The object of research, development or design (in Russian) : Поршневые кольца из нержавеющей стали, подвергнутые термомеханической обработкес использованием интенсивной пластической деформации и криогенного охлаждения

The object of research, development or design (in Kazakh) : Қарқынды пластикалық деформация және криогендік салқындату арқылы термомеханикалық өңдеуден өткен тот баспайтын болаттан жасалған поршеньдік сақиналар

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является повышение эксплуатационных свойств поршневых колец, применяемых в двигателях внутреннего сгорания термомеханической обработкой с использованием интенсивной пластической деформации (ИПД) и криогенного охлаждения

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты қарқынды пластикалық деформацияны (ҚПД) және криогенді салқындатуды пайдалана отырып, термомеханикалық өңдеуді іштен жану қозғалтқыштарында қолданылатын поршень сақиналарының пайдалану қасиеттерін арттыру болып табылады.

Методы исследования (на русском) : При выполнении исследований за 2021 год по теме проекта были использованы следующие методы научного исследования: компьютерное моделирование в специализированном программном комплексе DEFORM и проведение физического эксперимента. В ходе проведения компьютерного моделирования параллельно были использовано планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных.

Методы исследования (на казахском) : 2021 жылы жоба тақырыбы бойынша зерттеулерді орындау кезінде ғылыми зерттеудің келесі әдістері қолданылды: DEFORM мамандандырылған бағдарламалық кешеніндегі компьютерлік модельдеу және физикалық эксперимент жүргізу. Компьютерлік модельдеу барысында ғылыми экспериментті жоспарлау және эксперименттік деректерді өңдеу қатар қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведено оценочное моделирование процесса кручения под высоким давлением (КВД) в новой конструкции матрицы. В ходе сравнительного анализа с базовой моделью, построенной на предыдущем этапе работы, были выбраны модели для изучения напряженно-деформированного состояния и эволюции микроструктуры, которые отличаются температурой заготовки: 20°С (базовая модель) и -196°С (криогенное охлаждение). По результатам моделирования эволюции микроструктуры было выявлено, что после 4 проходов деформации начальный размер зерна 12 мкм при 20 °C может быть уменьшен до 0,8 мкм, а использование криогенного охлаждения позволяет дополнительно измельчить исходную структуру. Результаты компьютерного моделирования были подтверждены результатами физического эксперимента. Научная новизна заключается в следующем: разработана новая технология термомеханической обработки с использованием интенсивной пластической деформации и криогенного охлаждения поршневых колец и на основании результатов компьютерного моделирования установлены закономерности влияния геометрических и технологических параметров процесса кручения под высоким давлением в новом инструменте на напряженно-деформированное состояние, энергосиловые параметры и изменение микроструктуры при разных температурах деформирования.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Матрицаның жаңа конструкциясында жоғары қысыммен бұралу (ЖҚБ) процесін бағалау модельдеуі жүргізілді. Жұмыстың алдыңғы кезеңінде салынған базалық модельмен салыстырмалы талдау барысында дайындаманың температурасымен ерекшеленетін кернеулі-деформацияланған күйді және микроқұрылымның эволюциясын зерттеуге арналған модельдер таңдалды: 20°C (базалық модель) және -196°C (криогенді салқындату). Микроқұрылымның эволюциясын модельдеу нәтижелері бойынша деформацияның 4 өтуінен кейін 12 °C температурада 20 мкм дәннің бастапқы мөлшерін 0,8 мкм-ге дейін азайтуға болатындығы анықталды, ал криогендік салқындатуды қолдану бастапқы құрылымды одан әрі майдалауға мүмкіндік береді. Компьютерлік модельдеу нәтижелері физикалық эксперимент нәтижелерімен расталды. Ғылыми жаңашылдық келесідей: поршень сақиналарының қарқынды пластикалық деформациясы мен криогенді салқындауын қолдана отырып, термомеханикалық өңдеудің жаңа технологиясы жасалды және компьютерлік модельдеу нәтижелері негізінде жаңа аспапта жоғары қысымды бұралу процесінің геометриялық және технологиялық параметрлерінің кернеулі-деформацияланған күйге, энергия-қуат параметрлеріне және әртүрлі деформация температурасындағы микроқұрылымның өзгеруіне әсер ету заңдылықтары анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основным конструктивным показателем предлагаемой совмещённойтермомеханической обработки с использованием интенсивной пластической деформации и криогенного охлажденияпоршневых колец является новый инструмент, позволяющий повышать эксплуатационные свойства поршневых колец. Это в свою очередь будет достигаться за счет того, что при внедрении в производство предлагаемая технология позволит повысить прочностные и эксплуатационные характеристики поршневых колец, а также увеличить срок их службы почти в 2 раза, что приведет к существенной экономии при расходах на ремонт, замену и простой. А так как в настоящее время из-за существующих недостатков уже известных способов получения металлов и сплавов с ультрамелкозернистой структурой они не находят практического применения в промышленности, не только в Казахстане, но и в мире, то внедрение предлагаемого в данном проекте способа, позволит получать в промышленных условиях поршневые высокопрочные кольца с ультрамелкозернистой структурой, что внесет существенный вклад в развитие не только национальной, но и мировой экономики.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Поршеньдік сақиналардың пайдалану қасиеттерін арттыруға мүмкіндік беретін жаңа құрал поршеньдік сақиналардың қарқынды пластикалық деформациясы мен криогенді салқындауын қолдана отырып, ұсынылған біріктірілген термомеханикалық өңдеудің негізгі құрылымдық көрсеткіштері болып табылады. Бұл, өз кезегінде, өндіріске енгізілген кезде, ұсынылған технология поршень сақиналарының беріктігі мен пайдалану сипаттамаларын арттыруға, сондай-ақ олардың қызмет ету мерзімін 2 есе арттыруға мүмкіндік береді, бұл жөндеу, ауыстыру және қарапайым шығындар кезінде айтарлықтай үнемдеуге әкеледі. Ал қазіргі уақытта ультра ұсақ түйіршікті құрылымы бар металдар мен қорытпаларды алудың белгілі тәсілдерінің қазіргі кемшіліктеріне байланысты олар тек Қазақстанда ғана емес, әлемде де өнеркәсіпте практикалық қолданыс таба алмайтындықтан, осы жобада ұсынылатын тәсілді енгізу өнеркәсіптік жағдайларда ультра ұсақ түйіршікті құрылымы бар поршеньді беріктігі жоғары сақиналарды алуға мүмкіндік береді, бұл ұлттық қана емес, әлемдік экономиканың да дамуына елеулі үлес қосады.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Основными потенциальными потребителями продукции являются ведущие металлургические и машиностроительные предприятия области, компании по обслуживанию двигателей, оборудования и запасных частей по Республике Казахстан

Field of application (in Kazakh) : Өнімнің негізгі әлеуетті тұтынушылары облыстың жетекші металлургия және машина жасау кәсіпорындары, Қазақстан Республикасы бойынша қозғалтқыштарға, жабдықтарға және қосалқы бөлшектерге қызмет көрсететін компаниялар болып табылады.