Разработка научных основ формирования измененного слоя на металлах и сплавах с заданными свойствами при низковольтной электроискровой обработке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.01, доктор технических наук Химухин, Сергей Николаевич

• Химухин, Сергей Николаевич
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Химухин, Сергей Николаевич

ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ

1Л. Схема процесса и механизм электроискрового легирования

1.2. Формирование вторичной структуры при воздействии концентрированных потоков энергии

1.2Л. Структурные изменения материала в зоне воздействия концентрированных потоков энергии в режиме однократных импульсов

1.2.2. Структура белого слоя

1.2.3. Влияние концентрированных потоков энергии на формирование микроструктуры меди и медных сплавов в области воздействия

1.3. Электродный материал для ЭИЛ

1.4. Коррозионностойкость электроискровых покрытий

1.5. Износостойкости электроискровых покрытий

1.6. Жаростойкость слоя, полученного электроискровой обработкой

1.7. Выбор электродных материалов при электроискровом легировании

1.8. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ, МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Методология достижения цели исследования

2.2. Используемые электродные материалы

2.3. Методика исследования микро- и макроструктуры электродных материалов и слоя

2.4. Методика исследования кинетики массопереноса в электродных материалах

2.5. Проведение ЭИЛ в различных газовых средах и нагрев катода

2.6. Методика исследования эрозионных частиц

2.7. Рентгенофазовый анализ

2.8. Методика измерения переходного электросопротивления

2.9. Методика измерения акустического сигнала

2.10. Технология получения электродных материалов литым способом

2.11. Методика определения коррозионной стойкости

2.12. Определение сплошности покрытия после искровой обработки

2.13. Методика определения окалиностойкости

2.14. Технология производства ферровольфрама из местного минерального сырья б

2.15. Методика исследования износостойкости

2.16. Методика выявления структуры белого слоя, полученного при ЭИЛ углеродистых сталей

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ НИЗКОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИСКРЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОДОВ

3.1. Исследование условий возникновения электрической искры при низковольтной электроискровой обработке

3.1.1. Возникновение световой вспышки

3.1.2. Исследование колебаний анода, времени контакта и скачкообразного увеличения расстояния между электродами

3.1.3. Исследование электромагнитных колебаний сопровождающих электроискровой процесс

3.1.4. Акустический сигнал во время возникновения электроискрового процесса

3.2. Сравнительный анализ факторов определяющих процесс структурообразования при низковольтной электрической искре

3.3. Нагрев электродных материалов при электроискровой обработке

3.3.1. Нагрев анодных материалов при ЭИЛ

3.3.2. Влияние нагрева электродов на изменение их массы

3.4. Формирование структуры эрозионных следов в однократном режиме

3.4.1. Особенности макроструктурного строения эрозионных следов после электроискрового воздействия

3.4.2. Формирование макро - и микроструктуры эрозионных следов на стальных катодах, полученных в однократном режиме

3.5. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА СЛОЕВ

НА ЭЛЕКТРОДАХ ИЗ МЕДИ, ЖЕЛЕЗА И ИХ СПЛАВОВ

4.1. Особенности структурообразования слоев на электродных материалах, изготовленных из меди

4.1.1. Влияние исходного размера зерна и структуры электродов на структуру и свойства слоя

4.1.2. Влияние нагрева и охлаждения на формирование структуры слоя на медном катоде

4.2. Формирование структуры слоя на катоде при использовании разноименных электродов

4.2.1. Влияние содержания олова в анодных материалах на формирование структуры слоя

4.2.2. Формирование структуры слоя при использовании в качестве катода алюминиевой бронзы

4.2.3. Формирование слоя при использовании медных и вольфрамовых электродов и угольных анодов

4.3. Формирование структуры медных эрозионных частиц при электроискровой обработке

4.4. Контроль изменения структуры меди акустическим методом

4.5. Формирование слоев и их структура на стальных катодах

4.5.1. Исследование кинетики массопереноса при электроискровой обработке стальными электродами

4.5.2. Влияние исходной структуры электродов

4.5.3. Особенности строения слоев, выявляемые на не травленых поверхностях

4.6. Влияние нагрева катодов на формирование структуры и свойства слоя

4.6.1. Финишная термическая обработка слоя на стальных катодах

4.6.2. Дополнительный нагрев катодов в процессе электроискровой обработки

4.7. Механизм формирования слоев на углеродистых сталях

4.7.1. Влияние содержания углерода и пластической деформации

4.7.2. Влияние состава окружающей атмосферы

4.7.3. Анализ механизма формирования слоев на углеродистых сталях

4.8. Выводы по главе

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ АНОДНЫХ

МАТЕРИАЛОВ ИЗ КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАННЫХ БЕЛЫХ ЧУГУНОВ

5.1. Влияние концентрации углерода в белом чугуне на структуру, массоперенос и эрозию электродов

5.2. Исследование влияния хрома в анодных материалах на структуру, массоперенос и эрозию электродов

5.3. Исследования влияния вольфрама в анодных материалах из белого чугуна на процессы структурообразования, массопереноса и эрозии

5.4. Комплексно легированный электродный материал на основе белого чугуна

5.5. Выводы по главе

ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ И

СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА КОНТАКТНЫХ ПРОВОДОВ И УГОЛЬНЫХ ВСТАВОК В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО И ЭЛЕКТРОДУГОВО ВОЗДЕЙСТВИЯ

6.1. Повреждаемость элементов контактной сети и механизмы разрушения контактного провода электрифицированных железных дорог

6.1.1. Анализ повреждаемости элементов контактной сети

6.2. Механизмы разрушения контактного провода

6.2.1. Ультразвуковой метод неразрушающего контроля структуры контактного провода •

6.3. Исследование изменения структуры угольных вставок токо-съемных элементов после электроискрового и дугового воздействий

6.4. Разработка методов контроля качества контактных вставок

6.5. Система обнаружения мест электротермического повреждения контактного провода неразрушающим методом в автоматизированном режиме с использованием комплекса ВИКС

6.6. Выводы по главе

ГЛАВА 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОГО ЭИЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ

7.1. Разработка технологии получения покрытий на контактных поверхностях токопроводящих зажимов

7.1.1. Причины нагрева токопроводящих зажимов

7.1.2. Влияние момента затяжки на переходное электросопротивление зажима

7.1.3. Влияние окисных пленок на величину переходного электросопротивления зажима

7.2. Разработка технологии получения методом ЭИЛ покрытий функционального назначения

7.2.1. Формирование медного покрытия на контактных поверхностях токопроводящих зажимов

7.2.2. Формирование на контактных поверхностях токопроводящих зажимов покрытия из сплава на основе серебра

7.2.3. Формирование покрытий на контактных поверхностях зажимов заземляющего провода

7.3. Повышение эксплуатационных свойств покрытий, полученных методом ЭИЛ на чугунах и сталях

7.3.1. Влияние ЭИЛ на износостойкость стали

7.3.2. Влияние ЭИЛ на жаро- и коррозионную стойкость железо- 321 углеродистых сплавов

7.4. Выводы по главе 7 329 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 332 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 334 ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИИ И СОКРАЩЕНИИ

ЭИЛ - электроискровое легирование;

ЗТВ - зона термического влияния;

ЗО - зона оплавления;

БС — белый слой;

МЭС — межэлектродная среда;

ОКГ — оптический квантовый генератор (лазер); мкс - время, -10" с; мс - время, • 10"3 с; у.з.к — ультразвуковые колебания;

Да - коэффициента ослабления ультразвуковых колебаний; неппер - ослабление сигнала (обозначение использовавшееся ранее); А1212 тип ультразвукового прибора; мг-масса, 10" г;

МГц - частота следования импульсов 106 гц; f — частота;

1111 - преобразователь ультразвуковых колебаний;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка научных основ формирования измененного слоя на металлах и сплавах с заданными свойствами при низковольтной электроискровой обработке»

Развитие современного машиностроения не возможно без упрочняющих технологий. В настоящее время наибольший интерес представляют электрофизические методы нанесения и упрочнения измененных слоев на металлических поверхностях с использованием концентрированных потоков энергии (КПЭ) (лазерное, электронное, плазменное, и др.). К числу таких методов относится и технология получения измененных слоев путем электроискровой обработки, которая традиционно называется электроискровым легированием (ЭИЛ). Достоинства метода ЭИЛ - возможность нанесения на обрабатываемую поверхность компактным электродом токопроводящих материалов, высокая прочность сцепления наносимого слоя с материалом основы, низкая энергоемкость процесса, простота осуществления проводимых операций, улучшение физико-механических и химических свойств конструкционных материалов при нанесении на их поверхность сплавов со специальными свойствами.

