Специальная конструкционная низколегированная высокоуглеродистая сталь 65Г, относится к семейству рессорно-пружин­ных. Одна из самых востребованных российских марок рессорно-пружинной стали, которая подходит для создания ответственных промышленных деталей. Малое количество легирующих добавок обеспечивает относительную дешевизну сплава, что и делает его крайне востребованным. При изготовлении специзделий возникает достаточное количество технологических трудностей, связанных с обеспечением формы, оптимальности производственных материальных и временных затрат. Применение перспективных методов электрохимической обработки деталей является актуальным.

Исследование высокоскоростного анодного растворения стали 65Г проведено потенциостатическим методом на приборе потенциостат ПИ-50-1.1 при скорости развертки потенциала 5×10–2 мВ/с с использованием электролитов на основе NaNO3 с добавками глицерина, триэтаноламина, этилового спирта, бензоата натрия, перекиси водорода. Для определения лимитирующей стадии высокоскоростного растворения изучалось влияние скорости вращения электрода, которая варьировалась от 200 до 1000 об./мин.
При скорости вращения электрода 1000 об./мин выявлена область активного анодного растворения. При введении добавок с повышением концентрации триэтаноламина, бензоата натрия, этилового спирта установлено увеличение плотности тока в активной области, а в анодно-анионной области наблюдается сдвиг потенциала начала анодно-анионной активации в область положительных потенциалов и снижение плотности анодного тока.

Выявлена зависимость значений выхода по току от природы электролита при одинаковых условиях поляризации. Установлено, что наибольший выход по току наблюдается при введении 10 % этилового спирта и 0,5 % перекиси водорода. При поляризации электродов в гальваностатических условиях изучалась микроструктура обрабатываемой поверхности. По результатам исследований рекомендованы электролиты с повышенной устойчивостью к питтингообразованию и наименьшей шероховатостью поверхности после поляризации для стали 65Г.

Ключевые слова: высокоскоростное анодное растворение, поляризация, потенциостат, гальваностатические исследования, электролит, сталь. выход по току, лимитирующая стадия, анодно-анионная область, потенциал, плотность тока, шероховатость поверхности.

Хамзина Альбина Расиховна (Уфа, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии машиностроения Уфимского государственного авиационного технического университета (Россия, 450008,
г. Уфа, ул. К. Маркса, 12, e-mail: FATSTM@yandex.ru).

Квятковская Адель Станиславовна (Уфа, Россия) – кандидат технических наук, доцент, исполняющий обязанности заведующего кафедрой зеленой химии и ресурсосберегающей технологии Уфимского государственного авиационного технического университета (Россия, 450008,
г. Уфа, ул. К. Маркса, 12, e-mail: kvyatkovskay@mail.ru).

Сабурова Юлия Борисовна (Уфа, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры зеленой химии и ресурсосберегающей технологии Уфимского государственного авиационного технического университета (Россия, 450008, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12, e-mail: kutnyakova@mail.ru).

1. Фролов К.В. Энциклопедия. – М.: Машиностроение, 2001. – Т. II-3. – 780 с.

2. Марочник сталей и сплавов / сост. А.С. Зубченко [и др.]; под ред. А.С. Зубченко. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. – 782 с.

3. Инструментальные материалы: учеб. пособие / Г.А. Воробьева [и др.]. – СПб.: Политехника, 2005. – 267 с.

4. Хамзина А.Р. Исследования высокоскоростного анодного растворения стали 65Г // III Международная научная конференция. Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности. – Казань: НПП Медпромдеталь, 2021. – С. 126–128.

5. Кац Н.Г. Анализ поляризационных кривых стальных и магниевых сплавов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. – 2016. – № 2 (50). – С. 193–196.

6. Кац Н.Г., Васильев С.В. Поляризационные характеристики металлических материалов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. – 2016. – № 1(49). – С. 138–142.

7. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. – 2-е изд., перераб. – М.: Химия, КолосС, 2006. – 672 с.

8. Комиссаренков А.А., Пругло Г.Ф., Федоров В.А. Потенциометрия: учебно-методическое пособие / СПбГТУРП. – СПб., 2013. – 64 с.

9. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. –
3-е изд., доп. и перераб. – М.: Металлургия, 1982. – 400 с.

10. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. – 2-е изд. – М.: МИСИС, 1999. – 407 с.

11. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л. Амитан [и др.]; под общ. ред. В.А. Волосатова. – Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1988. – 718 с.

12. Попилов Д.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов: справочник – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 400 с.

13. Амирханова Н.А., Саяпова В.В. Особенности высокоскоростного анодного растворения никельхромовых сплавов. – Уфа: Гилем, 2002. – 200 с.

14. Хенце Г. Полярография и вольтамперометрия. Теоретические основы и аналитическая практика / пер. с нем. А.В. Гармаша и А.И. Каменева. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 284 с.

15. Плешкова Е.В., Виноградова С.С. Влияние скорости развертки при потенциодинамической поляризации на критерии питтингостойкости нержавеющих сталей // Вестник технологического университета. – 2017. – Т. 20, № 6. – С. 51–53.

16. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. – СПб.: НПО «Профессионал», 2006. – Ч. II. – 916 с.

17. Амирханова Н.А., Галиев В.Э., Хамзина А.Р. Исследование обрабатываемости сплава ХН45МВТЮБР электрохимическим методом // Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии: материалы II Междунар. науч.-техн. конф. – Иваново:
ИГХТУ, 2010. – С. 74.

18. Дмитириевич И.Н. Электрохимические методы анализа: практика применения в ЦБП: учеб.-метод. пособие / СПбГТУРП. – СПб., 2012. – 95 с.

19. Электрохимические методы исследования локальной коррозии пассивирующихся сплавов и многослойных систем: монография / Р.А. Кайдриков [и др.]; Казанский национальный исследовательский технологический университет. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. – 141 с.

20. Электроаналитические методы / под ред. Ф. Шольца. – М.: Мир, БИНОМ, 2009. – 326 с.

21. Основы аналитической химии: практическое руководство / Ю.А. Барбалат [и др]; под ред. Ю.А. Золотова, Т.Н. Шеховцовой, К.В. Осколка. – М.: Лаборатория знаний, 2017. – 462 с.

22. Исхакова И.О., Виноградова С.С. Модификация поверхностей хромоникелевых сталей в условиях импульсной гальваностатической поляризации // Вестник Казан. технол. ун-та. – 2012. – Т. 15, № 19. – С. 67–69.

23. Виноградова С.С., Тазиева Р.Ф. Исследование характеристик питтингостойкости хромоникелевых сталей в гальваностатических условиях на основе моделирования процесса // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2–14. – С. 3013–3018.

Исследована возможность комплексной пирометаллургической переработки Hg–Se–Al-композиций переменного состава при пониженном давлении с получением моноэлементных продуктов. Объект исследования: Hg–Se–Al-композиции, образующиеся при переработке медеэлектролитного шлама в процессе получении товарного концентрата селена. Определялась скорость испарения элементов из Hg–Se–Al-композиций различного состава в зависимости от температуры и остаточного давления, а также выявление лимитирующей стадии процесса. Для расчета коэффициентов активности компонентов сплава использовали модель мolecular interaction volume model (MIVM). Полученные показатели процесса характеризуют экспериментально определенные значения скорости испарения компонентов полиметаллических систем и кажущейся энергии активации. Выявлено следующее: скорость возгонки компонентов из Hg–Se–Al-систем при температуре 823–1073 К и давлении 1,33–133 Па соответствует кинетической модели, описываемой уравнением первого порядка; коэффициенты общего массопереноса ртути, селена, алюминия (kМе) при испарении из Hg–Se–Al-композиции (0,33–0,33–0,34 соответственно) составляют, м.с‒1: (1,62–2,83).10‒6, (0,67–1,29).10‒6, (1,66–5,12).10‒8 при Т = 823–1073 К, р = 13,3 Па соответственно; энергия активации испарения компонентов из Hg–Se–Al-расплава, кДж/моль: ЕМе = 16,3–33,7 – ниже, чем для индивидуальных металлов: ЕМе = 58,5–284,1; количественный перенос Hg и Se в газовой фазе не является лимитирующей стадией, поскольку возгонка компонентов Hg–Se–Al-композиции определяется массопереносом в расплаве, определяющем общую скорость процесса. Выявленные параметры кинетики испарения компонентов из состава Hg–Se–Al-композиций является исходной информацией для проектирования технологического оборудования промышленного производства вакуумной дистилляции, а также для определения оптимальных диапазонов температуры и давления процесса с целью получении Se-содержащих продуктов заданного состава в результате возгонки.

Ключевые слова: ртуть, селен, алюминий, композиция, разделение, кинетика, вакуумная перегонка, энергия активации, коэффициент массопереноса, коэффициент активности.

Королев Алексей Анатольевич (Верхняя Пышма, Россия) – кандидат технических наук, главный инженер АО «Уралэлектромедь» (Россия, 624091, Свердловская область, г. Верхняя Пышма, проспект Успенский, 1,
е-mail: A.Korolev@elem.ru).

Шунин Владимир Александрович (Верхняя Пышма, Россия) – зам. начальника Исследовательского центра АО «Уралэлектромедь» (Россия, 624091, Свердловская область, г. Верхняя Пышма, проспект Успенский, 1, е-mail: V.Shunin@elem.ru).

Тимофеев Константин Леонидович (Верхняя Пышма, Россия) – доктор технических наук, начальник технического отдела АО «Уралэлектромедь» (Россия, 624091, Свердловская область, г. Верхняя Пышма, проспект Успенский, 1, е-mail: K.Timofeev@elem.ru).

Мальцев Геннадий Иванович (Верхняя Пышма, Россия) – доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный специалист Исследовательского центра АО «Уралэлектромедь» (Россия, 624091, Свердловская область, г. Верхняя Пышма, проспект Успенский, 1, е-mail: mgi@elem.ru).

Воинков Роман Сергеевич – кандидат технических наук, начальник Исследовательского центра
АО «Уралэлектромедь» (Россия, 624091, Свердловская область, г. Верхняя Пышма, проспект Успенский, 1,
е-mail: R.Voinkov@elem.ru).

