p. – URL: https://www.ama­zon.com/Castings-John-Campbell/dp/07506 47906 (accessed 28 June 2021).
20. Chastain S.D. Metal casting: a sand casting manual for the small foundry: [in 2 books]. – Jacksonville: Chastain Publishing, 2003. – Vol. 1. – 207 p. – URL: https://www.ama­zon.com/Metal-Casting-Manual-Small-Foundry/dp/0970220324 (accessed 28 June 2021).
21. Chastain S.D. Metal casting: a sand casting manual for the small foundry: [in 2 books]. – Jacksonville: Chastain Publishing, 2004. – Vol. 2. – 187 p. – URL: https://www.amazon.com/Metal-Casting-Manual-Small-Foundry/ dp/0970220332 (accessed 15 June 2021).
22. Hoffman H. Casting metal parts. – San Angelo: Action Book Publishers, 2002. – 86 p. – URL: https://pdfslide.net/engineering/casting-metal-parts-by-ha­rold- hoffman.html (accessed 28 June 2021).
23. Beeley P.R. Foundry technology. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001. – 720 p. – URL: https://www.aca­demia.edu/4161769/foundry_technology_by_peter_beeley (accessed 28 June 2021).
24. Brown J.R. Foseco ferrous foundryman's handbook. – 11th ed. – Oxford: Butterworth Heinemann, 2000. – 384 p. – URL: https://www.amazon.com/Foseco-Ferrous-Foundrymans-Handbook-Brown/dp/075064284X (accessed 28 June 2021).
25. Hurst S. Metal casting: appropriate technology in the small foundry. – London: Intermediate Technology Publications, 1996. – 227 p. – URL: https://www.ama­zon.com/Metal-Casting-Appropriate-Technology-Foundry/dp/ 1853391972 (accessed 28 June 2021).

Рассмотрен комплексный подход к повышению надежности нефтепромыслового и бурового оборудования путем применения технологических и конструктивных решений при механической обработке резьбы и последующей управляемой сборке соединений. В современном производственном процессе добычи углеводородов широко используется метод наклонно-направленного и горизонтального бурения нефтяных и газовых скважин. При этом наблюдается повышенное пластовое давление в скважине, воздействие высоких температур на оборудование и другие осложняющие факторы, влияющие на стабильную работу изделий. В связи с этим конструкция и технология изготовления ответственных деталей нефтепромыслового и бурового оборудования требует применения более прочных и надежных, с высокими техническими характеристиками изделий.

Построены причинно-следственные связи, влияющие на надежность резьбы и резьбового соединения. Раскрыты причины и показаны эффективные решения проблемы низкой долговечности резьбовых соединений. Рассмотрены различные методы упрочнения поверхностей. Предложены наиболее перспективные методы поверхностной пластической деформации на основе обкатывания резьбы специальным профильным роликом.

Отмечено, что качество поверхностного слоя в основном характеризует ресурсные показатели наземного и подземного оборудования, применяемого в нефтегазовой отрасли. Выявлены ключевые операции технологического процесса изготовления детали, на которых формируются ее геометрические и физико-механические свойства. Повышение долговечности изделий с резьбой является одной из основных задач современного машиностроения. В качестве высокоэффективного метода, повышающего износостойкость резьбы, рассмотрена электромеханическая обработка.

Выполнены экспериментальные исследования для повышения надежности резьбовых соединений, рассмотрены сравнительные усталостные испытания образцов бурильных труб с упрочнением резьбы и без упрочнения. Исследования выполнены на специальном стенде и по новой методике. Необходимо отметить, что для технологического процесса лезвийной обработки, последующего упрочнения впадин резьбы и сборки соединений важной является разработка методологических основ и практических рекомендаций.

Проведенный анализ ранних исследований научных школ и производственного опыта предприятий нефтяного машиностроения показал, что при комплексной оценке надежности следует учесть эффективность процесса резьботочения и сборки резьбовых соединений с оптимальным моментом. При изготовлении специальных бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, а также других высоконагруженных деталей нефтепромыслового и бурового оборудования, важным является выполнение технологических требований и прогнозирование выходных параметров процесса резьботочения.

Таким образом, создание теоретических основ конструкторско-технологического обеспечения надежности резьбовых соединений является актуальной научной задачей при изготовлении бурильных труб и имеет важную практическую значимость для народного хозяйства Российской Федерации.

Ключевые слова: цифровые технологии, резьба, резьботочение, упрочнение, обкатывание резьбы, остаточные напряжения, поверхностное пластическое деформирование, бурильная труба, момент затяжки, сборка, нефтепромысловое оборудование, электромеханическая обработка.

Песин Михаил Владимирович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, и.о. декана механико-технологического факультета Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: m.pesin@mail.ru.

Макаров Владимир Федорович (Пермь,
Россия) – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: makarovv@pstu.ru.

Халтурин Олег Александрович (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: m.pesin@mail.ru.

Павлович Александр Алексеевич (Пермь, Россия) – начальник бюро инструментального хозяйства ЗАО «СКБ», e-mail: m.pesin@mail.ru.

