Исследование прочностных характеристик слоистых структур с различным распределением упругих свойств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат технических наук Емельянов, Евгений Николаевич

• Емельянов, Евгений Николаевич
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Емельянов, Евгений Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СВОЙСТВ, МОДЕЛЕЙ, МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ ГРАДИЕНТОМ СВОЙСТВ

1.1. Современные инструментальные материалы с поверхностным градиентом свойств, методы их получения.

1.2. Общие принципы конструирования инструментальных материалов с поверхностным градиентом свойств.

1.3. Методы исследования структуры и физико-механических свойств поверхностно упрочнённых материалов.

1.4. Физические и математические модели градиентных матриалов.

1.5. Выводы. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УПРУГИХ И

ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОИСТЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Способ определения модуля Юнга в поверхностно-упрочненном материале и покрытии.

2.2. Физическая постановка задачи

2.3. Математическая постановка задачи

2.4. Методика расчёта напряжённого состояния

2.5. Критерий прочности материала с поверхностным градиентом свойств.

2.6. Алгоритм расчета напряженного состояния и исследования прочности

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМ ГРАДИЕНТОМ СВОЙСТВ

3.1. Фрактографические исследования процессов разрушения материалов с поверхностным градиентом свойств.

3.2. Исследование модуля Юнга в поверхностно-упрочненных материалах

3.3. Исследования напряжённого состояния и прочности материалов с покрытиями.

3.3. Выводы

ГЛЛВЛ 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ МАТЕРИАЛА С ПОВЕРХНОСТНЫМ ГРАДИЕНТОМ СВОЙСТВ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

4.1. Модель МПГС оптимальной конструкции.

4.2. Реализация модели МПГС оптимальной конструкции.

4.3. Выводы

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА С ПОВЕРХНОСТНЫМ ГРАДИЕНТОМ СВОЙСТВ.

5.1. Результаты и их анализ.

5.2. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование прочностных характеристик слоистых структур с различным распределением упругих свойств»

В связи с появлением новых труднообрабатываемых конструкционных материалов, высокой стоимостью вольфрама и сокращением его запасов, а также необходимостью повышения стойкости твердых сплавов остро стоит проблема увеличения работоспособности режущего инструмента. В настоящее время для увеличения ресурса работы инструментальных и триботехнических изделий широко используются материалы с различными покрытиями [1-4]. Это связано с тем, что такие материалы обладают рядом комплексом свойств - это высокая прочность и ударная вязкость, обеспечиваемые основой, и высокие износо-, жаро- и коррозиостойкость, обеспечиваемые покрытиями.

В зависимости от условий эксплуатации к получаемым изделиям предъявляют высокие требования как по износо-, жаро- и коррозиостой-кости, так и по прочностным показателям. В течение последних десятилетий было разработано много подобных материалов, которые создавались по принципу: «исходное сырье —> воздействие на него —*■ получение материала —*• исследование физико-механических свойств, их оптимизация, исследование эксплуатационных характеристик; в результате чего получают работоспособную композицию».

Выбор составляющих и формирование нужной структуры композиционного материала (КМ) с целыо получения комплекса требуемых свойств - задача сложная и трудоемкая, если поиск проводить только экспериментальным путем. Создание этих материалов и широкое их внедрение связано как с дальнейшими фундаментальными исследованиями в классических областях физики твердого тела, так и с разработкой новых междисциплинарных подходов, основанных на системном анализе, имитационном моделировании на ЭВМ. Особенности разрушения композитов, связанные с многообразием ситуаций, возникающих на структурном уровне компонентов (расслоение по границам раздела, растрескивание компонентов), требует создание специализированных структурных моделей композитов, основанных на изучении упругих и прочностных характеристик материалов с покрытиями.

Цель работы

Целью данной работы является разработка нового конструкционного материала инструментального и триботехнического назначения с градиентом упругих свойств по глубине, структурные компоненты которого выбраны на основании теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна

1. Разработаны оригинальные методы определения модуля Юнга поверхностно-упрочненных материалов и одно-, многослойных покрытий из тугоплавких соединений на основе измерения резонансных частот при продольне>1х ультразвуковых колебаниях образца.

2. Определено распределение модуля Юнга и исследована его температурная зависимость в поверхностном легированном титаном слое твердого сплава группы ВК.

3. Исследовано влияние упругих характеристик на напряженное состояние и прочность твердосплавных материалов с тонкими (6 . 10 мкм) одно-, многослойными покрытиями из тугоплавких соединений с помощью метода конечных элементов при комплексном воздействии температурных и силовых факторов. Показано, что во всех случаях в начальной стадии первым разрушается покрытие.

