Актуальность и цели: одним из возможных способов рекуперации компонентов из Se–Al-сплава, образующегося при переработке медеэлектролитного шлама, является вакуумная перегонка. Объект исследования: Se–Al-сплавы состава, моль %: 0,01–99,99 Se;
99,99–0,01 Al, образование которых возможно в процессе переработки медеэлектролитного шлама при получении товарного концентрата селена. Цель работы: расчет равновесных состояний газ–жидкость VLE (Vapor Liquid Equilibrium), включая зависимости состава фаз от температуры (Т–х) и давления (Р–х) для Se–Al-сплава при вакуумной перегонке. Используемые методы и подходы: расчет коэффициентов активности компонентов Se–Al-сплава выполнен с помощью упрощенной версии объемной модели молекулярного взаимодействия Simple Мolecular Interaction Volume Model (SMIVM). Для предварительного выбора температуры и давления системы, оценки эффективности разделения компонентов при вакуумной перегонке используют фазовые диаграммы температуры «Т–х» и давления «Р–х». Новизна: расчет коэффициентов активности с использованием упрощенной версии модели SMIVM. Основные результаты: в интервале температур 823–1073 К рассчитаны значения давления насыщенного пара для Se (  = 1,42∙104–3,66∙105 Па) и Al (  = 1,33∙10–8–3,54∙10–4 Па). Высокие значения соотношения  /  = 1,07∙1012…1,04∙109 и коэффициента разделения logβSe = 8,45…12,83 создают теоретические предпосылки для селективного выделения этих металлов вакуумной дистилляцией, когда селен обогащается в газовой фазе (βSe > 1), а алюминий – в жидкой. Мольная доля алюминия в газовой фазе уAl ≤ 2,6∙10–8…9,3∙10–12 уменьшается со снижением температуры 1073–823 К и мольной доли металла в сплаве хAl = 0,9…0,1. Для границы раздела фаз жидкость–газ Se–Al-сплава определены значения изменения избыточных энергии Гиббса, энтальпии и энтропии  = 0,97…3,51 кДж/моль;  = 2,2…6,1 кДж/моль;  = 1,1…3,2 Дж/(моль∙К). Практическая значимость: сокращение количества трудоемких и дорогостоящих установочных опытов при переработке Se–Al-композиций для оптимизации значений температуры и давления процесса вакуумной дистилляции с целью получения Sе-содержащих продуктов заданного состава.

Ключевые слова: равновесная фазовая диаграмма, вакуумная дистилляция, молекулярная объемная модель взаимодействия, селен, алюминий, газовая фаза, жидкая фаза, коэффициент активности, энергия Гиббса, энтальпия, энтропия.

Королев Алексей Анатольевич (Верхняя Пышма, Россия) – кандидат технических наук, главный инженер АО «Уралэлектромедь», е-mail: A.Korolev@elem.ru.

Шунин Владимир Александрович (Верхняя Пышма, Россия) – зам.начальника исследовательского центра АО «Уралэлектромедь», е-mail: V.Shunin@elem.ru.

Тимофеев Константин Леонидович (Верхняя Пышма, Россия) – кандидат технических наук, начальник технического отдела АО «Уралэлектромедь», доцент кафедры металлургии Технического университета УГМК, е-mail: K.Timofeev@elem.ru.

Мальцев Геннадий Иванович (Верхняя Пышма, Россия) – доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный специалист исследовательского центра АО «Уралэлектромедь», е-mail: mgi@elem.ru.

Воинков Роман Сергеевич (Верхняя Пышма, Россия) – кандидат технических наук, начальник исследовательского центра АО «Уралэлектромедь», е-mail: R.Voinkov@elem.ru.

1. Distribution model of lowly volatile impurity in rare earth metal purified by vacuum distillation / L. Zhang,
X.-w. Zhang, Z.-a. Li, D.-h. Chen // Separation and Purification Technology. – 1 May 2021. – Vol. 262. – P. 118314.
DOI: 10.1016/j.seppur.2021.118314

2. Experimental investigation and modeling of the Cu–Sn system in vacuum distillation / D. Wang, Y. Chen, Y. Li,
B. Yang // Calphad. – September 2020. – Vol. 70. – P. 101991. DOI: 10.1016/j.calphad.2020.101991

3. Королев А.А., Краюхин С.А., Мальцев Г.И. Фазовые равновесия для Pb–Sb–Sn сплава при вакуумной дистилляции // Вестник СамГТУ. Сер. Технические науки. – 2018. – № 1 (57). – С. 128–141.  

4. Королев А.А., Краюхин С.А., Мальцев Г.И. Фазовые равновесия для сплава Pb–Sb–Ag при вакуумной дистилляции // Металлы. – 2018. – № 3. – С. 57–67.

5. Xiong N., Tian Y., Yang B. Results of recent investigations of magnesia carbothermal reduction in vacuum // Vacuum. – 2019. – Vol. 160. – P. 213. DOI: 10.1016/j.vacuum.2018.11.007

6. Liu T., Qiu K. Removing antimony from waste lead storage batteries alloy by vacuum displacement reaction technology // J. of Hazard Mater. – 2018. – Vol. 347. – P. 334–340. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2018.01.017

7. Переработка Zn–Pb–Ag сплавов вакуумной дистилляцией / А.А. Королев, Г.И. Мальцев, К.Л. Тимофеев, В.Г. Лобанов, Е.С. Филатов, В.М. Ивенко // Расплавы. – 2018. – № 2(1). – С. 235–246.

8. Равновесные фазовые диаграммы сплава Zn–Ag / А.А. Королев, Г.И. Мальцев, К.Л. Тимофеев, В.Г. Лобанов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2018. – Т. 20, № 3. – С. 72–84.
DOI: 10.17212/1994-6309-2018-20.3-72-84

9. Xiao J., Li J., Xu Z. Recycling metals from lithium ion battery by mechanical separation and vacuum metallurgy // J. of Hazard. Mater. – 2017. – Vol. 338. – P. 124–131.

10. Zhang L., Xu Z. An environmentally-friendly vacuum reduction metallurgical process to recover germanium from coal fly ash // J. of Hazard. Mater. – 2016. – Vol. 312. – P. 28–36.

11. Jia G.-b., Yang B., Liu D.-c. Deeply removing lead from Pb-Sn alloy with vacuum distillation // Trans. of Nonfer. Metals Soc. of China. – 2013. – Vol. 23, no. 6. –
P. 1822–1831.

12. Process optimization for vacuum distillation of Sn-Sb alloy by response surface methodology / A. Wang, Y. Li, B. Yang, B. Xu, L. Kong, D. Liu // Vacuum. – 2014. –
Vol. 109. – P. 127–134.

13. Bolzoni L., Ruiz-Navas E.M., Gordo E. Quantifying the properties of low-cost powder metallurgy titanium alloys // Mater. Sci. and Eng.: A. – 2017. – Vol. 687. – P. 47–53.

14. Metallurgical and mechanical examinations of molybdenum / graphite joints by vacuum arc pressure brazing using Ti–Zr filler materials / L. Dong, W. Chen, L. Hou,
J. Wang, J. Song // J. of Mater. Proc. Techn. – 2017. –
Vol. 249. – P. 39–45.

15. Influence of sinter-cooling rate on the mechanical properties of powder metallurgy austenitic, ferritic, and duplex stainless steels sintered in vacuum / F. Martín, C. García, Y. Blanco, M.L. Rodriguez-Mendez // Mater. Sci. and
Eng.: A. – 2015. – Vol. 642. – P. 360–365.

16. Experimental investigation and modelling of phase equilibria for the Ag–Cu–Pb system in vacuum distillation / W.L. Jiang, C. Zhang, N. Xu, B. Yang, B.Q. Xu, D.C. Liu, H.W. Yang // Fluid Phase Equilibria. – 2016. – Vol. 417. – P. 19–24.

17. Application of MIVM for Pb–Sn system in vacuum distillation / L.X. Kong, Y.F. Li, B. Yang, B.Q. Xu, H.W. Yang, G.B. Jia // J. of Vacuum Sci. and Techn. – 2012. – Vol. 32. – P. 1129–1135.

18. Thermodynamics of removing impurities from crude lead by vacuum distillation refining / X.F. Kong, B. Yang,
H. Xiong, L.X. Kong, D.C. Liu, B.Q. Xu // Trans. of Nonfer. Metals Soc. of China. – 2014. – Vol. 24. – P. 1946–1950.

19. Calculation of phase equilibrium in vacuum distillation by molecular interaction volume model / H.W. Yang, B.Q. Xu, B. Yang, W.H. Ma, D.P. Tao // Fluid Phase Equilibria. – 2012. – Vol. 341. – P. 78–81.

20. Thirunavukarasu G., Chatterjee S., Kundu S. Scope for improved properties of dissimilar joints of ferrous and non-ferrous metals // Trans. of Nonfer. Metals Soc. of China. – 2017. – Vol. 27, iss. 7. – P. 1517–1529.

21. Klippenstein S.J. From theoretical reaction dynamics to chemical modeling of combustion // Proc. of the Comb. Inst. – 2017. – Vol. 36, iss. 1. – P. 77–111.

22. Distillation. Fundamentals and Principles / eds.
A. Gorak, E. Sorensen. – Academic Press, 2014. – P. 383–436. (Chapter 10. Modeling of Distillation Processes / eds.
E.Y. Kenig, S. Blagov.)

23. Separation of boron and phosphorus from Cu-alloyed metallurgical grade silicon by CaO–SiO2–CaCl2 slag treatment / L. Huang, H. Lai, C. Gan, H. Xiong, X. Luo // Separ. and Purific. Techn. – 2016. – Vol. 170. – P. 408–416.

24. Jaeger W. Heat transfer to liquid metals with empirical models for turbulent forced convection in various geometries // Nucl. Eng. and Des. – 2017. – Vol. 319. – P. 17–27.

25. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ: учебное пособие. – М.: Аргамак-Медиа, 2017. – 480 с.

26. Wilson G.M. Vapor-liquid equilibrium. XI: a new expression for the excess free energy of mixing // J. Am. Chem. Soc. – 1964. – Vol. 86. – P. 127–130.

Проведено исследование градиентной структуры, возникающей при имплантации ионами алюминия сплава ВТ1-0 (технически чистого титана) в субмикроскопическом состоянии. Для формирования субмикроскопического состояния был применен комбинированный метод многократного одноосного прессования (аbc-прессование) с последующей многоходовой прокаткой в ручьевых валках при комнатной температуре и последующим отжигом 573 К в течение 1 ч. Ионная имплантация проводилась в течение 50 мин при дозе облучения 1·1017 ион/см2 и температуре 623 К. Исследование выполнено методом просвечивающей электронной дифракционной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии на фольгах, вырезанных перпендикулярно обработанной поверхности образца. Установлено, что сформированная имплантацией градиентная структура, состоит из пяти слоев: 1-й – оксидный слой; 2-й – ионно-имплантированный слой; 3-й – слой с измельченной зеренной структурой; 4-й – слой остаточного влияния имплантации; 5-й – слой, соответствующий неимплантированному состоянию сплава. В каждом слое определены фазовый состав, форма и расположение частиц вторых фаз, измерены размеры зерен a-Ti, размеры, плотность распределения и объемные доли выделившихся частиц, проанализировано состояние твердого раствора. Установлено, что основу слоя 1 составляют оксиды алюминия (Al2O3) и титана (TiO, TiO2). Матрицей слоя 2 является пересыщенный атомами Al твердый раствор a-Ti, в слоях 3–5 – твердый раствор a-Ti. Имплантация привела к образованию упорядоченных фаз: Ti3Al (сверхструктура D019) и TiAl3 (сверхструктура D022). Частицы фазы Ti3Al в слое 1 присутствуют в виде отдельно расположенных нанозерен, в слоях 2 и 3 обладают пластинчатой формой и располагаются внутри, а в слое 4 по границам зерен a-Ti, в слое 5 отсутствуют. Частицы фазы TiAl3 в слое 1 присутствуют также в виде нанозерен, в слоях 2 и 3 имеют округлую форму и располагаются случайным образом, в слоях 4–5 отсутствуют.