Мельников Сергей Алексеевич (Пермь, Россия) – инженер-технолог Центра высокопроизводительных производственных технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: m.pesin@mail.ru.

Макаренков Евгений Сергеевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: m.pesin@mail.ru.

1. Песин М.В. Научные основы моделирования процесса упрочнения впадины резьбы бурильных труб обкатыванием роликом // Экспозиция Нефть Газ. – 2013. – № 5 (30). – С. 68–70.
2. Песин М.В., Мокроносов Е.Д. Повышение надежности бурильных труб на стадии проектирования путем использования математического моделирования процесса упрочнения резьбовой поверхности // Экспозиция Нефть Газ. – 2013. – № 2 (27). – С. 56–57.
3. Песин М.В. Повышение надежности резьбовых соединений нефтегазовых изделий // Технология машиностроения – 2011. – № 9. – С. 49–50.
4. Васильев А.С. Статистическая модель трансформации свойств изделий в технологических средах // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. – 1997. – № 4. – С. 13–20.
5. Применение различных методов упрочняющей обработки деталей с целью повышения сопротивления усталостному разрушению / А.С. Горбунов, В.Ф. Ма­каров, С.П. Никитин, М.В. Песин // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2017. – № 9 (204). – С. 28–31.
6. Горбунов А.С., Макаров В.Ф. Влияние последовательности обработки спирально-конических шестерен на распределение остаточных напряжений и величину наклепа поверхностного слоя зубьев // Технология машиностроения. – 2012. – № 3. – С. 9–12.
7. Горбунов А.С., Макаров В.Ф., Ворожцова Н.А. Формирование параметров качества поверхностного слоя зубьев спирально-коничес­ких шестерен с учетом влияния технологической наследственности // Наукоемкие технологии в машиностроении – 2015. – № 4 (46). – С. 40–47.
8. Горбунов А.С., Макаров В.Ф., Ворожцова Н.А. Современные методы исследования наследственных технологических остаточных напряжений зубьев спирально-конических шестерен и их взаимосвязи с усталостной прочностью // Справочник. Инженерный журнал. – 2015. – № 10 (223). – С. 56–61.
9. Горбунов А.С., Ворожцова Н.А., Горбунов А.С. Повышение усталостной прочности спирально-кони­ческих зубьев шестерен // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2015. – № 3 (42). – С. 114–131.
10. Горбунов А.С., Макаров В.Ф. Исследование влияния технологической наследственности при обработке зубьев шестерен на качество поверхностного слоя и усталостную прочность // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». – 2013. – Т. 2. – С. 158–161.
11. Дальский А.М. Аналитическое и графическое описание механизма технологического наследования // Вестник МГТУ. Машиностроение. – 1996. – № 3. – С. 29–35.
12. Елисеев Ю.С., Крымов В.В., Нежурин И.П. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей. – М.: Высш. шк., 2001. – 496 с.
13. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 303 с.
14. Калашников А.С. Технология изготовления зубчатых колес. – М.: Машиностроение, 2004. – 480 с.
15. Киричек А.В., Федонин О.Н., Петрешин Д.И. Технологическое повышение эксплуатационных свойств деталей машин // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2018. – № 4(82). – С. 43–48.
16. Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Силантьев С.А. Технология комбинированного упрочнения волной деформации и цементацией конструкционных низколегированных сталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2017. – № 8(74). – С. 30–35.
17. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И., Волков В.И. Технологические методы повышения надежности деталей машин: справ. – М.: Машиностроение, 1993. – 304 с.
18. Мамонтов В.А., Рубан А.Р. Влияние шероховатости впадин и переходных поверхностей зубьев колес, упрочняемых цементацией, на характеристики выносливости // Вестник АГТУ. – 2006. – № 2(31). – С. 242–245.
19. Макаров В.Ф. Оптимизация протягивания труднообрабатываемых материалов: монография. – Старый Оскол: ТНТ, 2014. – 440 с.
20. Макаров В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки жаропрочных сталей и сплавов. – СПб.: Лань, 2013. – 320 с.
21. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. – М.: Машиностроение, 1987. – 356 с.
22. Перов Э.Н., Евсин Е.А. Рациональные статистические методы обеспечения качества / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 1986. – 113 с.
23. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. – М.: Машиностроение, 2002. – 300 с.
24. Смелянский В.М., Блюменштейн В.Ю. Концепция инженерии поверхностного слоя в категориях пластичности и технологического наследования // Справочник. Инженерный журнал. – 2001. – № 4. – С. 17–20.
25. Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами. – М.: Машиностроение, 2007. – 688 с.
26. Сулима А.М., Носков А.А., Серебряков Г.З. Основы технологии производства газотурбинных двигателей. – М.: Машиностроение, 1996. – 408 с.
27. Суслов А.Г., Безъязычный В.Ф., Памфилов Ю.В. Инженерия поверхности деталей / под ред. А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2008. – 260 с.