1. Бэгналл К. Химия селена, теллура и полония. – М.: Атомиздат, 1971. – 216 с.

2. Чижикoв Д.M., Cчacтливый В.П. Ceлeн и ceлeниды. – M.: Нaукa, 1964. – 320 c.

3. Jiа G.-b., Yаng В., Liu D.-с. Dеерly rеmоving lеаd frоm Рb-Sn аllоу with vасuum distillаtiоn // Тrаnsасtiоns оf Nоnfеrrоus Меtаls Sосiеty оf Сhinа. – 2013. Vоl. 23, № 6. – Р. 1822–1831.

4. Рrосеss орtimizаtiоn fоr vасuum distillаtiоn оf Sn-Sb аllоу bу rеspоnsе surfасе mеthоdоlоgу / А. Wаng, Y. Li, В. Yаng, B. Xu, L. Коng, D. Liu // Vасuum. – 2014. –
Vоl. 109. – Р. 127–134.

5. Воlzоni L., Ruiz-Nаvаs Е.М., Gоrdо Е. Quаntifying thе рrореrtiеs оf lоw-соst роwdеr mеtаllurgу titаnium аllоуs // Маtеriаls Sсiеnсе аnd Еnginееring: А. – 2017. – Vоl. 687. – Р. 47–53.

6. Меtаllurgiсаl аnd mесhаniсаl ехаminаtiоns оf mоlуbdеnum/grаphitе jоints bу vасuum аrсрrеssurе brаzing using Ti-Zr fillеr mаtеriаls / L. Dоng, W. Сhеn, L. Ноu,
J. Wаng, J. Sоng // Jоurnаl оf Маtеriаls Рrосеssing Тесhnоlоgу. – 2017. – Vоl. 249. – Р. 39–45.

7. Influеnсе оf sintеr-сооling rаtе оn thе mесhаniсаl рrореrtiеs оf роwdеr mеtаllurgу аustеnitiс, fеrritiс, аnd duрlех stаinlеss stееls sintеrеd in vасuum /
F. Маrtín, С. Gаrcíа, Y. Вlаnсо, M.L. Rоdriguеz-
Меndеz // Маtеriаls Sсiеnсе аnd Еnginееring: А. – 2015. –
Vоl. 642. – Р. 360–365.

8. Ехреrimеntаl invеstigаtiоn аnd mоdеlling оf рhаsе еquilibriа fоr thе Ag–Cu–Pb sуstеm in vасuum distillаtiоn / W.L. Jiаng, С. Zhаng, N. Xu, В. Yаng, В.Q. Xu,
D.С. Liu, Н.W. Yаng // Fluid Рhаsе Еquilibriа. – 2016. – Vоl. 417. – Р. 19–24.

9. Аррliсаtiоn оf МIVМ fоr Pb-Sn Sуstеm in Vасuum Distillаtiоn / L.Х. Коng, Y.F. Li, В. Yаng, В.Q. Хu, Н.W. Yаng, G.В. Jiа // Jоurnаl оf Vасuum Sсiеnсе аnd Тесhnоlоgу. – 2012. – Vоl. 32. – Р. 1129–1135.

10. Тhеrmоdуnаmiсs оf rеmоving imрuritiеs frоm сrudе lеаd bу vасuum distillаtiоn rеfining / Х.F. Коng,
В. Yаng, Н. Хiоng, L.Х. Коng, D.С. Liu, В.Q. Хu // Тrаnsасtiоns оf Nоnfеrrоus Меtаls Sосiеtу оf Сhinа. – 2014. – Vоl. 24. – Р. 1946–1950.

11. Саlсulаtiоn оf рhаsе еquilibrium in vасuum distillаtiоn bу mоlесulаr intеrасtiоn vоlumе mоdеl /
Н.W. Yаng, В.Q. Хu, В. Yаng, W.Н. Ма, D.Р. Тао // Fluid Рhаsе Еquilibriа. – 2012. – Vоl. 341. – Р. 78–81.

12. Тhirunаvukаrаsu G., Сhаttеrjее S., Кundu S. Sсоре fоr imрrоvеd рrореrtiеs оf dissimilаr jоints оf fеrrоus аnd nоn-fеrrоus mеtаls // Тrаnsасtiоns оf Nоnfеrrоus Меtаls Sосiеty оf Сhinа. – 2017. – Vоl. 27, iss. 7. – Р. 1517–1529.

13. Кliрреnstеin S.J. Frоm thеоrеtiсаl rеасtiоn dуnаmiсs tо сhеmiсаl mоdеling оf соmbustiоn // Рrосе­еdings оf thе Соmbustiоn Institutе. – 2017. – Vоl. 36,
iss. 1. – Р. 77–111.

14. Distillаtiоn. Fundаmеntаls аnd Рrinciplеs / еds.
А. Gоrаk, Е. Sоrеnsеn. Сhарtеr 10 – Моdеling оf Distil­lаtiоn Рrосеssеs / еds. Е.Y. Кеnig, S. Вlаgоv. – Асаdеmiс Рrеss, 2014. – Р. 383–436.

15. Sераrаtiоn оf bоrоn аnd рhоsphоrus frоm Сu-аllоуеd mеtаllurgiсаl grаdе siliсоn bу СаО–SiО2–СаСl2 slаg trеаtmеnt / L. Нuаng, Н. Lаi, С. Gаn, Н. Хiоng, Х. Luо // Sераrаtiоn аnd Рurifiсаtiоn Тесhnоlоgу. – 2016. – Vоl. 170. – Р. 408–416.

16. Jаеgеr W. Неаt trаnsfеr tо liquid mеtаls with еmpiriсаl mоdеls fоr turbulеnt fоrсеd соnvесtiоn in vаriоus gеоmеtriеs // Nuсleаr Еnginееring аnd Dеsign. – 2017. – Vоl. 319. – P. 17–27.

Описана концепция создания и управления анизотропией материалов с помощью магнитных полей как перспективный метод управления структурой и конечными свойствами композитов. Образцы углерод-керамического композиционного материала получали методом шликерного литья под сверхнизким постоянным магнитным полем (5–10 мкТл) с дальнейшим искровым плазменным спеканием в вакууме при температуре 1200 °С с выдержкой в течение 5 мин и давлении прессования 2,6/6,2 кН. В качестве исходного сырья использовали высокодисперсный порошок диоксида титана (ТУ 31-10-020-90, ООО «Композит») и многостенные углеродные нанотрубки торговой марки «Таунит-М» («НаноТехЦентр», г. Тамбов), в качестве связки – поливиниловый спирт (ПВС). Для визуализации прохождения линий магнитного поля через литьевой канал формы при различном расположении магнитов были дополнительно получены образцы с добавлением микронного железного порошка как ферромагнетика. Показано, что возможно использование комбинаций в расположении магнитов относительного литьевого канала с целью получения различного распределения наполнителя в объеме матриц для применения в приборо- и машиностроении. Исследования структуры образцов проводили методами сканирующей электронной микроскопии, микрорентгеноструктурного анализа, рентгеновской компьютерной томографии. Результаты сканирующей электронной микроскопии показали, что под воздействием слабого магнитного поля углеродные нанотрубки собираются в агломераты, которые вытягиваются от одного полюса к другому по объему всего образца. Исследования методом компьютерной томографии не позволили провести дифференциацию углеродных нанотрубок и пор в керамической матрице из-за слабо выраженного фазового контраста.

Ключевые слова: анизотропия, многостенные углеродные нанотрубки, углерод-керамический шликер, постоянное магнитное поле, искровое плазменное спекание, сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская компьютерная томография, фазовый контраст, карты распределения фаз.

Порозова Светлана Евгеньевна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sw.porozova@yandex.ru).

Поздеева Татьяна Юрьевна (Пермь, Россия) – аспирант, младший научный сотрудник кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: pozdeevatu@gmail.com).

Лебедева Алена Сергеевна (Пермь, Россия) – инженер кафедры минералогии и петрографии Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, e-mail: alenal5@rambler.ru).

