Особенности разрушения композиционных сплавовв высоковольтном конденсированном искровом разряде тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РГб од

ДШПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВШИ УН1ВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

ТВЕРДОХЛ1БОВА Св1тлана Васил1вна

ОСОБЛИВОСТ1 РУИНУВАННЯ КОШОЗИЩШЕС СПШ1В У ШСОКОВОЛШШГ КОВДЕНСОВАКШУ I ИСТОВОМУ РОЗРЯД1

01.04.07 - ф!зика твердого т!ла

АВТОРЕФЕРАТ дисертацП т здобуття чаукового ступени кандидата техн1чннх наук

Дн1проп0тровськ - 1994

Днсертьц1ею е рукогкс.

Робота зиконана в Дн1пропатрозському Д0риавно?,?у ун1верситет!.

Науковий кет>!пшк: академ!к А1Н Укра1ни, доктор твхн1чнкх наук, профэсор СПИРИДОНОВА 1.Н.

Сф!ц1йн1 опоненти: акадом1к А1Н Укра!ни, доктор техн!чннх_ наук, прэфзсор Д1ДИК Р»П., доктор г.1м1чних наук ГРИК1Т 1.А.

Цров1дна установа: 1нститут елактрозварзвакня !м.5.0„Пе-тона 11АН УкраТни, м. КиТв.

Захист в!дбудеться М 1994 р„ на зас!даш!

сшц1ал1зовано! вчено! ради К O3.0I.OS ДнIпрзпегровсьнэго державного ун1вэрсит8ту за адросою: 320625, ГСП-Ю, м.Дн!про-патроЕськ, пр.Гагар!на, 72, корп.П, ауд.ЗОО, /

3 дасвртац1вю ¡ложна ознайоштась у науков!й 61 Од! отец! Дн1проштровсъкаго дархашого ун2верситету.

АЕТорзфэра'г роз1сланий "^А 1994 р.

Вменяй секретер спец1ал1зовано1 вчено! рада

ЛиЩ^ СПИРИДОНОВА 1.М.

з

ЗЛГАШ!А ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТК Актузльн!сть ггсоблег.тп. Шфоксго розпоБскетення в ев!то-slfl практсц! здобуди «awplasH нового класу. а само кокпози-uifiHl, завдиа: комплексу ун!калы:их Елаотжостей. Особливост! руйнування шгх матер!йл1в визнечаються экстремальном уг.ювата експдаатацП! двлкються e:i 5циф1 чга:ш для кояного !х складу. В1дсутн!сть засоб!в еизнэчишя ..<ехан!чних власпшостай конпо-зи? 1 в заздае труднощ!в не т!льки контролю 1х якост!, яле ! перспективное!'! Биксристышя визначеюге; складу у певшк зи-падках. У ав'язку з i^at еивчоння закопом1раостэЯ елэктшчного

руйнуеэеня К0МП031ЗД1ЙНИХ спл?:в1в В KOHTSHCTl з! Е Ml ноя 1х ие-хан!чшн властквостой, обумозлених к!льк1ст:о крихких структурах складских в зв'язуючому (матриц!), постае актуальна.« е галуз! ф! з:ши твердого т1ла.

Мвта i ocHQBHl завдання паукового досл!дкэння. 1'этою робота е пропюзуватея !'.ехан1чкшс га оксплуатац!йшх властивос-теИ ношозиц1йшп сплав!в Fe-W-О та ?е-в-с та оцИгка ix якос-т1 шляхом визначення спектроскоп!чких парамэтр!в продукт!в ерозИ матриц!. У зв'язку з цим вир 1 щупались поз'яззн! ncMlrt со вою ochobhI завдаиня:

1. Вивчэшя особливостей руйнування композкц1йгоп сплав1в у процес! електричного об1скрювання.

2. Досл1дкеия пов9д!нки 1ктенс::вност1 jilnfft лэгуючлх елег/ен-т!в в спектрах ем!с!У р!д характеру та пвидкост! об'вмно! електрично! ерюзЛ композит!в.

3. Установления емп1рич-;шх моделей длл прогаозувЕгшя мехаШч-шп властлвосгой доел! дгэних композита.

4. Виб!р оптимального параметр" псказнико:« якост! мртрад! кокпйзиПв.