Ключевые слова: ионная имплантация, градиентная структура, слой, СМК-состояние, концентрация, зерно a-Ti, интерметаллид, оксид, фазовый состав, частица, объемная доля.

Никоненко Алиса Владимировна (Томск, Россия) – аспирант Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, e-mail: aliska-nik@mail.ru.

Попова Наталья Анатольевна (Томск, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории наноматериалов и нанотехнологий Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: natalya-popova-44@mail.ru.

Никоненко Елена Леонидовна (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, химии, теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: vilatomsk@mail.ru.

Калашников Марк Петрович (Томск, Россия) – инженер отдела материаловедения Национального исследовательского Томского государственного политехнического университета, e-mail: kmp1980@mail.ru.

Курзина Ирина Александровна (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры физической и коллоидной химии Национального исследовательского Томского государственного университета, e-mail: kurzina99@mail.ru.

1. Эффекты дальнодействия в ионно-импланти­рованных металлических материалах / А.Н. Диденко, Ю.П. Шаркеев, Э.В. Козлов, А.И. Рябчиков. – Томск: Изд-во НТЛ, 2004. – 328 с.
2. Курзина И.А., Козлов Э.В., Шаркеев Ю.П. Градиентные поверхностные слои на основе интерметаллидных частиц: синтез, структура, свойства. – Томск: Изд-во НТЛ, 2013. – 260 с.
3. Основы пластической деформации наноструктурных материалов / Э.В. Козлов, А.М. Глезер, Н.А. Конева, Н.А. Попова, И.А. Курзина. – М.: Физматлит, 2016. – 304 с.
4. Комаров Ф.Ф. Физические процессы при ионной имплантации в твердые тела / УП «Технопринт». – Минск, 2001. – 392 с.
5. Зацепин Д.А., Вайнштейн И.А., Чолах С.О. Ионная модификация функциональных материалов: учеб. пособие / УрФУ. – Екатеринбург, 2014. – 104 с.
6. Наноструктурированный титан. Применение, структура, свойства / Ю.П. Шаркеев, А.Ю. Ерошенко, В.А. Кукареко, А.В. Белый, В.А. Батаев // Изв. вузов. Черная металлургия. – 2012. – № 8. – С. 60–63.
7. Модификация структурно-фазового состояния мелкозернистого титана в условиях ионного облучения / И.А. Курзина, Э.В. Козлов, Н.А. Попова [и др.] // Изв. РАН. Серия физическая. – 2012. – Т. 76, № 11. – С. 1384–1392.
8. Структурно-фазовое состояние УМЗ-титана, имплантированного ионами алюминия / А.В. Никоненко, Н.А. Попова, Е.Л. Никоненко [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2019. – Т. 21, № 4. – С. 17–25. DOI: 10.15593/2224-9877/2019.4.02
9. Курзина И.А., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В. Формирование наноинтерметаллидных фаз в условиях ионной имплантации // Структура и свойства перспективных материалов / под ред А.И. Потекаева. – Томск: Изд-во НТЛ, 2007. – С. 159–195.
10. Ионная имплантация как метод повышения циклической долговечности титана в крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях / Ю.П. Шаркеев, В.А. Кукареко, А.Ю. Ерошенко [и др.] // Перспективные материалы. – 2011. – № 12. – С. 136–142.
11. Формирование наноразмерных интерметаллидных фаз в условиях имплантации ионами алюминия титановых мишеней / И.А. Курзина, Н.А. Попова, Е.Л. Никоненко [и др.] // Изв. РАН. Серия физическая. – 2012. – Т. 76, № 1. – С. 74–78.
12. Исследование возможности повышения служебных характеристик лопаток компрессора ГТД методом ионного модифицирования поверхности / С.А. Мубояджян, А.Н. Луценко, Д.А. Александров, Д.С. Горлов // Труды ВИАМ. – 2013. – № 1. – С. 2.
13. Ковалевская Ж.Г., Кукареко В.А. Исследование строения и фазового состава азотированных слоев мартенситной стали, полученных ультразвуковым выглаживанием и ионной имплантацией // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 4 (61). – С. 19–27.
14. Смыслов А.М., Смыслова М.К., Мухин В.С. Ионно-имплантационное и вакуумно-плазменное модифицирование поверхности лопаток компрессора ГТД // Вестник Рыбин. гос. авиац. технол. акад. им. П.А. Соловьева. – 2017. – № 1 (40). – С. 133–138.
15. Упрочнение поверхности титановых сплавов методом ионной имплантации и ионного модифицирования / Д.А. Александров, С.А. Мубояджян, А.Н. Луценко, П.Л. Журавлева // Авиационные материалы и технологии. – 2018. – № 2 (51). – С. 33–39. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-33-39
16. Модификация стали 40Х при высокоинтенсивной имплантации ионов азота / А.И. Рябчиков, Д.О. Сивин, П.С. Ананьин [и др.] // Изв. вузов. Физика. – 2018. – Т. 61, № 2 (722). – С. 60–66.
17. Обработка циркониевой керамики ионами алюминия Al+ / С.А. Гынгазов, А.И. Рябчиков, В. Костенко, Д.О. Сивин // Изв. вузов. Физика. – 2018. – Т. 61, № 8 (728). – С. 131–137.
18. Структура и свойства объемного ультрамелкозернистого титана, полученного abc-прессованием и прокаткой / А.Ю. Ерошенко, Ю.П. Шаркеев, А.И. Толмачев [и др.] // Перспективные материалы. – 2009. – № S7. – С. 107–112.
19. Simple and inexpensive time-of-flight charge-to-mass analyzer for ion beam source characterization / V.I. Gushenets, A.G. Nikolaev, E.M. Oks [et al.] // Rev. Sci. Instrum. – 2006. – Vol. 77, no. 6. – Р. 063301. DOI: 10.1063/1.2206778
20. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. – М.: Металлургия, 1970. – 376 с.
21. Influence of the aluminum ion implantation dose on the phase composition of submicrocrystalline titanium / A.V. Nikonenko, N.A. Popova, E.L. Nikonenko [et al.] // Vacuum. – 2021. – Vol. 189. – P. 110230 (1-9). DOI: 10.1016/j.vacuum.2021.110230
22. Нанокристаллические интерметаллидные и нит­ридные структуры, формирующиеся при ионно-плаз­менном воздействии / И.А. Курзина, Э.В. Козлов, Ю.П. Шаркеев [и др.]. – Томск: Изд-во НТЛ, 2008. – 324 с.
23. Козлов Э.В., Попова Н.А., Конева Н.А. Фрагментированная субструктура, формирующаяся в ОЦК-сталях при деформации // Изв. РАН. Серия физическая. – 2004. – Т. 68, № 10. – С. 1419–1428.
24. Эволюция фазового состава, дефектной структуры, внутренних напряжений и перераспределение углерода при отпуске литой конструкционной стали / Э.В. Козлов, Н.А. Попова, О.В. Кабанина [и др.]. – Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2007. – 177 с.
25. Электронно-микроскопический дифракционный анализ ультрадисперсных материалов / Ю.Ф. Иванов, Л.Н. Игнатенко, А.В. Пауль, Э.В. Козлов // Завод­ская лаборатория. – 1992. – Т. 58, № 12. – С. 38–40.
26. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем: в 4 т. – М.: Физматгиз, 1959. – Т. 1. – 755 с.
27. Гольдштейн М.И., Фарбер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. – М.: Металлургия, 1979. – 208 с.

Проведены опыты по вариации скорости деформации на монокристаллах сплава Ni3Ge, обладающих ярко выраженной температурной аномалией предела текучести и напряжений течения. Показано, что для измерения активационного объема (V*) необходимо учитывать суперпозицию нормального  и аномального  откликов напряжений течения  на изменение скорости деформации:  Предложена схема разделения скачка напряжений на нормальную и аномальную составляющие.

Проведены расчеты значений эффективного активационного объема V* с использованием выделенной из суммарного скачка напряжений составляющей  Получены эффективные активационные объемы пластической деформации в широком диапазоне значений температуры и напряжения течения. На температурной зависимости эффективного активационного объема выявляются две стадии: первая характеризуется увеличением активационного объема, вторая – снижением. Увеличение активационного объема наблюдается в интервале значений температуры 293–673 К, а при температуре от 673 до 873 К величина активационного объема резко снижается. Приложенное сдвиговое напряжение способствует снижению величины эффективного активационного объема. Границы температурных интервалов стадий активационного объема совпадают с границами стадий температурной зависимости значений напряжения течения и предела текучести. Проведено сопоставление полученных зависимостей эффективного активационного объема с эволюцией дислокационной структуры от температуры. Показано, что на первой стадии, характеризующейся ростом активационного объема, увеличение температуры приводит к самоблокировке винтовых дислокаций вследствие образования барьеров Кира – Вильсдорфа. Вторая стадия температурной зависимости активационного объема связана с тем, что повышение температуры приводит к активизации подвижности точечных дефектов и самоблокировке краевых сверхдислокаций.

Ключевые слова: никелевые сплавы, L12-сверхструктура, Ni3Ge, интерметаллиды, монокристаллы, активационный объем, пластическая деформация, температурная аномалия предела текучести, сверхдислокация, винтовая дислокация, барьер Кира – Вильсдорфа, краевая дислокация, самоблокировка сверхдислокации.

Соловьева Юлия Владимировна (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, доцент, завкафедрой физики, химии, теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: j_sol@mail.ru.

Геттингер Максим Викторович (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики, химии и теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: gmv71@mail.ru.

Старенченко Владимир Александрович (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, завкафедрой высшей математики Томского государственного архитектурно-строительного университета,
e-mail: star@tsuab.ru.