1. Asyraf M.R.M., Saleh T. A review on micro-patterning processes of vertically aligned carbon nanotubes array (VACNTs Array) // Current Nanoscience. – 2019. – Vol.15, № 4. – P. 328 – 353. DOI: 10.2174/157341 3714666180813110942
2. Beigmoradi R., Samimi A., Mohebbi-Kalhori D. Engineering of oriented carbon nanotubes in composite materials // Beilstein journal of nanotechnology. – 2018. – Vol. 9, № 1. – P. 415–435. DOI: 10.3762/bjnano.9.41
3. Xie X-L., Mai Y-W., Zhou X-P. Dispersion and alignment of carbon nanotubes in polymer matrix: A review // Materials science and engineering: R: Reports. – 2005. – Vol. 49, № 4. – P. 89–112. DOI: 10.1016/j.mser.2005.04.002
4. Sokolov A. S., Harris V. G. 3D crystallographic alignment of alumina ceramics by application of low magnetic fields // Journal of the European Ceramic Society. – 2018. – P. 1–7.  DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2018.06.035
5. Sierra-Romero A., Chen B. Strategies for the preparation of polymer composites with complex alignment of the dispersed phase // Nanocomposites. – 2018. – Vol. 4, № 4. – P. 137–155. DOI: 10.1080/20550324.2018.1551830
6. High electrical conductivity and anisotropy of aligned carbon nanotube nanocomposites reinforced by silicon carbonitride / J. Yang, R. Downes, A. Schrand, J.G. Park, R. Liang, C. Xu // Scripta Materialia. – 2016. – Vol. 124. – P. 21–25.
7. Щурик А.Г. Искусственные углеродные материалы. – Пермь, 2009. –342 с.
8. Alignment of carbon nanotubes under low magnetic fields through attachment of magnetic nanoparticles / M. A. Correa-Duarte, M. Grzelczak, V. Salgueiriño-Maceira, M. Giersig, L. M. Liz-Marzán, M. Farle,K. Sierazdki, R. Diaz // J. Phys. Chem. B. – 2005. – Vol. 109, № 41. – Р.19060-19063.
9. Alignment of carbon nanotubes in weak magnetic fields/ J. Tumpane, N. Karousis, N. Tagmatarchis, B.N. Angew // Chem. Int. Ed. – 2008. – Vol. 47. – P. 5148–5152.
10. Mwcnts-PSOH Dispersion and Interaction Using Low Magnetic Fields / F.G. Granados-Martínez, D.L. García-Ruiz, J.J. Contreras-Navarrete, J.M. Ambriz-Torres, C.J. Gutiérrez-García, L. García-González, L. Zamora-Peredo, O. Hernández-Cristobal, Y. Arredondo-León, N. Flores-Ramírez, L. Domratcheva-Lvova // MRS Advances. – 2018. – Vol. 2, № 62. – P. 3891–3897.
11. Fabrication of Core-shell Type Alginate/CNT Composite Adsorbent Beads by Combined Method of Magnetic – field/electrospray: Effect of CNT Orientation on Adsorption of Methylene Blue and Environmental Applications [Электронный ресурс] // R. Beigmoradi, Y. Moayedfar, H. Khosravi, A. Samimi. – 2021. – P. 12. – URL: https://www.researchsquare.com (дата обращения: 13.01.2021).
12. Influence of the concentration of carbon nanotubes on electrical conductivity of magnetically aligned MWCNT–polypyrrole composites / K. Kazemikia, F. Bonabi, A. Asadpoorchallo, M. Shokrzadeh // Bull. Mater. Sci. – 2016. – Vol. 39, № 2. – Р.457–462.
13. Effect of magnetic field on microstructure of carbon nanotube reinforced Mg matrix composites / J. Liang, H. Li, S. Cheng, J. Wei, L. Qi // International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale. – 2012. – Vol. 4. – P. 308–311. DOI: 10.1109/3M-NANO.2012.6472960
14. Tsuda K., Sakka Y. Simultaneous alignment and micropatterning of carbon nanotubes using modulated magnetic field // Sci. Technol. Adv. Mater. – 2009. – Vol. 10, № 1. – P. 1 – 7. DOI:10.1088/1468-6996/10/1/014603
15. Composites Reinforced in Three Dimensions by Using Low Magnetic Fields / R. M. Erb, R. Libanori, N. Rothfuchs, A. R. Studart // Science. – 2012. – Vol. 335. – P. 199–204. DOI: 10.1126/science.1210822
16. Ferrand H.L. Magnetic slip casting: a review of current achievements and issues // Journal of the European Ceramic Society. – 2021. – Vol. 41, № 1. – P. 24–37.
17. Вайнберг И.А., Вайнберг Э.И. Состояние и перспективы промышленной рентгеновской компьютерной томографии // Двигатель. – 2013. – № 3 (87). – С. 18–23.
18. Garcea S.C., Wang Y., Withers P.J. X-ray computed tomography of polymer composites // Composites Science and Technology. – 2018. – Vol. 156. – Р. 305–319.
19. A Review of Current Challenges and Case Study toward Optimizing Micro-Computed X-Ray Tomography of Carbon Fabric Composites / A. Rashidi, T. Olfatbakhsh, B. Crawford, A. S. Milani // Materials (Basel). – 2020. – Vol. 13, № 16. – P. 1–30.
20. Прусов Е.С. Компьютерная томография для задач трехмерного материаловедения [Электронный ресурс] // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 5–2. – С. 318–323. – URL: https://fundamentalresearch.ru/ ru/article/view?id=38215 (дата обращения: 13.01.2022).
21. Влияние гидрофильных сред на характеристики диспергируемых многостенных углеродных нанотрубок / С.Е. Порозова, Т.Ю. Поздеева, Д.С. Вохмянин, Ю.А. Лаптева // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2020. – Т. 22, № 2. – С. 23–30.
22. ГОСТ Р 52956–2008. Материалы магнитотвердые спеченные на основе сплава неодим – железо – бор. Классификация. Основные параметры. – М.: Стандартинформ, 2008. – 12 с.
23. Казначеева А.О., Кокорев П.А. Анализ артефактов изображений в компьютерной томографии // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики: Университет ИТМО. – 2008. – Т. 08, № 2. – С. 84–88.
24. Garcea S.C., Wang Y., Withers P.J. X-ray computed tomography of polymer composites // Composites Science and Technology. – 2018. – Vol. 156. – P. 305–319. 
25. Advanced X-Ray Tomographic Methods for Quantitative Characterisation of Carbon Fibre Reinforced Polymers / J. Kastner, B. Plank, A. Reh, D. Salaberger, C. Heinzl // 4th International Symposium on NDT in Aerospace. Augsburg, Germany – 2012 – P. 1–9.

Современные технологические процессы строительства нефтяных и газовых скважин требуют применения оборудования, обладающего высокими характеристиками прочности и надежности. При строительстве скважин инструмент буровой колонны испытывает значительные нагрузки и влияние агрессивной среды, сопряженной с абразивным и коррозионным износом наружной и внутренней поверхностей.

Повышение ресурса и создание нового оборудования возможно только с привлечением материаловедения.

В комплект бурильной колонны включены бурильные трубы различных типов и оборудование компоновки низа бурильной колонны (КНБК). Бурильные трубы изготавливаются из стали перлитного класса. В КНБК входят компоненты из стали аустенитного класса обладающие требуемыми антикоррозионными и неферромагнитными свойствами.

При выполнении работ по ремонту и восстановлению технических параметров бурильных труб и компонентов КНБК методом наплавки применяются различные типы нанесения расплавленного металла на поверхность оборудования.

Настоящая работа направлена на определение роли наплавки на формирование структуры основных зон изделий и механические свойства перлитного и аустенитного класса сталей.

Исследовали структуру наплавок, зоны термического влияния наплавок, зону сварки трением, перекрытие зоны термического влияния наплавки и зоны термического влияния сварного шва. Показано слабое влияние на механические свойства перекрытых зон. Механические свойства до и после создания соединений отличались слабо. Определены размеры зерен и межпластинчатые расстояния. Образцы вырезали непосредственно из готовых изделий, определены механизмы упрочнения обоих классов сталей, показаны преимущества перлитных и аустенитных сталей перед применяемыми сейчас феррито-перлитными. Часто в сварном шве формируется смешанный тип структуры, но лучшим до последнего времени считался сорбит. Появление аустенитного класса сталей позволит значительно улучшить работоспособность технологического оборудования. Ожидается рост прочности, надежности и коррозионной стойкости. Следует, однако, отметить повышенную стоимость высоколегированной аустенитной стали из-за повышенного содержания двух- трех легирующих элементов, среди которых обычно есть хром.

Ключевые слова: скважины нефтяные и газовые, буровые колонны, агрессивная среда, прочность, пластичность, вязкость, сероводород, углекислый газ, коррозионная стойкость, конструкционная прочность, наплавка, структура, перлит, сорбит, феррит, аустенит, мартенсит.

Лаптев Сергей Константинович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: sklaptev@platinum-perm.ru).

Шацов Александр Аронович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990,
г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: shatsov@pstu.ru).

Гребеньков Сергей Константинович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, ведущий инженер, кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, м614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: drive@rtural.ru).

Лаптев Дмитрий Сергеевич (Белфаст, Великобритания) – студент факультета аэрокосмического инжиниринга Королевского университета Белфаста (Великобритания, г. Белфаст, ул. Рован Гарденс, 6, e-mail: dmitriilaptevs@gmail.com).

1. Структура и свойства низкоуглеродистой трубной стали 17Г1С–У, микролегированной бором / А.А. Бабенко, В.И. Жучков, Н.И. Сельменских, А.Г. Упо­ловникова // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2018. – Т. 61, № 10. – С. 774–779.
2. Углов В.А., Зайцев А.И., Родионова И.Г. Основные направления развития металлургической технологии для обеспечения современных требований по уровню и стабильности технологических и служебных свойств стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. – 2012. – № 3 (1347). – С. 85–94.
3. Денисова Т.В., Иоффе А.В., Тетюева Т.В. Особенности формирования структуры в низколегированной стали 08ХМФБЧА при закалке и отпуске // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2012. – № 10. – С. 34–38.
4. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. – М.: МИСИС. – 1999. – С. 408.
5. Tribological characterization of the drill pipe tool joints reconditioned by using welding technologies / М. Badicioiu, R. G. Ripeanu, А. Dinita, М. Minescu, Е. Laudacescu. // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 295. – P. 012010.
6. Corrosion of drill pipes in high mineralized produced waters / I. Chudyk, L. Poberezhny, A. Hrysanchuk, L. Poberezhna // 6th Int. Conf. “Fracture Mechanics of Materials and Structural Integrity” Procedia Structural Integrity. – 2019. – Vol. 16. – Р. 260–264.
7. A new method to determine the required impact toughness for petroleum drill pipe used in critical sour environment / L. Han, F. Hu, H. Wang, Y. Feng, H. Li // Procedia Engineering. – 2011. – Vol. 16. – P. 667–672.
8. Янтурин А.Ш., Султанов Б.З. Спиральная деформация колонны труб в наклонной скважине // Нефть и газ. – 1977. – № 5. – С. 15–20.
9. Failure Analysis on Fracture of a S135 Drill Pipe / H. Yan, Z. Xuehu, B. Zhenquan, Y. Chengxian // Procedia Materials Science. – 2014. – Vol. 3. – P. 447–453.
10. Fangpo L. Investigation on impact absorbed energy index of drill pipe // Engineering Failure Analysis. – 2020. – Vol. 118. – P. 104823.
11. Material Effects on Risk Assessment of Residual Life of Oil Drilling Rig Pipe / A. Sedmak, A. Grbović, S. Kirin, Ž. Šarkočević, R. Zaidi // Procedia Structural Integrity. – 2020. – Vol. 28. – P. 1315–1320.
12. Emrea H.E., Kaçarb R. Effect of Post Weld Heat Treatment Process on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Welded Dissimilar Drill Pipe // Materials Research. – 2015. – Vol. 18 (3). – Р. 503–508.
13. Priymak E., Atamashkin A., Stepanchukova A. Effect of Post-Weld Heat Treatment on The Mechanical Properties and Mechanism of Fracture of Joint Welds Made by Thompson Friction Welding // Materials Today: Proceedings. – 2019. – Vol. 11. – Р. 295–299.
14. Урцев В.Н. Фазовые и структурные превращения в сталях // Сб. науч. тр.; под ред. В.Н. Урцева – Магнитогорск, 2008. – Вып. 5. – С. 62–75.
15. Кристиан Д., Ройтбурд А.Л. Теория превращений в металлах и сплавах / // Термодинамика и общая кинетическая теория: пер с англ. – М.: Мир, 1978. – Ч. 1. – С. 807.
16. Сароян А.Е. Трубы нефтяного сортамента: справочник. – М.: Недра, 1987. – С. 504.
17. Сароян А.Е. Бурильные колонны в глубоком бурении. – М.: Недра, 1979. – С. 231.
18. Концепция карбидного конструирования сталей повышенной хладостойкости / В.И. Горынин, С.Ю. Кондратьев, М.И. Оленин, В.В. Рогожкин // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2014. – № 10. – С. 32–37.
19. Рекин С.А. Совершенствование технологии эксплуатации бурильной колонны (на примере АО «Пурнефтегазгеология»): дис. … канд. техн. наук. – Самара, 1997. – С. 137.
20. Эрлих Г.М. Эксплуатация бурильных труб. – М.: Недра, 1969. – С. 312.
21. Dong L., Zhu X., Yang D. Study on mechanical behaviors of double shoulder drill pipe joint thread // Petroleum. – 2019. – Vol. 5. – Р. 102–112.
22. Рекин С.А., Янтурин А.Ш. Устойчивость, упругая деформация, износ и эксплуатация бурильных и обсадных колонн // Механика системы «колонна скважина – пласт». – СПб.: Недра, 2005. – С. 439.
23. Файн Г.М., Неймарк А.С. Проектирование и эксплуатация бурильных колонн для глубоких скважин. – М.: Недра, 1985. – С. 237.
24. Лачинян Л.А. Работа бурильной колонны. – М.: Недра, 1992. – С. 212.
25. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. – М.: Машиностроение, 1987. – С. 328.
26. Композиционные материалы с металлической матрицей / ред. К. Крейдер ; пер. с англ. под ред. К.И. Портного. – М.: Машиностроение, 1978. – С. 502.