Однако для метода электроискрового легирования не достаточно полно изучены условия возникновения, основные факторы и явления, сопровождающие протекание низковольтного электроискрового процесса, нет оценки степени их влияния на формирование структуры. Не достаточно исследованы механизмы формирования структуры измененных слоев, их зависимости от структуры электродных материалов, отсутствие достаточно простых и эффективных неразрушающих методов контроля качества измененных слоев. Все указанные вопросы взаимосвязаны. Изучение условий возникновения и протекания электроискрового процесса позволит уменьшить его стохастичность, установить механизм формирования структуры измененных слоев в зависимости от его электрических и механических параметров, их зависимость от температуры и динамики. Процессы структурообразования непосредственно определяют качественные характеристики измененных слоев, а контроль в процессе формирования позволит оптимизировать свойства измененных слоев, определить необходимые параметры состава и структуры электродных материалов. Сложность исследования этих структур, обусловлена особенностями их образования посредством закалки из микрообъемов расплава. Необходимо отметить, что при электроискровом легировании слои формируются в виде так называемых «белых слоев» (БС), которые обладают высокой стойкостью к воздействию кислот, что препятствует выявлению типа и морфологии структуры. Однако, микроструктура БС некоторых металлов (медь, алюминий) после ЭИЛ выявляется методами металлографии, что позволяет использовать эти металлы для исследований в качестве модельных при определении механизмов формирования микроструктуры слоя.

Традиционными анодными материалами для электроискрового легирования являются тугоплавкие дорогостоящие металлы и твердые металлокерами-ческие сплавы на основе карбидов вольфрама и титана. Однако, они не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электродным материалам для ЭИЛ в связи с высокой стоимостью и эрозионной стойкостью. В связи с этим, перспективным направлением в области создания покрытий на деталях из железоуглеродистых сплавов со специальными свойствами (жаростойкостью, коррозионностойкостью, износостойкостью и др.) может стать синтез комплексно-легированных белых чугунов, обеспечивающих снижение их стоимости и повышение эксплуатационных свойств измененного слоя.

Необходимо отметить, что рассматривать структурообразование только в рамках метода ЭИЛ мало продуктивно. На практике работа многих технических объектов и механизмов сопровождается появлением электрической искры с параметрами близкими к ЭИЛ, например, в условиях токосъема на электрифицированных железных дорогах. При этом достаточно мощные электроискровые и электродуговые процессы в токосъемном узле изменяют структуру и свойства материалов. Для определения степени трансформации измененной структуры и свойств материалов необходимо разработать неразрушающие методы контроля.

Таким образом, диссертационная работа направлена на решение важной народно - хозяйственной проблемы - прогнозирование и управление факторами, обеспечивающими формирование заданных свойств поверхностных измененных слоев на металлических деталях полученных в результате воздействия низковольтного электроискрового процесса.

Работа Выполнялась в рамках: межрегиональной научно-технической программы «Дальний Восток России» (1997 - 1999 г.г) «Синтез литейных и металлургических материалов на базе дальневосточного минерального сырья», исследований Института материаловедения ХНЦ ДВО РАН (2003 - 2005. ) по заданию ГКНТП «Разработка и получение функциональных материалов и покрытий с использованием минерального сырья и исследование их свойств» и «Физико-химические и методологические основы создания функциональных материалов и покрытий с нанокристаллической и аморфной структурой с использованием концентрированных потоков энергии» 2006 - 2008).

Систематизация и критический анализ материалов, близких по тематике к исследованиям автора, проведены на основании работ отечественных и зарубежных ученых: Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко, Г.В. Самсонов, А.Д. Верхо-туров, А.Е. Гитлевич, Б.Н. Золотых, Ф.Х. Бурумкулов Г.П. Иванов, В.А. Ким, Л. Г. Меркулов, Л.С. Палатник, И.З. Могилевский, Р. Хольм, К.К. Намитоков, О.В. Кудряков, Ю. Е. Купцов, В. В. Клюев, Ри Хосен, В. Я. Берент,.и др. Цель работы заключалась в разработке научных основ формирования структуры и свойств измененного слоя на металлах и сплавах с учетом влияния физических и технологических параметров процесса низковольтной электроискровой обработки.

Анализ путей достижения поставленной цели позволил сформулировать следующие задачи:

1. Определить условия возникновения и продолжительность стадий протекания низковольтного электроискрового процесса, влияние его основных факторов на процесс структурообразования получаемых слоев.

2. Выявить механизмы формирования структуры слоя при использовании электродов из меди, ее сплавов, железа и сталей с различным содержанием углерода в условиях различной температуры нагрева катода.

3. Разработать технологию получения и исследовать эксплутационные характеристики покрытий (износостойкость, коррозионостойкость, жаростойкость), выполненных анодными материалами на основе комплексно-легированных белых чугунов.

4. По результатам исследования влияния низковольтной электрической искры на структуру и свойства контактных проводов и вставок токоприемников железнодорожного транспорта определить механизм их разрушения и разработать методику неразрушающего контроля.

5. Разработать технологию получения покрытий на токопроводящих зажимах контактной сети, обеспечивающих уменьшение переходного электросопротивления между контактным проводом и зажимом для повышения эксплуатационной надежности.

Научная новизна.

1. Установлены и научно обоснованы механизмы формирования измененного слоя при низковольтной электроискровой обработке на катодах из меди и ее сплавов. В случае отсутствия дефектов (трещин и окисных пленок) слой состоит из столбчатых кристаллитов в нижней части и равноосных - в средней и верхней, а при наличии дефектов — из нескольких рядов столбчатых кристаллитов, нормально ориентированных к поверхности по всей его толщине.

2. Выявлен механизм образования белого слоя при использовании электродов из железоуглеродистых сплавов, который заключается в том, что в условиях постепенного наращивания слоя, за счет фазового наклепа и пластической деформации материала в подповерхностной его части возникает и расширяется зона с высокой микротвердостью и коррозионной стойкостью (БС).

3. Установлено, что для образования в слое участков, где кристаллиты основы и слоя представляют собой единое целое, перед нанесением покрытия необходимо проведение предварительной термической или химической активации поверхности катода. Увеличение размера зерна и снижение наклепа в электродных материалах из меди приводят к уменьшению толщины слоя и зоны термического влияния на катодах;

4. Впервые проведена одновременная регистрация электрических, световых и звуковых сигналов, которые «сопровождают» низковольтную электрическую искру, что позволило определить длительность стадий процесса ЭИЛ. Сравнительной оценкой факторов процесса показано, что основное влияние на увеличение твердости слоя оказывают деформации, обусловленные термоупругими напряжениями.

5. Исследовано влияние содержания углерода (от 3,2 до 5,5 мае. %, С), хрома и вольфрама (от 3,5 до 20 мае. %,) как по отдельности, так и в комбинациях на процесс структурообразования, фазовый состав, микротвердость, эрозию и массоперенос новых анодных материалов из белых чугунов для создания покрытий при ЭИЛ.

6. Исследованы механизмы разупрочнения и разрушения контактных проводов и угольных вставок, обусловленные электроискровыми и дуговыми процессами в области их контакта при токосъеме на железнодорожном транспорте, получены зависимости между микроструктурными и механическими свойствами контактирующих элементов с одной стороны и акустическими характеристиками - с другой.

Практическая значимость.

1. Впервые разработана технология получения и использования анодных материалов из доэвтектических, эвтектических, и заэвтектических комплексно-легированных белых чугунов, апробированы новые составы для нанесения покрытий, которые позволяют повысить эксплуатационные характеристики (ока-линостойкость, износостойкость, коррозионостойкость) стальных и чугунных изделий.

2. Разработаны и созданы устройства и методики, которые в реальном времени позволяют проводить учет количества «рабочих» электроискровых импульсов, получать информацию о распределении температуры по длине анода, что способствует формированию сигналов обратной связи для обеспечения автоматизации процесса обработки.

3. Разработана технология получения покрытий из меди, медносеребря-ного и серебряноцинкового сплавов на контактных и заземляющих зажимах электрической сети железнодорожного транспорта, что позволяет снизить переходное электросопротивление и риск появления устойчивых окисных пленок в контактной области.

4. Разработаны режимы предварительного нагрева катода и финишной термической обработки покрытий, полученных методом электроискрового легирования, которые позволяют уменьшить неоднородность структуры и количество трещин в слое.

5. Разработаны и внедрены: методика неразрушающего автоматизированного контроля ультразвуковым методом мест на проводе, со структурой, измененной электроискровым и электродуговым воздействием; устройство и мето- v дика акустического контроля внутренней структуры материала контактного то-копроводящего зажима; методика входного контроля угольных вставок.