Наумова иоепзкз досл!дтення полягас в тому, що ь ньому

- 4

вперде встановлена селектвн!сть електрично! ерозИ компози-цiЛига сшшв1в систем Fe-w-C та Ро-в-с. Виявлена електротер-м1чна та електроу.эхан1чна природа селективного руйнування цих композита. Розрахунками показано, що 1онне травления м1кфаз~ но! поверял! породнено процессм, подЮним до катодного роз-пилення. Електромехан!чна природа електричного руйнування до-сл!джоних композит1 в обумовила 1снування виявлеио! залезкност! шзидкост! об'ьмно! електрично! ерозП в1д мвхан1чних власти-востей, визначених к1льк!стк крихких структурних складових. На баз! знайдоних законом!рностей електричного руйнування* до-сл!даэннх кошозит!в одержан! емп1ричн1 шдел! по параметру макроц8одаор!даост1 елемент1Е крихко! фази мэтриц1 для прог-нозування механ1чних властивсстей цих матер!ал1в, завдяки 1х адекватност! результатам эксперименту.

lia захист виносяться так1 наухов1 пологвння:

1. Електрична ероз1я композиц1йних сплав1в систем Fe-B-c та Fg-w-о в селективный цроцес, який каз електротерм!чну та електромехан1чну природу.

2. Шд д!ею лоодинокого 1скрового разряду тривал1стю 7.69 ¡.не на поЕерхшо композита в!дбуваеться переважне руйнування крихких структурних складових м!кфазно1 поверхн! композиц1йних матер!ал1в з !х вилучешям в1д зони елактрода в хмару розряду..

3. Швида!сть об'екшоТ електрзгаю! ероз!! заложить в1д механ!ч-них властивостей композит1в, обумовлених к!льк!стю крихких > структурних складових.

4. Прогнозування механ1чншс властивостей композит!в забезпе-чуеться визначечням параметру ыакронеоднэр1дност1 елемента крихко! фази.

Практична ц!нн!сть. Одержан! законом!рност! електрично! . ероз!I можуть знайти застосування в галуз! механ!ки при роз-

б

робц1 критерНв працездатност! композиц1йних матер1ал1в. Вияв-лена залэкн!сть ивидкост! олэктричко! ерозН в1д властизостей композит! в, обумовлэних к1лк'Лстю крнхких структурних складо-вих, дозволяв рвкомвндувати високовольтний ковдонсований !с-кровий розряд (ВК1Р) як дтерэло ерозН для Еизкачення схиль-ност! матар1алу до 1 нтзр-чристал!тного руЯнування.

Раал!зац!я наукозш рогрс 5ок. Розробки наукового досл!д-кення реал1гован! у в!дд1л1 наплавки 1нстлтуту елэктрозварю-евкня 1ы.С.О.Патонз при опрацгавакн! присадочного матер!алу з »ютою п!двицення експлуатаЩЯного рэсурсу роОоти каплавленюс системою Ps-w-0 вирсб!в. Використання розроблэних рекомэнда-ц!й по спектроанал!тнчпому контролю якост! матр:щ1 та к1ль-к1сних значень макрон&одюр!дност1 вольфраму в н!й зебе&эчи-лО п1двюг9ння в!рог!дшст1 результат^ в 1.5-2.0 рази при змэниенн! трудам!ctckoctI в 2.6 рази у пор1внянн1 з Сазсгим м!крорентгекоспектральпим методом. Соб!вэрт1сть спектроана-л1ти'зого контролю якост! еда!ei показно! проби складае 5731.5S крб в ц!нах на 01.09.93 р. 0ч!куванкй економ!чнкй офект в1д змзнЕешя вартост! спектроалал! точного контроле якост! одн1з! партII дор!втов 30S7844.4 крб супрога базового мПсрорентгэно'яюктрального методу анал!зу в ц!чах ко 01.09.93.

Апробац!я робота. Зсновн! результат дисертацП допов1-дались та о^говорювались на: ¿III 1 xlv кон$эранц1ях по теп-лое1й MlnpocKonlT "Структура 1 м!цн!сть матэр1ал1в у широкому д!епазон! температур (м.Каунас, 1989, м.Воронен, 1992); III школ! по ф!зщ! I технолог!! електромагн1тннх вплив!в на структуру тэ мэхаШчн! властивост1 кристал!в (м.Воронеж, 1992); XI М1аиародн1Я. коифэренцП по анал!тичк1й атомШй спок'гроско-nll •(м.Москва, 1990); ШянароднИ-. ко:иХяронц11 по композитам (м.Москва, 1990); Республ!к8нських нзукоьо-технИплх хощерсн-

G

ц!ях по властивостям та вилробувашям нашивленого где талу, сучасета: катодам контролю якост! матер!ал!в матапургШкого виробшщтва (м.Ки!в, ы. Тамбов, м.Дн!прспетровськ, 1979-1993); гЛдоумкових наукових кокференц! ях Дн1пропотрорського дэраун!-взрситету (1974-1994).