Рассматриваются основные факторы, приводящие к снижению точности деталей. Увеличение отклонений их формы, вызываемое релаксацией напряжений, неизбежно приводит к снижению надежности и уменьшению срока службы машин, снижению их эксплуатационных свойств. Особенно остро задача стабилизации геометрических параметров стоит перед производством прецизионных подшипников качения классов точности 6 и выше, которые широко используются в различных машинах и агрегатах. Даже незначительное изменение размеров в течение определенного интервала времени приводит к резкой потере точности этих подшипников.

Анализ напряженного состояния деталей типа «кольцо подшипника» показывает, что если их поперечное и продольное сечение симметричны относительно главных центральных осей этих сечений, то отклонения геометрической формы колец с течением времени не возникает. В реальных условиях изготовления колец их поперечное и продольное сечение не являются симметричными относительно главных центральных осей этих сечений. Так как скорость релаксации зависит от уровня напряжений, то релаксация происходит, прежде всего, на тех участках кольца, где действуют максимальные напряжения.

Объектом исследований в данной работе являются кольца подшипникового узла ременного натяжного устройства автомобиля (натяжных роликов) типов 2108-1006120-01, 2112-1006120-01. Контроль исследуемых параметров деталей проводился с применением следующего оборудования, а именно: дифрактометр МАР 3, координатно-измерительная машина FARO ARG EDGE.

Представлены теоретические и экспериментальные зависимости величин деформации колец подшипников и остаточных напряжений в зависимости от времени ультразвуковой стабилизации внутренних напряжений и необходимого времени ультразвуковой обработки от требуемых значений величин деформации и остаточных напряжений колец подшипников.

Ключевые слова: подшипник, остаточные напряжения, релаксация, овальность, параметры, контроль, среднее квадратичное отклонение, поле рассеяния, математическое ожидание, дисперсия, ультразвук.

Бабенко Марина Геннадьевна (Саратов, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и систем управления Саратовского государственного технического университета им. Гагарина Ю.А. (Россия, 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, e-mail: babenkomg@mail.ru).

Слесарев Сергей Валентинович (Саратов, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры педагогики, образовательных технологий и профессиональной коммуникации Саратовского государственного
медицинского университета им. В.И. Разумовского (Россия, 410012, г. Саратов, ул. Большая Казачья, 112,
e-mail: ser-slesarev@yandex.ru).

1. Слесарев С.В. Совершенствование технологии стабилизации остаточных напряжений в прецизионных деталях типа колец подшипников на основе применения ультразвуковой энергии: автореф. дис. … кан. тех. наук. – Саратов, 2006. – 16 с.
2. Бабенко М.Г., Слесарев С.В. Стабилизация геометрических характеристик деталей точного машиностроения // Металлообрабатывающие комплексы и робототехнические системы – перспективные направления научно-исследовательской деятельности молодых ученых и специалистов: сборник научных статей II Международной молодежной научно-технической конференции: в 2 т. – Саратов, 2016. – С. 29–32.
3. Королев А.В., Бабенко М.Г., Слесарев С.В. Ультразвуковое снятие остаточных напряжений с использованием эффекта кавитации // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2009. – Т. 4, № 1 (42). – С. 52–56.
4. Болкунов В.В., Слесарев С.В. Релаксация остаточных напряжений в деталях машин энергией ультразвуковых колебаний сквозь жидкую среду // Наука, образование, производство / под общ. ред. М.Г. Шалыгина. – 2014. – С. 19–24.
5. Анализ способов определения и устранения остаточных напряжений в трубных заготовках / С.П. Буркин [и др.] // Достижения в теории и практике трубного производства. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. – С. 87–97.
6. Дроздов В.М., Казанцев А.С. Оценка механических методов определения остаточных напряжений // Новые методы испытания и обработки материалов. – Минск: Наука и техника, 1975. – С. 23–29.
7. Поздеев А.А., Няшин Ю.И., Трусов П.В. Остаточные напряжения: теория и положения. – М.: Наука, 1982. – 112 с.
8. Радченко В.П., Саушкин М.Н. Расчет релаксации остаточных напряжений в поверхностно упрочненном слое цилиндрического изделия в условиях ползучести // Вести. Сам. гос. гехн. ун-та. Серия: Физ.-мат. науки. – Самара: СамГТУ, 2001. – № 12. – С. 61–73.
9. Давиденков Н.Н. К вопросу о классификации и проявлении остаточных напряжений // Заводская лаборатория. – 1959. – № 3. – С. 318–319.
10. Буркин С.П., Шимов Г.В. Экспресс-анализ остаточных напряжений в трубах. – 2012. – № 5. – С. 72–75.
11. А.с. CCCPSU 1052550. MI1KC21D1/30B23P25/00. Способ снятия остаточных напряжений в металлических деталях / Полнов В.Г., Могильнср М.Н., Сагалевич В.М. № 3427966; заяв. 23.04.1982; опубл. 07.11.1983.
12. Королев Р.Д., Слесарев С.В. К вопросу определения поверхностных остаточных напряжений в материалах измерением твердости // Юность и знания – гарантия успеха: сборник научных трудов международной научно-технической конференции / отв. ред. М.С. Разумов. – 2014. – С. 176–177.
13. Королев А.В., Балаев А.Ф., Яковишин А.С. Технология снятия остаточных напряжений при многоцикловой обкатке колец подшипников // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2017. – № 1 (67). – С. 22–26.
14. The mechanism study for changing the precision parts dimensional accuracy such as bearing rings / M.G. Babenko, E.M. Samoilova, S.V. Slesarev, L.G. Bokova, V.O. Gorbachev // Journal of Physics: Conference Seriesthis link is disabled. – 2021. – Vol. 1889(5). – P. 052025.
15. Бабенко М.Г., Слесарев С.В. Обработка хрупких материалов с применением ультразвуковой технологии // Качество в производственных и социально-экономических системах: сборник научных трудов 6-й Международной научно-технической конференции: в 2 т. / отв. ред. Е.В. Павлов. – 2018. – С. 51–55.
16. Бабенко М.Г., Слесарев С.В., Бабенко А.И. Измерение остаточных напряжений в материале технических объектов методом зондирующего отверстия // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2011. – Т. 2, № 2 (56). – С. 21–23.
17. Чернышев Г.Н., Попов А.Л., Козинцев В.М. Полезные и опасные остаточные напряжения // Природа. – 2002. – № 10.
18. Биргер И.А. Остаточные напряжения. – М.: Маш-гиз, 1963. – 232 с.
19. Controlling the periodicity of grinding wheel dressing with the application of expert decision support system / E.M. Samoylova, M.Yu. Zakharchenko, M.V. Vino­gradov, M.G. Babenko, A.A. Ignatiev, S.V. Slesarev, V.A. Melentiev, L.G. Bokova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. – 2020. – P. 32071.
20. Бабенко М.Г., Мелентьев В.А., Слесарев С.В. Применение методов автоматизации контроля изделий машиностроения // Перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении: сборник научных статей 5-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием / под ред. А.А. Горохова. – 2020. – С. 36–39.
21. Бабенко М.Г., Слесарев С.В. К вопросу релаксации остаточных напряжений в тонкостенных деталях // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2021. – Т. 23, № 1. – С. 20–28.
22. Ферзуллаев Ф.М., Бабенко М.Г. Технологические методы стабилизации точности деталей машин // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: cборник научных трудов 14-й Международной научно-практической конференции / Юго-Западный государственный университет. – 2019. – С. 200–204.
23. Папашев Д.А., Слесарев С.В. Акустический метод контроля механических напряжений в прецизионных деталях // Актуальные вопросы науки и техники. Студенческая международная научно-практическая конференция / под ред. А.А. Платонова, О.А. Калачевой, С.А. Прицеповой. – 2014. – С. 82–83.