Обоснованность научных положений, рекомендаций и достоверность результатов исследований подтверждается: использованием хорошо известных в материаловедении методов и методик; применением современных методик физических измерений, сертифицированной аппаратуры; применением современной вычислительной техники и программных средств автоматизации и обработки полученных результатов; согласованностью теоретических результатов с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями.

Реализация работы.

На основании проведенных исследований разработаны и внедрены составы комплексно-легированного белого чугуна для повышения жаро - и износостойкости форсунок для жидкотопливпых агрегатов ТЭЦ 2, г. Хабаровск.

Для нужд ОАО РЖД разработаны и внедрены:

- устройство по оценке остаточного ресурса медных контактных проводов, ультразвуковым методом - Красноярская железная дорога;

- методика неразрушающего контроля внутренней структуры материала контактного токопроводящего зажима — Забайкальская железная дорога;

Разработана технология получения на питающих контактных зажимах покрытий, которые позволяют уменьшить переходное контактное электросопротивление и предотвратить появление устойчивых окисных пленок в контактной области.

Разработано устройство по подсчету количества электроискровых про, цессов для использования в блоках управления автоматизированной электроискровой установки.

Предложена новая схема генератора для электроискровой установки на основе цифровых интегральных микросхем, что позволяет изменять в автоматическом режиме параметры импульса в широком интервале значений.

Полученные экспериментальные материалы по упрочнению поверхностей деталей методом ЭИЛ внедрены в учебный процесс ГОУВПО Тихоокеанского государственного университета и используются при чтении специальных разделов и курсов «Материаловедение», «Металловедение и термообработка», , «Специальные чугуны» (г. Хабаровск).

Экспериментальные стенды и методики для проведения испытаний элементов контактной сети и токоприемников, а также научные результаты диссертации используются при проведении научно-исследовательских работ, научно-технических экспертиз и учебного процесса в Электроэнергетическом институте и институте повышения квалификации и переподготовки Дальневосточного государственного университета путей сообщения (г. Хабаровск).

В целом, результаты работы могут найти широкое применение в различных областях науки и техники и служить надежной базой для развития фундаментальных научных исследований в материаловедении, физике, химии, металлургии.

Личный вклад автора состоит в обобщении теоретических и экспериментальных результатов исследований проведенных автором как самостоятельно, так и в соавторстве со своими учениками и коллегами по научно-исследовательским и хоздоговорным работам. При,этом автору принадлежат: постановка проблемы в целом и постановка задач аналитических и экспериментальных исследований, научное руководство и непосредственное участие в экспериментах, обработка результатов и их интерпретация, написание большинства статей и выводов по ним, тезисов докладов, отчетов, а также разработка алгоритмов в зарегистрированных программных продуктах.

Эксперименты проводились совместно с аспирантами и соискателями ученой степени кандидата технических наук Муромцевой Е.В., Теслиной М.А., Ледковым Е.А., Гилем А.В., Титовым Е.А., Кочетовой И.В., Игнатенко ИВ'., научным руководителем или соруководителем которых автор являлся. Совместными являются научно-исследовательские результаты, связанные с выполнением бюджетных и договорных НИР, проводимых на Красноярской, Забайкальской отделениях железной дороги, где автор являлся ответственным исполнителем.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на научно-технических конференциях: Научно-техническая конференция "Дальний Восток России" (г. Комсомольск-на-Амуре, 1996 г.); Российская конференция «Новые материалы и технологии» (г. Москва 1997 г.); Конференция «Си-нергетика-98 Самоорганизующиеся' процессы в системах и технологиях» (г. Комсомольск-на-Амуре, 1998г.); Международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» I Самсоиовские чтения (г. Хабаровск, 1998г.); Международной научной конференции «Синергетика Самоорганизующиеся процессы в системах и технологиях (г. Комсомольск-на-Амуре, 2000г.); Международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» II Самсоиовские чтения (г. Хабаровск, 2000 г.); Международной конференции «Разрушение и мониторннг свойств металлов» (г. Екатеринбург, 2003 г.); 18-й международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Казань, 2005 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и пути решения инвестиционной и инновационной политики на предприятиях Хабаровского края. Технопарки. Инновационные проекты» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2005 г.); Пятой региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (г. Хабаровск, 2005 г.); IV Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (г. Владивосток. 2003 г.): Международной конференции «Современные технологии и материаловедение» (г. Магнитогорск 2003 г.); Межвузовской научно-практической конференции «Вклад ученых вузов в научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте» (г. Самара 2003 г.); Третьем международном симпозиуме «Eltrans 2005» (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); Региональной научно-практической конференции представителей производства, ученых транспортных вузов и инженерных работников «Надежность и эффективность систем и устройств электроснабжения железных дорог» (г. Хабаровск, 2005 г.); XVII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (г. Екатеринбург, 2005 г.); 44-й, 45-й Всероссийских научно-практических конференциях ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности» (г. Хабаровск, 2005, 2007 гг.); VI региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (г. Благовещенск, 2006 г.): 95

96.региональных научно-технических конференциях творческой молодежи «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» (г. Хабаровск, 2006 - 2008 гг.); III Российской научно-технической конференции «Разрушение, контроль и диагностика материалов и конструкций» (г. Екате-, ринбург, 2007 г.); Ill Joint China Russia symposium «Advanced materials processing technology» (КНР, Харбин 2008 г.); VI Международной научно-технической конференции (г. Курск 2008 г.); 3-rd International conference on Manufacturing engineering (Kallithea of Chalkidiki, Grece, 2008 г.); 6-й Международной научно-технической конференции «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (г. Брянск, 2008 г); I международной научно-практической конференции «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» (г. Курск 2009 г.).

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 75 научных работах, в том числе в монографии, 6 патентах на изобретения, 2 программных , продуктах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, библиографии, включающей 284 источника, и приложений. Общий объем работы без приложений — 364 страницы, включая 104 рисунка и 37 таблиц. В приложениях представлены таблицы, рисунки и акты внедрения.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение (по отраслям)», Химухин, Сергей Николаевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны научные основы структурообразования металлов и сплавов при ЭИЛ, которые позволяют получать покрытия с заданными свойствами при соблюдении следующих условий: подбор анодного материала соответствующего состава, структуры и свойств; проведение предварительной активации поверхности катода и приработки анода; выполнение обработки с регулированием температуры анода и катода в автоматизированном режиме реального времени, в контролируемом составе окружающей газовой среды; при проведении финишной термической обработки.

2. Установлено два основных варианта микроструктурного строения слоя на катодах из меди и ее сплавов. При отсутствии дефектов (трещин и окисных пленок) слой состоит из столбчатых кристаллитов в нижней части и равноосных - в средней и верхней, а при наличии дефектов — из слоев столбчатых кристаллитов, нормально ориентированных к поверхности и разделенных дефектами. Установлено, что при использовании электродов меди, бронз, стали и вольфрама слой на катоде формируется в результате многократного переноса материала между электродами, даже в условиях монотонного увеличения массы катода.

3. Разработанная методика выявления структуры БС на катодах из железоуглеродистых сплавов способствовала определению механизма его формирования. Установлено, что в условиях постепенного наращивания толщины слоя на катоде, в нижней части слоя начинает формироваться, и расширяется зона с высокой микротвердостью и коррозионной стойкостью — БС, в результате наклепа от деформации термоупругими напряжениями и насыщения атомами кислорода и азота.

4. Одновременная регистрация световой вспышки, акустического сигнала, электрических параметров и перемещения анода при ЭИЛ позволила установить продолжительность и стадии низковольтного электроискрового процесса, а сравнительный анализ основных факторов процесса по величине вызываемого ими давления в материале катода показал, что основное влияние на увеличение твердости слоя оказывают деформации, обусловленные термоупругими'напряжениями. Разработана методика контроля распределения температуры по длине анода термопарами непосредственно в процессе обработки, на основе предварительно установленных закономерностей, полученных методом'яркостной пирометрии.

5. Разработана технология получения новых анодных материалов1 из белых чугунов доэвтектического, эвтектического и заэвтектического составов методом литья. Исследовано влияние'добавок (мас.%: 3,5 - 21,0) легирующих элементов (Сг, W) как по отдельности, так и в« комплексе на их структуру и свойства, а полученные ЭИЛ покрытия, на стальных и чугунных изделиях позволяют повысить эксплуатационные* свойства (окалиностойкость, износостойкость, коррозионостойкость). Максимальные значения эрозии и массопереноса, лучшие показатели эксплуатационных свойств и качество^ покрытий достигаются • при использовании комплексно легированных (Сг + W) анодов на основе белых чугунов этектического и заэвтектического составов.