1. Veyssière P., Saada G. Chapter 53 Microscopy and plasticity of the L12 γ¢ phase // Dislocations in Solids. – 1996. – Vol. 10. – P. 253–441.
2. Pollock T.M., Field R.D. Chapter 63 Dislocations and high-temperature plastic deformation of superalloy single crystals // Dislocations in Solids. – 2002. – Vol. 11. –P. 547–618.
3. Vamsi K.V., Karthikeyan S. Deformation modes and yield strength anomaly in L12 compounds // J. of Alloys and Comp. – 2021. – Vol. 860. – P. 158411.
4. Снижение дефектности жаропрочных никелевых сплавов в технологиях наплавки / Е.А. Кривоносова, Ю.Д. Щицын, С.Н. Акулова, А.В. Мышкина, С.Д. Неулыбин, Д.С. Белинин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2018. – Т. 20, № 2. – C. 12–19.
5. Особенности формирования структуры термостойкого наплавленного металла на основе Ni3Al / И.В. Зорин, Г.Н. Соколов, В.И. Лысак, Ю.Н. Дубцов, Д.С. Денисевич, С.А. Фастов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2019. – Т. 21, № 1. – С. 63–70.
6. Microstructural changes in Ni–Al–Cr-based heat-resistant alloy with Re addition / N.A. Koneva, E.L. Nikonenko, A.V. Nikonenko, N.A. Popova // Crystals. – 2021. –Vol. 11(2). – P. 89.
7. Thermally activated mechanisms in crystal plasticity / ed. by D. Caillard and J.L. Martin // Pergamon. – 2003. – 452 p.
8. Demura M., Hirano T. Orientation effect on stress response by strain-rate change at 400 K in Ni3Al single crystals // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. – 1999. – Vol. 552. –P. KK10.4.1–KK10.4.6.
9. Khanta M., Certi J., Vitek V. Thermally activated dislocation unpinning and a theory of the anomalous yield behavior in L12 compounds // Scripta Metal. Mater. –1992. – Vol. 27. – P. 481–486.
10. Cкоростная чувствительность механических свойств сплавов со сверхструктурой L12 / Ю.В. Соловьева, М.В. Геттингер, Т.А. Ковалевская, В.А. Старенченко // Деформация и разрушение материалов. – 2005. – № 2. – С. 20–28.
11. Аномальная скоростная чувствительность напряжений течения монокристаллов сплава Ni3Ge. Роль точечных дефектов / Ю.В. Соловьева, В.А. Старенченко, О.Д. Пантюхова [и др.] // Изв. вузов. Физика. – 2017. –Т. 60, № 3. – С. 103–109.
12. Соловьева Ю.В. Закономерности и природа термического и деформационного упрочнения монокристаллов сплавов со сверхструктурой Ll2 при различных видах термосилового воздействия: дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07 / Томск. гос. ун-т. – Томск, 2010. – 525 с.
13. Влияние отклонения от стехиометрии атомного состава фазы Ni3Ge на особенности пластического поведения монокристаллов ориентации [001] / Ю.В. Соловьева, М.В. Геттингер, В.А. Старенченко, С.В. Старенченко // Изв. РАН. Серия физическая. – 2008. – Т. 72,№ 10. – С. 1476–1479.
14. Эволюция дислокационной структуры при деформации монокристаллов сплава Ni3Ge разной ориентации / В.А. Старенченко, Ю.В. Соловьева, Ю.А. Абзаев, Э.В. Козлов, В.В. Шпейзман, В.И. Николаев, Б.И. Смирнов // Физика твердого тела. – 1998. – Т. 40, № 4. –С. 672–680.
15.  Parameters of dislocation structure and work hardening of Ni3Ge / N.A. Koneva, Yu.V. Solov'eva, V.A. Starenchenko, E.V. Kozlov // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. – 2005. – Vol. 842. – P. S5.25.1–S5.25.6.
16. Соловьева Ю.В., Старенченко В.А., Абзаев Ю.А. Особенности развития дислокационной структуры монокристаллов сплава Ni3Ge в зависимости от температуры и ориентации оси деформации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2005. – Т. 2, № 4. – С. 51–62.
17. Orientation dependence of the yield stress and work-hardening rate of Ni3Ge at different temperatures / V.A. Starenchenko, E.V. Kozlov, Yu.V. Solov'eva, Yu.A. Abzaev, N.A. Koneva // Materials Science and Engineering: A. – 2008. – Vol. 483–484, no. 1–2. – P. 602–606.
18. Конева Н.А., Тришкина Л.И., Козлов Э.В. Классификация дислокационных структур // Металлофизика. – 1991. – № 10. – С. 49–58.
19.  Orientation dependence of thermal hardening of single crystals of the alloy Ni3Ge / V.A. Starenchenko, Yu.V. Solov'eva, Yu.A. Abzaev, V.I. Nikolaev, V.V. Shpeǐzman, B.I. Smirnov // Physics of the Solid State. – 1996. – Vol. 38, no. 10. – P. 1668–1672.
20.  Thermal hardening of Ni3Ge alloy single crystals with an L12 superstructure at low temperatures / V.A. Starenchenko, Yu.V. Solov'eva, V.I. Nikolaev, V.V. Shpeǐzman, B.I. Smirnov // Physics of the Solid State. – 2000. – Vol. 42, no. 11. – P. 2076–2082.
21. Kear B.H., Wilsdorf H.G.B. Dislocation configuration in plastically deformed polycrystalline Cu3Au alloys // Trans. Metal. Soc. AIME. – 1962. – Vol. 224, no. 2. – P. 382–386.
22.  Kear B.H. Dislocation configurations and work hardening in Cu3Au crystals // Acta Met. – 1964. – Vol. 12, no. 5. – P. 555–569.
23.  Paidar V., Pope D.P., Vitek V. A theory of anomalous yield behaviour in L12 ordered alloys // Acta Met. – 1984. – Vol. 32, no. 3. – P. 435–448.
24. Renterberger C., Karntaler H.P. On the origin of work softening of Ni3Al deformed along [001] above the peak temperature // Mater Sci. Eng. A. – 2001. – Vol. 319–321. – P. 347–351.

В качестве объекта исследования в работе использовали двухфазный (α + β)-титановый сплав ВТ23 в исходном состоянии после отжига при температуре 750 °С. Термическая обработка отожженных заготовок с целью регулирования стабильности β-фазы включала закалку от температур 800 и 860 °С. С целью повышения прочностных свойств проводилось дополнительное старение части образцов при температуре 500 °С. Методами рентгеноструктурного анализа, оптической и электронной микроскопии (EBSD-анализ) была изучена структура и проведен количественный фазовый анализ сплава после различных режимов термической обработки, выявлены особенности фазовых превращений при закалке и последующем старении. Приведены результаты механических испытаний при комнатной температуре образцов, обработанных по различным режимам, на одноосное растяжение и ударный изгиб. При испытании разрывных образцов, закаленных от температуры 860 ºС, определено значение триггерного напряжения, необходимого для начала развития мартенситного превращения βм→αʺ, инициированного упругими напряжениями. Определена роль стабильности β-фазы в развитии фазовых и структурных превращений при старении сплава. Результаты механических испытаний показали, что повышение температуры закалки с 800 до 860 °С приводит к росту характеристик прочности, ударной вязкости. Показано, что последующее старение образцов, закаленных от температуры 800 ºС и особенно от 860 ºС, за счет выделения упрочняющих частиц α-фазы в β-матрице вызывает существенный прирост прочностных свойств сплава ВТ23 при снижении значений относительного удлинения и ударной вязкости. Методом фрактографического анализа изучены особенности строения поверхности разрушения закаленных и состаренных образцов после испытаний на ударный изгиб.

Ключевые слова: титановый сплав, закалка, старение, фазовый состав, прочность, пластичность, ударная вязкость, строение излома, метастабильные фазы, микроструктура.

Веселова Валерия Евгеньевна (Екатеринбург, Россия) – младший научный сотрудник лаборатории деформирования и разрушения Института машинострое­ния УрО РАН, e-mail: veselova@imach.uran.ru.

Гладковский Сергей Викторович (Екатеринбург, Россия) – доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник, завлабораторией деформирования и разрушения Института машиностроения УрО РАН,
e-mail: gsv@imach.uran.ru.

Ковалев Николай Игоревич (Жуковский, Россия) – аспирант Центрального аэродинамического института им. проф. Н.Е. Жуковского.

1. Хорев А.И. Фундаментальные и прикладные работы по конструкционным титановым сплавам и перспективные направления их развития // Авиационные материалы и технологии. – 2013. – № 2. – С. 10–14.
2. Иноземцев А.А., Башкатов И.Г., Коряковцев А.С. Титановые сплавы в изделиях разработки ОАО «Авиадвигатель» // Современные титановые сплавы и проблемы их развития: сб. / ВИАМ. – М., 2010. – С. 43–46.
3. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства: справ. / ВИЛС-МАТИ. – М., 2009. – 520 с.
4. Капырин Г.И. Титановые сплавы в машиностроении. – Л.: Машиностроение, 1977. – 248 с.
5. Илларионов А.Г., Попов А.А. Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов: учеб. пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 137 с.
6. Антипов В.В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии: юбил. науч.-техн. сб. (приложение к журналу «Авиационные материалы и технологии») / ВИАМ. – М., 2012. – С. 157–166.
7. Хорев А.И., Хорев М.А. Титановые сплавы, их применение и перспективы развития // Материаловедение. – 2005. – № 7. – С. 25–34.
8. Полмеар Я. Легкие сплавы: от традиционных до нанокристаллов. – М.: Техносфера, 2008. – 464 с.
9. Prakash Kolli R., Devaraj A. A Review of metastable beta titanium alloys // Metals. – 2018. – № 8 (7). – P. 1–42. DOI: 10.3390/met8070506
10.  Ильин А.А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах. – М.: Наука, 1994. – 304 с.
11.  Илларионов А.Г. Фазовые и структурные превращения при холодной пластической деформации сплавов титана с метастабильной β-фазой // Прочность неоднородных структур: материалы 1-й Евраз. науч.-практ. конф., г. Москва, 20–23 апреля 2002 г. – М., 2002. – С. 190.
12. McQuillan M.K. Phase transformations in titanium and its alloys // Metallurgical Reviews. – 1963. – No. 8. – P. 41–104. DOI: 10.1179/mtlr.1963.8.1.41
13.  Besse M., Castany Ph., Gloriant T. Mechanisms of deformation in gum metal TNTZ-O and TNTZ titanium alloys: A comparative study on the oxygen influence // Acta Materialia. – 2011. – № 59 (15). – P. 5982–5988. DOI: 10.1016/j.actamat.2011.06.006
14. Features of low-temperature crystallization of Ti2NiCu amorphized by the method of spinning from melt / А.V. Pushin, E.S. Belosludtseva, N.N. Kuranova, V.G. Pushin // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2018. – No. 6. – P. 51–58.
15. Хорев А.И., Федулов В.Н., Мартынова М.М. Разработка режимов термической обработки крупногабаритных деталей из сплава ВТ23 и их промышленное использование // Авиационная промышленность. – 1988. – № 11. – С. 53–55.
16.  Полькин И.С. Упрочняющая термическая обработка титановых сплавов. – М.: Металлургия, 1984. – 96 с.
17. Титан: металловедение и технология: тр. III Междунар. конф. по титану, г. Москва, 18–21 мая 1976 г. / под ред. А.Ф. Беловой; ВИЛС. – М., 1978. – Т. 1. – 484 с.; Т. 2. – 738 с.; Т. 3. – 590 с.
18.  Влияние температуры закалки на структуру и свойства титанового сплава. Физико-механические свойства / А.А. Попов, И.Г. Илларионов, С.И. Степанов, О.М. Ивасишин // ФММ. – 2014. – Т. 115, № 5. – С. 549–554.
19.  Федулов В.Н. Обсуждение состояния и перспектив развития термической обработки (α + β)-титано­вых сплавов // Литье и металлургия. – 2011. – № 3 (61). – С. 152–158.
20.  Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов / Е.А. Борисова, Г.А. Бочвар, М.Я. Брун [и др.]; отв. ред. С.Г. Глазунов, Б.А. Колачев. – М.: Металлургия, 1980. – 464 с.
21.  Влияние деформационной стабильности β-фа­зы в титановом сплаве ВТ23 на фазовый состав, структуру и механические свойства при растяжении и ударном изгибе / С.В. Гладковский, В.Е. Веселова, А.М. Пацелов, В.А. Хотинов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2019. – Т. 21, № 4. – С. 26–33.
22. Trigger stress for stress-induced martensitic transformation during tensile deformation in ti-al-nb alloys: effect of grain size / A. Paradkar, S.V. Kamat, A.K. Gogia, B.P. Kashyap // The Minerals, Met. & Materials Soc. and ASM Int. – 2008. – P. 551–558.
23. Вульф Б.К. Термическая обработка титановых сплавов. – М.: Металлургия, 1969. – 376 с.
24. Швецов О.В., Кондратьев С.Ю. Влияние режимов закалки и старения на эксплуатационные свойства сплава ВТ23 // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. – 2018. – Т. 24, № 2. – С. 119–133. DOI: 10.18721/JEST.240210

Углерод-углеродные композиционные материалы – это материалы, которые сохраняют свою работоспособность при интенсивном нагреве в широком диапазоне температур (от 20 до 2500 °С). Они нашли свое применение в авиа- и ракетно-космической технике. Композитные материалы отличаются высокими удельной прочностью и жесткостью, сохраняющимися неограниченно долго в инертных средах при повышенных температурах. Сочетание высокой теплостойкости и химической стойкости с высокими значениями теплопроводности при малом линейном расширении делает УУКМ незаменимыми в области высокотемпературных применений.

