CC BY
18
applied on operations of turning processing of composite parts of the case before and after welding is described. Sketches of the components of the prefabricated housing are given. The conclusion is made about the possible influence of specific operations of manufacturing technology on the accuracy characteristics of the finished product.
Key words: turning processing, rotary drawing, welding, technological inheritance.
Rodionova Elena Nikolaevna, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula state University,
Matveev Ivan Aleksandrovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula state University
УДК 539.611; 621.793
КОГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВЫХ ПЛАЗМЕННЫХ
ПОКРЫТИЙ
Н.Н. Сергеев, М.В. Ушаков, А.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, С.Н. Кутепов, О.В. Пантюхин
В статье приведены результаты исследования когезионной прочности интерметаллических и металлических порошковых покрытий. Проведенные исследования позволили установить взаимосвязь между величиной когезионной прочности и пористостью напыляемых покрытий. На примере покрытия ПН55Т45 показано, что плакирование никелем не оказывает влияния на величину когезионной прочности.
Ключевые слова: когезионная прочность, интерметаллические покрытия, металлические покрытия, пористость.
Введение
Для изыскания оптимальных путей экономии металлов и повышения долговечности оборудования все большее внимание уделяется замене высоколегированных и высокопрочных сталей недефицитными или углеродистыми с защитными покрытиями. Выбор метода нанесения покрытия в основном определяется формой изделия, его назначением и условиями эксплуатации.
Во многих отраслях промышленности широкое применение получило плазменное напыление порошковых металлов, позволяющее в значительной мере повысить долговечность деталей, работающих, в экстремальных условиях. Детали, на рабочую поверхность которых нанесено защитное покрытие, в процессе эксплуатации испытывают воздействие различных нагрузок, приводящих к возникновению сжимающих или растягивающих напряжений, которые могут вызвать его разрушение [1, 2]. Поэтому при выборе материала покрытия необходимо учитывать ряд факторов, среди которых важную роль играет прочность самого покрытия.
62
Когезионная прочность является одним из основных свойств при оценке качества покрытия и характеризует ресурс самого материала покрытия. Когезионная прочность зависит от химического состава, структуры покрытия, пористости [1, 2].
Существующие методики определения когезионной прочности, описанные в литературе, не всегда дают достаточно корректные результаты, т.к. не существует универсального метода, исключающего полностью влияние различных отрицательных факторов. Часто неточность результатов связана с несовершенством приспособлений. Таким образом, учитывая важность определения физико-механических свойств плазменных покрытий, встает задача создания совершенной методики и накопления информации по механическим характеристиками с их дальнейшей статистической обработкой и анализом. Наличие такой методики позволит получать сравнительные характеристики покрытий, позволяющие корректировать технологию напыления для получения оптимальных свойств, обеспечивающих увеличение срока службы изделий.
1. Материалы и методы исследования
В данной работе определяли когезионную прочность следующих покрытий: никель (отожженный), ПН40Ю60, ПН55Т45, ПН55Т45 плакированное никелем, ПН60Ю40, ХВС-3, ХТН-23, хастеллой, хромистой. Химический состав исследованных покрытий приведен в табл. 1.
Для исследования нами была разработана конструкция приспособления для определения когезионной прочности покрытий [3], наносимых методом плазменного напыления, представленная на рис. 1.
Предложенная конструкция характеризуется уменьшением центральной части образца и уменьшением ее резьбовой части. Длина центрирующей части образца составляет 64 мм против 114 мм, диаметр на 2 мм больше. Это позволило уменьшить коробление стержня по длине при напылении и получить при шлифовании концентричность сечения высокой точности. С другой стороны, увеличение диаметра позволило улучшить теплоотвод. Уменьшение длины напыляемой части дало возможность экономить расход исследуемого металлического порошка. Данная конструкция позволяет с достаточной точностью определять силу сцепления между частицами покрытия, поэтому результаты, полученные в процессе испытания, дают небольшой разброс по величине при прочих равных условиях.