6. Исследование влияния исходного размера зерна в медных электродах на структуру и параметры ЗТВ! и слоя показало, что наибольшая эрозия анода и наименьшие привес катода и толщина ЗОи ЗТВ отмечаются-при использовании электродов с изометрической структурой (нагрев 800° С). Для стальных электродов с различной исходной структурой максимальный, массоперенос и высокое качество поверхности обеспечивается-электродами с закалочными структурами (троостит, мартенсит), использование других структур требует приработки.

7. Установлено, что для уменьшения количества дефектов в покрытии и на границе с основой необходимо проведение термической активации поверхности катода посредством нагрева. Например, высокоуглеродистые стали достаточно нагревать до 50° С, а низко- и среднеуглеродистые до 100° С, более высокие температуры нагрева резко уменьшают твердость слоя. Финишная термическая обработка с нагревом до температуры 100° С и выдержкой продолжительностью не менее 600 с. позволяет существенно повысить однородность микроструктурного строения слоя по сечению. При. дополнительном нагреве медного катода до 50° С слой формируется полпервому механизму с минимальным количеством трещин между основой и слоем и на-отдельных участках кри-сталлитььв основе и нижпей части слоя составляют единое целое.

8'. Исследования измененных электроискровым'и дуговым воздействием структур медных контактных проводов и угольных вставок, позволили выявить механизм разрушения- проводов контактной сети, заключающийся в возникновении-локальной пластической деформации вследствие электроискрового • или электродугового'воздействия?на провод. Полученные корреляционные зависимости между изменением структуры провода от искрового воздействиям одной стороны и коэффициентом-затуханияультразвукового сигнала и механическими; свойствами^ проводах другой^ позволили разработать методику определения, поврежденных мест.

9. Разработаны и внедрены: методика неразрушающего автоматизированного контроля ультразвуковым, методом мест с измененной электротермическим воздействием структурой* контактных проводов и их остаточного ресурса; устройство и методика акустического контроля- внутренней, структуры- материала контактного токопроводящего зажима иугольной вставки. Получены.покрытия из меди и медносеребряного и серебряноцинкового сплавов на контактных и заземляющих зажимах, что позволяет снизить.переходное электросопротивление и риск появления устойчивых окисных пленок в.контактной области. Покрытия, полученные методом ЭИЛ на рабочей поверхности форсунок котло-агрегатов с применением анода из белого комплексно-легированного чугуна эвтектического состава, позволяющие увеличить жаро-износостойкость в два раза по сравнению с форсунками без покрытия.

334

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Химухин, Сергей Николаевич, 2009 год

1. Верхотуров, А.Д. Формирование поверхностного слоя при ЭИЛ / А.Д. Верхотуров. — Владивосток: Дальнаука, 1995. 323 с.

2. Лазаренко, Н.И. Технологический процесс изменения исходных свойств металлических поверхностей электрическими импульсами / Н.И. Лазаренко // Электроискровая обработка материалов. — М.: Изд-во АН СССР, 1960. Вып. 2. - С. 36-66.

3. Верхотуров, А.Д. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей / А.Д. Верхотуров, И.М. Муха. Киев: Техника, 1982. -182 с. .

4. Электроискровое легирование металлических поверхностей / А.Е. Гитле-вич, В.В. Михайлов, Н.Я. Парканский, В.М. Ревуцкий. Кишинев: Штиин-ца, 1985. -196 с.

5. Верхотуров, А.Д. Электродные материалы для электроискрового легирования / А.Д. Верхотуров, И.А. Подчерняева, Л. Ф. Прядко и др. М.: Наука, 1988. -224 с.

6. Верхотуров, А.Д. Физико-химические основы процесса электроискрового легирования/ А.Д. Верхотуров. Владивосток: Дальнаука, 1992. - 180 с.

7. O'Neil, В. Surface hardening of metals by spark discharge / B. O'Neil // Nature. -1958.-№4620.-P. 1421-1428.

8. Goldshmidt, M.J. The constitution of sparkreated metals / MJ. Goldshmidt // Iron and Steel. 1959. - P. 469- 471.

9. Bohme, W. Standzeiterhohund von Werkengen mittels des Elektrofunkenver-fahres / W. Bohme // Fertigungstechnik und Betrib. 1969. - № 12. -P. 757-760.

10. Electric spark toughening of cutting tools and steel components / C.S. Kahlok, H.I. Baker, C.E. Noble, F. Koenigsberger // Inter. J. Mach. Tool Des. And Res. -1970.-№ l.-p. 95-121.

11. Николенко, С.В. Новые электродные материалы для электроискрового легирования / С.В. Николенко; А.Д. Верхотуров: — Владивосток: Дальнау-ка, 2005.-219 с. ^ . . , ■ . , . ■."'■.

12. Лазаренко, Н.И. Современный уровень развития электроискровой обработки материалов / Н:И Лазаренко; Б.Р., Лазаренко // Электроискровая:; обработка материалов:.-. М^гИзд-воьАН СССР; 1957. — Вып. Г. С. 37- 491

13. Лазаренко, Б.Р. Электроискровой способ изменения исходных свойств металлических поверхностей / Б.Р. Лазаренко, Н.И. Лазаренко М.: Изд-во АН СССР, 1958.- 117 с.

14. Могилевский, И.З. Металлографические исследования поверхностного слоя стали после электроискровой обработки / ИЗ; Могилевский; С!А. Лаповая; //. Электронная обработка материалов. М.: АН СССР, 1957.- -Вып. 1. -С. 95-116. :

15. Эшитейн, Г.Н. Высокоскоростная деформация и структура металлов / Г.Н. Эпштейн; 0:А. Кайбашев: Mi: Металлургия;. 1971. —200 с.

16. Рентгенофазовые исследования превращений в поверхностном- слое металлов; подвергшихся- действию электрических разрядов / JI.C. Палатник // Изв. АН СССР. Сер. Физ,- 1951. Т. 15, № 1. - С. 121-125.

17. Фазовые превращения при. электроискровой обработке металлов и опыт установления критерия наблюдаемых взаимодействий / JIIG. Палатник //: Доклады AHCCGP. Сер. техн. физ. 1953. - Т.89; № 3. - С .455-- 458.

18. Коробейник, В.Ф. Особенности формирования микротопографии, структуры и субструктуры поверхностного слоя при электроискровом легировании / В.Ф;1 Коробейник, С.И: Рудюк, С.ВьКоробейник // Электронная обработка-материалов. 1989: - №*1.-С. 15-1-7. - :■

19. Мицкевич-, М.К. Изучение динамики: процесса переноса материалов электродов в сильноточном импульсном разряде / М.К.Мицкевич; А.И. Бушик, А.А. Бакуто, В.А. Шилов // Электронная обработка материалов. 1977, — ,№4i-c. i849L ,.v : ; :.:•••;;";•. .;:■. ■.

20. Мицкевич^ М.К. Динамика импульсного разряда- в условиях его для электроискрового легирования / MiK. Мицкевич, А.Е. Гитлевич, А.А. Бакуто и др.// Электронная обработка материалов. 1986. - Хз 3. - С. 22-25.

21. Афанасьев, Н.В. Некоторые особенности электрического разрушения электродов при разрядах в газовой и жидких средах / Н.В: Афанасьев, С.Н. Ка-пельян; JliH. Филиппов.// Электронная обработка материалов. 1970.i.-с. з-8. ■ ' ' ;' • ■•'. .'. ', ,

22. Источники питания для электроискрового легированиям / С.П. Фурсова, A.M. Парамонов, И.В. Добында; А.В. Семенчук. Кишинев: Штиин-ца, 1983.-270 с. ; .

23. Золотых, Б.Н. О физической природе электрической обработки металлов / Б.Н. Золотых // Электронная обработка металлов.— М.: АН СССР. — 1957. -Вып. 1. С. 39-69.