Посвящена исследованию резьбового крепежа из УУКМ. Исследовано влияние шага резьбовой пары, изготовленной из пространственно-армированного углерод-углеродного КМ со схемой армирования 4ДЛ, на возможность приблизиться к достижению условия равнопрочности резьбового соединения из композитов. Проведена оптимизация шага резьбы для исследуемого КМ. Получены результаты, основанные на численных расчетах, выполненных с помощью метода конечных элементов в программном комплексе ANSYS, и натурных экспериментах, проведенных на универсальной испытательной машине. Приведены результаты несущей способности резьбы, изготовленной из УУКМ, при разрушении по стержню, а также представлена прочность витков рассматриваемого типоразмера резьбы в резьбовой паре на срез. На основе анализа результатов численных расчетов и результатов экспериментов сделаны выводы о необходимости повышения шага для резьбовой пары, изготовленной из КМ. Увеличение шага резьбы до значения, отличного от рекомендованных ГОСТом, продемонстрировало повышение несущей способности резьбы из УУКМ при нормальных температурах более чем в 2,5 раза.

Ключевые слова: УУКМ, КМ, МКЭ, НДС, резьбовое соединение, резьбовая пара, касательные напряжения, нормальные напряжения, шаг резьбы, несущая способность.

Любченко Михаил Алексеевич (Москва, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры основ конструирования машин Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана,
e-mail: ma.ljubchenko@yandex.ru.

Чжан Анна Линевна (Москва, Россия) – магистрант кафедры основ конструирования машин Московского государственного технического университета
им. Н.Э. Баумана, e-mail: ania461@yandex.ru.

1. Цыгвинцев И.В., Постникова П.И., Сенцов И.В. Применение композитных материалов в строительстве // Инновационное развитие. – 2017. – № 7. – С. 26–29.

2. Рыжков Д.С., Татьянников Д.А. Актуальность применения композитных материалов при усилении несущих конструкций // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2020. – № 2. – С. 54–60.

3. Титков А.А. Применение композитных материалов в автомобилестроении // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ-2019): материалы XI междунар. науч.-техн. конф., г. Курск, 25 октября 2019 г. – Курск, 2019. – С. 351–355.

4. Применение композитных материалов при строительстве, ремонте и реконструкции объектов транспортной инфраструктуры / А.Н. Бирюков [и др.] // Строительные и дорожные машины. – 2017. – № 10. – С. 46–52.

5. Оганесян О.В. Применение композитных материалов при реконструкции полов промышленных зданий // Смотр-конкурс научных, конструкторских и технологических работ студентов Волгоградского государственного технического университета. – Волгоград, 2019. –
С. 386–387.

6. Ильиных Е.Л. Углерод-углеродные композиционные материалы и технология изготовления излучателей из углерод-углеродных композиционных материалов // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. – 2015. – Т. 1. – С. 166–170.

7. Татарнников О.В. Проектирование, разработка технологических процессов и исследования углерод-углеродных композитов для термонапряженных конструкций: дис. … д-ра техн. наук. – Королев, 1998. – 248 с.

8. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 1998. – 516 с.

9. Fitzer E. The future of carbon-carbon composites // Carbon. – 1987. – Vol. 25, no. 2. – P. 163–190.

10. Потапов А.М. Перспективы использования углерод-углеродных композиционных материалов на основе вискозных углеродных волокон для потребностей ракетно-космической техники // Вопросы атомной науки и техники. – 2015. – № 5 (99). – С. 152–156.

11. Modelling a single-bolt countersunk composite joint using implicit and explicit finite element analysis /
B. Egan, C.T. McCarthy; P.J. Gray [et al.] // Comput. Mater. Sci. – 2012. – Vol. 64. – P. 203–208.

12. McCarthy C.T., McCarthy M.A., Lawlor V.P. Progressive damage analysis of multi-bolt composite joints with variable bolt–hole clearances // Compos. Part B Eng. – 2005. – Vol. 36. – P. 290–305.

13. Stress analysis of single-bolt, single-lap, countersunk composite joints with variable bolt-hole clearance /
B. Egan, C.T. McCarthy, M.A. McCarthy [et al.] // Compos. Struct. – 2012. – Vol. 94. – P. 1038–1051.

14. Bearing damage characteristics of fibre-reinforced countersunk composite bolted joints subjected to quasi-static shear loading / H.Y. Nezhad, B. Egan, F. Merwick [et al.] // Compos. Struct. – 2017. – Vol. 166. – P. 184–192.

15. Dimensioning method for bolted, adhesively bonded, and hybrid joints involving Fibre-Reinforced-Polymers. / T. Vallee; T. Tannert, R. Meena [et al.] // Compos. Part B Eng. – 2013. – Vol. 46. – P. 179–187.

16. Experimental and finite element studies of bolted, bonded and hybrid step lap joints of thick carbon fibre/epoxy panels used in aircraft structures. / N.M. Chowdhury,
W.K. Chiu, J. Wang [et al.] // Compos. Part B Eng. – 2016. – Vol. 100. – P. 68–77.

17. Yanfeng Zhang, Zhengong Zhou, Zhiyong
Tan. Compression shear properties of Bonded–Bolted
hybrid single-lap joints of C/C Composites at high temperature // Appl. Sci. – 2020. – Vol. 10. – P. 1054. DOI: 10.3390/app10031054

18. Тарнопольский Ю.М., Жигун И.Г., Поляков В.А. Пространственно-армированные композиционные материалы: справ. – М.: Машиностроение, 1987. – 224 с.

19. К вопросу о численном моделировании упругих свойств композиционных материалов с учетом схемы армирования / И.В. Магнитский, К.А. Пономарев, А.Н. Миронихин, С.В. Тащилов // Инженерный журнал: наука и инновации: электрон. науч.-техн. изд. 2012. – № 8 (8). – URL: http://engjournal.ru/articles/455/455.pdf (дата обращения: 28.28.2021).

20. The effect of sliding speed and temperature on the tribological behaviour of carbon–carbon composites /
J.R. Gomes, O.M. Silva, C.M. Silva [et al.] // Wear. –
2001. – Vol. 249. – P. 240–245.

21. Study on friction performance of carbon / carbon composite under lubrication condition / Yewei Fu, Hejun Li, Jie Fei
[et al.] // ICCM-17 Proceed Carbon. – 2009. – Vol. 1, no. 4. – P. 1.

22. Любченко М.А. Определение коэффициентов трения в резьбовых соединениях из углерод-углеродных композиционных материалов // Изв. вузов. Машиностроение. – 2021. – № 3. – С. 22–28. DOI: 10.18698/0536-1044-2021-3-22-28

23. Захаров М.Н., Любченко М.А. Исследование предельных нагрузок для резьбовых соединений из углерод-углеродных композиционных материалов // Конструкции из композиционных материалов: межотрасл. науч.-техн. журн. – 2017. – № 4. – C. 82–87.

24. Любченко М.А., Магнитский И.В. Оценка прочности резьбового соединения из углерод-углерод­ного композиционного материала при проектировании деталей из композита // Вопросы оборонной техники. Секция 15. – 2018. – № 3 (190). – С. 14–20.

Методами просвечивающей дифракционной и растровой электронной микроскопии проведено исследование фазового состава и структуры сплава на основе Ni–Al–Co в трех состояниях: 1) после направленной кристаллизации (НК) – исходное состояние; 2) НК + деформация при 1200 °С до 70 % сжатием и 3) НК + деформация при 1200 °С до 20 % + отжиг 1280 °С 1 ч + отжиг 950 °С 24 ч. Установлено, что основными фазами во всех состояниях являются g- и g¢-фазы. γ-Фаза является твердым раствором на основе никеля. Она обладает
ГЦК-кристаллической решеткой и ближним атомным порядком в расположении атомов. γ¢-Фаза представляет собой упорядоченную L12-фазу. Как правило, эти фазы формируют основную структуру сплава практически во всех суперсплавах. В исследуемом сплаве они присутствуют
в виде квазикубоидов g¢-фазы, разделенных прослойками g-фазы. Выполненные в работе измерения позволили классифицировать частицы g¢-фазы на два масштабных уровня: g¢-фаза первого уровня (g¢I) – крупные округлые частицы размером 25–35 мкм; второй масштабный уровень g¢-фазы – g¢-фаза второго уровня (g¢II) – частицы квазикубоидной формы размером от 0,25 до 0,6 мкм, находящиеся в двухфазной смеси g + g¢II, которая окружает крупные частицы g¢I. Наряду с основными фазами обнаружены b-фаза (упорядоченная со сверхструктурой В2) и
e-фаза (упорядоченная со сверхструктурой D024). Изучено влияние деформации и отжига на объемную долю фаз, а также на размер и форму квазикубоидов g¢-фазы. Установлено, что воздействие деформации на структуру иное, чем воздействие деформации и отжига, а именно: деформация и отжиг вызывают большее изменение морфологии квазикубоидов g¢-фазы, чем деформация без отжига.

Ключевые слова: направленная кристаллизация, деформация, отжиг, фаза, частица, прослойка, доля фаз, никель, алюминий, масштабный уровень.

Никоненко Елена Леонидовна (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики, химии и теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: vilatomsk@mail.ru.

Попова Наталья Анатольевна (Томск, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры физики, химии и теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: natalya-popova-44@mail.ru.

Сизоненко Нина Робертовна (Томск, Россия) – старший научный сотрудник кафедры физики, химии и теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: snr1952@mail.ru.