Покрытия наносили на образцы, изготовленные из среднелегиро-ванной конструкционной стали 30ХГСА имеющую следующий химический состав и механические свойства: 0,30% С; 1,00% Мп; 1,05% 81; 0,025% N1; 0,02% Си; 0,016% 8; 0,013% Р; об = 1450 МПа; 00,2 = 1270 МПа; 65 = 7%; ^ = 19%.
Перед нанесением покрытий производили обработку поверхности образцов в дробеструйной камере корундом (грануляция 0,8-1,2 мм при 2,5-3 атм). Для напыления применяли установку УПУ-3 с горелкой ПП-25.
В качестве плазмообразующего газа использовали смесь аргона с азотом. Расход плазмообразующего газа составил 38...40 л/мин; расход транспортного газа - 6.8 л/мин; расход порошка 1.2 кг/час; дистанция напыления - 90.100 мм; напряжение - 45.48 В; сила тока - 325.350 А.
Таблица 1
Химический состав исследуемых покрытий_
Содержание элементов, % Марка покрытия (порошка)
ПН40Ю60 ПН55Т45 ПН60Ю40 ПН85Ю15 ХВС-3 ХТН-23 Хромистой Хастеллой
Бе - - - - 79,4 56,8 68,6 5,3
Сг - - - - 12,5 21,5 25,9 16,3
N1 40 55 60 85 - 8,9 - 55,4
И - 44 - - - 2,1 - -
Мо - - - - - - 2,3 15,3
Со - - - - - - - 2,6
- - - - - - - 4,0
Си - - - - 0,6 - - -
А1 60 - 40 15 - 6,1 - -
V - - - - 6,0 - - -
В - - - - - 4,5 - -
& - - - - - - 1,3 0,1
Мп - - - - - - 0,8 1,0
С - 0,06 - - 1,5 - 1,1 -
О - - - - - 0,1 - -
Рис. 1. Образец для определения когезионной прочности покрытия: 1 - базовый стержень; 2 - втулка левая; 3 - втулка правая; 4 - шайба 10;
5 - гайка М10; 6 - покрытие
64
В процессе напыления покрываемую поверхность нагревали до сравнительно невысоких температур (до 200 0С), что позволило сохранять особенности структуры и свойств материала основы.
Испытания на когезионную прочность проводили на разрывной машине Р-5 при скорости движения захвата 2 мм/мин.
Испытания проводили по следующей схеме: защитное покрытие наносили на цилиндрическую поверхность собранного образца, при необходимости покрытие шлифовали до достижения заданной толщины, затем разбирали стягивающее приспособление и испытывали образец на разрыв (рис. 2).
Рис. 2. Схема испытания образцов на разрыв
После испытаний проводили осмотр характера разрушения и линий излома образцов на микроскопе МБС-9 при 28-кратном увеличении, а также последующие металлографические исследования.
2. Результаты и их обсуждение
На рис. 3 представлены результаты исследований по определению когезионной прочности покрытий на основе никеля (отожженного), ПН60Ю40 и ПН40Ю60. Указанные покрытия после нанесения подвергались шлифованию. Проведенные исследования показали, что вне зависимости от толщины шлифованных покрытий когезионная прочность покрытия на основе никеля на порядок выше. Для указанных покрытий разрыв произошел строго по материалу покрытия.
Металлографическое исследование структуры покрытий на образцах, используемых для определения когезионной прочности, показало, что характерным для рассматриваемых покрытий является их слоистое строение, наличие окислов, равномерно расположенных вдоль межслойных пор.
На рис. 4 представлены микроструктуры покрытий на основе никеля и ПН40Ю60, из которых видно, что наиболее дефектными с точки зрения пористости являются покрытия ПН60Ю40 и ПН40Ю60.