24. Золотых, Б.Н. Основные вопросы качественной теории электроискровой обработки в жидкой диэлектрической среде / Б.Н. Золотых // Проблемыэлектрической обработки материалов. М.: Изд-во. АН СССР, 1962. — с.5-43. . -"V." 7 .' ; ■ ' ';"

25. Золотых, Б.Н. Физические основы электроэрозионной ' обработки /

26. Б:Н; Золотых, Р.Р.Мельдер. М.: Машиностроение; 1977. - 43 с. 301 Лазерное и электроэрозионное упрочнение; материалов'; / B.C. Коваленко, А.Д. Вёрхотуров, Л.Ф. Головко, И:А. Подчерняева. - М.: Наука, 1986.-320с. 7'7.7" , "77. ■ 7 ' 77: ■ '

27. Костецкий; Б.И. Структурно-энергетическая приспосаблиливаемость материалов при трении / Б.Н. Костецкий // Трение и износ. — Минск: Наука и техникам- 1985: -Т. , : • ,

28. Любарский;,Мёталлофизика^трёниж/ И!Ш Любарский^ Л»С1; Палат; ник.—М';:'Металлургия5;1976. — 1>76 с;: • ;

29. Мулин, Ю.И. Особенности формирования структуры: исвойствапокрытий, нанесенных методом электроискрового легирования на сталь / Ю.И. Мулин // Физикаи химия.обработки материалов: 2006:№ 4! —С. 60-6(5.

30. Ким А.В. Самоорганизация; в процессах упрочнения, трения и изнашивания режущего инструмента / Ким В.А. — Владивосток: Дальнаука, 2001. 203 с:.

31. Садовский, В.Д. Структурная наследственность в стали / В.Д. Садовский. — М.: Металлургия, 1973. 208 с.

32. Бабей, Ю.Н. О природе белых слоев, возникающих в процессе некоторых видов обработки / Ю.Н. Бабей, В.Ф. Рябов, В.М.' Голубец // Физико-химическая механика материалов. 1973. — № 4 — С. 33-38.

33. Бабей, Ю.Н. Электрохимические характеристики белых слоев, образующихся при некоторых технологических процессах / Ю.Н. Бабей, И.Г. Со-прунюк, Л.И. Петров // Физико-химическая механика материалов. — 1974. — №6.- С. 39-43.

34. Миндюк, А.К. О природе и свойствах белых слоев / А.К. Миндюк, Ю.И. Бабей, И.П. Выгорский // Порошковая металлургия. — 1974. — № 9. — С. 81-84.

35. Дубовицкая, Н.В. Влияние условий электроискрового воздействия на изменение твердости сталиН.В. Дубовицкая, В.А. Снежков, Б.Я. Рокитько, Л.Н. Лариков // Электронная обработка материалов. — 1985. — № 5. — С. 17-19.

36. Коротаев, Д.Н. Влияние газовых сред на технологические возможности электроискрового легирования: автореф. дис.канд. тех. наук. — Благовещенск: 1998. 25 с.

37. Ставицкая, Н.Б. Исследование форм и размеров лунок, образованных на различных материалах искровыми разрядами / Н.Б. Ставицкая, Б.И. Ста-вицкий // Электронная обработка материалов. — 1980. № 1. - С. 9 -13.

38. Тимошенко Б.И. Прочность и износостойкость, деталей машин при электроэрозионной обработке/ Б.И. Тимошенко, B.C. Назарец, Д.З. Ермоленко // Вестник машиностроения. 1974. — № 4. — С.74—75.

39. Палатник, Л.С. Фазовые превращения'при электроискровой обработке металлов и опыт установления критерия наблюдаемых взаимодействий // ДАН СССР. 1953. - № 89. - С.455- 458.

40. Палатник, JI.C. Превращения в поверхностном слое металла под действием электрических разрядов / Л.С. Палатник. Известия АНСССР. Сер. физ. -1951. T.XV, № 4. - С. 467- 471.

41. Криштал, М.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера / М.А. Криштал, А.А. Журавлев, А.Н. Кокора М.: Металлургия, 1973.-192 с.

42. Иерусалимская, А.Н. Структурные изменения вещества при воздействии световых импульсов ОКГ / А.Н.Иерусалимская, В.И. Самойлов, П.И. Уля-ков // Физика и химия обработки материалов. -1968. — № 4. — С. 26-34.

43. Грязнов, И.М. Исследование зон расплава и термического влияния в металлах при воздействии излучения ОКГ разной длительности / И:М. Грязнов, А.А. Ковалев, Л.И. Миркин, П.И. Уляков // Физика и химия обработки материалов. — 1972. — № 5. — С. 8-10.

44. Ткаченко, Ю.Г. Влияние структуры анода на закономерности электроискрового упрочнения твердыми сплавами / Ю.Г. Ткаченко, Э.П. Игнатенко, Г.А. Бовкун // Электронная обработка материалов. — 1981. № 4. — С. 21-24.

45. Палатник, Л.С. Рентгенографическое исследование превращений в поверхностном слое металлов, подвергавшихся действию электрических разрядов. / Л.С. Палатник // Известия академии наук СССР. 1953. - Т. XV, № 1. -С. 80-86.

46. Михайлюк, А.И. Влияние режимов электроискрового легирования* на структуру и износостойкость железа / А.И. Михайлюк, А.Е. Гитлевич, Л.С. Рапопорт // Электронная обработка материалов. — 1988. № 4. — С. 10-13.

47. Узлов;, И.Г. Зависимость, свойств; «белого» слоя» от химического» состава; сталш/ И§Е.Узлов;: Н;Е. Мирошниченко?// Металловедение ;и;;термическая; обработка металлов. 1969. - № 8. — С. 62-64.

48. Кудрякрв, О.В. Феноменология; фазовых переходов при образовании "белого слоя" в? металлических сплавах / ©:В1 Кудряков; В Н. Пустовойт // Изв: вузов г Сев:-Кавказ: регион: Технические науки: 2000. - №« 2. — С. 32-34. ■ ,

49. Кислик, В.А. О природе белого слоя5 на поверхностях трения / В.А. Кислик. // Трение и износ в машинах. — 1962. — Вып. 15. С. 178-197. .

50. Лукичев, Б.Н. Повышение эффективности поверхностного упрочнения;при электроискровом легировании деталей машин / Б.Н. Лукичев, Ю.А. Бело, брагин, С.В. Усов // Электронная обработка; материалов:"- 1987. — № 4.—

51. С. 22-25. ' . . ' . , v ■ , ' '

52. Михайлюк, А.И: Влияние электроискрового легирования металлических поверхностей^ на их износостойкость: автореф. дис. . канд. техн. наук / А.И. Михайлюк Ml, 1990. - 16 с.

53. Харанжевский, Е. В;.Структура и механические свойства конструкционной стали при лазерной обработке поверхности с плавлением / Е.В. Харанжевский, М.Д. Кривилев, Д.А. Данилов и др. // Материаловедение. 2004: - № ; 6.-С. 21-26.

54. Иванов, Г.П. Технология электроискрового упрочнения инструментов и деталей машин /Т.П. Иванов:-М;: Машгиз, 1961.-303 с.

55. Самсонов, Г.В. Природа высокой микротвердости поверхностей упрочненных трением / F.B. Самсонов. В.И. Ковтун, И.И. Тимофеева и др. // Физико-химическая механика материалов. — 1973 . — Т. 9, № 4. С. 26-30.• 342:

56. Демидов, Б.А. Исследование покрытий полученных при; межэлектродноммассопереносе; в; мощных5 импульсных ускорителях, / Б;А. 'Демидов; М.В. Ивкин,, Л.Л. Крапивин и др. // Физика* и* химия обработки материалов. -1991 С. 74-80;.

57. Верхогуров, А.Д. Зависимость гэрозии:анода от состояния^упрочняемойшо-всрхноспI при электроискровом легировании / AiД., Верхотуров; И;А.Иод-черняева;. 1?.В:: Самсонов^ ш др:;// Электронная обработка материалов. —29^-31L . . ( "" V.:.

58. Самсонов, I'.В. Анализ данных по износу материала, обрабатывающих электродов / F.B: Самсонов; И.В. Муха // Электронная обработка материала.-1967. №3.-С.3-13.

59. Сафронов, И.И. Исследование влияния материала электрода на формирования ми крое груктуры и микротвердости легированного слоя. / И.И. Сафронов, С.П. Фурсов, А:М. Парамонов и др. //. Изв. АН СССР. Сер. физ. тех. и мат. наук. 19.77. - № 1. - С. 66-70.

60. Прошин, Г.А: Электроискровая обработка деталей машин / Г.А. Прошин. — Киев Москва: Машгиз, 1956. — 111 с.

61. Андреев; В.И. Повышение стойкости: деталей электроискровым легированием: / В.И.Андреев, В.Н. Морозенко, Б.И. Тимошенко // Вестник машиностроения. 1971. - № 8. -С. 85-88.

62. Морозенко, В.Н. Повышение износостойкости валков трубоэлектросвароч-ных агрегатов. / В.Н. Морозенко, Е.А. Романенко, Р.И. Пилипенко и др. // Технология и организация производства. -1973. — № 2. — С. 41—43.

