Статьи из номера журнала: Известия высших учебных заведений. Черная металлургия : научно-технический и научно-производственный журнал. Том 66, № 5. – Москва : МИСИС, 2023.
Невский, Сергей Андреевич. Формирование градиента структурно-фазовых состояний быстрорежущей стали при наплавке. Часть 1. Решение задачи Стефана с двумя подвижными границами = Formation of the gradient of structural-phase states of high-speed steel during surfacing. Part 1. Solving the Stefan problem with two movable boundarie / С. А. Невский, Л. П. Бащенко, О. А. Перегудов. – DOI 10.17073/0368-0797-2023-5-587-593. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2023. – Т. 66, № 5. – С. 587–592. – Библиогр.: с. 591–592 (20 назв.).
Авторы:
Невский, Сергей Андреевич, Бащенко, Людмила Петровна, Перегудов, Олег Александрович
Тематические рубрики:
Труды ученых СибГИУ—Статьи
Ключевые слова:
Система железо - вольфрам, Задачи Стефана, Уравнение теплопроводности
Теоретически рассматривается процесс затвердевания бинарной системы железо - вольфрам при содержании вольфрама 18 % (по массе). Такое содержание вольфрама характерно для теплостойкого сплава, который применяется в процессах плазменно-дуговой наплавки на поверхность валков. Решается осесимметричная тепловая задача Стефана для двух подвижных цилиндрических границ, которые разделяют три области. В области 1 расплав находится при температуре плавления, в области 2 вещество находится в двухфазном состоянии, а в области 3 - твердое тело. Fla границе раздела областей 1 и 2 задается температура ликвидуса, а на границе раздела 2 и 3 - температура солидуса. Fla данных границах задается условие баланса тепловых потоков, из которого получена система кинетических уравнений. Эту систему решали численными методами, при этом не выдвигались гипотезы о том, что фронты фазовых превращений движутся по закону R ~ t1!2. Решение системы кинетических уравнений показывает, что граница солидуса движется практически по линейному закону. Граница ликвидуса перемещается по параболическому закону. Для областей микрометрового диапазона по размерам процессы фазовых превращений протекают за время порядка 5 не, тогда как для областей размерами порядка 10 мкм - за время около 50 мкс. Зависимости температурных полей от радиальной координаты в различные моменты времени показывают, что с увеличением времени размеры области 2 уменьшаются, и, как только значения координат границ ликвидуса и солидуса становятся близкими, процесс кристаллизации останавливается. Дальнейшее развитие модели заключается в учете вращения одной из сред. Полученные результаты послужат материалом для исследования двухфронтовой неустойчивости Маллинза-Секерки.
Павлов, Вячеслав Владимирович. Увеличение усталостной прочности сталей высокопрочных марок = Increasing the fatigue strength of high-strength steel grades / В. В. Павлов, М. В. Темлянцев, В. В. Бухмиров. – DOI 10.17073/0368-0797-2023-5-522-528. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2023. – Т. 66, № 5. – С. 522–528. – ISSN 0368-0797. – Библиогр.: с. 226–227 (28 назв.).
Авторы:
Павлов, Вячеслав Владимирович, Темлянцев, Михаил Викторович, Бухмиров, Вячеслав Викторович
Рассматривается вопрос увеличения усталостной прочности сталей высокопрочных марок. По результатам экспериментальных измерений предела усталостной прочности (а-1) стали пружинных марок проведен анализ влияния временного сопротивления, отношения предела текучести при сдвиге и предела усталостной прочности. Установлено отсутствие статистической связи предела усталостной прочности и временного сопротивления (а-1 Ф f(св)). Отношение т(/ а-1 есть коэффициент концентрации напряжений (ККН), который находится в тесной связи с временным сопротивлением стали. Из проведенного теоретического анализа следует, что при наличии в стали неметаллических включений (НВ) одного морфологического типа и одинаковых размеров связь ККН с прочностными свойствами стали функциональна. Разброс фактических его значений связан с наличием в металле НВ различных морфологических типов и размеров. Каждый морфологический тип НВ характеризуется соответственными физико-механическими свойствами (модулем упругости, пределом прочности и различным ККН). Коэффициент концентрации напряжений возрастает как с ростом прочности стали, так и с увеличением диаметра (толщины) НВ. Установлено, что интенсивность (скорость) повышения ККН зависит от размера НВ и от модуля упругости ЕНВ (соотношение массовых долей оксидов SiO2 и Al2O3 в НВ). Средняя интенсивность изменения ККН, полученная путем обработки экспериментальных данных, соответствует аналогичным показателям для НВ: 13 % SiO2 ; 87 % Al2O3 (толщиной 4,0 мкм); 20 % SiO2 , 80 % Al2O3 (толщиной 5,0 мкм); 25 % SiO2 ; 75 % Al2O3 (толщиной 7,0 мкм). По полученным связям примерно указаны размеры НВ и их морфология, позволяющие повышать усталостные свойства сталей пружинных марок в диапазоне временного сопротивления от 1200 до 2000 МПа. Для повышения ресурса усталостной прочности стали (особенно в высокопрочном состоянии) рекомендовано использовать технологию безалюминиевого раскисления металла при выплавке. При этом обеспечивается благоприятная морфология НВ с ККН не более 1,0. Формирование мелкозернистой структуры стали после термической обработки получают при отсутствии алюминия при раскислении, небольшими добавками ванадия, ниобия или титана.