При исследовании когезионной прочности покрытия ПН55Т45 было обнаружено, что вид линии разрыва и характер излома для каждого образца различен. На образце с толщиной покрытия 0,2 мм излом хрупкий, линия разрыва почти прямая, трещин при данном увеличении (х28) не наблюдали. У образцов с толщиной 0,4 мм линия разрыва более изрезана,
встречаются выкрошенные участки. С увеличением толщины покрытия линия разрыва становится все более изрезанной и количество выкрошенных участков увеличивается. По-видимому, это связано с тем, что с увеличением толщины покрытия в поверхностном слое увеличивается величина растягивающих напряжений, в результате чего растет количество микротрещин. В образце с толщиной покрытия 1,0 мм вдоль линии излома хорошо были видны несколько нитевидных трещин, расположенных под углом к линии излома. В некоторых образцах наблюдали участки, окрашенные в сине-зеленые цвета, расположенные в местах сильного излома линии разрыва. Окрашенные участки являются окисленными поверхностями микротрещин, образующихся при напылении или в процессе шлифования.
160
те
2 140 е120
I 100
а 80
с
ё 60 я
1 40 I 20
и о
И 0
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Толщина покрытая, мм
Рис. 3. Зависимость когезионной прочности от толщины покрытия: 1 - покрытие на основе никеля; 2 - покрытие ПН40Ю60; 3 - покрытие ПН60Ю40
Рис. 4. Микроструктура покрытия на основе никеля (а) и покрытия ПН40Ю60 (б): 1 - основа; 2 - покрытие *200
66
Характер разрушения образцов представлен на рис. 5 из которого видно, что во втором и третьем образцах произошел частичной отрыв покрытия, в результате чего линии разрыва искривлены, по сравнению с первым образцом, где линия разрыва ровная. Данное явления можно объяснить наличием микротрещин, которые являются концентраторами напряжений и разрушения.
В табл. 2 приведены результаты испытаний на когезионную прочность покрытия ПН55Т45 для различных толщин. Усилия разрушения образцов № 4 и 5 было значительно больше по сравнению с другими такой же толщины (см. образец № 24). В этом случае разрушающее усилие складывается из двух составляющих: усилия сдвига участков покрытия относительно основы и усилия разрушения самого покрытия. Чем больше площадь участков сдвига, обусловленная криволинейностью разрыва, тем больший вклад необходим для разрушения образца. Поэтому при определении прочности необходимо из разрушающего усилия вычитать силу, идущую на преодоление сил сопротивления при сдвиге. Зная площадь и напряжение сдвига данного типа покрытий, можно рассчитать это усилие.
I 2 з
Рис. 5. Линия разрыва образцов с покрытием ПН55Т45 после испытаний на когезионную прочность: 1 - образец № 24; 2 - образец № 4; 3 - образец № 5 (толщина покрытия на всех образцах 0,8 мм)
В табл. 3 приведены значения когезионной прочности покрытия ПН55Т45 без последующего шлифования. Для определения влияния толщины покрытия на когезионную прочность шлифованного и нешлифованного покрытий были вычислены средние значения когезионной прочности для образцов с различной толщиной. При толщине покрытия 0,2 мм средняя величина когезионной прочности у шлифованного покрытия составила
68 МПа; у нешлифованного - 38 МПа; при толщине покрытия 0,4 мм у шлифованного - 69 МПа, у нешлифованного - 24 МПа. С увеличением толщины покрытия разница значений когезионной прочности уменьшается.