4. Предложена модель инструментального материала слоистой структуры для процессов резания, состоящего из трех основных слоев: верхнего слоя, обладающего высокой износостойкостью и коррозиостойкостыо при повышенных температурах (из ЛЫ, АЬОз); нижнего слоя, обеспечивающего прочную связь с основой (из ТЮ); промежуточного слоя, играющего роль барьерного слоя и имеющего высокие трещиностойкость и теплостойкость (из ТЧСЫ). При этом для обеспечения плавного изменения упругих характеристик вводятся дополнительные переходные слои.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Емельянов, Евгений Николаевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Определен и обоснован выбор основного параметра для получения материала с поверхностным градиентом свойств оптимальной конструкции, которыми являются упругое характеристики структурных компонентов.

2. Определено распределение модуля Юнга в поверхностном легированном слое переменного состава твердого сплава и определены модули Юнга тонких покрытий из тугоплавких материалов с помощью разработанной оригинальной методики определения модуля Юнга отдельных слоев покрытий и определения градиента модуля Юнга в поверхностно-упрочненных материалах на основе ультразвуковых колебаний образца.

3. Результаты определения модуля Юнга поверхностных слоев твердого сплава ВК6, легированного титаном, показали, что модуль Юнга имеет меньшие значения (440-460 ГПа), чем модуль Юнга твердосплавной подложки (620 ГПа), что обусловлено образованием новых соединений в поверхностных слоях материала за счет проникания химических и диффузионных процессов между легирующим элементом и компонентами твердого сплава.

4. Исследовано влияние упругих характеристик на прочностные свойства различных материалов с поверхностным градиентом свойств инструментального назначения (а также и триботехни-ческого назначения) при комплексном воздействии силовых и температурных факторов, приближенных к реальным условиям с помощью разработанного алгоритма расчета напряженного состояния и исследования прочности. Установлено, что наибольшее влияние модуля Юнга и КЛТР оказывает на расиределение напряжений и прочность покрытий, которые разрушаются первыми.

5. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана модель материала с многослойным покрытием инструментального и триботехнического назначения с оптимальным распределением упругих характеристик.

6. На основе оптимальной модели материала с поверхностным градиентом свойств получены инструментальные материалы, состоящие из подложки, выполненной из поверхностно легированного твердого сплава и многослойного покрытия из тугоплавких соединений. Промышленные испытания пластин из этих сплавов показали их высокую эффективность, что позволило рекомендовать их к внедрению на производство.

131

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Емельянов, Евгений Николаевич, 2003 год

1. Болотников Г.В. Современные покрытия для твердосплавного инструмента // СТИН. 1994. № 4. - С. 33 - 37.

2. Самойлов B.C. Новый ассортимент сменных многогранных пластин для металлообработки // Инструмент. 1996. № 4. — С. 6 — 7.

3. Turning Tools: Metalworking products 93/94 / S-811 81 Sandviken Sweden AB Sandvik Coromant, 1993. - 577 p.

4. Третьяков И.П., Торопченов B.C., Ленская Т.Г. Расширение областей применения твердосплавных пластин с покрытиями // В сб.: Качество и эффективность применения твердых сплавов: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1984. С. 86 - 88.

5. Самойлов B.C., Эйхманс Э.Ф., Фальковский В.А. и др. Металлообрабатывающий твердосплавной инструмент: Справочник. — М.: Машиностроение, 1988. 368 с.

6. Третьяков В.И. Металлокерамические твердые сплавы. М.: Машиностроение, 1962. - 592 с.

7. Верещака A.C., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986. - 192 с.

8. Верещака A.C. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. — М.: Машиностроение, 1993. — 336 с.

9. Зотов Г.А., Памфилов Е.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента. М.: Экология, 1991. - 304 с.

10. Конструкционные материалы: Справочник / Под ред. Арзамасо-ва Б.Н. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.

11. Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парханский Н.Я., Ревуцкий В.М. Электроискровое легирование металлических поверхностей. — Кишинев: Шпиинца, 1985. — 196 с.

12. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений: Справочник / Под ред. Косолаповой Т.Я. — М.: Металлургия, 1986. -928 с.

13. Портной К.И., Заболоцкий A.A. и др. Классификация композиционных материалов // Порошковая металлургия, 1977. № 12. — С. 70 75.

14. Коняшин И.Ю., Аникеев А.И. слоистые твердосплавные композиционные материалы // Цветные металлы, 1988. № 11. — С. 80 — 84.