63. Андреев, В.И. Электроискровое легирование деталей, работающих в уело-, виях термоциклического нагружения / В.И. Андреев, В.Н. Морозенко, Н.И. Беда и др. // Электронная обработка материалов. — 1973. — № 2. — С. 23-25.

64. Бушлин, А.П. Повышение износостойкости* сталей электроискровым легированием. / А.П. Бушлин, М.И. Пленкин, В.Г. Никитенко и др. // Электронная обработка материалов. — 1981. № 6. - С. 37- 40:

65. Авсиевич, О.И. Применение электроискрового упрочнения для повышения износоустойчивости поверхностных слоев чугунных деталей, работающих на истирание / О.И. Авсиевич // Электроискровая обработка металлов. — М.: Изд-воАН СССР. 1963. - С. 139-141.

66. Онуфриенко, И.П. О некоторых особенностях оценки поверхностей деталей, легированных электроискровым способом. / И.П^ Онуфриенко,

67. B.В; Юхненков и др.// Электронная обработка материалов. — 1975. № 6. —1. C. 25-27.

68. Федюнин, В.Ф. Применение электроискрового упрочнения инструментов из быстрорежущих сталей. / В.Ф. Федюнин, Н.А. Трупг, П.А. Дмитриев // Технология и организация производства. — 1975v. — № 9. С. 54-55.

69. Петров, Ю.Н. Руководство по электроискровому легированию / Ю.Н. Петров, И.И. Сафонов, С.П. Фурсов. Кишинев: РИО АН МССР, 1967.-140 с.

70. Электроискровое легирование металлических поверхностей / Г.В. Самсонов, А.Д. Верхотуров, Г.А. Бовкун, С.Е. Сычев. Киев: Наукова думка, 1976. -219 с.

71. Хабибуллина, Н.В. Электроискровое легирование медицинских инструментов / Н.В. Хабибуллина, Е.В. Плешкова // Электронная обработка материалов. 1977. - № 3. - С. 37-38.

72. Клименко,-BiH. Кинетика нанесенияшокрытийшз; карбидохромовых сплаг bobs методом» электроискрового; легирования» / В.Н.1 Клименко,. В:Г. Каюк, А.Д1 Вёрхотуровь//Порошковая: металлургиям- 1992: — №" 21 —(3. 32^-37;

73. Рискин, И.В. Коррозионное электрохимическое*поведение титана с покрытиями, полученными методом; электроискрового легирования в- растворах NaCl насыщенных хлором / И.В. Рискин, А.Е. Гитлевич; В1В1.Михайлов,

74. B.А. Тимонин // Электронная обработка металлов. 1978. — № 6. —1. C. 25-28.

75. Рискин, И.В. Анодное поведение титана с покрытиями, полученными электроискровым легированием в хлориднощелочных растворах / И.В! Рискин, В.А.Тимонин, А.Е. Гитлевич, В.В. Михайлов // Защита металлов. — 1982. — Т. 18, вып. З.-С. 410-413:

76. Андреев, В.И. Влияние электроискрового поверхностного легирования на износостойкость стали / В.И. Андреев, Н.И. Репина // Металловедение и термическая обработка металлов. 1972. — № 7. - С. 71-79.

77. Паньков, Н.П. Износостойкость деталей после электроискрового упрочнения / Н.П. Паньков // Вестник машиностроения. 1955. - № 12. — С. 43- 47.

78. Михайлов, В.В. Влияние электроискрового легирования на поверхности титана на его жаростойкость /В.В. Михайлов, А.Е. Гитлевич, М.М. Маркус и др. // Электронная обработка материалов. 1974." — № 5. - С.23—25.

79. Михайлов, В.В. Исследование особенностей электроискрового легирования титана и его сплавов: автореф. дис. . канд. техн. наук / В.В. Михайлов Киев: ИПМ АН УССР, 1976. 15 с.

80. Мулин, Ю.И. Формирование многослойных покрытий методом электроискрового легирования / Ю.И. Мулин, Д.В. Ярков // Исследования института материаловедения в области материалов и покрытий. — Владивосток: Дальнаука, 2001.-С. 223-228.

81. Деревянко, В.И. Электроискровое упрочнение деталей роторным многоэлектродным инструментом. / В.И. Деревянко, В.И. Андреев, Н.И. Беда и др. // Технологиям организация производства. — 1976. — № 1. С. 44— 45.

82. Верхотуров, А.Д. Некоторые вопросы современного состояния и перспективы развития материаловедения / А.Д. Верхотуров, B.C. Фадеев. 4.1. — Владивосток: Дальнаука, 2004. — 320 с.

83. Лившиц, Б.Г. Металлография / Б.Г. Лившиц. — М.: Металлургия, 1971. -408 с.

84. Баранова, JI. В. Металлографическое травление металлов и сплавов. Справочник / Л.В. Баранова, Э.Л. Демина. — М:: Металлургия, 1986. — 256 с.

85. Шкержик, Я. Рецептурный,справочник для электротехника / Я. Шкержик. Пер. с чешек. 3-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 142 с.

86. Салтыков; С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков М.: Металлургия, 1970. 376 с.

87. Техническое описание и инструкция по эксплуатации полуавтоматического потенциометра постоянного тока Р348 с автономной поверкой класса 0,002. СССР.- 1980.-68 с.

88. ГОСТ 12393-77. Арматура контактной; сети для электрифицированных железных дорог. Офиц. изд. - М.: Изд-во стандартов. - 1985. — 20 с.

89. Ли, В.Н. Неразрушающий контроль элементов контактной сети и токоприемников электроподвижного состава электрифицированных железных дорог / В.Н. Ли, С.Н. Химухин. — Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2007. -266 с.

90. Ли, В.Н. Контроль микроструктуры контактного провода акустическим методом / В.Н.Ли; А.И.* Кондратьев, Е.В. Муромцева, С.Н.1 Химухин // Дефектоскопия. 2003. - № 12. - С. 39 - 45.

91. Рысс, М.А. Производство ферросплавов. / М.А. Рысс. М.: Металлургия,' 1968: - 392 с.

92. Химухин, С.Н. Ферровольфрам из Дальневосточного сырья / С.Н. Химухин, Ри Хосен, Е.В. Попова // Литейное производство: — 1997. — № 8-9. -С. 12.

93. Маслов, Б.Я. Исследование условий возникновения искрового разряда при низковольтной электроискровой обработке / Б.Я. Маслов, Е.В. Муромцева, Н.Ф. Бомко, С.Н. Химухин // Вестник Амурского государственного университета. 2001. — Вып. 11. — С. 50-52.

94. Пячин, С.А. Установка для исследования электрических и оптических параметров импульсных искровых разрядов / С.А. Пячин, Б.Я. Маслов,

95. С.Н. Химухин, М.А.,Пугачевский // Измерительная техника. — 2003. — № 8. С. 43-46.

96. Кондратьев, А.И. Построение математической модели процесса электроискрового легирования / А.И. Кондратьев, И.В. Кочетова, С.Н. Химухин // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2006. № 8 - С. 6-9.

97. Пат. № 66512 РФ U1 МПК G01B 7/00 Цифровой генератор формирования импульсов / И.В. Кочетова, С.Н. Химухин, Б.Я. Маслов (РФ); заявитель и патентообладатель ТОГУ (RU). № 2006108337; заявл. 16.03.06; опубл. 10.09.07. Бюл. № 25. - 3 е.: ил.

98. Пячин, С.А. Физико-химические процессы в поверхностных слоях металлов при воздействии низковольтных разрядов / С.А. Пячин, М.А. Пугачевский, В.Г. Заводинский, Д.Л. Ягодзинский // Вестник ДВО РАН. 2005. -№ 6. Приложение - С. 93-100.

99. Рыбалко, А.В. Некоторые особенности осуществления процесса электроискрового легирования на установках типа «Элитрон» / А.В. Рыбалко, Д.М. Гричук, К.Р. Сомаражу и др. // Электронная обработка материалов. — 2000. -№ 10.-С. 133-139.

100. Химухин, С.Н. Условия возникновения искрового процесса при низковольтной электроискровой обработке / С.Н: Химухин // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. — № 1. — С. 12—15.

101. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц; У. Хилл М: Мир, 1983. -Т.1.-598 с.

102. Яворский, Б.М. Справочник по физике / Б.М.Яворский, А.А. Детлаф. М.: Наука, 1968.-558 с.

103. Броуд, Г. Расчеты взрывов на ЭВМ: Гидродинамика взрывов / Г. Броуд. — М.: Мир, 1976.-270 с.