Таблица 2
Когезионная прочность шлифованного покрытия ПН55Т45
№ образца Диаметр образца, мм Толщина шлифованного покрытия, мм Площадь кольца, мм2 Разрушающая нагрузка, Н Когезионная прочность, МПа
до напыления после шлифования
0 22,0 22,4 0,2 13,95 980,70 71,5
2 22,0 22,4 0,2 13,95 921,83 67,3
7 22,0 22,4 0,2 13,95 686,50 50,2
8 22,0 22,4 0,2 13,95 1108,20 81,0
9 22,0 22,8 0,4 28,15 1451,40 52,6
11 22,0 22,8 0,4 28,15 1627,90 59,0
14 22,0 22,8 0,4 28,15 2608,60 80,0
16 22,0 22,8 0,4 28,15 2334,00 84,5
18 22,0 23,2 0,6 42,58 2628,20 63,0
1 22,0 23,2 0,6 42,58 3138,13 75,1
3 22,0 23,2 0,6 42,58 3677,50 88,0
20 19,8 21,0 0,6 38,43 2373,21 62,3
23 22,0 23,6 0,8 57,30 2765,50 49,2
24 21,9 23,5 0,8 57,05 2079,01 37,2
4* 22,0 23,6 0,8 57,30 4805,30 83,8
5** 22,0 23,6 0,8 57,30 5197,53 92,4
Таблица 3
Когезионная прочность нешлифованного покрытия ПН55Т45
№ образца Диаметр образца, мм Толщина покрытия, мм Площадь кольца, мм2 Разрушающая нагрузка, Н Когезионная прочность, МПа
до напыления после напыления
2 21,4 21,8 0,2 13,57 882,60 66,3
13 21,8 22,2 0,2 13,82 362,90 26,8
9 21,3 21,7 0,2 13,50 294,20 22,2
Окончание таблицы 3
№ образца Диаметр образца, мм Толщина покрытия, мм Площадь кольца, мм2 Разрушающая нагрузка, Н Когезионная прочность, МПа
до напыления после напыления
15 21,4 22,2 0,4 27,38 490,33 18,3
16 21,5 22,3 0,4 27,51 784,53 29,1
23 21,4 22,6 0,6 41,45 1863,30 45,8
13 21,4 23,0 0,8 55,76 2402,63 43,9
15 22,0 23,6 0,8 57,27 2942,00 42,4
19 22,0 23,6 0,8 57,27 4020,73 71,6
6 22,0 24,0 1,0 72,22 3040,10 42,9
12 22,0 24,0 1,0 72,22 4599,32 64,9
8 21,5 23,5 1,0 70,65 3929,70 75,6
Влияние толщины покрытия (шлифованного и нешлифованного) на когезионную прочность представлено на рис. 6 из которого следует, что когезионная прочность шлифованного покрытия практически не изменяется с увеличением толщины от 0,2 до 0,8 мм и ее величина выше чем у нешлифованного. Исследование микроструктуры покрытия ПН55Т45 показало, что покрытие имеет пористую дефектную структуру (рис. 7).
Рис. 6. Влияние толщины покрытия ПН55Т45 на когезионнуюпрочность: 1 - шлифованного; 2 - нешлифованного
69
1
Рис. 7. Микроструктура покрытия ПН55Т45*200:1 - основа;
2 - покрытие
Для увеличения технологической пластичности покрытия ПН55Т45 производили его плакирование никелем. В табл. 4 и 5 приведены результаты испытаний на когезионную прочность как плакированного, так и не-плакированного никелем покрытий при одинаковой толщине защитного слоя.
Анализ результатов показал, что плакирование не влияет на увеличение когезионной прочности. Это, вероятно, связано с тем, что добавление никеля влияет на структуру, и изменение механических свойств покрытия. Средняя когезионная прочность покрытия ПН55Т45 без плакирования составила 46 МПа, плакированного никелем - 31 МПа.
Далее исследовали когезионную прочность покрытия ПН85Ю15 (рис. 8). Из рис. 8 видно, что при изменении толщины напыленного слоя после шлифования в диапазон 0,2.1,1 мм когезионная прочность покрытия ПН85Ю15 практически не изменялась и составила 182 МПа. При металлографическом исследовании микроструктуры данного покрытия было установлено, что плотность распределения и размер пор меньше, чем в покрытии ПН55Т45. Вероятно, это, оказывает влияние и на величину когезионной прочности (рис. 9).
Дальнейшие испытания проводили на партии образцов с металлическими покрытиями хастеллой и хромистой. Результаты испытаний представлены в табл. 6. Предыдущие исследования показали, что при увеличении толщины покрытия когезионная прочность у шлифованных образцов изменяется незначительно. Однако, при толщине менее 0,2 мм эта зависимость носит другой характер. Было исследовано покрытие хастеллой с толщиной напыленного слоя (шлифованного) менее 0,2 мм. Изменение ко-гезионной прочности от толщины покрытия хастеллой представлено на рис. 10, из которого видно, что с увеличением толщины покрытия до 0,2 мм когезионная прочность уменьшается до определенной величины.