15. Аникеев А.И., Захаров В.И. и др. Двухслойные покрытия из карбида титана и оксида алюминия на твердых сплавах // В сб.: Исследования в области создания и применения твердых сплавов: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1987. С. 66 - 72.

16. Wolf-Dieter Munz. Titanium aluminum nitride films: A new alternative to TiN coatings // J. Vac. Sei. Technol. A 4 (6), Nov/Dec 1986. -P. 2717 2725.

17. II. Holleck. Material selection for hard coatings //J. Vac. Sei. Technol. A 4 (6), Nov/Dec 1986. P. 2661 - 2669.

18. Леонов Е.Ю., Аникеев А.И. и др. Получение покрытий на твердых сплавах комбинированным методом // В сб.: Исследование и разработка твердых сплавов: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1988. С. 121 - 123.

19. Русин С.П., Усатиков C.B. О расчете напряжений в тонких прослойках // Проблемы прочности. 1989. № 2. С. 61 - 64.

20. Sousa L.C., Ferreira A.J.M., Sá J.M.А.С. Elasto-plastic analysis of sandwich beams by joint elements // Механика композиционных материалов и конструкций. 2001. Т. 7. № 2. — С. 158 — 168.

21. Кульчицкий-Жигайло Р.Д., Евтушенко A.A. Влияние тонкого покрытия на распределение давления в контактных задачах с учетом фрикционного теплообразования // Прикладная механика и техническая физика. 1998. Т. 39. № 1. С. 110-118.

22. Фадеев B.C., Верхотуров А.Д., Емельянов E.H. Разработка и исследование материала инструментального назначения с поверхностным градиентом упругих свойств // Перспективные материалы. 2003. № 1. С. 73-80.

23. Клочко H.A., Коняшин И.Ю. Оценка величины остаточных макронапряжений в износостойких покрытиях, нанесенных на твердосплавные пластины // В сб.: Исследование твердых сплавов: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1991. С. 61 - 66.

24. Писаренко Г.С., Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д. и др. Прочностные характеристики слоев, полученных электроискровым легированием сталей тугоплавкими металлами // Проблемы прочности. 1973. №2.-С. 106- 112.

25. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д., Бовкун Г.А., Сычев B.C. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Киев: Наукова думка, 1976. -219 с.

26. Табаков В.П., Езерский В.И., Полянсков Ю.В. Повышение работоспособности режущего инструмента путем направленного изменения состава износостойкого покрытия // Вестник машиностроения. 1989. № 12.-С. 43 46.

27. Сафронов И.И. Исследование возможности применения карбидных и боридных соединений Ti, Nb, Zr и Cr в качестве электродов для электроискрового легирования. Автореф. дис. канд. техн. наук, 1976. 179 с.

28. Ионная имплантация. / Под ред. Хирвонена Дж. К. М.: Металлургия, 1985. - 392 с.

29. Дейнеко В.Г. Механизация и автоматизация процессов образования профилей методом пластической деформации / Серия С-Х-3: Технология обработки давлением. — М.: НИИ Маш, 1971. — 120 с.

30. Якобсон М.О., Эстерзон М.А., Козырев Ю.Г. Изготовление шлицев на валах накатыванием / Серия С-Х-3: Технология обработки давлением. М.: НИИ Маш, 1968. - 92 с.

31. Белоцерковский М.А. Триботехнические характеристики газоплазменных покрытий // Трение и износ, 2000. Т. 21. № 5. С. 534 - 539.

32. Симдянкин A.A., Кривопалов Ю.В. Исследование износостойкости деталей слоеной конструкции // Трение и износ, 2000. Т. 21. №4.-С. 433 -437.

33. Кравченко В.И., Струк В.А. и др. Композиционные материалыдля антифрикционных покрытий шлицевых соединений кардан/ных передач // Материалы. Технологии. Инструменты. 2000. Т. 6. № 1. С. 35 - 39.

34. Богданович И.II., Кузьменкова Е.И., Байдак A.A. Износостойкие покрытия на основе смесей эпоксидных соединений // Материалы. Технологии. Инструменты, 2000. Т. 6. № 1. С. 31 - 34.

35. Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. — М.: Машиностроение, 1987. — 304 с.

36. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов. — М.: Машиностроение, 1986.— 320 с.

37. Сулима A.M., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. — М.: Машиностроение, 1988. 240 с.е»

38. Кипарисов С.С., Левинский Ю.В., Петров А.П. Карбид титана: получение, свойства, применение. — М.: Металлургия, 1987. — 216 с.