_ПублЬсацИ_ Основы! полояэшш дисертацП в1доОра;:ан1 у 15 наукових працях (серед яки 5 авторских св!доцтв) та 2 гто-блтиешо. р!шепяях на ввдачу патент1в на засоби анзл!зу складу матриц1 ! визначешш абрэзивло! з;юсост!йкост! композицШшх

в

та гвтерогешпзс матер!ел!в. С-шсок олубл1кованих наукових працъ подаеться в к!ец! автореферату.

Особистий вносок дисортанта у розробку изуковкх полокень, що виносяться на захлст. Основа! результат наукових положань отриман! особисто авторок та сбм1ркован! з науковим кор1вни-ко:>1. Соавторами публ!кац!й були одеркш1 об'екти досл1даення. Вони, приймалк участь ! в обговоренн! огриманих рэз,ультат!в.

Структур та обсяг дпсертацШю? роботи. Дисертац!я складаетьоя !з вступу, шости розд!л!в та висновку. Зм1ст дисертацП вшслэденс на 231 стор., о:! внлючають 136 стор. друкованого тексту, 42 мшншкл, 26 таблиць. перел1к л!тера-турк 1з 176 назв та додатки.

SMICT РОЕОТИ

В пэршому розд!л! виаадено та проанал!зовано сучасний стан штання про руйнування композиц!йних матор1ал!в i засо-öIb Coro попарздаення.

В другому розд!л! приведен! метода та техн!ка эксперименту. Для досл!,цжоння особливостей руйнування композиц!йних сплав!в, як! були армован! частниками карб!ду вольфраму 'система Fe-w-0) 1 монокристал1чними волокнами гем1бориду зал! за (природа! композити систем! Уэ-В-С), були застосован! ваговий,

к!льк1сний металограф!чний (НА), оптичний атомно-ьм!с1йний, м1крорэнтгеностктрал1-ний (МРСА), рентгенострунтурний, коре-ляц1йний, регрес!ЯниЛ та диспврс!£ниЯ :,!этоди та прям! мэха-н!'ш1 та експлуатац!йн! випробування. Вони виконувались як за стандартними, так 1 за орпгГлальними кетодакаыи, розробле-ннми автором, як! проРитп «етролог1чну та патентлу експерти-зи. СброЗку експеркменталыпь: дашсс зд!йснювэл1 за допомогоа ЕОМ та зястосувашям (Згод!в математично! статистики.

В •■грзтьому розд!л! винчен! особлтост1 електричного руйнування ко'шсзиц!йних сплав! в систем Ре-$у-о та Ре-В-С у ВК1Р. Ш крофотограф! У плям об1скрювання показали, цо д1я 1ШР приводить до селективно! електрично! ероз!! композита, яка проявляемся у перэваясному руйнуванн! в!даосно легкоплавко! матриц! з температурою плавления Тпл евтектик 1370-1420"К та ирлхких структурних складових, зокрема 17-фэзи (Т^ - Х643°К) Зм!цншч~ фаза з я р9л!ту 2943"К, го:л! - та монобориду за-л!за - 1662-1875°К розрядом ко руйнуеться, що притаманно тер-м!чному характеру ероз!!. При цьому матрица руйнуетья такоа селективно: пэровакно руйнуеться в1дносно легкоплавка эвтектика без ероз!! ззрон аустен!ту з Т^ = 17оЗ°К. Свлэктивн1 сть ероз!! п1дтвер;,1:ена металограйМчшм та спектральнкм мэ'дздамя внал1зу. Знайдеко, п;о швидк!сть об'е?шо! е.'вкгрлчноТ ерозП композиту уярелюз т1лъки з об'емною чвстко'л структурних складових матриц!, а саке: евтектик (кооф!ц!внт кореляцИ г дор!п-нюз (0.735...С.795) та крихких структурних складових, зокргми тт-фззи (г = 0.899), розташованих ла м!жфазн!й поьерхн!. При цюму значения г для "зв'язку" швидшсть об'емно! електрично! эроз!! композиту - об'е.уна частка наповнювача лор'вккв 0.280 ...0.323 при табличному значонн1 г0 95 = 0.389...0..176, цо св!дчить про в!дсутн!сть ерозП наповнюеача (малЛ).Ча прикля-

v.IO1? Мэ.кг-1 .с-1

V.IO1? мэ.кг"1 .с"1

50

30

10

О

О

о

60

40

20

20

40

60 К, % 30

50

70

90 К.» К,S

0 4 8 12 16

а - наповнювачrO-частинки релггу,о-волокна гемЮориду зал1за; б - матрица: I©- (а+т)) евтехтикэ, 20- боридна або карбобо-^ ридна евтектика, 3 А - т)-фаза