1. Симс Ч.Т., Столофф Н.С., Хагель В.Ц. Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. – М.: Металлургия, 1995. – Ч. 1. – 384 c.
2. Высокотемпературные жаропрочные никелевые сплавы для деталей газотурбинных двигателей / Б.С. Ломберг, С.В. Овсепян, М.М. Бакрадзе, И.С. Мазалов // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 52–57.
3. Никелевые литейные сплавы нового поколения / Е.Н. Каблов, Н.В. Петрушин, И.Л. Светлов, И.М. Демонис // Авиа­ционные материалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 36–52.
4. Морфология фаз и фазовые превращения при термической обработке суперсплавов на основе Ni–Al–Cr и Ni–Al–Co. Масштабные и концентрационные эффекты / Э.В Козлов, А.Н. Смирнов, Е.Л. Никоненко [и др.]. – М.: Инновационное машиностроение, 2016. – 175 с.
5. Структура и свойства интерметаллидных материалов с нанофазным упрочнением / Ю.Р. Колобов, Е.Н. Каблов, Э.В. Козлов [и др.]. – М.: Изд-во МИСиС, 2008. – 328 с.
6. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 7–17.
7. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, защитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 19–36.
8. Каблов E.H., Петрушин Н.В., Светлов И.Л. Современные литые никелевые жаропрочные сплавы // Научные идеи С.Т. Кишкина и современное материаловедение: тр. междунар. науч.-техн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения С.Т. Кишкина, г. Москва, 26 апреля 2006 г. / ВИАМ. – М., 2006. – С. 39–55.
9. Особенности монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов, легированных рением / Е.Н. Каблов, Н.В. Петрушин, М.Б. Бронфин, А.А. Алексеев // Металлы. – 2006. – № 5. – С. 47–57.
10. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1. – С. 3–33.
11. Герасимов В.В., Петрушин Н.В., Висик Е.М. Усовершенствование состава и разработка технологии литья монокристаллических лопаток из жаропрочного интерметаллидного сплава // Труды ВИАМ. – 2015. – № 3. – С. 1.
12. Поварова К.Б., Банных О.А. Анализ принципов создания жаропрочных никелевых суперсплавов и сплавов на основе интерметаллида Ni3Al (γ-фаза) // Научные идеи С.Т. Киш­кина и современное материаловедение: тр. междунар. науч.-техн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения С.Т. Киш­кина, г. Москва, 26 апреля 2006 г. / ВИАМ. – М., 2006. – С. 11–21.
13. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. – М.: Металлургия, 1976. – 271 с.
14. Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон [и др.]. – М.: Мир, 1968. – 574 с.
15. Эндрюс К., Дайсон Д., Киоун С. Электронограммы и их интерпретация. – М.: Мир, 1971. – 256 с.
16. Диаграммы состояния двойных металлических систем / под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1996. – Т. 1–3.
17. Диаграммы состояния металлических систем / под ред. Л.А. Петровой. – М.: Изд-во ВИНИТИ, 1955–1990. – Вып. I–ХХХV.
18. Попов Л.Е., Козлов Э.В. Механические свойства упорядоченных твердых растворов. – М.: Металлургия, 1970. – 214 с.
19. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов / Р.Е. Шалин, И.Л. Светлов, Е.Б. Качанов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1997. – 333 с.
20. Чащина В.Г., Кащенко М.П. Экспериментальные основания динамической теории мартенситных превращений: учеб. пособие / УГЛТУ. – Екатеринбург, 2020. – 46 с.
21. Пушин В.Г., Кондратьев В.В., Хачин В.Н. Предпереходные явления и мартенситные превращения / УрО РАН. – Екатеринбург, 1998 – 367 с.
22. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. – Новосибирск: Наука, 1985. – 229 с.
23. Вонсовский С.В., Изюмов Ю.А., Курмаев Э.З. Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений. – М.: Наука, 1977 – 383 с.
24. Упругие и акустические свойства ионных, керамических диэлектриков и высокотемпературных сверхпроводников / В.Н. Беломестных, Ю.П. Похолков, В.Л. Ульянов, О.Л. Хасанов. – Томск: STT, 2001. – 226 с.
25. Лихачев В.А., Кузьмин С.Л., Каменцева З.П. Эффект памяти формы. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. – 218 с.

Представлены результаты анализа процессов деградации электродов свинцово-кислотных аккумуляторов и рассмотрены современные технологии по предотвращению разрушения электродов и продлению срока их службы. Показана взаимосвязь надежности аккумуляторных батарей и их эксплуатационных характеристик. Описаны технологии получения электродов методами порошковой металлургии (холодное и горячее формование), обеспечивающие получение консолидированных порошковых композиционных материалов с однородной структурой, повышенной относительной плотностью 0,9–0,98 для материала сетки и около 0,5–0,6 для активной массы, а также трещиностойкостью. Рассмотрена эффективность применения технологии искрового плазменного спекания, обеспечивающая получение электродов аккумуляторных батарей, с возможностью задавать широкий спектр эксплуатационных свойств при минимальных затратах времени. Также способы искрового плазменного спекания позволяют изготавливать композиционные материалы, содержащие углерод или имеющие высокую степень окисления.

Рассмотрены преимущества пористой структуры материала, способствующей глубокому проникновению электролита и активной массы в сетку электрода. Выявлено, что введение акриловых волокон позволяет повысить механическую прочность материала сетки без увеличения стоимости готового изделия.

Изучена возможность применения различных углеродсодержащих компонентов, позволяющих повысить сохраняемость, долговечность и безотказность аккумуляторных батарей, а также возможность применения процессов спекания под давлением в ходе уплотнения порошкового материала. На основе результатов ранее проведенных исследований проведена многокритериальная оптимизация и установлено содержание 0,46–0,78 мас. % углеродсодержащих компонентов в шихте, обеспечивающее повышенные значения электропроводности композиционного материала Pb–C сетки аккумуляторных батарей, скорости заряда и емкости отрицательного электрода.

Ключевые слова: свинцово-кислотный аккумулятор, свинец, аккумуляторная батарея, деградация электрода, электрод, искровое плазменное спекание, надежность, порошковая металлургия, сетка электрода, композиционный материал, накопитель энергии.

Сергеенко Сергей Николаевич (Новочеркасск, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры технологий машиностроения, технологических машин и оборудования, старший научный сотрудник Южно-Российского государственного политехнического университета, e-mail sergeenko@gmail.com.

Васильев Александр Николаевич (Новочеркасск, Россия) – аспирант кафедры технологий машиностроения, технологических машин и оборудования Южно-Российского государственного политехнического университета, e-mail sasha_vasilev55@mail.ru.

Василенко Денис Вячеславович (Новочеркасск, Россия) – аспирант кафедры технологий машиностроения, технологических машин и оборудования Южно-Российского государсвтенного политехнического университета, e-mail Den.vasilenko2018@yandex.ru.

Яценко Алексей Николаевич (Новочеркасск, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры физики и фотоники Южно-Российского государственного политехнического университета, e-mail alexyats-npi@yandex.ru.

1. Кузнецова Н.Д., Митрофанов С.В. Анализ эффективности применения различных типов аккумуляторных батарей в автономных системах электроснабжения // Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2018. – № 25. – С. 48–57.
2. Степаненко В.П. К вопросу повышения ресурсосбережения на автономных электростанциях в республике Саха Якутия // Горный информационно-аналитический бюллютень. – 2018. – № 6. – С. 62–68.
3. Митрофанов С.В., Зубова Н.В. Автономные системы электроснабжения: метод. пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. – 72 с.
4. A review of rechargeable batteries for portable electronic devices / Y. Liang, C.-Zi Zhao, H. Yuan, Y. Chen, W. Zhang // Wiley. – 2019. – No. 1. – Р. 6–32.
5. Демидов Д.И., Пугачев В.В. Прогноз глобального развития электротранспорта и инфраструктуры электрических заправочных станций // Изв. Оренбург. гос. аграр. ун-та. – 2019. – № 5 (79). – С. 173–178.
6. BCC Research: market research reports & industry analysis. – URL: https://www.bccresearch.com/ (accessed 20 November 2020).
7. Tebiz group – исследовательская компания [Электронный ресурс]. – URL: https://tebiz.ru/ (дата обращения: 20.11.2020).
8. Lead acid battery market size, share & trends analysis report product (SLI, Stationary, Motive), by construction method (Flooded, VRLA), by application, by region, and segment forecasts. – 2020–2027. – URL: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/lead-acid-battery-market (accessed 20 October 2020).
9. Картуков А.Г. О проблемах разрушения положительных электродов свинцовых кислотных аккумуляторов // Изв. Моск. гос. техн. ун-та МАМИ. – 2011. – № 1. – С. 40–46.
10. Машовец В.П. Испытание опытных образцов аккумуляторов с решетками из сплавов, содержащих примеси. – М., 1958. – 1360 с.
11. Белогуров И.Г. Стартерные кислотные аккумуляторы. – М.: Воениздат, 1960. – 168 с.
12. Семелов Л.Г. Электромонтер-аккумуляторщик. – 3-е изд. – М.: Высшая школа, 1973. – 248 с.
13. Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. – Л.: Энергия, 1975. – 312 с.
14. Yina J., Linb N.,  Zheqi W. Highly reversible lead-carbon battery anode with lead grafting on the carbon surface // J. of Ener. Chem. – 2018. – No. 27. – Р. 1674–1683.
15. Шпекина В.И., Савельева Е.А., Горбачева Е.Ю. Положительный электрод для резервного источника тока // Электрохимическая энергетика. – 2014. – № 4. – С. 214–217.
16. Wislei R. Osotio. Electrochemical corrosion of Pb–1 wt % Sn and Pb–2.5 wt % Sn alloys for lead-acid battery applications // J. of Power Sour. – 2009. – No. 194. – Р. 1120–1127.
17. A review of the positive electrode additives in lead-acid batteries / H. Hao, K. Chen, H. Liu, H. Wang, J. Liu // Int. J. of Electrochem. Sci. – 2018. – No. 13. – Р. 2329–2340.
18. Saravanan M., Ganesan M., Ambalavanan S. Enhanced electrochemical performance of a lead–acid battery by a surface modified negative grid with multiwall carbon nanotube coating // RSC Advances. – 2015. – No. 5. – Р. 26081–26091.
19. Czerwiński A., Wróbel J., Lach J. Positive plate for carbon lead-acid battery // Int. J. of Electrochemi. Scie. – 2014. – No. 9. – Р. 4826–4839.
20. Способ изготовления электрода свинцово-кислотного аккумулятора: пат. 2583447 Рос. Федерация, МПК: Н01М4/18, Н01М10/12, Н01М4/76 / Емельянов С.Г., Коновалов М.Б., Крипачев А.В.; заяв. и патентообл.: ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет». – заявл. 25.11.14.; опубл. 10.05.16, Бюл. № 13.
21.  Wang H., Li J.-F., Nan C.-W. High-performance Ag0.8Pb18+xSbTe20 thermoelectric bulk materials fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering // Appl. Phys. Lett. – 2006. – No. 88 (9). – Р. 092104.
22. Mackie A.J., Dean J.S., Coodall R. Material and magnetic properties of Sm2 (Co, Fe, Cu, Zr) permanets processed by Spark Plasma Sintering // J. of Alloys and Comp. – 2018. – No. 770. – Р. 765–770.
23. Baca P., Micka K., Krivik P. Study of the influence of carbon on the negative lead-acid battery eletctrodes // J. of Power Sourc. – 2011. – No. 196. – Р. 3988–3992.
24. Отрицательный электрод для свинцово-кислот­ного аккумулятора и способ его изготовления: пат. 2377705 Рос. Федерация, МПК Н01М4/20, Н01М10/06 / Беляков А.И., Алехин В.Г., Звягинцев М.С. Заяв. и патентообл. ООО «Элитех». – Заявл. 12.12.08; опубл. 27.12.09.
25. Электроды аккумуляторной батареи с углеродным покрытием: пат. 2314599 США, МПК Н01М4/82, Н01М10/06 / Килли Куртис С., Тэйлор Стивен С.; заяв. и патентообл.: «ФайэфлайЭнеджи ИНК» (US). – Заявл. 27.06.05; опубл. 10.01.08, Бюл. № 1.
26. Czerwiński A., Wróbel J., Lach J. The charging-discharging behavior of the lead-acid cell with electrodes based on carbon matrix // J. of Solid State Electrochem. – 2018. – No. 22. – Р. 2703–2714.
27. The external surface area of carbon additives as key to enhance the dynamic charge acceptance of lead-carbon electrodes / J. Settelein, B. Oehm, H. Bozkaya, M. Leicht // J. of Energy Chem. – 2018. – No. 15. – Р. 196–204.
28. Электродная пластина свинцового кислотного аккумулятора и способ ее изготовления: пат. 2152111 КНР, МПК Н01М 4/16, Н01М 4/14 / Жао Юннуо; заяв. и патентообл.: Баотон Саэнс Энд Текнолоджи Сервис Корпорейшн (CN). – Заявл. 13.08.96; опубл. 27.06.00, Бюл. № 18.
29. Способ непрерывного изготовления токоотводов для свинцово-кислотных аккумуляторов: пат. 2299499 Рос. Федерация, МПК Н 01 М 4/74 / Дзензерский Д.В., Скосарь Ю.И., Бурылов С.В.; Заявл.: 09.08.05; опубл.: 20.05.07, Бюл. № 14.
30. Mechanism of action of electrochemically active carbons on the processes that take place at the negative plates of lead-acid batteries / D. Pavlov, T. Rogachev, P. Nikolov, G. Petkova // J. of Power Sour. – 2009. – No. 1. – P. 58–75.
31. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. – М.: Машиностроение, 1980. – 298 с.
32. Особенности применения нетрадиционных углеродсодержащих компонентов в технологии порошковых сталей. Сообщение 2. Влияние нетрадиционных углеродсодержащих компонентов на процессы спекания в технологии порошковой стали / В.И. Костиков, Ю.Г. Дорофеев, Ж.В. Еремеева, Н.Н. Жердицкая, А.П. Ульяновский, Г.Х. Шарипзянова // Известия вузов ПМ и ФП. – 2008. – № 4. – С. 5–8.
33. Кочуров А.А., Гумелев В.Ю. Анализ существующих механизмов токообразующих процессов в свинцовом кислотном аккумуляторе [Электронный ресурс] // Исследования в области естественных наук. – 2013. – № 4. – URL: http://science.snauka.ru/2013/04/4576 (дата обращения: 20.12.2020).
34. Сергеенко С.Н., Васильев А.Н., Василенко Д.В. Многокритериальная оптимизация технологических параметров получения композиционного материала Pb–C и углеродного покрытия // Информационно-технологический вестник. – 2020. – № 3 (25). – С. 166–174.
35. Многокритериальная оптимизация получения горячекомпактированных композиционных материалов Pb–C на основе стружки утилизированных электродов аккумуляторных батарей / С.Н. Сергеенко, А.Н. Васильев, А.Н. Яценко, М.А. Мараховский // Цветные металлы. – 2020. – № 11. – С. 63–69.
36. Oluwaseun John Dada. Higher capacity utilization and rate performance of lead acid battery electrodes using graphene additives // J. of Energy Storage. – 2019. – No. 23. – Р. 579–589.
37. Wagner R. Positive active-materials for lead–acid battery plates // Lead-Acid Batteries for Future Automobiles. – 2017. – Р. 235–267.
38. Positive electrode active material development opportunities through carbon addition in the lead-acid batteries: A recent progress / Sandip Mandala, Sadhasivam Thanga­rasu, Pham Tan Thong, Sang-Chai Kim, Jin-Yong Shim, Ho-Young Jung. – 2021. – No. 485. – Р. 229336.
39. Lopes P.P., Stamenkovic V.R. Past, present, and future of lead-acid batteries // Science. – 2020. – No. 369. – Р. 923–924.
40. Developments in electrochemical processes for recycling lead-acid batteries / Sze-yin Tan, D.J. Payne, J.P. Hallett, G.H. Kelsall // Cur. Opin. in Electrochem. – 2019. – No. 16. – Р. 83–89.
41. Mahajan V., Bharj R.S., Bharj J. Role of nano-carbon additives in lead-acid batteries: a review // Bull Mater Sci. – 2019. – No. 42 (21).
42. Enhancing cycle performance of lead-carbon battery anodes by lead-doped porous carbon composite and graphite additives / Leying Wangab, Hao Zhangb, Wenfeng Zhangb, Gaoping Caob, Hailei Zhaoa, Yusheng Yang // Materials Let. – 2017. – No. 206. – Р. 113–116.
43. Understanding function and performance of carbon additives in lead-acid batteries / D.G. Enos, S.R. Ferreira, H.M. Barkholtz, W. Baca, S. Fenstermacher // J. of the Electrochem. Soc. – 2017. – No. 164 (13).
44. Novel core-shell structure of a lead-activated carbon (Pb@AC) for advanced lead–acid battery systems / K. Dhanabalan, T. Sadhasivam, Sang Chai Kim, Jin Jae Eun, Jinyoung Shim, Donghoon Jeon, Sung-Hee Roh & Ho-Young Jung // J. of Materials Sci.: Materials in Electronics. – 2017. – No. 28. – Р. 10349–10356.
45. Rahmanifar M.S. Enhancing the cycle life of lead-acid batteries by modifying negative grid surface // Electrochimica Acta. – 2017. – No. 235. – Р. 10–18.