28. Суслов А.Г., Михайлов А.Н. Разработка наукоемких функционально-ориентированных технологий в машиностроении // Наукоемкие технологии в машиностроении / под ред. А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2012. – 528 с.
29. Тамаркин М.А., Мельников А.С. Инженерное обеспечение качества машин: монография / ДГТУ. – Ростов-н/Д, 2011. – 231 с.
30. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве / А.М. Дальский, Б.М. Базров, А.С. Васильев [и др.]; под ред. А.М. Дальского. – М.: Изд-во МАИ, 2000. – 364 с.
31. Колмогоров Г.Л., Кузнецова Е.В., Тиунов В.В. Технологические остаточные напряжения и их влияние на долговечность и надежность металлоизделий. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 226 с.
32. Ящерицин П.И., Фельдштейн Б.Э., Корни­евич М.А. Теория резания: учеб. – Минск: Новое знание, 2005. – 511 с.
33. Stadtfeld H.J. The optimal high speed cutting of bevel gears. – Rochester NY, USA, 2006. – 26 p.
34. Pesin M.V. Simulation of the technological process of the strengthened treatment of the drill pipes thread // Urgent Problems of Up-to-Date Mechanical Engineering: Intern. Conf., Yurga, Russia, December 11-12, 2014 / UTI TPU. – Durnten-Zurich: TTP, 2015. – P. 476–482. – (Vol. 770. Applied Mechanics and Materials.)
35. Pesin M.V. Improving the reliability of threaded pipe joints // Russian Engineering Research. – 2012. – Vol. 32, no. 2. – P. 210–212.
36. Технология и инструменты отделочно-упроч­няю­щей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием: cправ.: в 2 т. / С.К. Амбро­симов, А.Н. Афонин, А.П. Бабичев [и др.]; под общ. ред. А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2014. – Т. 2. – 444 с.
37. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / В.Н. Андреев, А.Н. Афонин, В.Ф. Безъязычный [и др.]. – М.: Инновационное машиностроение, 2018. – Т. 2. – 818 с.
38. Блюменштейн В.Ю. Механика технологического наследования на стадиях жизненного цикла ответственных деталей машин // Энциклопедия поверхностного пластического деформирования / под ред. д-ра техн. наук, проф. С.А. Зайдеса. – Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2015. – С. 46–52.
39. Блюменштейн В.Ю., Махалов М.С. Моделирование остаточных напряжений на стадиях жизненного цикла изделий // Вестник машиностроения. – 2014. – № 12. – С. 21–25.
40. Блюменштейн В.Ю., Киричек А.В., Баби­чев А.П. Современные конкурентоспособные технологии отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием // Справочник. Инженерный журнал. – 2011. – № 5. – С. 47–52.
41. Киричек А.В., Афонин А.Н. Резьбонакатывание. Библиотека технолога. – М.: Машиностроение, 2009. – 312 с.
42. Афонин А.Н., Мартынов Е.М. Упрочнение крупногабаритных резьб деталей машин горно-метал­лурги­ческого оборудования. // Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство: материалы XII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, г. Старый Оскол, 25–27 ноября 2015 г. – Старый Оскол, 2015. – Т. II. – C. 79–82.
43. Афонин А.Н., Саввин В.В., Киричек А.В. Моделирование накатывания с полнопрофильной схемой деформирования внутренних трапецеидальных резьб методом конечных элементов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2013. – № 4 (300). – С. 61–67.
44. Песин М.В. Научные основы моделирования процесса упрочнения впадины резьбы бурильных труб обкатыванием роликом // Экспозиция Нефть Газ. – 2013. – № 5 (30). – С. 68–70.
45. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы: справ. – М.: Машиностроение, 1989. – 192 с.
46. Бабичев А.П., Бабичев И.А. Основы вибрационной технологии / ДГТУ. – Ростов н/Д, 2008. – 694 с.
47. Безъязычный В.Ф., Водолагин А.Л. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин и явление технологической наследственности: учеб. пособие. – Рыбинск, 2011. – 87 с.
48. Безъязычный В.Ф., Водолагин А.Л. Исследование влияния технологических условий обработки на эксплуатационные свойства деталей машин с учетом технологической наследственности // Вестник РГАТА. – 2008. – № 1. – С. 15–20.
49. Направленное формирование свойств изделий машиностроения / А.С. Васильев, А.М. Дальский, Ю.М. Зо­лотаревский, А.И. Кондаков; под ред. д-ра техн. наук А.И. Кондакова. – М.: Машиностроение, 2005. – 352 с.
50. Advanced materials for mechanical engineering: ultrafine-grained alloys with multilayer coatings / I.P. Seme­nova, R.Z. Valiev, A.M. Smyslov, M.V. Pesin, T.G. Langdon // Adv. Eng. Mater. – 2021. – 2100145. DOI.org/10.1002/adem.202100145
51. Macdonald K.A. Failure analysis of drillstrigs // Engineering Failure Analysis. – 2007. – No. 14. – P. 1641–1666.
52. Xiao-Hua Zhu The parameter sensibility analysis for fishing box tap based on the overall process of elastoplasticity in oil and gas wells // Mathematical and Computer Modeling. – 2013. – No. 58. – P. 1540–1547.
53. Fares Y. Determining the life cycle of bolts using a local approach and the Dang Van criterion // Fatigue & Fracture & Engineering Materials & Structures. – 2006. – No. 29. – P. 588–596.