В настоящее время на производстве существует проблема компенсации погрешности литья при дальнейшей механической обработке изделий. При сборке соплового аппарата точность проходного сечения зависит от точности изготовления литейных поверхностей профиля лопаток и точности базовых установочных поверхностей каждой индивидуальной сопловой лопатки. Приведены результаты разработки и применения специального программного обеспечения для учета отклонения литейных поверхностей профиля пера лопаток и расчета площади проходного сечения путем введения файла коррекции в стойку ЧПУ многоосевого шлифовального станка модели MFP-050.65.65 фирмы Magerle AG. Для выполнения этой задачи разработан комплекс программного обеспечения подготовки данных для шлифования лопаток, который включает в себя специализированное программное обеспечение для автоматизированного расчета величин смещения и углов поворота сопловых и рабочих лопаток, анализа и редактирования площади проходного сечения отливок и лопаток. Результаты предварительного тестирования показывают улучшение качества как поверхности проточной части, так и проходного сечения. Тестирование и доработка по результатам тестирования продолжаются, опыты проводятся на примере 2-й сопловой лопатки для двигателя ПД-14. Применение технологии глубинного шлифования базовых поверхностей сопловых лопаток турбин на пятиосевом обрабатывающем центре Magerle MFP-050.65.65 позволит производить обработку с минимальным количеством установок, лучшим качеством и с большей производительностью. Благодаря использованию специального программного обеспечения станет возможным определение величин смещений и углов поворота, обеспечивающих компенсацию погрешностей литья и учета проходного сечения в лопатках. Результатом совместного использования нового оборудования и специализированного программного обеспечения станет снижение разброса значений площади проходного сечения в сопловом аппарате. Как следствие, повысится КПД двигателя и снизится вероятность появления нежелательных вибраций.

Ключевые слова: проходное сечение, лопатки турбины, глубинное шлифование, профильные поверхности, шлифовальные круги, качество поверхности, угол поворота, количество проходов, погрешности литья лопаток.

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

Норин Александр Олегович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990,
г. Пермь, Комсомольский пр., 29).

Песин Михаил Владимирович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, декан механико-технологического факультета Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: m.pesin@mail.ru).

1. Козлов Д.А. ПД-14 создается практически всеми авиадвигателестроителями России [Электронный ресурс]. – URL: http://www.aviaport.ru/news/2012/04/16/ 233024.html (дата обращения: 15.10.2014).
2. Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. – Пермь, 2006. – 1195 с.
3. Нихамкин М.А., Зальцман М.М. Конструкция основных узлов двигателя ПС-90А: учеб. пособие – 2-е изд., испр. и доп. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2002. – 108 с.
4. Макаров В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки труднообрабатываемых материалов. – Пермь: ПНИПУ, 2013. – 359 с.
5. Полетаев В.А., Волков Д.И. Глубинное шлифование лопаток турбин: библиотека технолога. – М.: Машиностроение, 2009. – 272 с.
6. Макаров В.Ф., Туранский Р.А., Григорьева А.В. Повышение точности проходного сечения сопловых лопаток турбин // Материалы науч.-практ. конф. – Брянск, 2015. – С. 291–293.
7. Макаров В.Ф., Норин А.О. Автоматизированный расчет величины смещений сопловых лопаток турбины с обеспечением заданного проходного сечения соплового аппарата // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации-2014: материалы XV Всерос. НТК 4–6 июня 2015 г. – Пермь: ПНИПУ, 2015. – С. 25–29.
8. Макаров В.Ф., Норин А.О., Туранский Р.А. Разработка метода корректирующего управления процессом глубинного шлифования базовых поверхностей сопловых лопаток на многоосевом станке с ЧПУ // Современные высокоэффективные технологии и оборудование в машиностроении (МТЕТ-2016): материалы научно-техн. конф., 6–8 октября 2016. – СПб.: Гос. полит. ун-т Петра Великого, 2016. – С. 23–27.
9. Макаров В.Ф., Никитин С.П., Норин А.О. Повышение качества и производительности при профильном глубинном шлифовании турбинных лопаток // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2016. – № 5(59). – С. 29–31.
10. Особенности технологического обеспечения проходного сечения лопаток турбин при глубинном многоосевом шлифовании на станке с ЧПУ / В.Ф. Макаров, А.О. Норин, С.П. Никитин, Р.А. Туранский // Машиностроение и техносфера XXI века: сб. трудов XXIII материалов науч.-техн. конф., 12–18 сентября 2016 в г. Севастополь. – Донецк, 2016. – Т. 2. – С. 127–128.
11. Макаров В.Ф., Норин А.О. Автоматизированный расчет величин смещений сопловых лопаток турбины с обеспечением заданного проходного сечения соплового аппарата // Наукоемкие технологии на современном этапе развития машиностроения: сб. трудов XXIII материалов науч.-техн. конф., 19–21 мая. – М.: МАДИ, 2016.
12. ГП «Ивченко-Прогресс»: Обработка лопаток на профилешлифовальном станке фирмы Мägerle // Промышленность в фокусе. – 2013. – № 1.
13. Информация о системе ЧПУ Siemens Sinumerik: портал [Электронный ресурс]. – URL: http://iadt.siemens.ru/products/motors_drives/sinumerik/CNC_controls/840d_sl/. (дата обращения: 20.03.2015).
14. ОАО «Авиадвигатель»: портал [Электронный ресурс]. – URL: http://www.avid.ru/ (дата обращения: 20.03.2015).
15. На разработку специализированного программного обеспечения для определения величин смещений и углов поворота, для компенсации погрешности литья лопаток и учета проходного сечения: техническое задание / ОАО «Авиадвигатель». – 2014.
16. Макаров В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки жаропрочных сталей и сплавов: учебное пособие. – СПб.: Лань, 2013. – 320 с.
17. Полетаев В.А., Волков Д.И. Глубинное шлифование лопаток турбин: библиотека технолога. – М.: Машиностроение, 2009. – 272 с.
18. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1972. – 232 с.
19. Никитин С.П. Моделирование процесса резания при шлифовании с учетом взаимодействия упругой и тепловой систем // Вестник УГАТУ. – 2009. – Т. 12, № 4 (33). – С. 61–65.
20. Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами. – М.: Машиностроение, 2007. – 688 с.
21. Макаров В.Ф., Никитин С.П. Повышение качества и производительности при профильном глубинном шлифовании турбинных лопаток // Наукоемкие технологии машиностроения. – 2016. – № 5 (59). – С. 17–24.
22. Макаров В.Ф., Никитин С.П. Повышение эффективности профильного глубинного шлифования лопаток турбин на многокоординатных станках с ЧПУ // Наукоемкие технологии машиностроения. – 2018. – № 4 (82). – С. 21–28.
23. Никитин С.П. Результативность процессов должна работать на результат // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – 2013. – Т. 15, № 1. – С. 109–114.
24. Noichl H. CBN Grinding of Nickel Alloys in the Aerospace Industry // Intertech 2000. – Vancouver, 2000. – July 17–21.

В последние десятилетия композиционные материалы применяют в качестве замещения классических материалов для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств и характеристик механизмов и конструкций. В случае использованных в узлах трения необходимо учитывать факторы, характерные для применяемых в них композиционных материалов, как, например, влияние компонентов структуры или неоднородность среды.

В данной работе изучается модель контактного взаимодействия «сталь – композит» с целью анализа эффективного коэффициента трения однонаправленного волокнистого композиционного материала с тетрагональной структурой.

В основе решения контактной задачи с позиции механики композиционных материалов предложен метод локального приближения, который позволяет учитывать влияние компонентов структуры. Для реализации двумерного моделирования задачи применен прикладной пакет ANSYS Mechanical. При построении сетки модели использовался конечный элемент с четырьмя узлами Plane 182. Считалось, что в зоне контакта выполняется условие идеального контакта. Моделировались четыре варианта ячеек со степенью износа 0, 25, 50 и 75 % для анализа влияния износа.

В результате получены данные об изменении коэффициента трения в зависимости от степени износа для трибопары «сталь – композит» и проанализированы поля напряжений в периодической ячейке композита. Коэффициент трения композиционного материала существенно зависит от степени износа в плоскости армирования, определяется структурной неоднородностью в зоне контакта и соответствующим распределением полей напряжений.

Представленная методика в данной работе предлагает исследовать трибологические характеристики с точки зрения механики композиционных материалов.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, трибологические характеристики, численное моделирование, контактные напряжения, тетрагональная структура, сухое трение, метод локального приближения, коэффициент трения, волокнистые композиционные материалы, однонаправленные композиционные материалы.

Палкин Денис Дмитриевич (Пермь, Россия) – инженер, аспирант кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: 13denis01@mail.ru).

Чекалкин Андрей Алексеевич (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: a.a.chekalkin@yandex.ru).

1. Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика деформирования и разрушения структурно неоднородных тел. – М.: Наука, 1984. – 115 с.
2. Макарова Е.Ю., Соколкин Ю.В., Чекалкин А.А. Структурно-феноменологические модели прогнозирования упругих свойств высокопористых композитов // Вестн. Сам. Гос. техн. ун-та. Серия: Физ.-мат. науки. – 2010. – № 5 (21). – С. 276–279.
3. Вашуков Ю.А. Исследование напряженно-деформированного состояния соединения изделий из композиционных материалов // Известия Самарского научного центра РАН. – 2009. – Т. 11, № 3(2). – С. 414–419.
4. Соколкин Ю.В., Чекалкин А.А., Бабушкин А.В. Прогнозирование физических и механических свойств порошковых и армированных высокопрочными волокнами металлических материалов // Изв. вузов. Цветная металлургия. – 1995. – № 2. – С. 53–57.
5. Многоуровневая расчетно-экспериментальная система для анализа прочности и жесткости элементов конструкций из короткоармированных композитов / В.А. Комаров, Е.И. Куркин, М.О. Спирина [и др.] // Известия Самарского научного центра РАН. – 2017. – Т. 19, № 6. – С. 30–39.
6. Исследование механических характеристик короткоармированных композиционных материалов / В.А. Комаров, Е.И. Куркин, М.О. Спирина [и др.] // Известия Самарского научного центра РАН. – 2016. – Т. 18, № 4. – Ч. 6. – С. 1071–1076.
7. Численная модель циклической долговечности порошкового материала / В.Н. Анциферов, Ю.В. Соколкин, А.А. Чекалкин, А.В. Бабушкин // Порошк. металлургия. – 1994. – № 5–6. – С. 112–118.
8. Long-term durability of glass-fiber-reinforced composites under operation in pulp and reactant pipelines / A.A. Chekalkin, A.V. Babushkin, A.G. Kotov, S.E. Shak­leina // Mechanics of Composite Materials. – 2003. – Vol. 39, № 3. – Р. 273–282.
9. Friedrich K., Reinicke R., Zhang Z. Wear of polymer composites. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2002. – Vol. 216. – P. 415–426.
10. Методика исследования трибологических характеристик материалов на машине трения / С.Ю. Перепелкина, П.П. Коваленко, Р.В. Печенко, К.А. Нуждин // Изв. вузов. Приборостроение. – 2016. – Т. 59, № 8. – С. 636–640.
11. Lehua Qi, Guangzhen Pan, Yewei Fu. Effect of MoS2 on the tribological properties of carbon fabric composites under wet conditions // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2017. – Vol. 232. – P. 1–10.
12. Golchin A., Simmons GF., Glavatskih S., Prakash B.. Tribological behaviour of polymeric materials in water-lubricated contacts // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2013. – Vol. 227, № 8. – P. 1–16.
13. Du Gang, Cai Chilan, Haobin Tian. The research on the effect of SiO2 and CF on the tensile and tribological properties of PI composite // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2015. – Vol. 229, № 12. – P. 1–6.
14. The tribological behaviour of carbon fibre reinforced polyaryletherketones (PAEKs) through their glass transitions / Christopher J Dyson, Martin Priest, Malcolm F Fox, Bill Hopkins // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2015. – Vol. 230, № 10. – P. 1–15.
15. Effect of friction heat on tribological behaviors of Kevlar fabric composites filled with polytetrafluoroethene / Liu Jian, Zhang Yongzhen, Du Sanming, Lu Fei // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2015. – Vol. 229, № 12. – P. 1–9.
16. AP Harsha, Rolf Wa¨sche, Manfred Hartelt. Tribological studies on polyetherketone composite under reciprocating sliding condition against steel cylinder // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part J // Journal of Engineering Tribology. – 2015. – Vol. 229, № 7. – P. 1–12.
17. Аргатов И.И., Фадин Ю.А. К расчету трибологических характеристик композиционных материалов // Трение и износ. – 2007. – Т. 28, № 2. – С. 178–182.
18. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. – М.: Мир, 1982. – 336 с.
19. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. – М.: Машиностроение., 1997. – 526 с.
20. Басов К.А. Ansys. Справочник пользователя. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 640 с.
21. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. Ansys для инженеров: справ. пособие. – М.: Машиностроение – 1, 2004. – 512 с.
22. Композиционные материалы: Справочник / В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.В. Болотин [и др.]; под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.
23. Дж. Любин. Справочник по композиционным материалам: в 2 кн. Кн. 1 / под ред. Дж. Любина; пер. с англ. А.Б. Геллера, М.М. Гельмонта; под ред. Б.Э. Геллера. – М.: Машиностроение, 1988. – 448 с.
24. Ричардсон М. Промышленные полимерные композиционные материалы / пер. с англ. / под ред. П.Г. Бабаевского. – М.: Химия, 1980. – 472 с. – Лондон: Эплайд Сайенс Паблишер, 1977.
25. Крагельский И.В. Коэффициенты трения: справочное пособие. – М.: МАШГИЗ, 1962. – 220 с.
26. Об учете масштабных эффектов при моделировании механических и трибологических свойств двухфазных микро- и наномодифицированных полимерных покрытий / В.М. Бузник, С.А. Лурье, Д.Б. Волков-Богородский, А.Г. Князева, Ю.О. Соляев, Е.И. Попова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2015. – № 4. – С. 36–54.

В рамках работы проведен анализ напряженно-деформированного состояния антифрикционной прослойки со сферическим вырезом под смазочный материал. Представлено сравнение деформационного поведения прослойки, изготовленной из двух полимерных материалов: модифицированный фторопласт и антифрикционной композиционный материал на основе фторопласта со сферическими бронзовыми включениями и дисульфидом молибдена (МАК). Для описания поведения антифрикционных материалов выбрана деформационная теория упругопластичности, физико-механические свойства были получены при проведении натурных экспериментов при малых скоростях деформации: в условии одноосно напряженного состояния, одноосно деформированного состояния, определение твердости по Бринелю. Рассмотрен диапазон рабочих нагрузок, возникающий в пролетах мостовых сооружений, достигающий 90 МПа. Рассмотрены все виды состояния контактной пары «сталь – полимер»: прилипание, проскальзывание, отлипание. В рамках работы выполнен анализ сходимости численного решения задачи от степени дискретизации системы. В рамках исследования проведена серия численных экспериментов о деформировании ячейки периодичности толщиной 4, 6 и 8 мм, вырезанной из объема антифрикционного материала. Отстроены зависимости от нагрузки: интенсивность напряжений, интенсивность пластических деформаций, статусы контакта, контактное давление и контактное касательное напряжения. В прослойке из МАК при увеличении нагрузки наблюдается вырождение лунки под смазочный материал, из-за большого деформирования материала на поверхности сопряжения преобладает полное «прилипание», материал остается в состоянии проскальзывания в области вырожденной лунки, так как стремится заполнить микропустоты. Установлено, что прослойка из модифицированного фторопласта менее подвержена деформированию при всех вариантах толщины слоя скольжения.

Ключевые слова: полимер, композиционный материал, контакт, трение, деформационное поведение, смазка, слой скольжения, свойства материалов, большие деформации, толщина.

Адамов Анатолий Арсангалеевич (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник лаборатории нелинейной механики деформируемого твердого тела Института механики сплошных сред (Россия, 614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1, e-mail: adamov.aa@ya.ru).

Каменских Анна Александровна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, 13, e-mail: anna_kamenskih@mail.ru).

Носов Юрий Олегович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, 13, e-mail: ura.4132@yandex.ru).

1. Grellmann W., Langer B. Deformation and fracture behaviour of polymer materials. – Springer, 2017. – 533 p.
2. Yi X.-S., Du S., Zhang L. Composite Materials Engineering. – Vol. 1: Fundamentals of Composite Materials. – Springer, 2018. – 765 p.
3. Hasnain Md.S., Nayak A.M., Alkahtani S. Polymeric and natural composites: materials, manufacturing and biomedical applications. – Springer, 2022. – 463 p.
4. Булатов М.И., Шацов А.А. Разрушение кварцевых оптических волокон с различными защитными покрытиями // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2021. – Т. 23, № 3. – С. 47–52.
5. The effect of organosilanes on protective properties of polymer coatings for underground pipelines. Inhibition of cathodic peeling-off of polymer coatings from metal / M.A. Petrunin, L.B. Maksaeva, A.A. Rybkin, N.A. Glad­kikh, T.A. Yurasova, M.A. Maleeva, A.I. Marshakov // Protection of metals and physical chemistry of surfaces. – 2019. – Vol. 55. – P. 1335–1340.
6. Сметанников О.Ю., Труфанов А.Н., Лесникова Ю.И. Исследование оптико-механических характеристик волокна в условиях термоцикла // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2018. – Т. 20, № 6–2(86). – С. 255–260.
7. Исследование влияния отрицательных температур на оптические потери волоконного световода в защитно-упрочняющем покрытии на основе полиамидокислоты / М.И. Булатов, И.С. Азанова, А.Ф. Косолапов, А.Н. Смирнова, И.Д. Саранова // Краткие сообщения по физике ФИАН. – 2019. – Т. 46, № 9. – С. 9–13.
8. Adamov A.A., Kamenskikh A.A., Pankova A.P. Influence analysis of the antifriction layer materials and thickness on the contact interaction of spherical bearings elements // Lubricants. – 2022. – Vol. 10, № 2. – Art. 30.
9. Friction and wear behaviours of hard-coated/ uncoated bearing steels under nano-additive oil lubrication / M.H. Sulaiman, N.H. Nordin, N.A. Sukindar, A.N. Dahnel, S. Kamaruddin // Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 2022. – P. 65–68.
10. Иванова О.В., Короткова Л.Н., Халиков Р.М. Управление качеством нанесения защитных макромолекулярных покрытий на трубопроводном оборудовании нефтегазовой отрасли // Современные материалы, техника и технологии. – 2019. – № 3(24). – С. 43–46.
11. Полимерные защитные покрытия от биокоррозии / В.Ф. Строганов, Е.В. Сагадеев, В.А. Бойчук, О.В. Стоянов, А.М. Мухаметова // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17, № 18. – С. 149–154.
12. Орлов В.А., Орлов Е.В., Шлычков Д.И. Защитные полимерные покрытия для трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения // Вестник МГСУ. – 2009. – № 4. – С. 168–172.
13. Optimization of ingredients for two-layer epoxy coating for protection of sea and river vehicles / A. Buketov, S. Yakushchenko, T. Cherniavska, D. Zhytnyk, N. Buketova, T. Ivchenko, R. Negrutsa, I. Fesenko // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2021. – Vol. 1246. – P. 612–626.
14. Shardakov I.N., Trufanov A.N. Identification of the temperature dependence of the thermal expansion coefficient of polymers // Polymers. – 2021. – Vol. 13. – Art. 3035. https://doi.org/10.3390/polym13183035
15. Раскутин А.Е., Хрульков А.В., Язвенко Л.Н. Полимерное пленочное покрытие для конструкций из ПКМ (обзор) // Труды ВИАМ. – 2017. – № 2(50). – С. 33-40.
16. Полимерные составы для защиты от контактной коррозии / В.А. Кузнецова, Л.В. Семенова, Г.Г. Шаповалов, Д.В. Чесноков // Авиационные материалы и технологии. – 2017. – № 4(49). – С. 70–76.
17. Янкилевич А.М. Антифрикционные твердосмазочные покрытия Modengy™ для узлов трения и крепежа оборудования морских буровых платформ // Трубопроводная арматура и оборудование. – 2020. – № 6 (111). – С. 54–55.
18. Коныгин А.А., Пилюшина Г.А.Повышение износостойкости зубчатых передач нанесением антифрикционных полимерных покрытий // Новые материалы и технологии в машиностроении. – 2019. – № 29. – С. 43–47.
19. Защитные покрытия волоконной решетки Брэгга для уменьшения влияния механического воздействия на ее спектральные характеристики / А.С. Мунько, С.В. Варжель, С.В. Архипов, А.Н. Забиякин // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2015. – Т. 15, № 2. – С. 241–245.
20. Гамма-модифицирование радиационно-защит­ного фторопластового композита авиационно-косми­ческого назначения / В.И. Павленко, Г.Г. Бондаренко, Д.Г. Тарасов, О.Д. Едаменко // Перспективные материалы. – 2013. – № 1. – С. 13–18.
21. Адамов А.А. Экспериментальное обеспечение и идентификация модели изотропного тела с упругой объемной сжимаемостью дисперсно-наполненных композитов на основе фторопласта и сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Конструкции из композиционных материалов. – 2013. – № 2(130). – С. 28–37.
22. Balyakin V.B., Khatipov S.A., Pilla C.K. Experimental studies of tribotechnical characteristics of radiation-modified PTFE to use in rotor supports // Journal of Friction and Wear. – 2015. – № 36. – P. 346–349.
23. Исследование триботехнических характеристик антифрикционных материалов и износостойких алмазоподобных покрытий в целях их использования в узлах трения оптико-электронной аппаратуры космических аппаратов дистанционного зондирования земли / Р.М. Копяткевич, А.Т. Курамшин, В.Д. Митрофанов, А.А. Потапов // Космонавтика и ракетостроение. – 2016. – № 5 (90). – С. 81–88.
24. Kudryavtsev О.A., Ignatova A.V., Olivenko N.A. The influence of thickness on residual flexural strength of composite with low-velocity impact damages: experimental study // PNRPU Mechanics Bulletin. – 2021. – № 3. – P. 6–11.
25. Polymer Coatings Technology and Applications: Polymer Coating Mehods / D. Sharma, M. Rawat, J. Sharma, S. Ahuja, A. Chandra, S. Barman, R. Arya // Taylor & Francis Group, 2021. – 42 p.
26. Ogar P., Kozhevnikov A., Elsukov V. Indentation of rigid rough surface into polymer coating layer // International Journal of Engineering and Technology(UAE). – 2018. – Vol. 7. – P. 192–195.
27. Аdamov A.A., Kamenskikh A.A., Nosov Yu.O. Deformational behavior of the flat sliding layer of the spherical bearing // International Journal of Civil Engineering and Technology. – 2019. – Vol. 10, № 5. – P. 99–107.
28. Kamenskih A.A., Trufanov N.A. Regularities interaction of elements contact spherical unit with the antifrictional polymeric interlayer // Journal of Friction and Wear. – 2015. – Vol. 36, № 2. – P. 170-176.
29. Adamov A.A., Kamenskih A.A., Pankova A.P. Numerical analysis of the spherical bearing geometric configuration with antifriction layer made of different materials // PNRPU Mechanics Bulletin. – 2020. – № 4. – P. 15–26.