104. Действие излучений большой мощности на металлы / С.И.Анисимов, Я.Д. Имас, Г.С. Романов, Ю.В. Ходыко. М.: Наука, 1970. - 272 с.

105. Новацкий, В. Теория упругости / В. Новацкий. М.: Мир, 1975. - 572 с.

106. Даниловская, В.И. Термоупругие напряжения в упругом полупространстве вследствие внезапного нагрева его границы / В.И. Даниловская // Прикладная математика и механика. 1950. — Т. 14, № 3. — С. 316-318.

107. Даниловская, В.И. Температурное поле и температурные напряжения, возникающие в упругом, полупространстве вследствие потока лучистой энергии. падающей на границу полупространства / В.И. Даниловская // Изв.-АН СССР. Сер.техн. 1959: - № 3. - С. 129-133.

108. Новацкий, В. Вопросы /термоупругости / В. Новацкий. М.!: Изд-во АН' СССР, 1962.-380 с.

109. Мастеров, В.А. Теория пластической деформации и обработка металлов* давлением / В.А. Мастеров,' B.C. Берковский. М.: Металлургия, 1989. -400 с.

110. Г41. Пугачевский, М.А. Структурно-фазовые превращения в поверхностных слоях Си, Ni, Mo под воздействием однократных электрических разрядов: автореф; дис. . канд. техн. наук. / М.А. Пугачевский. — Хабаровск, 2006. -17 с.

111. Свет, Д.Я. Оптические методы измерения истинных температур / Д.Я. Свет. -М.: Наука, 1982.-438 с.

112. Яшин, П.С. Исследование механизмов эрозионной обработки / П.С. Яшин,

113. B.П. Смоленцев // Электронная обработка материалов. 1974. - № 3.1. C. 15-17.

114. Борисов, В. С. Особенности поляризации тонких пленок воды в поле активной поверхности кристалла слюды / B.C. Борисов, В.А. Карнаков, Я. В. Ежова и др. // Физика твердого тела. — 2008. — Т. 50, вып. 6. С. 980-985.

115. Поверхностные силы / Б. В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Мюллер — М.: Наука, 1985.-399 с.

116. Никрашевич, И.Г. Разрушение поверхности биметаллических электродов импульсными токами / И.Г. Никрашевич, И.А. Бакуто // Труды совещания— М.: Гос.Энерг. Издат, 1960. -С. 116-134.

117. Месяц, Г.А.Импульсный электрический разряд в вакууме / Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский. Новосибирск: Наука, 1984. - 254 с.

118. Палатник, Л.А. О характере электрической эрозии на монокристаллах / Л.А. Палатник, А.А. Левченко // Труды совещания — М.: Гос. Энерг. Издат, 1960.-С. 96-101.

119. Багаев, С.Н. Гидродинамика расплава поверхности металла при лазерном воздействии; наблюдение сменыфежимов в реальном времени / С.Н. Бага-ев; В.Г. Прокошев, А.О.' Кучерик, Д.В. Абрамов и др. // Доклады АН. -2004.-Т. 395, №2.-С. 183-186.

120. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов-М.: Машиностроение, 1975: 286 с.

121. Vogel K., Backlund P. Application'of electron and optical Microscopy in'Studying Laser irradiated Metal Surfaces. J. Apll. Phys., - 1965. - V. 36, № 12. -P.< 3697-3701.

122. Дерибас, А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом / А.А. Дерибас, 2 е изд. Доп. и перераб. «Наука» Сибирское отделение Новосибирск, 1980. -218<с.•;' ' 352:-;'.■ ;■'.■" . . ■.' ' . ;

123. Бруй,; В.Н. Особенности возникновения тепловой энергишвшеществе анода при электрическом пробое;/ BiH: Бруй // Нелинейные процессы в' оптике: Тр. ДВГУПС. Хабаровск . - 1999. - С. 43-45. Л.-"

124. Верхотуров, А.Д. Распределение вещества электродов в их рабочих поверхностях после электроискрового легирования "сталйпереходиыми металлам^ГУ и УЪгрупп. / А.Д. Верхотуров, И.С. Анфимов // Физика'и химия обработки материалов. 1978*. - № 4. - С. 93-98.

125. Теслина М.А., Химухин С.Н., Верхотуров А.Д5. Формирование эрозионных . частиц при электроискровой обработке / М.А. Теслина; С.Н. Химухин, А.Д. Верхотуров- // Упрочняющие технологии и- покрытия. 2007. - № 8. — С. 45-48.

126. Намитоков, К.К. Электроэрозионные явления / К.К. Намитоков. — М.: Энергия, 1978. 456 с.

127. Ли, В.Н: Диагностика токопроводящих зажимов контактной сети / В Н. Ли; С.Н.* Химухин, А.И. Кондратьев; П.В: Костюк // Контроль. Диагностика. -2006.-№5.-С. 27-31-.

128. Ли, В:Н: Механизмы разупрочнения и'разрушения контактного провода / В:Н. Ли; А.И. Кондратьев; Е.В. Муромцева,.С.Н. Химухин // Дефектоскопии 2003': - № 12. - С. 32-38.

129. Берент, В.Я. Исследование прочностных и, структурных изменений эксплуатируемых контактных проводов / В.Я. Берент, А.А. Порцелан // Тр.

130. ВНИИЖТ. 1968. - Вып. 34: - С. 69-76.

131. Палатник, Л.С. О структуре «белой зоны» / Л.С. Палатник, И.В. Лобар-ский, В.Г. Бойко / Физика металлов* и металловедение. 1956. - Т 2, вып. 2. - С. 55-60:

132. Кондратьев, А.И: Влияние исходной структуры электродов на параметры процесса электроискрового легирования / А.И. Кондратьев, Е.В. Муромцева, С.Н. Химухин // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2007. — № 6. — С. 26-30.

133. Скворцов, Г.Е. О закономерностях неравновесных процессов*/ Г.Е. Скворцов // Письма вОКТФ. 1990. - Т. 16, вып. 17. - С. 15-17.

134. Аблесимов, Н.Е. Количественная, оценка меры неравновестности некоторых систем при воздействии концентрированных потоков энергии / Н.Е. Аблесимов, А.И. Кондратьев» // Вестник ГТУ серия- материаловедения. -1999. Вып. Г, № 5. - С 73-74.

135. Губенко, С.И. Трансформация неметаллических включений'в стали» / С.И Губенко. -М.: Металлургия,' 1981. 224 с.

136. Кузьменко; А.П. Механизмы микроструктурирования при лазерной обработке / А.П. Кузьменко, С.Н. Химухин, Н.А1. Кузьменко // Вестник ТОГУ. -2007. -№ 4 (7). С. 123 -134.

137. Ри Хосен Выбор температурных режимов обработки-расплавов на основе анализа структурно-чувствительных свойств / Ри Хосен, Д.Н. Худокормов, Э.Б. Тазиков // Литейное производство: — 1982. — № 5 С. 5-14.

138. Парма. М:: Металлургия, 1984. - 320 с.

139. Вязьмина, Т.М. Получение однородного закаленного» слоя'при лазерной обработке стали> 9Х / Т.М.Вязьмина, A.M. Веремеевич, И2.А. Иванов1 и др. // Физика и,химия обработки материалов. — 1988. № 6. - С. 63-66.

140. Барвинок, В.А. Управление напряженным состоянием и свойствами плазменных покрытий / В.А. Барвинок. — М.: Машиностроение, 1990. — 384 с.

141. Готлиб, Л.И. Плазменное напыление покрытий / Л.И. Готлиб // Сб. Защитные высокотемпературные покрытия. Наука. — 1972. — С. 75.

142. Анциферов; В.Н. Моделирование процесса газотермических покрытий на металлической основе/ В.Н Анциферов, A.M. Шмаков, В.А. БасановУ/ Физика и химия обработки материалов; — 1994. — № 1. С. 71-75.

143. Верхотуров, А.Д: Электродный материал из белых чугунов, легированных вольфрамом?/ А!:Д1 Верхотуров;. С.Н Химухин // Перспективные материалы.-2006.-№ 5, С. 49-53. . •

144. Правила содержания контактной сети электрифицируемых-.железных дорог / МПС СССР! М!::Транспорт; 1Щ8: - 92 с. .

145. Анализ , производственно-хозяйственною деятельности' хозяйства электрификации и электроснабжения за' 2001, 2002^. 2003; 2004; 2005 гг.- М;: Департамент электрификации * ш электроснабжения? ©АЬн<РЖД>>; 2002, 2003;. 2004,2005,2006 гг.

