The object of research, development or design (in Russian) : Характеристики высокохромистых чугунов заэвтектического состава, полученных в различных условиях охлаждения и подвергнутых различным методам физического воздействия (термической обработке, спеканию в твердо-жидком состоянии, лазерной обработке)

The object of research, development or design (in Kazakh) : Әртүрлі салқындату жағдайларында алынған және әртүрлі физикалық әсер ету әдістеріне (жылумен өңдеу, қатты-сұйық күйде күйдіру, лазерлік өңдеу) ұшыраған гиперэвтектикалық құрамдағы жоғары хромды шойындардың сипаттамалары

Aim of work (in Russian) : Изучение факторов, обеспечивающих формирование структуры и свойств комплексно-легированных высокохромистых чугунов заэвтектического состава на стадиях кристаллизации, термической обработки и создание компьютерной модели, описывающей влияние структуры и свойств отдельных фаз на износостойкость высокохромистых чугунов. Разработка и испытание новых комплексно-легированных белых высокохромистых износостойких чугунов заэвтектического состава; получение и исследование характеристик быстрозакаленных порошков высокохромистых чугунов, спеченных материалов на их основе.

Aim of work (in Kazakh) : Гиперевтектикалық күрделі легірленген жоғары хромды шойындардың құрылымы мен қасиеттеріне әсер беретін кристалдану, термиялық өңдеу сатыларындағы жеке фазалардың құрылымы мен қасиеттерінің әсерін сипаттайтын компьютерлік моделін құруды қамтамасыз ететін факторларды зерттеу. Гиперевтектикалық құрамды күрделі легірленген ақ жоғары хромды тозуға төзімді жаңа шойындарды әзірлеу және сынау; жоғары хромды шойын ұнтақтарының тез шыңдалған және олардың негізінде қақталған материалдардың сипаттамаларын алу және зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Для установления концентрации легирующих элементов в составе первичных карбидов и матрицы (аустените, бейните, мартенсите) образцов чугунов применены методы EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy), WDS (Wavelength dispersive X-ray spectroscopy) анализов. Общий состав отливок из чугунов определяться методом рентгенофлуоресцентного анализа и анализа на содержание углерода по ГОСТ 2604.1-77. Контроль структуры полученных отливок, определение доли остаточного аустенита, в том числе неметаллических включений выполнен методом металлографического анализа. Механические свойства отдельных фаз оценены с использованием метода измерения микротвердости по ГОСТ 9450-76 и методом царапания алмазным индентором при различных нагрузках с последующим анализом доли разрушенных первичных карбидов и их характера разрушения. Оценка влияния скорости охлаждения, легирования и термической обработки на механические свойства отливок будет выполняться: методом статического изгиба по ГОСТ 27208-87; методом измерения твердости HV по ГОСТ 299-75, методом испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы по ГОСТ 23.208-79, который является близким аналогом ASTM G65. Компьютерное моделирование выполнено методом конечных элементов.

Методы исследования (на казахском) : Шойын үлгілерінің бастапқы карбидтері мен матрицасындағы (аустенит, бейнит және мартенсит) легирлеуші элементтердің концентрациясын анықтау үшін энергия дисперсиялық рентген спектроскопиясы (ЭДС) және толқын ұзындығы дисперсиялық рентген спектроскопиясы (ТДС) қолданылды. Шойын құймаларының жалпы құрамы ГОСТ 2604.1-77 сәйкес рентгендік флуоресценциялық талдау және көміртегі құрамын талдау арқылы анықталды. Алынған құймалардың құрылымын бақылау және металл емес қосындыларды қоса алғанда, сақталған аустениттің үлесін анықтау үшін металлографиялық талдау қолданылды. Жеке фазалардың механикалық қасиеттері ГОСТ 9450-76 сәйкес микроқаттылықты сынау және әртүрлі жүктемелер кезінде гауһар тәрізді ойықтарды сызу арқылы бағаланды, содан кейін жойылған бастапқы карбидтердің үлесі мен олардың бұзылу үлгілерін талдау жүргізілді. Салқындату жылдамдығының, легирлеу және термиялық өңдеудің құймалардың механикалық қасиеттеріне әсері ГОСТ 27208-87 сәйкес статикалық иілу әдісін қолдана отырып бағаланады; ГОСТ 299-75 стандартына сәйкес HV қаттылығын өлшеу әдісі; және ASTM G65 стандартына жақын аналогы болып табылатын ГОСТ 23.208-79 стандартына сәйкес бос орнатылған абразивті бөлшектерге үйкеліске ұшыраған материалдардың тозуға төзімділік сынағы. Компьютерлік модельдеу шекті элементтер әдісін қолдану арқылы жүргізілді

