Концепція механізму та кінетики впливу механохемічних процесів на оброблення різанням

М. О. Курін, М. В. Сурду

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», вул. Чкалова, 17, 61070 Харків, Україна

Отримано: 27.01.2017; остаточний варіант - 28.02.2017. Завантажити: PDF

Працю присвячено вирішенню актуальної задачі пояснення процесів, що перебігають у зоні контакту поверхнево-активних речовин змащувально-охолоджувальних технологічних середовищ (ЗОТС) з ювенільною поверхнею, а також розробці математичного моделю, що уможливлює оцінити величину зміни енергії деформування в результаті адсорбції. Представлено міркування стосовно причин зменшення роботи різання металів та енергії пластичної деформації за присутности ЗОТС. Висловлено припущення, що основною причиною є гідрування металу в процесі технологічної операції, а сам водень чинить найзначніший вплив на характер руйнування поверхневого шару деталів, розподіляючись, як і решта поверхнево-активних речовин (ПАР), нерівномірно — накопичуючись у пастках. Встановлено, що вільний водень у металі знаходиться в йонізованому стані, а його поведінка підкоряється законам руху зарядженої частинки. З використанням електро-дислокаційної аналогії, заснованої на подібності дислокації Вольтерри циліндричному конденсатору, сформульовано феноменологічний модель взаємодії ПАР ЗОТС з ювенільною поверхнею. Одержано залежності, котрі уможливлюють зв’язати електричну природу ядра дислокації з механічними характеристиками матеріялу. На підставі теорії дисоціятивної адсорбції прийнято залежність для розрахунку кількости молекул середовища, які надходять в одиницю часу до ювенільних ділянок поверхні, утворюваних при дисперґуванні оброблюваного металу в одиницю часу. Це уможливило розробити математичні моделі для розрахунку співвідношення роботи деформування елементу поверхневого шару оброблюваного матеріялу з адатомами та ювенільної поверхні, а також густини дислокацій.

Ключові слова: адсорбція, дислокація, гідрування, електро-дислокаційна аналогія, сольватований електрон, енергія Фермі, ювенільна поверхня, робота деформування.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v39/i03/0401.html