39. Борисенок Г.В, Васильев Л.А. и др. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник. — М.: Металлургия, 1981. 424 с.

40. Филоненко Б.А. Комплексные диффузионные покрытия. М.: Машиностроение, 1981. — 136 с.

41. Чигрин Ю.Л. Исследование, разработка и получение градиентных инструментальных материалов на основе тугоплавких металлов и их соединений: Дис. к-та техн. наук: 05.02.01 — Благовещенск, 1999. 159 с.

42. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. — М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

43. Доценко В.А. Изнашивание твердых тел. М.: ЦИНТИхимнеф-темаш, 1990. - 192 с.

44. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

45. Тескер Е.И. Повышение контактной прочности поверхностно Ф упрочненных зубчатых колес за счет оптимизации параметров упрочненного слоя // Вестник машиностроения. 1987. № 7. С. 9 — 12.

46. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1986. — 224 с.

47. Фадеев B.C. Особенности изнашивания и разрушения современных инструментальных материалов при нестационарном резании: Препринт. Владивосток: РИО ДВО АН СССР, 1991. - 56 с.

48. Защитные покрытия / Труды 8-го Всесоюзного совещания по жаростойким покрытиям. — JL: Наука, 1979. 272 с.

49. Тушинский Л.И., Плохов A.B. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: Наука, 1986. - 200 с.

50. Аникин В.Н., Фадеев B.C., Аникеев А.И. и др. Исследование трещиностойкости твердых сплавов с износостойкими покрытиями // Цветные металлы, 1989. № 3. С. 106 - 110.

51. Бойко Ю.Ф., Белова Е.К., Алексеева O.A. О механизме возникновения внутренних напряжений в вакуумно-плазменных конденсатах TiN // Физика и химия обработки материалов. 1987. № 3. -С. 97 99.

52. Моисеев В.Ф., Фукс-Рабинович Г.С., Досбаева Г.К. и др. Влияние азота на структуру и свойства упрочняющих поверхностных покрытий на основе титана // Физика и химия обработки материалов. 1991. № 2. С. 118- 121.

53. Ленская Т.Г. Диффузионное взаимодействие в системе твердый сплав с покрытием — обрабатываемый материал / В сб.: Исследование твердых сплавов: Научн. труды. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1991. С. 151 - 155.

54. Бабад-Захряпин A.A. Дефекты покрытий. — М.: Энергоатомиз-дат, 1987. 152 с.

55. Емельянов E.H., Глазова Н.В., Якупова О.В., Чигрин Ю.Л. Физико-механические свойства и эксплуатационные характеристики инструментальных твердосплавных материалов // Цветные металлы, 2003. № 9.

56. Коняшин И.Ю., Травушкин Г.Г., Аникин В.Н. Влияние износостойких покрытий на прочностные характеристики твердых сплавов // В сб.: Исследование свойств твердых сплавов и вопросы их применения: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1989. С. 26 -31.

57. Чебураева Р.Ф., Платонов Г.Л., Аникин В.Н., Аникеев А.И. Структура и фазовый состав износостойких покрытий на основе TiC-TiN на твердых сплавах // В сб.: Исследование твердых сплавов: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1991. С. 51 - 55.

58. Карпов Ю.И., Чижмаков М.Б. Особенности формирования покрытий системы Ti(N,C) на твердосплавных пластинах // Вестник машиностроения. 1992. № 3. С. 62 - 64.

59. J. Machet, С. Lory, С. Weissmantel, D. Roth, Е. Siegel. Summary Abstract: Hard composite coatings of TiN with С or BN // J. Vac. Sei. Technol. A 4 (6), Nov/Dec 1986. P. 2678 - 2679.

60. Jawaid A., Kabiru A. Olajire. Cuttability investigation of coated carbides // Materials and Manufacturing Processes. 1999. Vol. 14. № 4. -P. 559 580.

61. Сенчило И.А., Васильков Д.В., Петров В.М. Влияние ионно-вакуумной обработки на микрометрию рабочих поверхностей инструментов // Инструмент, 1996. № 4. С. 22 - 23.

62. Шарафутдинов H.H., Хайретдинов Э.Ф. Повышение прочности и износостойкости плазменных покрытий // Известие ВУЗ. Черная металлургия, 1986. № 9. С. 105 - 109.

63. Затока А.Е., Рудаков Ю.Ф., Гребнева О.В. Моделирование условий напыления покрытий с заданными физико-механическими характеристиками / В сб.: Исследование и разработка твердых сплавов: Науч. тр. / ВНИИТС. М.: Металлургия, 1988. С. 130 - 136.