Алюминиевые сплавы системы легирования Al–Mg–Li широко используются в самолетостроении благодаря своим свойствам. Основная сложность, возникающая при сварке алюминиевого сплава, связана с образованием пор. В работе представлены металлографические исследования выявления пор в сварных соединениях алюминиевого сплава, полученных аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой АМг-6. Анализ проводился при разном освещении, для того чтобы правильно идентифицировать поры, характер их расположения и форму. Если в светлом поле поры достаточно сложно отличить от включений, то при постепенном гашении – от светлого поля к поляризованному свету и темному полю – можно наблюдать их четкое свечение в ореоле. По результатам исследований установлено, что поры в сварных соединениях присутствуют в разных участках сварного шва. Преимущественное их расположение выявлено вдоль линии сплавления и по границам слоев сварного шва. Поры имеют разную форму и размер. Характер их распределения варьируется от одиночных до скоплений до 4–5 на 1 см. Поскольку водород считается основной причиной образования пор в сварных соединениях алюминиевых сплавов, проанализированы причины его воздействия на порообразование. На основании литературных данных и полученных результатов установлено, что при остывании сварочной ванны водород, перераспределяясь в молекулы, образует газовые пузыри. Образованные пузыри, в силу изменения растворимости, всплывают. Данный процесс происходит до тех пор, пока позволяет вязкость матрицы металла. Кроме того, выявлено, что сварные соединения имеют достаточно протяженную зону сплавления при аргонодуговой сварке, а содержание магния будет снижать диффузию водорода и вязкость металла, что затрудняет всплытие газовых пузырей после кристаллизации металла, приводя к образованию пористости.

Ключевые слова: пористость, сварной шов, водород, алюминиевый сплав, легирование, поры, металлография, сварка, оксидная пленка, зона сплавления.

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

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

1. Фридляндер И.Н. Воспоминания о создании авиакосмической и атомной техники из алюминиевых сплавов / Отд-ние химии и наук о материалах РАН. –
2-е изд., доп. – М.: Наука, 2006 – 287 с.

2. Сварка в самолетостроении. / Г.А. Кривов,
В.Р. Рябов, А.Я. Ищенко, Р.В. Мельников, А.Г. Чаюн;

3. Промышленные алюминиевые сплавы: справ. изд. / С.Г. Алиева, М.Б. Альтман, С.М. Амбарцумян
[и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1984. – 528 с.

4. Лукин В.И., Грушко О.Е. Особенности влияния металлургических факторов производства сплава 1420 на качество сварных соединений // Сварочное производство. – 1998. – № 1. – С. 8–9.

5. Efect of Mg Content on Microstructure and Properties of Al–Mg Alloy Produced by the Wire Arc Additive Manufacturing Method / L. Ren, H. Gu, W. Wang,
Sh. Wang, Ch. Li, Zh. Wang, Yu. Zhai, P. Ma // Materials. – 2019. – Vol. 12. – P. 4160. DOI: 10.3390/ma12244160

6. Microstructure and Mechanical Properties of Tungsten Inert GasWeld Joints of Sprayed and Cast Aluminium–Lithium Alloy / Ch. Luo, H. Li, Yu. Zhang, J. Li, Yu. Wen, L. Yang // Materials. – 2020. – Vol. 13. – P. 3787.
DOI: 10.3390/ma13173787

7. Fracture toughness of friction stir welded joints of AlCu4SiMg aluminium alloy / M.K. Kulekci, F. Mendi, I. Sevim, O. Basturk // Metalurgia. – 2005. – Iss. 44. – P. 209–213.

8. Effect of aging on mechanical properties of 6063 Al-alloy using instrumented ball indentation technique /
G. Das, M. Das, S. Ghosh, P. Dubey, A.K. Ray // Mater Sci. Eng. A. – 2010. – Iss. 527. – P. 590–1594.

9. Influence of aging treatment on mechanical properties of 6061 aluminum alloy / F. Ozturk, A. Sisman,
S. Toros, S. Kilic, R.C. Picu // Mater. Des. – 2010. – Iss. 31. –
P. 972–975.

10. Microstructure and tensile properties of friction welded aluminum alloy A7075-T6 / H.K. Rafi, G.D. Janaki Ram, G. Phanikumar, R.K. Prasad // Mater. Des. – 2010. – Iss. 31. – P. 2375–2380.

11. Мельников А.А., Бунова Г.З. Технология термообработки алюминиевых полуфабрикатов: учебное пособие. – Самара: Самарский гос. аэрокосмический ун-т им. акад. С.П. Королева, 2006. – 128 с.

12. Федосеева Е.М., Ольшанская Т.В., Прохоров П.В. Металлографические исследования сварных швов алюминиевого сплава системы Al–Mg–Li, подвергнутого термовакуумной обработке // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2020. – Т. 22, № 1. – С. 40–53. DOI: 10.15593/2224-9877/2020.1.05

13. Особенности сварки тонколистовых конструкций из сплава 1420 / В.В. Гринин, А.И. Лопаткин,
В.В. Овчинников [и др.] // Сварочное производство. –
1985. – № 8. – С. 13–15.

14. Лукин В.И., Якушин Б.Ф., Настич С.Ю. Исследование свариваемости сверхлегких Al–Mg–Li сплавов // Сварочное производство. – 1996. – № 12. – С. 15–20.

15. Федосеева Е.М., Ольшанская Т.В. Термокинетический расчет фазового состава сварных швов алюминиевого сплава 1420 системы Al–Mg–Li. Часть 1. Термокинетический расчет фазового состава сплава 1420 // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2020. – Т. 22, № 4. – С. 48–55.
DOI: 10.15593/2224-9877/2020.4.07

16. Superplastic deformation mechanism of an Al-Mg-Li alloy by high resolution surface studies / X. Liu, L. Ye,
J. Tang, Yu. Dong, B. Ke // Materials Letters. – 2021. –
Vol. 301. – P. 130251.

17. Гуреева М.А., Овчинников В.В., Рязанцев В.И. Металловедение сварки алюминиевых сплавов: учебное пособие для среднего профессио нального образования. – 2-е изд. – М/: Изд-во Юрайт, 2019. – 243 с.

18. Колачев Б.А., Елагнн В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: МИСИС, 1999. – 416 с.

19. Стеренбоген, Ю.А. Применение математических методов при решении новых задач в области сварочной науки и техники / АН УССР. Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени ин-т электросварки им. Е. О. Патона. – Киев, 1968. – 11 с.

20. Федосеева Е.М., Ольшанская Т.В. Термокинетический расчет фазового состава сварных швов алюминиевого сплава 1420 системы Al–Mg–Li. Часть 2. Термокинетический расчет фазового состава сварного шва, выполненного проволокой Св-АМг-6 // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2021. – Т. 23, № 2. – С. 62–69. DOI: 10.15593/2224-9877/2021.2.08

21. Федосеева Е.М., Ольшанская Т.В. Исследование влияния термовакуумной обработки и электронно-лучевой сварки на формирование сварного соединения и фазового состава алюминиевого сплава 1420 // Электронно-лучевая сварка и смежные технологии: материалы 4-й междунар. конф. / ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» 16–19 ноября 2021 г. – М.: Изд-во МЭИ, 2021. – С. 372–287.