Проведено исследование процесса гранулирования частиц каменного угля в планетарном грануляторе. Целью работы является определение возможности гранулирования измельченного каменного угля, исследование влияния параметров гранулирования (гранулометрический состав, доля жидкого связующего, планетарная и относительная скорость вращения) на примере угля на эффективность получения гранул, определение этапов гранулообразования. Для определения гранулометрического состава использовался ситовой анализ. Поверхность агломератов и гранул изучали с помощью оптической микроскопии. Установлено, что возможны два различных способа получения гранул угля. В первом способе в качестве исходного материала используются частицы угля, измельченные до требуемого размера гранул. Частицы шлифуются в планетарном грануляторе без добавления жидкости. Полученные гранулы имеют форму осколков со скругленными ребрами и вершинами, а также гладкими уплотненными гранями, прочность гранул равна прочности исходного материала, поверхность не подвержена разрушению от трения, пылению, так как уплотнена. Во втором способе используются частицы фракции менее 1,25 мкм, добавляется вода в качестве связующего, происходит процесс окатывания с образованием гранул. При гранулировании обнаружено образование пластин на торцевых стенках барабана, состоящих из пыли, полученной в результате шлифования крупных частиц. Измерение размеров частиц под оптическим микроскопом показало, что максимальный размер частиц в составе пластин - 1,25 мкм. Исследование гранулометрического состава пластины с торцевой поверхности барабана является новым способом определения требуемого размера частиц исходного материала для гранулирования окатыванием.

Ключевые слова: гранулятор, планетарный, контакт, влажность, гранула, вращение, гранулометрический, фракция, гранулированный, сыпучий, жидкость, уголь.

Лобовиков Денис Викторович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: ppk2004@inbox.ru.

Харченко Алексей Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, специалист по математическому моделированию ООО «Конструктив-СП», e-mail: hav@bk.ru.

Матыгуллина Елена Вячеславовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры инновационных технологий машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: matik68@rambler.ru.

Колчанов Николай Андреевич (Пермь, Россия) – студент Пермского национального исследовательского политехнического университета, e-mail: nikolayiriv@ yandex.ru.

1. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы техники гранулирования. – М.: Химия, 1982. – 272 с.
2. Паронян В.Х., Гринь В.Т. Технология синтетических моющих веществ. – М.: Химия, 1984.
3. Зимон А.Д., Андрианов Е.И. Аутогезия сыпучих материалов. – М.: Металлургия, 1978.
4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1973.
5. Исследование процесса получения сферических гранул носителей катализаторов методом окатывания в планетарном грануляторе / Б.Л. Храмов, А.М. Ханов, Д.В. Лобовиков, С.М. Галилеев // Химическая промышленность. – 2000. – № 12. – С. 5–9.
6. Лобовиков Д.В., Ханов А.М., Храмов Б.Л. Моделирование динамики окатывания частиц сыпучего материала в барабане планетарного гранулятора // Математическое моделирование в естественных науках: тез. докл. 10-й Всерос. конф. молодых ученых / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. – C. 66.
7. Лобовиков Д.В., Ханов А.М., Храмов Б.Л. Математическая модель окатывания частиц в барабане, движущемся по планетарной траектории // Химия, технология и промышленная экология неорганических соединений: сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2002. – Вып. 5. – C. 143–153.
8. Лобовиков Д.В., Ханов А.М., Храмов Б.Л. Кинетика гранулирования композиции в планетарном грануляторе // Химия, технология и промышленная экология неорганических соединений: сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. – Вып. 5. – Пермь, 2002. – C. 134–142.
9. Лобовиков Д.В., Ханов А.М., Храмов Б.Л. Условие адгезии упругопластических сферических тел // Вестник Пермского государственного технического университета. Аэрокосмическая техника. – 2002. – № 13. – C. 67–71.
10. Планетарный гранулятор: пат. Рос. Федерация МКИ 7 B 01 J 2/12 / Лобовиков Д.В., Ханов А.М., Храмов Б.Л. – № 2191064, опубл. 20.10.2002, Бюл. № 29.
11. Планетарный гранулятор: пат. Рос. Федерация, МКИ 7 B 01 J 2/12 / Лобовиков Д.В., Ханов А.М., Храмов Б.Л. – № 2209661, опубл. 10.08.2003, Бюл. № 22.
12. Лобовиков Д.В. Влияние изменения параметров на процесс окатывания // Вестник Пермского государственного технического университета. Механика и технология материалов и конструкций. – 2002. – C. 263–272.
13.  Lobovikov D., Hanov A., Hramov B. Peculiarity of sliding of granular material on the surface of a rotating drum // Proceedings of XXX Summer School Advanced Problems in Mechanics 2002. – SPb., 2003. – P. 441–446.
14. Lobovikov D. Dry granulation of powder in a drum // XXXI International Summer School. Conference "Advanced Problems in Mechanics": book of abstracts. – SPb., 2003. – P. 65–66.
15. Lobovikov D. Experimental data of a granulation in a planetary granulator // XXXII International Summer School. Conference "Advanced Problems in Mechanics": book of abstracts. – SPb., 2004. – P. 68–69.
16. Давление в сыпучем материале при гранулировании в планетарном грануляторе. / А.М. Ханов, Д.В. Лобовиков, Л.Д. Сиротенко, Е.В. Матыгуллина // Вестник Пермского государственного технического университета. Проблемы современных материалов и технологий. – 2005. – № 11. – C. 163–169.
17. Лобовиков Д.В. Образование гранул в планетар­ном грануляторе // Конструкции из композиционных материалов. – 2006. – Вып. 4. – C. 55–60.
18. Лобовиков Д.В., Матыгуллина Е.В. Получение композиционных гранулированных материалов в планетарном грануля­торе. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. – 153 с.
19. Pöschel T., Buchholtz V. Complex flow of granular material in a rotating cylinder // Chaos, Solitons and Fractals. – 1901 (1995). – Vol. 4.
20. Buchholtz1 V., Freund J.A., Poschel T. Molecular dynamics of comminution in ball mills // Eur. Phys. J. – 2000. – B. 16. – P. 169–182.
21. Coefficient of restitution of colliding viscoelastic spheres / R. Ramırez, Th. Poschel, N.V. Brilliantov, Th. Schwager // Physical Review E. – 1999. – Vol. 60, no. 4. – P. 4465–4472.
22.  Schwager T., Poschel T. Contact of viscoelastic spheres // Friction, Arching, Contact Dynamics World Scientific. – Singapore, 1997. – P. 293–299.
23. V. Buchholtz, Poschel T. A Vectorized algorithm formolecular dynamics of short range interacting particles // International Journal of Modern Physics. – 1993. – Vol. 4. – P. 1049.
24. Poschel T., Schwager T. Computational granular dynamics. – Springer Berlin, Heidelberg, New York, 2005.
25. Cundall P.A., Strack O.D.L. A discrete numerical model for granular assemblies // Geotechnique. – 1979. – Vol. 29. – P. 47.
26. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. – М.: Высш. школа, 1998. – 368 с.