64. Хаттон, Орд. Акустическая эмиссия. — В кн.: Методы неразру-шающих испытаний. М.: Мир, 1972. — С. 27 — 58.

65. Емельянов E.H., Конаков A.B., Ларионов Ю.В., Глазова Н.В. Исследование упругих характеристик материалов с поверхностным градиентом свойств // Вест. Амурск, гос. ун-та. Благовещенск.2002.Вып.19- С. 33-37.

66. Рыбакова Л.М., Куксенкова Л.И. Структура и износостойкость металла. — М.: Машиностроение.

67. Энгельс Л., Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение. Сплав. М.: Металлургия, 1986. — 213 с.

68. Томас Г. Электронная микроскопия металлов. М.: Изд. инстр. матер., 1985. - 351 с.

69. Русаков A.A. Рентгенография металлов.-М.:Атомиздат, 1977.—480с.

70. Барвинок В.А., Богданович В.И., Васильева В.Г. и др. Способ определения модуля упругости материалов. А. С. СССР № 1078315. кл.G 01 N 29/04, 1984.

71. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

72. Ширяев A.M., Пашкин В.А. и др. К методике измерения модулей упругости тонких пленок и покрытий. // Заводская лаборатория. -№ 7. 1991. - С. 45 - 47.

73. Овчинский A.C. Процессы разрушения композиционных материалов: имитация микро- и макромеханизмов на ЭВМ. -М.: Наука, 1988. 278 с.

74. Шоршоров М.Х., Устинов JI.M. и др. Физика прочности волокнистых композиционных материалов с металлической матрицей. — М.: Металлургия, 1989. 206 с.

75. Мануйлов В.Ф., Смирнов В.И., Галкин В.И. Расчеты процессов деформации композиционных материалов. — М.: Металлургия, 1992.- 208 с.

76. Люкшин Б.А., Люкшин П.А. Влияние свойств межфазного слоя на НДС полимерного композита в окрестности включения // Механика композиционных материалов и конструкций. 1998. Т. 4. № 2.-С. 56 68.

77. Лучка М.В., Душек Ю.Я., Киндрачук М.В., Уськова H.A. Роль строения и свойств переходной зоны «матрица-наполнитель» в напряженном состоянии композиционных материалов триботех-нического назначения // Порошковая металлургия. 1998. №3-4. — С. 86 93.

78. Згаевский В.Э., Яновский Ю.Г., Власов А.Н. и др. Структура и микромеханические свойства межфазных слоев полимерных матричных композитов // Механика композиционных материалов и конструкций. 1999. Т. 5. № 2. С. 109 - 122.

79. Ляшенко Б.А., Рутковский А.В., Сорока Е.Б., Липинская Н.В. О снижении остаточных напряжений в вакуум-плазменных покрытиях // Проблемы прочности, 2001, № 4. — С. 62 — 68.

80. Elsing R., Knotek О., Baiting U. Calculation of residual thermal stress in plasma-sprayed coating // Surface and Coat. Technol. 1990. -43-44, № 1-3. P. 416 - 425.

81. Ramsey P.M., Chadler H.W., Page T.F. The determination of residual stresses in thin coatings by a sample thinning method // Surface and Coat. Technol. 1990. 43-44, № 1-3. - P. 223 - 233.

82. Кижннер M.M., Мизонов B.M., Кузовков Е.Г. и др. Микронеоднородные остаточные напряжения как причина разрушения стек-лоэмалевых покрытий / В кн. «Высокотемпературная защита материалов». Л.: Наука, 1981. - С. 56 - 61.

83. Макушкин А.П. Напряженно-деформированное состояние упругого слоя при внедрении в него сферического индентора. Сообщение 1: Определение контактного давления // Трение и износ. 1990. Т. 11. № 3. С. 423 - 434.

84. Короткин В.И., Онишков Н.П. О глубинной контактной прочности поверхностно-упрочненных зубчатых передач Новикова // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2002. № 1. — С. 42 -46.

85. Клосс X., Сантнер Э., Дмитриев А.И. и др. Дискретное моделирование поведения материалов с керамическим покрытием при локальном нагружении // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5. № 6. -С. 5 12.

86. Ляшенко Б.А., Цыгулев О.В., Кузнецов П.Б. Необходимо ли всегда повышать адгезионную прочность защитных покрытий? // Проблемы прочности. 1987. №5. С. 70 - 74.

87. Коротков В.Д., Жалнин В.А., Буйнов М.П. и др. Исследование критических усилий на границе металл-жаростойкое покрытие,содержащее бор. / В кн. «Защитные покрытия» JI.: Наука, 1979. -С. 29- 33.