На сегодняшний день сфера образования, как и многие другие сферы жизни, претерпевает изменения. Одним этих изменений является внедрение индивидуализации процесса обучения. В данной статье рассмотрена проблема отношения обучающихся к внедрению индивидуальных образовательных траекторий в университетах. Актуальность исследуемой проблемы обусловлена широким внедрением индивидуальных образовательных траекторий в высших учебных заведениях. Идея индивидуализации образования закреплена в ряде документов, в том числе в Федеральном законе «Об образовании в Российской Федерации».

Целью работы является изучение проблемных вопросов при формировании индивидуальных траекторий обучающихся по направлениям бакалавриата и выявление их возможности участвовать в конструировании содержания своей образовательной программы. Отмечен правовой статус студентов и возможность предоставления индивидуального образования. Осуществлен литературный обзор статей, связанных с изменением образовательного процесса в высших учебных заведениях. Приводится анализ кредитно-модульных систем, распространенных в различных странах мира.

При проведении исследования был использован метод эмпирического исследования – опрос, в котором приняли участие сто пятьдесят обучающихся по направлениям бакалавриата. Главные вопросы в анкетировании были связаны с желанием студентов строить свой образовательный процесс с помощью тьюторов, выбором элективных курсов, а также с необходимостью и оцениванием работы тьюторов в своем университет.

Ключевые слова: вузы, индивидуальные образовательные траектории, образование, обучающиеся, тьютор, европейское образование, МООК, зачетные единицы, элективные курсы, этапы образования, изменения в образовании, образовательный процесс.

Остапенко Мария Сергеевна (Тюмень, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Станки и инструменты» Тюменского индустриального университета (Россия, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, e-mail: ms_ostapenko@mail.ru).

Назарова Владлена Юрьевна (Тюмень, Россия) – магистрант направления «Технологические машины и оборудование» Тюменского индустриального университета (Россия, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38,
e-mail: nazarova_vy@mail.ru).

1. Manuel C. Felgueirasa, João S. Rochab, Nídia Caetano. Engineering education towards sustainability / Manuel C. Felgueirasa, João S. Rochab, Nídia Caetano. – Text: electronic // Energy Procedia. – 2017. – № 136. – P. 414–417.
2. Voronova N.A., Ostapenko M.S. Benefits and drawbacks of the national and foreign engineering education. Development trends // E3S WEB OF Conferences. – 2021. – № 266. – P. 1–9.
3. Ермаков Д.С. Персонализированная модель образования: развитие гибких навыков [Электронный ресурс] // Образовательная политика. – 2020. – № 1. – С. 104–112. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/personalizirovannaya-model-obrazovaniya-razvitie-gibkih-navykov (дата обращения: 23.07.2021).
4. Сафонова М.А., Сафонов А.А. Персонализация образования в России // Педагогика. – 2020. – Т. 84, № 11. – С. 5–14.
5. Грачев В. В. Персонализация образования в условиях глобального перехода к веб-стилю жизни [Электронный ресурс] // Экономика образования. – 2012. – № 1. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/personalizatsiya-obrazo­vaniya-v-usloviyah-globalnogo-perehoda-k-veb-stilyu-zhizni (дата обращения: 27.08.2021).
6. Михалев М. Индивидуализация бесполезна, если вуз мыслит по-старому [Электронный ресурс] // РБК. Тренды. – 2020. – 24 декабря. – URL: https://trends. rbc.ru/ trends/education/cmrm/5fe06c989a7 94774a4861cd3 (дата обращения: 10.02.2022).
7. Об образовании в Российской Федерации: Федеральный закон № 273-ФЗ: [принят Государственной думой 21 декабря 2012 года : одобрен Советом Федерации 26 декабря 2012 года]. – М.: Кодекс, 2012. – 404 с.
8. Об установлении организациям, осуществляющим образовательную деятельность, контрольных цифр приема по специальностям и направлениям подготовки и (или) укрупненным группам специальностей и направлений подготовки для обучения по образовательным программам высшего образования (программам бакалавриата, программам специалитета, программам магистратуры) за счет бюджетных ассигнований федерального бюджета на 2021/22 учебный год: Приказ Минобрнауки России № 848 от 31 июля 2020 г. – М., 2017. – 2 с.
9. Климова А.С., Красинская Л.Ф. Индивидуальные образовательные траектории аспирантов: принципы проектирования и условия внедрения (на примере технического вуза) [Электронный ресурс] // Высшее образование в России. – 2021. – Т. 30, № 11. – DOI: 10.31992/0869-3617-2021-30-11-110-124. – С. 110–124. – URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/individualnye-obrazovatelnye-traektorii-aspirantov-printsipy-proektirovaniya-i-usloviya-vnedreniya-na-primere-tehnicheskogo-vuza (дата обращения 20.01.2022).
10. Шапошникова Н.Ю. Состояние проблемы реализации индивидуальных образовательных траекторий студентов в высшей школе // Наука о человеке: гуманитарные исследования. – 2016. – № 2 (24). – С. 105–111. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sostoyanie-problemy-realizatsii-individualnyh-obrazovatelnyh-traekto­riy-studentov-v-vysshey-shkole (дата обращения: 22.01.2022).
11. Климинская С.Л. Индивидуальная образовательная траектория как способ повышения эффективности обучения иностранным языкам [Электронный ресурс] // Вестник евразийской науки. – 2014. – №4 (23). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/individualnaya-obra­zovatelnaya-traektoriya-kak-sposob-povysheniya-effektiv­nosti-obucheniya-inostrannym-yazykam (дата обращения: 22.09.2021).
12. Данейкин Ю.В., Калпинская О.Е., Федотова Н.Г. Проектный подход к внедрению индивидуальной образовательной траектории в современном вузе [Электронный ресурс] // Высшее образование в России. – 2020. – № 8–9. – С. 104–116. – URL: https://cyber­leninka.ru/article/n/proektnyy-podhod-k-vnedreniyu-indivi­dualnoy-obrazovatelnoy-traektorii-v-sovremennom-vuze (да­та обращения: 26.06.2021).
13. Rodriguez-Andara А., Rio-Belver R.M., Rodriguez M. Roadmapping towards sustainability proficiency in engineering education [Электронный ресурс] // International Journal of Sustainability in Higher Education. – 2018. – № 19 (4). – С. 413–438. – URL: https://www.researchgate.net/publication/ 322341626_Roadmapping_towards_sustainability_proficiency_in_engineering_education (дата обращения: 26.06.2021).
14. Воронова Н.А. Конкурентоспособность – показатель качества образования / Н.А. Воронова // Гуманитаризация инженерного образования: методологические основы и практика: материалы международной научно-практической конференции. – Тюмень, 2020. – С. 319–321.
15. Долженкова А.В., Клочков Ю.С. Анализ методов прогнозирования востребованности высококвалифицированных специалистов на рынке труда [Электронный ресурс] // Неделя науки СПБПУ, 13–19 ноября 2017 г. – СПб., 2017. – С. 113–116.
16. Профессиональная ориентация студентов / Ю.С. Клочков, A.И. Лепехин, Д.С. Василега [и др.] // Планирование и обеспечение подготовки кадров для промышленно-экономического комплекса региона. – 2017. – Т. 1. – С. 175–177.
17. The Credit System in USA's Higher Education / braingainmag.com [Электронный ресурс]. – URL: https://www.braingainmag.com/the-credit-system-in-usa-s-higher-education.htm (дата обращения: 01.12.2022).
18. Credit Accumulation and Transfer Scheme, and qualification frameworks / University of Oxford: [Электронный ресурс]. – URL: https://www.conted.ox.ac.uk/about/cats-points (дата обращения: 01.10.2022).
19. An official EU website. Education and Training [Электронный ресурс]. – URL: https://ec.europa.eu/education/ resources-and-tools/european-credit-transfer-and-accumulation-system-ects_en (дата обращения: 01.10.2021).
20. UMAP. // UMAP Exchange Program and UMAP Credit Transfer Scheme (UCTS): [Электронный ресурс]. – URL: https://umap.org/wp-content/uploads/2019/09/UCTS_ Users_Guide_Revision-1.pdf (дата обращения: 01.10.2021).
21. Assessment of the quality of higher professional education on the basis of professional and social accreditation [Электронный ресурс] / E.S. Klochkova, B.M. Alasas, R.R. Esedulaev, A.M. Tveryakov, D.V. Vasily'Ev, R.K. Krayneva // In 2017 IEEE VI Forum Strategic Partnership of Universities and Enterprises of Hi-Tech Branches (Science. Education. Innovations)(SPUE), – IEEE, 2017. – P. 137–140.
22. Zaporozhko V.V. Development and research of algorithms for the formation the individual educational trajectories of students in the digital educational platform / V.V. Zaporozhko, D.I. Parfenov, M. Lapina, D. Sora // SLET 2019 - Proceedings of the International Scientific Conference Innovative Approaches to the Application of Digital Technologies in Education and Research. 2019. – Stavropol-Dombay, 2019.
23. Jung Y., Lee J. Learning engagement and persistence in massive open online courses (MOOCS) // Computers & Education. – 2018. – Vol. 122. – P. 9–22.
24. Оценка качества высшего профессионального образования на основе профессионально-общественной аккредитации / Е.С. Клочкова, А.М. Тверяков, Д.В. Васильев [и др.]. // Планирование и обеспечение подготовки кадров для промышленно-экономического комплекса региона. – 2017. – Т. 1. – С. 148–150.
25. Самерханова Э.К. Тьюторское сопровождение студентов первого курса в процессе проектирования индивидуальных образовательных траекторий [Электронный ресурс] // Вестник Мининского университета. – 2017. – № 2. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tyutorskoe-soprovozhdenie-studentov-pervogo-kursa-v-protsesse-proekti­rovaniya-individualnyh-obrazovatelnyh-traektoriy (дата обращения: 04.12.2021).