Таблица 4
Когезионная прочность шлифованного покрытия ПН55Т45
без плакирования
№ образца Диаметр образца, мм Толщина шлифованного покрытия, мм Площадь кольца, мм2 Разрушающая нагрузка, Н Когезионная прочность, МПа
до напыления после шлифования
Ц 22,1 22,7 0,3 21,1 1019,90 49,3
У* 22,1 22,7 21,1 294,20 14,2
44 20,7 21,3 19,7 684,50 35,3
24 21,4 22,0 20,4 1029,70 51,3
9 20,9 21,5 19,9 931,63 47,5
26 22,0 22,6 21,0 735,50 35,7
19 21,6 22,2 20,6 823,80 40,7
22 22,0 22,6 21,0 1059,12 51,4
13 21,3 21,9 20,3 941,44 47,1
25 22,0 22,6 21,0 1176,80 57,1
Установлено, что когезионная прочность шлифованных покрытий выше, чем у нешлифованных. Вероятно, это связано с тем, что при шлифовании удаляется наиболее дефектный слой. Для подтверждения данного предположения были проведены исследования микроструктуры покрытия хастеллой (рис. 11).
Таблица 5
Когезионная прочность шлифованного покрытия ПН55Т45
плакированного никелем
№ образца Диаметр образца, мм Толщина шлифованного покрытия, мм Площадь кольца, мм2 Разрушающая нагрузка, Н Когезионная прочность, МПа
до напыления после шлифования
1 20,32 20,92 0,3 19,42 588,40 30,9
5 21,578 22,17 20,60 637,43 31,6
20 18,96 19,56 18,14 519,80 29,2
8 20,69 21,29 19,77 441,30 22,8
4 21,28 21,88 20,32 598,21 30,0
23 20,97 21,57 20,03 784,53 39,9
а 250
— 225
Л
н
о о 200
5
с с_ 175
с
£ к 150
я
о
со 125
4)
о 100
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2
Толщина покрытия, мм
Рис. 8. Зависимость когезионной прочности покрытия ПН85Ю15
от толщины напыленного слоя
Рис. 9. Микроструктура покрытия ПН85Ю15*200:1 - основа;
2 - покрытие
500 Л У 450 X § 400 О* С 350 I зоо о й 250 «и М 200 0,1
05 0,075 0,1 0,125 0,15 0,175 0,2 Толщина покрытия, мм
Рис. 10. Изменение когезионной прочности в зависимости от толщины покрытия хастеллой (шлифованного)
72
Таблица 6
Когезионная прочность покрытий хастеллой и хромистой _(шлифованная 11 нешлифованная поверхность)__
№ образца Диаметр образца, мм Толщина покрытия, мм Площадь кольца, мм2 Разрушающая нагрузка, Н Когезионная прочность, МПа
до напыления после напыления после шлифования нешлифованного шлифованного
Хастеллой (шлифованное)
10 22,00 - 22,27 - 0,14 9,38 3903,10 424
12 22,00 - 22,38 - 0,19 13,24 3628,50 280
13 22,00 - 22,29 - 0,15 10,08 3863,82 391
14 22,00 - 22,15 - 0,08 5,20 2353,60 462
Хастеллой (нешлифованное)
1 22,00 22,57 - 0,29 - 19,94 4628,74 237
2 22,00 22,54 - 0,27 - 18,88 3687,30 200
4 22,00 22,59 - 0,30 - 20,65 4275,70 211
8 22,00 22,59 - 0,30 - 20,65 4530,70 224
9 22,00 22,61 - 0,30 - 21,36 5119,10 244
Хромистой (нешлифованное)
16 21,90 22,16 - 0,13 - 8,99 451,11 51
17 21,90 22,17 - 0,14 - 9,34 686,50 75
18 21,90 22,31 - 0,21 - 14,23 1618,10 116
а б
Рис. 11. Микроструктура покрытия хастеллой: а - нешлифованного;
б - шлифованного
Нешлифованное покрытие (рис. 11, а) имеет изрезанную дефектную поверхность, структура слоистого характера, крупные поры встречаются как у поверхности, так и в зоне контакта. В средней части покрытия распо-
73
ложены поры небольшого размера. Видны окисные пленки, вытянутые вдоль поверхности слоев. У шлифованного покрытия (рис. 11, б) поверхность ровная и менее дефектная. Средний размер пор вблизи поверхности меньше, чем у границы раздела металла и покрытия.