88. Коротков В.Д., Дудукаленко В.В., Буйнов М.П., Нумеров J1.H. влияние температуры на напряженное состояние в защитном покрытии, содержащем бор. / В кн. «Защитные покрытия» Л.: Наука, 1979. - С. 34 - 36.

89. Ляшенко Б.Л., Шаривкер С.Ю., Цыгулев О.В. и др. Механические характеристики композиций металл напыляемое покрытие // Проблемы прочности. 1989. № 8. - С. 47 - 49.

90. Ляшенко Б.А., Терлецкий В.А., Долгов H.A. Сорока Е.Б. Распределение температур в пластине с однослойным покрытием при интенсивном нагреве //Проблемы прочности.1998.№3.-С.128-133.

91. Стефанов Ю.П., Смолин И.Ю. Численное исследование деформации и образования трещин в плоских образцах с покрытиями // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4. № 6. С. 35 — 43.

92. Можаровский В.В., Плескачевский Ю.М., Бабич С.Ю., Березовская Е.М. Напряженно-деформированное состояние композиционных покрытий в трибологических системах // Трение и износ. 2001. Т. 22. № 4. С. 379 - 385.

93. Долгов H.A., Ляшенко Б.А. Влияние коэффициента Пуассона на предельное напряженное состояние покрытия // Проблемы прочности. 2002. № 1.-С. 71 77.

94. Долгов H.A. Влияние модуля упругости покрытия на работоспособность системы основа-покрытие // Проблемы прочности. 2002. № 2. С. 66 - 72.

95. Миклашевич И.А., Влияние структурной границы на траекторию трещины при плоском нагружении // Механика композиционных материалов и конструкций. 2002. Т. 8. № 2. — С. 255 260.

96. Торская Е.В. Анализ влияния трения на напряженное состояние тел с покрытиями // Трение и износ. 2002. Т. 23. № 2. — С. 130 — 137.

97. Миклашевич H.A., Чигарев A.B. Устойчивость траектории трещины в неоднородной среде // Механика твердого тела. 2002. № 4. -С. 113 118.

98. Чен К., Key У., Конг М., Хуанг Д. Исследование особенностей разрушения стальных пластин с керамическим покрытием при динамическом испытании на трехточечный изгиб // Физическая ме-зомеханика. 2002. Т. 5. № 4. С. 35 - 39.

99. Герасимов A.B., Шалковский Д.М. Ударно-волновое нагружение пластин, содержащих слои функционально градиентных материалов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2002. Т. 8. № 4. С. 533 - 542.

100. Быдзан А.Ю., Панин C.B., Дураков В.Г. Исследование механизмов усталостного разрушения конструкционной стали 20X13 и ее композиций с наплавленными покрытиями // Физическая мезоме-ханика. 2002. Т. 5. № 6. -С. 13- 85.

101. Воронин H.A. расчет несущей способности и твердости топо-композита триботехнического назначения // Вестник машиностроения. 2002. № 10. С. 21 - 28.

102. Олейников А.И., Кузьмин А.О. Расчет напряженного состояния и оценка прочности режущего инструмента с тонким покрытием // Проблемы прочности. 2003. № 1. С. 98 - 110.

103. Кректулева P.A. Компьютерное конструирование высокопрочных градиентных материалов, работающих при динамических нагрузках // Проблемы прочности. 2003. № 1. — С. 117 — 126.

104. Копылов В.И., Шатинский В.Ф. Механизм разрушения твердых тел с плазменными покрытиями / В кн. «Защитные покрытия» -Д.: Наука, 1979. С. 104 - 108.

105. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф. Дисперсные частицы в тугоплавких металлах. Киев: Наукова думка, 1978. - 240 с.

106. Петрушин С.И., Воробьев A.B., Корчуганова М.А., Ретюнский О.Ю. Проектирование сменных многогранных пластин для сборных режущих инструментов по целевому назначению // Вестник машиностроения. 2002. № 5. С. 47 - 52.

107. Андриевский А.Р., Спивак И.И. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе: Справочник. Челябинск: Металлургия, 1989. - 368 с.

108. Херцберг Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. М.: Металлургия, 1989. - 576 с.

109. Партон В.З. Механика разрушения: От теории к практике. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 240 с.

110. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1970. - 544 с.

111. Композиционные материалы: В 8-ми т. / Под ред. Браутмана Л., Крока Р. Т. 4. Композиционные материалы с металлической матрицей / Под ред. Крейдера К, 1978. 503 с.

112. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. в 3-х т./ Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштада А.Г. Т. 1 Методы испытаний и исследований. В 2-х кн. Кн. 2. М.; Металлургия, 1991. -462 с.

113. Лурье Г.Б., Штейнберг Я.Н. Упрочняюще-отделочная обработка рабочих поверхностей деталей машин поверхностным пластическим деформированием (обзор). / Серия С-Х-3: Технология обработки давлением. М.: НИИ Маш, 1971. - 156 с.

114. Баранов В.М., Кудрявцев Е.М., Мартыненко С.П. Акустическая методика определения характеристик упругости и внутреннего трения материалов в широком интервале температур // Проблемы прочности. 1989. - №6. - с. 116-119.

115. Лановенко Е.В. Исследование акустических свойств металлов и сплавов в области фазовых переходов. Автореф. дисс. канд. техн. наук. г. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2000 г.

116. Физическая акустика / Под ред. Мэзон У. М.: Мир, 1968.

117. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. — М.: Мир, 1989. 510 с.

118. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. — 168 с.

119. Александров A.B., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990. - 400 с.

120. Мелан Э., Паркус Г. Термоупругие напряжения, вызываемые стационарными температурными полями. — М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1958. 168 с.

121. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.- 382 с.

122. Колдунов В.Л., Лейцин В.Н., Пономарев C.B. Некоторые численные методы механики деформируемого твердого тела. — Томск: Изд. Том. ун-та, 1987. 148 с.

123. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. — М.: Наука, 1980. — 256 с.

124. Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. — Киев: Наукова думка, 1984. — 323 с.

125. Баландин П.П. К вопросу о гипотезах прочности // Вестник инженеров и техников. 1937. № 1. С. 19 - 24.

126. Писаренко Г.С., Лебедев A.A. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова думка, 1976. - 415 с.

127. Бэкофен В. Процессы деформации. М.: Металлургия, 1977. -288 с.

128. Сиратори М., Миёси Т., Мацусита X. Вь1числительная механика разрушения. М.: Мир, 1986. — 334 с.

129. Шаронов Е.А., Бартенев С.С., Кулик А.Я. и др. Формирование промежуточных микрослоев в плазменных интерметаллидных покрытиях // Физика и химия обработки материалов. 1989. № 3. С. 79 - 86.

130. Клушин М.И., Фадеев B.C. Исследование микромеханизмов разрушения твердых сплавов при обработке резанием и пути повышения их сопротивления к различным типам разрушения. — М.: НИИМАШ. № 233 ДШ-Д82. - с. 40.

131. Конаков Л.В., Емельянов Е.Ы. Способ определения физико-механических свойств многослойных и поверхностно-упрочненных материалов. МПК7 G01N 3/00. Положительное решение о выдаче патента по заявке № 2002122013/28 от 12.08.2002 г.

132. Конаков A.B., Емельянов E.H. Способ определения физико-механических свойств многослойных и поверхностно-упрочненных материалов. МПК7 G01N 3/00. Положительное решение о выдаче патента по заявке № 2002122014/28 от 12.08.2002 г.

133. Конаков A.B., Емельянов E.H. Способ определения физико-механических свойств материала с покрытием. МПК7 G01N 3/00. Положительное решение о выдаче патента по заявке № 2002122015/28 от 12.08.2002 г.

134. Конаков A.B., Емельянов E.H. Способ определения физико-механических свойств материала с покрытием. МПК7 G01N 3/00. Положительное решение о выдаче патента по заявке № 2002122016/28 от 12.08.2002 г.1. ПРИЛОЖЕЫИЯ

135. УТВЕРЖДАЮ 11&Ш1.11 икВЧД^б1 ''ст. Ьск ДВЖД1. Господинчик Л.И. 2001 г.^УТВЕРЖДАЮ ^чо^^сн. директор

136. ЗАО(<ДВ-Технология» /Af^^W Фадеев В. С. (P/fej^FJ 2001 г.1. А.:-/производственных испытаний режущих пластин формы «09»

137. Пластина формы 09 с различными материалами и различными покрытиями;

138. Обрабатываемая летать: колесная пара с дефектами ТМП;

139. Условия резания: контурное черновое (чистовое) точение профиля бандажа колеса по кругу катания;

140. Режимы резания: черн. V = 20 . 40 м/мин; чист. V = 40 . 60 м/мин;б = 0.7 . 1.1 мм/об; б = 1.0 . 1.4 мм/об;1 = 7. 8 мм; 1 = 3. 4 мм;