Методом просвечивающей дифракционной электронной микроскопии проведены исследования структурно-фазового состояния ультрамелкозернистого никеля, полученного путем деформации равноканальным угловым прессованием. При равноканальном угловом прессовании образцы подвергались сдвиговой деформации путем сжатия по двум пересекающимся под углом 1200 каналам равного диаметра при температуре Т = 400 °С без промежуточных отжигов. Число проходов соответствовало N = 4. Проведено изучение зеренной структуры. В соответствии с характером дислокационной структуры зерна были классифицированы на три типа: 1) бездислокационные зерна – самые мелкие зерна, не обладающие субструктурой (в них практически отсутствуют дислокации), 2) более крупные зерна, содержащие хаотически распределенные дислокации или сетчатую субструктуру, и 3) самые крупные зерна с ячеистой или фрагментированной субструктурой. Все зерна анизотропны. Для каждого типа зерен, а также для материала в целом построены распределения для продольных и поперечных размеров зерен. В зернах каждого типа, а также в среднем по материалу рассчитана средняя величина скалярной плотности дислокаций. Самая высокая величина скалярной плотности дислокаций оказалась в зернах второго типа. Установлено, что равноканальное угловое прессование привело к образованию в ультрамелкозернистом никеле стабильных (NiO и Ni2O3) и метастабильных (Ni4N и Ni3C) вторых фаз. Доказано, что частицы вторых фаз обладают нанометрическим размером и локализуются внутри (Ni2O3), на границах (Ni4N, Ni3C) зерен, а также в их стыках (NiO). Расположенные на границах и в стыках зерен они препятствуют перемещению границ и тем самым стабилизируют структуру ультрамелкозернистого никеля.

Ключевые слова: УМЗ-никель, интенсивная пластическая деформация (ИПД), равноканальное угловое прессование (РКУП), зерно, граница, фаза, частица, структура, дислокация, скалярная плотность дислокаций, распределение.

Попова Наталья Анатольевна (Томск, Россия) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории наноматериалов и нанотехнологий Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: natalya-popova-44@mail.ru.

Никоненко Елена Леонидовна (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, химии, теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: vilatomsk@mail.ru.

Соловьева Юлия Владимировна (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой физики, химии, теоретической механики Томского государственного архитектурно-строительного университета, e-mail: j_sol@mail.ru.

Старенченко Владимир Александрович (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, завкафедрой высшей математики Томского государственного архитектурно-строительного университета,
e-mail: star@tsuab.ru.

1. Носкова Н.И., Мулюков Р.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. – Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2003. – 279 с.
2. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. – М.: Логос, 2000. – 272 с.
3. Структура и сопротивление деформированию ГЦК ультрамелкозернистых металлов и сплавов / Э.В. Козлов, Н.А. Конева, А.Н. Жданов [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2004. – Т. 7, № 4. – С. 93–113.
4. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы. – М.: ИКЦ Академкнига, 2007. – 397 с.
5. Малыгин Г.А. Пластичность и прочность микро- и нанокристаллических материалов (обзор) // ФТТ. – 2007. – Т. 49, № 6. – С. 961–982.
6. Structure, phase composition, and microhardness of carbon steels after high-pressure torsion / A.A. Mazilkin, B.B. Straumal, S.G. Protasova [et al.] // J. of Materials Science. – 2008. – Vol. 43, no. 11. – P. 3800–3805.
7. Усталостная прочность аустенитной стали Х18Н10Т после равноканального углового прессования / В.Ф. Тереньтьев, С.В. Добаткин, Д.В. Просвирнин [и др.] // Деформация и разрушение материалов. – 2008. – № 10. – С. 30–38.
8. Андриевский Р.А., Глезер А.М. Прочность наноструктур // Успехи физических наук. – 2009. – Т. 179, № 4. – С. 337–358.
9. Структура и механические свойства низкоуглеродистой ферритно-перлитной стали 10Г2ФТ после интенсивной пластической деформации и последующих высокотемпературных отжигов / Е.Г. Астафурова, Г.Г. Захарова, Е.В. Найденкин [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2010. – Т. 13, № 4. – С. 91–101.
10. Edalati K., Horita Z. Processing sheets and wires by continuous high-pressure torsion // Reviews on Advanced Materials Science. – 2012. – Vol. 31. – Р. 5–11.
11. Microstructure, texture and mechanical properties of aluminum processed by high-pressure tube twisting / M. Arzaghi, J.J. Fundenberger, L.S. Toth [et al.] // Acta Materialia. – 2012. – Vol. 60. – Р. 4393–4408. DOI: 10.1016/j.actamat. 2012.04.035
12. Глезер А.М., Шурыгина Н.А. Аморфно-нанокристаллические сплавы. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. – 452 с.
13. Concurrent microstructural evolution of ferrite and austenite in a duplex stainless steel processed by high-pressure torsion / Y. Cao, Y.B. Wang, X.H. An [et al.] // Acta Materialia. – 2014. – Vol. 63. – Р. 16–29. DOI: 10.1016/j. actamat.2013.09.030
14. Влияние равноканального углового прессования и последующих высокотемпературных отжигов на структуру стали 10Г2ФТ / Э.В. Козлов, Н.А. Конева, Н.А. Попова [и др.] // Многофункциональные конструкционные материалы нового поколения / под общ. ред. В.Е. Громова. – Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2015. – С. 121–134.
15. Влияние равноканального углового прессования на структуру и предел текучести стали 10Г2ФТ / Э.В Козлов, Н.А. Попова, Е.Л. Никоненко [и др.] // Деформация и разрушение материалов. – 2016. – № 3. – С. 10–14.
16. Основы пластической деформации наноструктурных материалов / Э.В. Козлов, А.М. Глезер, Н.А. Конева [и др.]. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2016. – 304 с.
17. Валиев Р.З., Жиляев А.П., Лэнгдон Т.Дж. Объемные наноструктурные материалы: фундаментальные основы и применение. – СПб: Эко-Вектор, 2017. – 479 с.
18. Morris D.G., Morris M.A. Microstructure and strength of nanocrystalline copper prepared by mechanical alloying // Acta Met. – 1991. – Vol. 39, no. 8. – P. 1763–1770. DOI: 10.1016/0956-7151(91)90144-P
19. Карбиды на границах фрагментов и стабильность фрагментированной субструктуры / Э.В. Козлов, В.В. Ветер, Н.А. Попова [и др.] // Актуальные проблемы прочности. – СПб., 2001. – С. 350–355.
20. Фазовые превращения и разориентировки в ферритно-мартенситной стали при интенсивной пластической деформации / Н.А. Конева, Н.А. Попова, Е.Л. Никоненко, Н.Р. Сизоненко // Изв. РАН. Серия физическая. – 2018. – Т. 82, № 7. – С. 860–863. DOI: 10.1134/S036767651807027Х
21. Structure and sources of long-range stress fields in ultrafine-grained copper / E.V. Kozlov, N.A. Popova, Yu.F. Ivanov [et al.] // Annales de Chimie: Science des Materiaux. – 1996. – Vol. 21, no. 6-7. – P. 427–442.
22. Structure and Stability of Ultrafine-Grained Materials. Role of Impurities and Second-Phase Particles / N.A. Koneva, A.N. Zhdanov, L.N. Ignatenko [et al.] // Ultrafine Grained Materials II. – Seattle, Washington: TMS Publications, 2002. – P. 505–514.
23. Substructural and phase transformations during plastic deformations of materials obtained by intensive deformation / N.A. Koneva, E.V. Kozlov, Yu.F. Ivanov [et al.] // Materials Science and Engineering. – 2005. – Vol. A410-411. – P. 341–344. DOI: 10.1016/j.msea.2005.08.114
24. Козлов Э.В., Конева Н.А., Попова Н.А. Зеренная структура, геометрически необходимые дислокации и частицы вторых фаз в поликристаллах микро- и мезоуровня // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 4. – С. 93–106.
25. Martin J.W., Doherty R.D., Cantor B. Stability of microstructure in metallic systems. – Cambridge: University Press, 1997. – 426 p.
26. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. – М.: Металлургия, 1970. – 376 с.
27. Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон [и др.]. – М.: Мир, 1968. – 574 с.

Представлены результаты исследования рынка прикладных программ имитационного моделирования с точки зрения возможности и целесообразности использования последних при разработке или оптимизации технологических процессов на предприятиях отечественного машиностроения. Исследованы основные этапы развития программ имитационного моделирования и особенности модифицирования прикладных программ на данных этапах. Анализируются особенности технологических процессов машиностроения и авиастроения на отечественных предприятиях. Изучаются особенности производства металлоемких изделий и полуфабрикатов с точки зрения целесообразности имитационного моделирования данных процессов. Определяется целесообразность проведения имитационного моделирования производств машиностроения, что обеспечивает адекватные результаты анализа при минимальных затратах по сравнению с другими методами моделирования. Определяются основные критерии для выбора конкретной имитационной программы. Отмечается, что наиболее важным преимуществом программных комплексов является не возможность визуализации результатов математического моделирования технологических процессов, а способность программы применять различные доступные механизмы анализа, такие как проведение анализа чувствительности, проведение оптимизации производственной среды, применение метода Монте-Карло, возможность осуществления сценарного анализа. Определено, что обширный набор аналитических инструментов программных сред (анализ узких мест, статистические данные и графики) помогает оценить различные сценарии производства. Рассматриваются различные программы имитационного моделирования, представляющие собой как отечественные, так и зарубежные разработки, которые целесообразно применять при проектировании и оптимизации процессов машиностроения.

Установлено, что все анализируемые программы обеспечивают планирование производства, проектирование производственных помещений и планирование производительности, совершенствование процессов, анализ слабых мест, оптимизацию производственного цикла, оптимизацию ресурсов: персонала и оборудования, обеспечивают планирование запасов (в частности, незавершенного производства и сырья). Определены диапазоны применения данных программ. Установлен ценовой диапазон программ – имитационных сред, пригодных для моделирования производственных процессов машиностроения.

Ключевые слова: машиностроение, производство, моделирование, имитация, технологии, материалоемкость, визуализация, дискретно-событийные подходы, агентное моделирование, страховые запасы, оптимизация ресурсов, производительность.

Жаров Максим Владимирович (Москва, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологий и систем автоматизированного проектирования технологических процессов Московского авиационного института (национального исследовательского университета), e-mail: MaximZharov@mail.ru.

1. Ревина И.В., Бояркин Г.Н. Имитационное моделирование производственного процесса изготовления деталей // Омский научный вестник. – 2018. – № 6 (162). – С. 230–234. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-230-234

2. Белоусов В.Е., Крахт Л.Н., Поцебнева И.В. Модель построения оптимальной структуры бизнес-процессов в системе организационного управления // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2011. – Т. 7, № 1. – С. 195–197.

3. Имитационное моделирование производственных систем / под общ. ред. А.А. Вавилова. – М.: Машиностроение, 1983. – 416 c.

4. Строгалев В.П., Толкачева И.О. Имитационное моделирование. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 737 с.

5. Shannon R.E. Introduction to the art and science of simulation / ed. D.J. Medeiros, E.F. Watson, J.S. Carson [et al.] // Proceed. of the 1998 Wint. Simul. Conf., USA, Washington, 13–16 December 1998. – Washington, 1998. – P. 7–14.

6. Свирщев В.И. Оптимизация технологических процессов механической обработки: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2006. – 116 с.

7. Машиностроение: энцикл. / ред. совет:
К.В. Фролов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1996 (Т. III-2. Технологии заготовительных производств / И.Л. Акаро, Р.А. Андриевский, А.Ф. Аржанов [и др.]; под общ. ред. В.Ф. Мануйлова). – 736 с.

8. Современные технологии авиастроения / А.Г. Братухин, Ю.Л. Иванов, Б.Н. Марьин [и др.]; под ред. А.Г. Братухина, Ю.Л. Иванова. – М.: Машиностроение, 1999. – 832 с.

9. Михеева Т.В. Обзор существующих программных средств имитационного моделирования при исследовании механизмов функционирования и управления производственными системами // Журнал теоретических и прикладных исследований «Изв. Алт. гос. ун-та». Сер. Управление, вычислительная техника и информатика. – 2009. – № 1 (61). – С. 87–90.