Для определения влияния пористости на когезионную прочность на поперечных шлифах образцов с покрытием были измерены характеристики пор на различном расстоянии от зоны контакта покрытия с основой. Для того, чтобы оценить изменение пористости были построены кривые распределения пор по толщине покрытия (рис. 12).
Рис. 12. Изменение среднего размера пор в зависимости от толщины покрытия хастеллой: 1) Образец № 13; 2) Образец № 10
Выявлено, что средний размер пор незначительно изменяется до толщины покрытия 0,15 мм, а затем увеличивается. Сравнивая полученные данные с изменением когезионной прочности в зависимости от толщины покрытия получаем, что максимальная когезионная прочность приходится на толщину, где средний размер пор минимальный (рис. 10).
Выводы
1. По результатам исследований физико-механических характеристик защитных покрытий, установлено, что наибольшей когезионной прочностью обладает покрытие хастеллой. При этом его когезионная прочность при толщине покрытия в диапазоне 0,08.0,2 мм зависит от толщины напыленного слоя (с уменьшением толщины когезионная прочность увеличивается). При увеличении толщины шлифованных покрытий свыше 0,2 мм их когезионная прочность практически не изменяется (для ПН55Т45 - 68 МПа, для ПН85Ю15 - 182 МПа).
2. Показано, что плакирование никелем покрытия ПН55Т45 не увеличивает когезионную прочность (при толщине 0,3 мм для неплакирован-ного - 46 МПа, для плакированного - 31 МПа).
74
3. При исследовании влияния толщины напыленного слоя на коге-зионную прочность покрытий: на основе никеля, ПН60Ю40, ПН40Ю60, установлено, что с увеличением толщины от 0,3 до 0,9 мм наблюдается незначительное увеличение когезионной прочности.
4. Выявлено, что когезионная прочность покрытия на основе никеля (отожженного) на порядок выше (130 МПа), чем покрытий ПН60Ю40 (25 МПа) и ПН40Ю60 (9 МПа).
Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки материалов с использованием новых нанокомпозиционных покрытий [4-28].
Работа выполнена по проекту №11.6682.2017/8.9.
Список литературы
1. Сергеев Н.Н. Механические свойства и внутреннее трение высокопрочных сталей в коррозионных средах: дис. ... д-ра техн. наук: 01.04.07 / Сергеев Николай Николаевич. Тула, 1996. 467 с.
2. Зеленко В.К., Сергеев Н.Н., Извольский В.В., Власов В.М. Физико-механические и эксплуатационные свойства защитных покрытий. Тула: Изд-во ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 1999. 213 с.
3. Патент на полезную модель 2016122692/28 (166249) Образец для определения когезионной прочности газотермических порошковых покрытий / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, И.В. Тихонова, А.Д. Бреки, И.В. Минаев, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, А. А. Калинин, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, М.В. Ушаков; заявитель и патентообладатель Гвоздев Александр Евгеньевич. № 2016122692/28 заявл. 08.06.16; опубл. 20.11.16, Бюл. № 32.
4. Синтез и триботехнические свойства композиционного покрытия с матрицей из полиимида (Р-ООО)ФТ и наполнителем из наночастиц дисульфида вольфрама при сухом трении скольжения / А.Д. Бреки, А. Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Г. Колма-ков, А.Е. Гвоздев, Д.А. Провоторов, Н.Е. Стариков, Ю.А. Фадин // Материаловедение. 2016. № 4. С. 44-48.