Obtained results and novelty (in Russian) : Экспериментально получены зависимости влияния состава сплавов Fe-Cr (20-30 мас.%)-C (2,75-4,5 мас.%), полученных со скоростью охлаждения 50-200 град/с, на структуру, плотность сплавов и механические свойства (твердость, абразивная износостойкость) отливок. Впервые установлено, что расплавы системы Fe-Cr-C в интервале концентраций углерода 3,2-4 мас.%, при высокой скорости охлаждения (150-200 град/с) склонны к переохлаждению и отверждению со структурой, существенно отличающейся от структуры таких чугунных отливок, полученных при более низких скоростях охлаждения. Методом распыления струи расплава в потоке воды получены порошки Fe-Cr (25 мас.%)-C (3,25-4,5 мас.%). На основании исследования структуры полученных порошков показано, что в таких условиях достигаются скорости охлаждения расплава порядка 300-500 град/с. Спекание порошков под давлением, позволяет получать уникальные по структуре материалы с мелкокристаллической равноосной структурой карбидов. С применением программного обеспечения Mathcad и COMSOL Multiphysics на основе данных о твердости и размеров карбидов, прочности матрицы и экспериментальных данных о свойствах чугунов, полученных в рамках проведенных экспериментов, методом конечных элементов произведена разработка компьютерной модели

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 50-200 град/с салқындату жылдамдығымен алынған Fe-Cr (20-30 салмақтық%)-C (2,75-4,5 салмақтық%) қорытпаларының құрамының құймалардың құрылымына, тығыздығына және механикалық қасиеттеріне (қаттылығы, абразивті тозуға төзімділігі) әсері тәжірибе жүзінде алынды. Алғаш рет Fe-Cr-C жүйесінің көміртегі концентрациясы 3,2-4 салмақтық% диапазонында жоғары салқындату жылдамдығында (150-200 град/с), төмен салқындату жылдамдығымен алынған мұндай темір құймаларының құрылымынан айтарлықтай өзгеше құрылыммен аса салқындатуға және қатаюға бейім екендігі анықталды. Fe-Cr (25 салмақтық%)-C (3,25-4,5 салмақтық%) ұнтақтары балқыма ағынын су ағынына бүрку арқылы алынды. Алынған ұнтақтардың құрылымын зерттеу негізінде, мұндай жағдайларда балқымалардың салқындату жылдамдығы шамамен 300-500 град/с болатыны көрсетілді. Ұнтақты қысыммен күйдіру жұқа кристалды тең осьті карбид құрылымы бар бірегей құрылымды материалдарды алуға мүмкіндік береді. Mathcad және COMSOL Multiphysics бағдарламалық жасақтамасын пайдаланып, карбидтің қаттылығы мен өлшемі, матрица беріктігі туралы деректерге және тәжірибелер кезінде алынған шойын қасиеттері туралы тәжірибелік деректерге негізделген шекті элементтер әдістерін қолдана отырып, компьютерлік модель жасалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработана установка для получения порошков высокохромистого чугуна методом распыления расплава конической струей воды под давлением до 250 атм. Установка обеспечивает высокий уровень переохлаждения расплава и получение порошков размером менее 1 мм. Получаемые порошки ввиду высокой твердости и износостойкости могут быть использованы в качестве наполнителей композиционных материалов для обеспечения высокой износостойкости при относительно низких затратах на производство

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Балқыманы 250 атм дейінгі қысыммен конус тәрізді су ағынымен атомдау арқылы жоғары хромды шойын ұнтақтарын алуға арналған жүйе жасалды. Жүйе балқымалардың жоғары деңгейдегі аса салқындатуын қамтамасыз етеді және өлшемі 1 мм-ден кіші ұнтақтарды шығарады. Жоғары қаттылығы мен тозуға төзімділігіне байланысты алынған ұнтақтарды салыстырмалы түрде төмен өндіріс шығындарымен жоғары тозуға төзімділікті қамтамасыз ету үшін композиттік материалдарда толтырғыш ретінде пайдалануға болады

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : орындалмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность результатов будет обеспечена использованием стандартных и современных методов анализа, проведением большого объема экспериментальных работ и созданием на базе этих исследований компьютерной модели. Полученные данные позволят оптимизировать состав высокохромистых чугунов, разработать новые спеченные материалы.

Efficiency (in Kazakh) : Нәтижелердің тиімділігі стандартты және заманауи аналитикалық әдістерді қолдану, кең көлемді эксперименттік жұмыстар жүргізу және осы зерттеулерге негізделген компьютерлік модель жасау арқылы қамтамасыз етіледі. Алынған деректер жоғары хромды шойындардың құрамын оңтайландыруға және жаңа күйдірілген материалдарды әзірлеуге мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Литейное производство. Целевые потребители всех ожидаемых результатов: машиностроительные заводы, производящие отливки из высокохромистых чугунов

Field of application (in Kazakh) : Құю өндірісі. Барлық күтілетін нәтижелердің мақсатты тұтынушылары жоғары хромды темір құймаларын өндіретін машина жасау зауыттары болып табылады