141. ТТК+вар. 1 12,92 2,30 1,69

142. ТТК+вар. 2 13,71 2,44 1,79

143. ВК+код 1 * 10,36 1,84 1,355 ВК+код 2* 9,86 1,75 1,296 ВК+код xl 8,63 1,53 1,137 ВК+код х2 6,38 1,13 0,83

144. ВК+стад.-КИВ* 8,44 1,50 1,109 ВК+КИБ 5,63 1,00 0,73

145. Примечание: * материал основы СМП изготовлен по сталийной технологии.1. СОГЛАСОВАНО:1. Мастер КЦ ВЧД-61. Токарь КЦ ВЧД-61. Токарь КЦ ВЧД-6

146. Зав. лабораторией МРИ и ПЭ НО ЗАО «ДВ-Технология»

147. Инженер-исследователь НО ЗАО «ДВ-Технология»

148. Соломатин С.А. Артеменко A.B. Усманов В.А.1. Чигрин ЮЛ.1. Емельянов E.H.1. УТВЕРЖДАЙ Начальник1. KomcoxI ЙкДВЖД1. Господинчик Л.И. 2001 г.

149. ТВЕРЖДАЮ содиректор ■¿3 AQ 1<"Д В -Те х 11 ол о ги я »1. Фадеев В. С.2001 г.-V----уунни VпМкШ.ое.оогIпроизводственных испытаний режущих пластин формы «09»

150. Пластина формы 09 с различными покрытиями;

151. Обрабатываемая деталь: колесная пара с дефектами ТМП;

152. Условия резания: контурное черновое (чистовое) точение профиля бандажа колеса по кругу катания;

153. Режимы резания: черн. V = 20 . 40 м/мин; чист. V = 40 . 60 м/мин;s = 0.7. 1.1 мм/об; s = 1.0 . 1.4 мм/об;t = 7 . 8 мм; t = 3 . 4 мм;

154. Определялось количество колес, обрабатываемых одной пластиной (режущей кромкой) при достижении износа со стороны задней поверхности 1,5-2 мм или катастрофического разрушения всей пластины.

155. Рсзул г.таты ис п ыта н 11 й:п. Режущая пластина Количество обработанных колес на 1 кромку (пластину) Коэффициент стойкости но отношению к ВК+КИБ1 ВКстал+серая* 8,43 1,782 ВКсад+желтая* 11,0 2,323 ВК+КИБ 4,75 1,00

156. Примечание: * материал основы СМП изготовлен по стадийной технологии.1. СОГЛАСОВАНО:1. Мастер КЦ ВЧД-6ф> Токарь КЦ ВЧД-61. Токарь КЦ ВЧД-6

157. Зав. лабораторией МРИ и ПЭ1. НО ЗАО «ДВ-Технология»

158. Инженер-исследователь НО ЗАО «ДВ-Технология»

159. Чумаков A.B. Артеменко A.B. Желтов В.В.1. Чигрин ЮЛ. Емельянов E.H.

160. А к Т Хч/ОЗ от« 02 »PerafpA. 200/ г.внедрения конструкции и технологического процесса изготовления изделия: Сменная многогранная пластина для колесотокарной обработки LNUX 301940 SN-P30. Материал В Кб А /,,„ „, ^ TiC-TiCN-TiN.

161. Номер чертежа изделия: ft Г ¿/О 00.0Z.-0/.0/

162. Акт составлен комиссией в составе: Председатель главный инженер ЗЛО «ДВ-Технология»и членов комиссии:

163. Зам. директора по производству1. Главный технолог

164. Зам. директора по научной работе

165. Зав. лабораторией М1'И и КМ1. Начальник ОТК1. Технолог НУ

166. Изготовленное изделие соответствует требованиям конструкторской и технологической документации. Изделие прошло эксплуатационные испытания на предприятии: Дальневосточная железная дорога. Октябрьская .железная дорога

167. Зам. ген. директора по НР Зав. лабораторией МРИ и КМ Главный технолог

168. Конаков А.В. Чигрин Ю.Л. Штанов О.В.гь//ч гптеШиый директ°р1. Ш|В-Технология»2003 г.1. Щ/ Фадеев В.С.1. Акт внедрения

169. Методики определения модуля Юнга материалов с поверхностным градиентом свойств

170. Разработанные методики определения модуля Юнга используются в ЗАО «Дальневосточная технология» при проведении научно-исследовательских работ и контроля качества износостойких покрытий и поверхностно-упрочненных материалов.

171. Директор НТЦ Начальник ЦЗЛ Зав. группой НМ1. Штанов О.В.1. Флянтикова Т.Е.1. Емельянов Е.Н.