5. Ресурсы деформационной способности различных материалов: учебное пособие / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, А.А. Калинин, С.Е. Александров, Н.Е. Стариков, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, С.Н. Кутепов, Е.В. Цой, Д.С. Клементьев, Е.Б. Соломатникова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 172 с.
6. Разработка прогрессивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов: монография / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.А. Калинин, А.Д. Бреки, Н.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков, Д.В. Малий. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 235 с.
7. Новые конструкционные материалы: учебное пособие / Н.Е. Стариков, В.К. Зеленко, О.В. Кузовлева, А.Н. Сергеев, В.Ю. Кузовлев, А. А. Калинин, А.В. Маляров; под. общ. ред. проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 296 с.
8. Расчет кластерной структуры расплава, ее влияние на образование наноаморфных твердых фаз и их структурную релаксацию при последующем нагреве / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, А.В. Афанаскин, Е.А. Гвоздев // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 6. С. 12-16.
8. Features of softening processes of aluminum, copper, and their alloys under hot deformation // A.E. Gvozdev, D.N. Bogolyubova, N.N. Sergeev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 1. P. 32-40.
10. Role of nucleation in the of first-order phase transformations / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev, A.G. Kolmakov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 4. P. 283-288.
11. Комплексные задачи теории пластичности: монография / Н.Д. Тутышкин, А.Е. Гвоздев, В.И. Трегубов, Ю.В. Полтавец, Е.М. Селед-кин, А.С. Пустовгар, В.И. Золотухин, Г.М. Журавлев, В.И. Золотухин; 2-е изд. перераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. 408 с.
12. Расчет деформационной повреждаемости в процессах обратного выдавливания металлических изделий / А.Е. Гвоздев, Г.М. Журавлев,
A.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев // Технология металлов. 2016. № 1. С. 23-32.
13. Жидкие и консистентные смазочные композиционные материалы, содержащие дисперсные частицы гидросиликатов магния, для узлов трения управляемых систем: монография / А.Д. Бреки, В.В. Медведева, Н.А. Крылов, С.Е. Александров, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, Н.Е. Стариков, Д. А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Д.В. Малий; под ред. А.Д. Бреки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 166 с.
14. Распределение температур и структура в зоне термического влияния для стальных листов после лазерной резки / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, А.Г. Колмаков, И.В. Тихонова, А.Н. Сергеев, Д. А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, Д.В. Малий, И.В. Голышев // Материаловедение. 2016. № 9. С. 3-7.
15. Сопряженные поля в упругих, пластических, сыпучих средах и металлических труднодеформируемых системах: монография / Э.С. Макаров, В.Э. Ульченкова, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 526 с.
16. Многоуровневый подход к проблеме замедленного разрушения высокопрочных конструкционных сталей под действием водорода /
B.П. Баранов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Н.Н. Сергеев, А.Н. Чуканов // Материаловедение. 2017. № 7. С. 11-22.
17. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов, связанные с усилением дислокационной активности / Н.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 2(71). С. 32-47.
18. Анализ теоретических представлений о механизмах водородного растрескивания металлов и сплавов / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 3(72). С. 6-33.
19. Перспективные стали для кожухов доменных агрегатов / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, С.Н. Кутепов,
0.В. Кузовлева, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7, № 2(23). С. 6-15.
20. Принятие решений по статистическим моделям в управлении качеством продукции / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, С.В. Сапожников,
C.Н. Кутепов, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 5(74). С. 78-92.
21. Диффузия водорода в сварных соединениях конструкционных сталей / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 6(75). С. 85-95.
22. Temperature distribution and structure in the heat-affected zone for steel sheets after laser cutting / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev,
1.V. Tikhonova, A.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze, D.V. Maliy, I.V. Golyshev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. T. 8. № 1. С. 148-152.
23. On friction of metallic materials with consideration for superplastici-ty phenomenon / A.D. Breki, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov, N.E. Starikov,
D.A. Provotorov, N.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 126-129.