10. Yan-mei Y., Xin-jun L. Optimization of ex-warehouse and warehousing for logistics park based on computer simulation // Proceed. of the 2016 3rd Int. Conf. on Materials Eng., Manuf. Techn. and Control (ICMEMTC 2016), China, Taiwah, 26–27 February 2016. – China, Taiwah, 2016. –
P. 1331–1337. DOI: 10.2991/icmemtc-16.2016.261

11. Kelton W.D., Sadowsky R.P., Sturrock D.T. Simulation with Arena. – 3rd ed. – NY: The McGraw-Hill Companies, 2010. – 658 p.

12. The quality of service in passenger transport terminals / C. Oprea, E. Rosca, A. Popa [et al.] // IOP Conf. Ser.: Materials Sci. and Eng. – 2016. – Vol. 161. – P. 1–9.

13. Кокарева В.В., Смелов В.Г., Шитарев И.Л. Имитационное моделирование производственных процессов в рамках концепции «бережливое производство» // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – 2012. – № 3 (34). – С. 131–134.

14. Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. – СПб.: Наука, 2006. – 723 с.

15. Nyemba W.R. Modeling, simulation and optimization of the materials flow of a multi-product assembling
plan // Procedia Manuf. – 2017. – Vol. 8. – P. 59–66.

16. Анализ программ имитационного моделирования для совершенствования процессов и конструкций / И.В. Поцебнева, А.В. Иванова, К.Д. Иварлак, О.В. Ермакова // Современные инновации в науке и технике: материалы 8-й Всерос. науч.-техн. конф., г. Воронеж,
19–20 апреля 2018 г. – Воронеж, 2018. – С. 162–166.

17. Оптимизация производственных процессов с помощью моделирования в программной среде AnyLogic на предприятиях авиационной и ракетно-космической отрасли / И.Н. Васимова, Н.Е. Садковская, Б.П. Садковский, М.В. Жаров // Наукоемкие технологии: науч.-техн. журн. – 2018. – № 6. – С. 18–24.

18. Жаров М.В. Имитационное моделирование производственной среды цехов механической обработки // Автоматизация в промышленности. – 2020. – № 5. – С. 34–37.

19. Кудряшова Э.Е. Визуальное моделирование при разработке бизнес-плана // Изв. Волгоград. гос. техн. ун-та. – 2008. – № 8 (46). – С. 104–108.

20. Кабанов А.А. Имитационное моделирование в производстве авиационных и ракетно-космических систем. Что предшествует эксперименту? // Труды МАИ: электрон. журн. – 2013. – Вып. № 65. – URL: http:// www.mai.ru/science/trudy/ (дата обращения: 12.06.2021).

21. Алешина E.E., Саломатина A.A., Яблочников E.И. Создание имитационной модели сборочной линии с использованием системы DELMIA // Науч.-техн. вестник С.-Петерб. гос. ун-та информ. техн., механ. и оптики. – 2011. – № 1 (71). – С. 50–53.

22. AnyLogic. Справочное руководство по Enterprise Library / XJ Technologies Company Ltd. Techno­logies. – М., 2004. – 134 с.

23. Жаров М.В. Моделирование оптимизации для организации производств цехов машиностроения в программной среде AnyLogic // Вестник Рязан. гос. радиотехн. ун-та. – 2020. – № 71. – С. 151–161.

24. Имитационное моделирование организации производственных процессов машиностроительных предприятий в инструментальной среде Teсnomatix Plant Simulation: лаб. практикум / И.Г. Абрамова, Н.Д. Проничев, Д.А. Абрамов, Т.Н. Коротенкова. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2014. – 80 с.

25. Рванцов Ю.А. Сравнительный анализ систем имитационного моделирования деловых процессов по критерию функциональной полноты // Вестник ДГТУ. – 2011. – Т. 11, № 1 (52). – С. 69–72.

Фрикционная муфта нового типа, предназначенная для машиностроения, со сложным относительным движением точек рабочих поверхностей фрикционных пар, обладает такими достоинствами, как более высокая плавность включения и выключения, низкий уровень шума и вибрации, сравнительно меньший и более равномерный износ по рабочим поверхностям фрикционных пар. Это, в частности, достигается за счет снижения контактных температур в зоне фрикционного взаимодействия. Для выявления особенностей протекания тепловых процессов и процессов изнашивания требуется проведение дополнительных углубленных исследований.

Цель – разработка комплексной математической модели тепловых процессов и процессов изнашивания фрикционной муфты нового типа для машиностроения со сложным относительным движением точек рабочих поверхностей фрикционных пар путем усовершенствования существующих математических моделей, с учетом кинематических и конструкционных особенностей фрикционной муфты нового типа.

Используемые методы: математическое моделирование тепловых процессов и процессов изнашивания, планирование эксперимента, проведение эксперимента в лабораторных условиях, статистическая обработка данных и сравнительный анализ результатов исследований.

Новизна: предложена комплексная математическая модель, описывающая закономерности энерговыделения, теплообмена и износа фрикционной муфты со сложным относительным движением рабочих поверхностей фрикционных пар. Результаты: получены новые аналитические зависимости: коэффициента трения скольжения рабочих поверхностей фрикционных пар фрикционной муфты и износа фрикционных материалов от температуры и относительной скорости перемещения точек рабочих поверхностей; теплофизических параметров фрикционных материалов от температуры. Предложено универсальное корреляционное выражение, устанавливающее зависимость между относительной скоростью движения точек рабочих поверхностей фрикционных пар фрикционной муфты и коэффициентами теплопередачи для внутренней и внешней конвекции. Установлено, что результаты численного эксперимента хорошо согласуются с результатами стендовых испытаний. Практическая значимость: разработанная комплексная математическая модель позволяет проводить численные эксперименты работы фрикционных муфт нового типа различной конструкции, по результатам которых могут быть получены оптимальные параметры фрикционных муфт различного конструктивного исполнения.

Ключевые слова: фрикционная муфта, фрикционная пара, машиностроение, фрикционный диск, ведущий диск, ведомый диск, тепловой процесс, конвекция, коэффициент трения, износ, математическая модель.

Войтенко Владимир Афанасьевич (Луганск) – кандидат технических наук, доцент, завкафедрой микро- и наноэлектроники Луганского государственного университета им. В. Даля, e-mail: vlvoytenko@gmail.com.

1. Бабаджанов С.Х., Дустова Ф.Х. Фрикционные муфты на швейных машинах, процессы сцепления и расцепления // Молодежь и наука: шаг к успеху: сб. науч. ст. 4-й Всерос. науч. конф. перспективных разработок молодых ученых, г. Курск, 19–20 марта 2020 г. – Курск: Изд-во Юго-Запад. гос. ун-та, 2020. – Т. 5. – С. 28–32.
2. Friction behavior of pre-damaged wet-running multi-plate clutches in an endurance test / T. Schneider, K. Voelkel, H. Pflaum, K. Stahl // Lubricants. – 2020. – Vol. 8(7). – P. 68. DOI: 10.3390/lubricants8070068
3. Thermal stress analysis of dry friction clutches / O.I. Abdullah, J. Schlattmann, H. Jobair, N.E. Beliardouh, H. Kaleli // Industrial Lubrication and Tribology. – 2020. – Vol. 72, no. 2. – P. 189–194. DOI: 10.1108/ILT-05-2018-0176
4. Static and dynamic analysis of single plate clutch in four wheeler application using ANSYS / P. Viswabhara­thy, G. Vigneshwar, M. Pragadhishwaran, M. Gopalakri­shnan // Int. J. of Emerging Techn. in Eng. Res. – 2017. – Vol. 5, iss. 3. – P. 222–233.
5. Gouse seema begum S., Santosh Priya K., Noor Mahammed S. Design and transient analysis of friction clutch plate for two wheeler by using ANSYS // Int. J. of Adv. Sci. and Techn. – 2019. – Vol. 28(19). – P. 181–187. – URL: http://sersc.org/journals/index.php/IJAST/article/view/ 2510 (accessed 7 August 2021).
6. Barve N.A., Kirkire M.S. Analysis of single plate friction clutch using finite element method // Int. J. of Adv. Sci. Res. and Eng. Trends. – 2017. – Vol. 2, iss. 11. – P. 273–276.
7. Parameters distribution characteristics of material fatigue life based on improved bootstrap method / M. Zhang, X. Liu, Y. Wang, X. Wang // Int. J. Damage Mech. – 2019. – Vol. 28(5). – P. 772–793. DOI: 10.1177/1056789518792658
8. Modepalli G. Clutch assembly modeling and dynamic analysis // Int. J. of Mech. and Prod. Eng. – 2015. – Vol. 3, iss. 11. – P. 102–107.
9. Harish K., Kumar Y.D. Optimization of friction clutch for various friction materials // Int. J. of Res. – 2017. – Vol. 4, no. 17. – P. 3493–3498.
10. Dhengre N., Mogra A., Gupta A. Investigating behaviour of multi-clutch plate frictional materials using ANSYS // Int. J. of Appl. Eng. Res. – 2018. – Vol. 13, no. 16. – P. 12657–12662.
11. Life cycle prediction and evaluation of clutch friction plate considering wear models and thermal stress / M. Zhu, X. Liu, F. Kan, Z. You // J. of Tribol. – 2021. – Vol. 143(4). – P. 041701. DOI: 10.1115/1.4048383
12. Cakmak T., Kilic M. Estimation of friction surface temperature of a dry clutch // Int. J. of Heavy Vehicle Sys. – 2020. – Vol. 27, no. 5. – P. 683–702. DOI: 10.1504/IJHVS.2020.111259
13. Войтенко В.А. Плавный пуск дискового режущего инструмента за счет применения фрикционной муфты со сложным относительным движением поверхностей фрикционной пары // Ресурсосберегающие технологии производства и обработки давлением материалов в машиностроении. – 2021. – № 2 (35). – С. 39–49.
14. Heat Transfer Module User's Guide. Version: 5.4. 2018. COMSOL. – URL: https://doc.comsol.com/5.4/doc/ com.comsol.help.heat/HeatTransferModuleUsersGuide.pdf (accessed 01 July 2021).
15. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники: справ. – М.: Атомиздат, 1968. – 485 с.
16. Теплофизические свойства веществ [Электронный ресурс]: справ. – URL: http://temperatures.ru/pages/ teplofiziches­kie_svoistva_veschestv (дата обращения: 01.07.2021).
17. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука, 1972. – 721 с.
18. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов: справ. рук-во. – М.: Физматгиз, 1959. – 356 с.
19. Lee N.J., Kang C.G. The effect of a variable disc pad friction coefficient for the mechanical brake system of a railway vehicle // PLoS ONE. – 2015. – Vol. 10(8). – e0135459. – URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0135459 (accessed 5 July 2021).
20. Сахин В.В. Теплообмен в однородной среде (теплопередача) [Электронный ресурс]: учеб. пособие // БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова. – СПб.: Лань, 2017. – 121 с. – URL: https://e.lanbook.com/book/121813 (дата обращения: 01.07.2021).
21. Chen J., Gao F. Temperature field and thermal stress analyses of high-speed train brake disc under pad variations // The Open Mech. Eng. J. – 2015. – No. 9. – P. 371–378.
22. Codina R. Comparison of some finite element methods for solving the diffusion-convection-reaction equation // Comp. Meth. Appl. Mech. Engrg. – 1998. – Vol. 156. – P. 185–210.
23. Archard J.F. Wear theory and mechanisms. Wear Control Handbook. – N.Y.: ASME, 1980. – 80 p.