PACS: 46.55.+d, 61.72.Bb, 61.72.Lk, 61.72.S-, 68.43.Bc, 81.40.Lm, 81.40.Pq


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. М. А. Курин, Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии, вып. 61: 82 (2013).
  2. Н. В. Cурду, Вестник НТУ «ХПИ». Технології в машинобудуванні, вип. 34 (2008).
  3. М. А. Курин, Исследование технологии планетарного глубинного шлифования плоских поверхностей деталей авиационных двигателей (Дисс. ... канд. техн. наук) (Харьков: Национальный аэрокосмический университет им. М. Е. Жуковского «Харьковский авиацийный институт»: 2011).
  4. Н. В. Сурду, Повышение эффективности шлифования труднообрабатываемых материалов за счёт усовершенствования кинематики процессов (Дисс. ... канд. техн. наук) (Харьков: Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины: 2005).
  5. Д. Н. Гаркунов, Триботехника (износ и безызносность) (Москва: МСХА: 2001).
  6. D. H. Herring, Wire Forming Technology International, 13, No. 4: 24 (2010).
  7. A. Barnoush, Hydrogen Embrittlement, Revisited by in situ Electrochemical Nanoindentation (Thesis of Disser. … for PhD) (Saarbrucken: Saarland University: 2007).
  8. S. Brahimi, Fundamentals of Hydrogen Embrittlement in Steel Fasteners (Montreal: IBECA Technologies Corp.: 2014).
  9. Г. И. Суранов, Водород: разрушение, изнашивание, смазка деталей машин (Ухта: УГТУ: 2015).
  10. В. Н. Латышев, Повышение эффективности СОЖ (Москва: Машиностроение: 1975).
  11. Л. В. Шашкова, Фрактально-синергетические аспекты локальной микроповреждаемости и разрушения диффузионно-активированной водородом стали (Дисс. ... д-ра физ.-мат. наук) (Москва: ОГУ: 2014).
  12. Г. В. Карпенко, Р. И. Крипякевич, Влияние водорода на структуру и свойства стали (Москва: Металлургиздат: 1962).
  13. П. В. Гельд, Р. А. Рябов, Е. С. Кодес, Водород и несовершенства структуры металла (Москва: Металлургия: 1979).
  14. Б. А. Колачев, Водородная хрупкость металлов (Москва: Металлургия: 1985).
  15. Е. Г. Максимов, О. А. Панкратов, Успехи физических наук, 116, вып. 7: 385 (1975). Crossref
  16. В. А. Соменков, С. Ш. Шильштейн, Фазовые превращения водорода в металлах (обзор) (Москва: Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова: 1978).
  17. П. В. Гельд, Р. А. Рябов, Водород в металлах и сплавах (Москва: Металлургия: 1974).
  18. Ю. А. Хрусталёв, Эффект безызносности и триботехнологии, № 2: 19 (1997).
  19. Дж. П. Хирт, И. Лотте, Теория дислокаций (Москва: Атомиздат: 1972).
  20. П. И. Полухин, С. С. Горелик, В. К. Воронцов, Физические основы пластической деформации (Москва: Металлургия: 1982).
  21. Е. Д. Щукин, А. В. Перцов, Е. А. Амелина, Коллоидная химия (Москва: Высшая школа: 2004).
  22. Г. А. Малыгин, Физика твёрдого тела, 43, вып. 5: 822 (2001).
  23. Г. А. Малыгин, Успехи физических наук, 169, вып. 9: 979 (1999). Crossref
  24. Р. Б. Моргунов, Успехи физических наук, 174, вып. 2: 131 (2004). Crossref
  25. П. Ю. Бутягин, Успехи химии, вып. 11: 1769 (1984).
  26. Н. В. Сурду, Вопросы проектирования и производства летательных аппаратов, вып. 24 (1): 139 (2001).
  27. В. Н. Чеботин, Физическая химия твёрдого тела (Москва: Химия: 1982).
  28. Ф. Я. Якубов, Энергетические соотношения процесса механической обработки материалов (Ташкент: Фан: 1985).
  29. В. К. Старков, Физика и оптимизация резания материалов (Москва: Машиностроение: 2009).
  30. Ю. Н. Алексеев, Введение в теорию обработки металлов давлением, прокаткой и резанием (Харьков: Издательство ХГУ: 1969).
  31. ГОСТ 25.503–97. Расчёты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие (Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации: 1997).
  32. А. И. Долматов, А. А. Кабатов, М. А. Курин, Авиационно-космическая техника и технология, № 3 (100): 12 (2013).
  33. P. P. Салем, Теория двойного слоя (Москва: Физматлит: 2003).
  34. И. М. Жарский, Н. Л. Смоляг, А. А. Черник, Кинетика электролитического выделения водорода (Белорусский гос. технологический ун-т: 2016).
  35. Р. Юхневич, Е. Валашковский, Г. Станкевич, Техника борьбы с коррозией (Ленинград: Химия: 1978).
  36. А. М. Кузнецов, Соросовский образовательный журнал, 6, № 5: 45 (2000).
  37. Ю. П. Черданцев, И. П. Чернов, Ю. И. Тюрин, Методы исследования систем металл–водород (Томск: Изд. ТПУ: 2008).
  38. Л. П. Авакянц, Электроны в металлах (Московский гос. ун-т им. М. В. Ломоносова: 2010).
  39. В. В. Фицак, Статистика квантовых частиц. Электроны в металле (Санкт-Петербургский горный ун-т: 2014).
  40. В. Н. Глазков, Свойства электронного Ферми-газа (Москва: МФТИ: 2016).
  41. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Теоретическая физика. Статистическая физика (Москва: Наука: 1976).
  42. А. Д. Андреянов, В. П. Петросян, Вісник Одеського національного університету. Хімія, 15, № 12: 54 (2010).
  43. А. Д. Андреянов, И. А. Кузнецова, Л. И. Короленко, Вісник Одеського національного університету. Хімія, 14, № 11: 45 (2009).
  44. Ф. К. Ткаченко, К. И. Ткаченко, В. Г. Гаврилова, Вісник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки, вип. 2: 102 (2010).
  45. Л. С. Стерман, В. Н. Покровский, Физические и химические методы обработки воды на ТЭС (Москва: Энергоатомиздат: 1991).
  46. Е. Н. Бушуев, Вестник ИГЭУ, вып. 2: 1 (2007).
  47. О. С. Еркович, А. В. Курочкин, Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Естественные науки, № 1: 18: (2012).