24. Synthesis and dry sliding behavior of composite coating with (R-OOO)FT polyimide matrix and tungsten disulfide nanoparticle filler / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.G. Kolmakov, A.E. Gvozdev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 32-36.
25. Composite coatings based on A-OOO polyimide and WS2 nanoparti-cles with enhanced dry sliding characteristics / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 56-59.
26. Maximum plastic strengthening in tool steels / G.M. Zhuravlev, A.E. Gvozdev, A.E. Cheglov, N.N. Sergeev, O.M. Gubanov // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. № 6. P 399-411.
27. Материаловедение: учебник для вузов / Н.Н. Сергеев,
A.Е. Гвоздев., В.К. Зеленко, А.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков,
B.И. Золотухин, А. Д. Бреки; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. Изд. 2-е доп. и испр. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 469 с.
28. Технология металлов и сплавов: учебник / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, О.В. Кузовлева, Г.М. Журавлёв, Д. А. Провоторов; Под ред. проф. Н.Н. Сергеева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 490 с.
Сергеев Николай Николаевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия Тула , Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Ушаков Михаил Витальевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сергеев Александр Николаевич, д-р пед. наук, профессор, [email protected], Россия Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Гвоздев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого,
Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Пантюхин Олег Викторович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
COHESIVE STRENGTH OF THE METAL AND INTERMETALLIC POWDER PLASMA
COATING
N.N. Sergeev, A.N. Sergeev, M. V. Ushakov, A.E. Gvozdev, S.N. Kutepov, O. V. Pantjuhin
The article presents the results of the study of cohesive strength of intermetallic and metal powder coatings. The conducted researches allowed to establish the interrelation between the value of cohesive strength and porosity of sprayed coatings. For example, the coating PN55T45 it is shown that the cladding of Nickel has no effect on the value of cohesive strength.
Key words: cohesive strength, intermetallic coatings, metal coatings, porosity.
Sergeev Nikolay Nikolaevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Ushakov Mikhail Vital'yevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
Sergeev Aleksandr Nikolaevich, doctor of pedagogical science, professor an-sergueev@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
78
Gvozdev Aleksandr Evgen'yevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Pantjuhin Oleg Viktorovich, candidate of technical science, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.89.017
ВЛИЯНИЕ ДИАГНОСТИКИ МОТОРНОГО МАСЛА М10Г2К
В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ КАМАЗ-740
АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ НА ЦИКЛЫ ЕГО ПОСТАВКИ В ГРАНИЦАХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
К.М. Чечулин, А. Д. Бреки, И.Е. Молоков, А.Е. Гвоздев, С.Н. Кутепов, О.В. Пантюхин
В работе приведены результаты лабораторных исследований проб моторного масла М10Г2К на разных этапах эксплуатации двигателя внутреннего сгорания КАМАЗ-740 автомобиля КАМАЗ. Показаны изменения в процессе эксплуатации таких диагностических показателей как диэлектрическая проницаемость, щелочное число, вязкость, степень окисления, сульфирования и нитрирования, а также содержание воды, гликоля и сажи. Посредством расчётов с использованием экспериментальных данных получены зависимости пригодности масла М10Г2К по различным диагностическим параметрам от числа оборотов коленчатого вала. Показана возможность прогнозирования замены смазочного масла М10Г2К посредством анализа зависимостей его пригодности по различным показателям. Установлена взаимосвязь между анализом пригодности смазочного масла М10Г2К и циклами его поставки в границах технического обеспечения.
Ключевые слова: техническое обеспечение, диагностика, моторное масло, наработка, старение масел, КАМАЗ, пригодность, цикл поставки.
Введение
Известно, что моторное масло, в процессе функционирования двигателя, подвергается процессу старения (изменения состава и свойств). Старение моторного масла происходит за счет загрязнения его атмосферной пылью, продуктами износа, газообразными, жидкими и твердыми веществами, образующимися в результате химических и физико-химических изменений углеводородов базового масла и компонентов присадок, вводимых в эти масла [4, 5, 6]. В результате этих процессов в нем образуются различные отложения в элементах системы циркуляции моторного масла.
79