146. Купцов, Ю.Е. Рекристаллизация меди контактного провода и оценка его безотказности при различных токосъемных вставках. / Ю.Е. Купцов // Труды ЦНИИ МПС. 1976. -Вып. 558. - С. 6-11.

147. Берент, В.Я. Структура и свойства медных контактных проводов в условиях эксплуатации / В.Я. Берент, К.И. Красиков // Металловедение и свойства металлов. 1979. - №5. - С. 14 -19.

148. Порцелан, А.А. Исследование нагрева и механических характеристик контактных проводов. / А.А. Порцелан / Тр. ВНИИЖТ. 1968. - Вып. 337. -С. 44-46.

149. Берент, В.Я. Структурные изменения поверхности трения контактных проводов и пластин пантографов. / В.Я. Берент / Тр. ВНИИЖТ. 1964. -Вып. 277.-С. 144-158.

150. Купцов, Ю.Е. Исследование физико-технических характеристик и служебных свойств угольных вставок / Ю.Е. Купцов // Вопросы эксплуатации контактной сети и токосъема М.: Трансжелдориздат, 1962. — С. 67-85.

151. Ачкасов, Л.Г. Механические свойства медных сплавов для контактных проводов / Л.Г. Ачкасов, В'.Я. Берент, Н.А. Буше // Вестник ВНИИЖТ. -1969.-№4.-С. 10-14.

152. Буйлов, А.Я. Основы электроаппаратостроения / А.Я. Буйлов. М.-Л.: Изд-во Госэнергоиздат, 1946. — 372 с.

153. Райзер Ю.П. Физика газового разряда / Ю.П. Райзер. М. — Наука, 1992 -536 с.

154. Ли, В. Н. Построение математической модели нагрева контактного провода электрической дугой / В. Н. Ли, А. И. Кондратьев, И. В. Кочетова, С. Н. Химухин // Контроль. Диагностика. 2005. — № 8. — С. 16-18.

155. Ли, В. Н. О механизмах разрушения угольных- вставок токоприемников / В. Н.< Ли, С. Н. Химухин*// Мир -Транспорта. 2005г. - № 3. - С. 80 - 82.

156. Лифшиц, И.М. К теории распространения-ультразвуковых волн в поликристаллах / И.М: Лифшиц, Г.Д. Пархомовский // ЖЭТФ. 1950. - Т.20; № 20. -С. 175-182.

157. Кеслер, Н:А. Исследование рассеяния ультразвука с учетом, статистики' распределения величин1 зерен поликристаллических металлов / Н.А. Кеслер, Т.Д. Шермергор // Дефектоскопия. 1975*. - № 1. — С. 95-100:

158. Баранов, В!М. Акустические измерения в ядерной энергетики,/ В:М: Баранов. — Mt: Изд-во Энергоатомиздат, 1990. -320/с:

159. Данилов, В:Н. К расчету коэффициента затухания^упругих волн в поликристаллических средах / В.Н. Данилов*// Дефектоскопия: — 1989. — №8. — С. 18-24.

160. Roth, W Applt Phys. / W.Roth. 1948. - V. 19. - 901 p.239>. Кондратьев, А.И. Разработка и создание прецизионных методов и средств* измерения акустических величин твердых сред: автореф. док. техн. наук. / А.И! Кондратьев. Владивосток, 1998. - 41 с.

161. Рыбаков, Л.М. Структура и износостойкость, металла / Л.М. Рыбакова; Л.И. Куксенова. - М.: Изд-во'Машиностроение, 1982. - 212 с.

162. Тихонов, Б.С. Медь. Свойства и производств>/ Б.С. Тихонов. М.: Изд-во ОАО ЦНИИцветмет экономики и информации, 1997. - 324 с.

163. Богомолов, А.И. Практическая металлография / А.И: Богомолов. -М., 1978.-272 с.

164. Купцов, Ю:Е Увеличение: срока; службы контактного провода? /

165. Ю:Е.Купцов:- М!::Изд-вогТранспорт, 19721 160>с: 244; Еершман, И:С.: Токосъемные углеродные^ материалы^ ново^ поколениям/

166. Жютар,. М. (М. Jut aid et al). Исследование дугообразования! при отрывах ткоприемника / Mt Жютар и др. // Revue Generalе des Chemins der Fer. -i989. № 11,-P. 5-15. .

167. Василянский, A.M. Компьютеризированная; тепловизионная система диагностирования арматуры контактной- сети / A.M. Василянский, В:П. 1 ераси-мов; В:Ф: Брачев шдр. II Железные дороги мира. 2003. — № 12. — С.37-43.

168. Корицкий, Ю1 В: Электротехнические материалы / Ю.В. Корицкий. М.: Энергия, 1968:-320 с.

169. ГОСТ 493-79, Бронзы безоловяные литейные; для^соединениягмедных проводов-электрических^ соединителей сечением 70-120 мм2 с контактным проводом.

170. Хольм, Р1. Электрические контакты / Р: Хольм.1 М:: Иностранная- литература, 1961.- 464 с.: 362 '■■■'

171. Сердинов, С. М. Анализ работы и повышение надежности устройств энергоснабжения электрифицированных железных дорог / G. М; Сердинов.—

172. М.: Транспорт, 1975. 366 с.

173. ГОСТ 18175-78. Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. — Офиц. изд. -М.: Изд-во стандартов, 1985. 18 с. '

174. Miller, W. Aldrey ais Falirleituagsdraht Aluminium/ W. Miller 1934. Nil. -P. 142-147. :2631 ГОС Г 17441-84. Соединения, контактные электрические: Правила- приемки и методы испытаний; Офиц. изд.; — М:: Изд-во стандартов, 1985. — 13 с.

175. Пат. 94016272 РФ, А1 В60М 1/24 Зажим для соединения проводов или тросов контактной"сети / И.С. Гершман, В.Ф. Егоров, В.В. Сидоренко (РФ). -До 94016272/11; заявл. 29.04.1994; опубл. 10.10.1995.

176. Кречмар, Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс / Э. Кречмар. М.: Машиностроение. 1966.-431 с.270: Ли, В Н. Улучшение характеристик токопроводящих зажимов контактной .сети / В.Н. Ли, С.Н. Химухин // Мир транспорта. 2005. - С. 52-56. .

177. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник / Под. ред. Н.П. Лякишева.-М.: Машиностроение, 1997. -Т. 1-3. -1250 с.

178. Берент, В.Я. Материалы и свойства электрических контактов в устройствах железнодорожного транспорта / В.Я. Берент // М.: Интекст, 2005. — 408 с.

179. Лазаренко, Н.И. Технологический процесс изменения исходных свойств металлических поверхностей электрическими импульсами / Н.И. Лазаренко // Электроискровая обработка материалов. — М.: Изд-во АН СССР, 1960. -Вып. 2.-С. 36-66.

180. Корниенко, А.И. Электроискровое серебрение контактных поверхностей/ А.И Корниенко, И.А. Чжен, Л.Н. Циркин // Электронная обработка материалов. 1977. - № 4". - С. 32-36.

181. Пальмский, В.Г. Электроискровое серебрение контактных поверхностей крупногабаритных деталей / В.Г. Пальмский, Н.А. Брылева, Е.А. Епифанова, Л.И. Лобановская // Электронная обработка материалов. — 1977. № 4. -С. 36-38.

182. Лазаренко, Б. Р. Нанесение контактных материалов электроискровым способом / Б.Р. Лазаренко, А.И. Корниенко, А.Е. Гитлевич // Электронная обработка материалов. 1974. - № 5. - С. 25-30.

183. Ли, В.Н. Улучшение токопроводяших свойств зажимов контактной сети Вестник Ростовского Госуниверситета / В.Н. Ли, И.В. Игнатенко, С.Н. Хиhмухин, M.A. Теслина // Вестник Ростовского ГУПС. -2008. № 4 (32) -С. 119-124.

184. Химухин, С.Н.Электродный материал из белых комплексно-легированных чугунов / С.Н. Химухин, Е.В. Муромцева // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. - №2. - С. 42- 46.

185. Томашов, Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов / Н.Д. Томашов. -М.: АН СССР, 1960. 600 с.

186. Никитин, В.И. Метод прогнозирования долговечности защитных покрытий / В.И. Никитин // Физико-механическая обработка материалов. — 1982. -№3.-С. 95-99.л

187. Архаров, В.И. О структурных характеристиках окалины, используемых при исследовании механизма реакционной диффузии / В.И. Архаров, Е.Б. Бланкова // Физика металлов и металловедение. 1960. - Т. IX, вып. 6. -С. 879-887.

188. Никитин, В.И Расчет жаростойкости металлов / В.И. Никитин. М.: Металлургия, 1976. - 208 с.