Ыал.1. ЗалеяяЮть ивидкост1 об'ешэ! електричноУ ерозП v в1д

об'смно! частки структурних складових комлозиц1йних сплав!в К

v.IO1? м3.кг~1 .с-1

v.IO1?" м3.кг~1 .с-1

8

6 4

OQ очо

4 8 12 е,в1да.од.

12 16 20 24 озгЛ0~1,Ш1а I - Fe-ïï-c-сплави, 2 - сталь тип;' 03XIIHI0M2TI, 3 - Ре-В-С-

1.0 1.4 1.8 Og. Ю-3 ,Ша

0 4 8 вд.'Ю^.Дк.м-2 сплави, 4 - Ре-о-Сг-В-сплави

Мал.2. Зал0ш1сть шзидкост! об'емно! олектрично! ерозП в1д мехен1чних î експлуатац!йних властивостой структурно-неодно-р!дшп матер!ал 1 в

а

д! композит! в 1з бм!стом вольфраму або бору та хрокон!кельо-вих ■ сталей продемонстровано проявления електро»/.ехан!чного характеру 1х селективного руйнування, ;цо в1дбиваеться у зрос-танн! пбидкост! об'емко! електричко! ероз11 в 3 4 б!льше ра-з!в при п1 двкщенн! к!лькост! кр;тсих фаз, таштх як карб!ди, карбобориди 1 бориди метал!з, розтосованих на м!гфазн!й по-вэрхн1 композит!в. Результат» вгаганяного дисперс!йного анал1-зу (табл. I) не т1лыт п!дтвэрдяують значкм1сть електротерм!ч-ного та'олек'громехан!чного характеру селективного руйнувшшя, але 1 св!дчать про дом!нанту елеитромвхвн1чно1 ерозП при на-явност1 у матриц! структурних складових з р!зним р1внем м!к-рокрихксст!. Б2, б| ! Б2 - виб!рков! диспарсП, пов'язан1 з випадков!стю та факторами Е (тарм!чно! ст1йкост1 евтектичних матриць) 1- 7 (м1крокрихкост1 структурних складових евтектик). о| 1 о2 - дисперсП впливу фактор! в Е 1 7 на швидк!сть ерозП сплава в!дпов!дно. ^95 <Е) 18.50; Рд®^ (7) = 19.20.

Таблиця I

Результата двохфакторного десперс! Иного анал1зу формувглшя швлдкост! об'емно! електрично! ерозП композиц1йних сплав!в

з2ло22 з|ло22 Б2 т' Ю22 4- ю22 о2. Ю22 Е 0 32/32

0.033 1.245 2. 517 0. 403 , 1.242 37.72 76.27

Кр1м того, селективн!сть електрично! ороз!I композит1в було Шдтвердкеко повепДнкою !нтвнсивност! спектральких л!н!й елемент1в. При цьсму спостер!гали послабления або п!дсилення 1нтенсиЕност1 л1н1й в залекност1 и!д характеру та пвидкост! ерозП як в ц!лому композит!в, так 1 структурних складових )х матриць. Св1дком селективност1 електричноI ерозП гетероген-но! -матриц! е 1 той фэкт, що процес об1скргааннн задов! лию описувться моделлю стад!йного впливу структура на рззультити

спектрального анал1зу, запропоновано! Ю.М.Буравльозим.

Перевалена руйнування крихких структурких складових ство-' рюа сприятлив! умови для п1двищоння IhtchciiehoctI л1н!й еле-мент!в крихко! фази, зокрвма BI 249.678 нм, WII 239.7 нм, Crll 279.2 нм, d'il 308.8 що св!дчить про електромехан1ч-ний характер селективно! ерозП кочпозит!в. При цьому Сула встановлена пряма заложи!сть спектроскоп! чних параметр) в про-дукт1в ерозП матриц! (!нтексивност! спектральних л1н!й та макронеоднор1дност1 элембнт!в крихко! фази) в!д швпдкост! об'-ешю! елек^'рично! ерозП композит1в, що створюз передумови для вкивання щвс параметр! в характеристиками, чу тливши до зм!н механ!чних ! експлуатац!йних аг.астивостей композиту, обумов-лених к!льк!стю крихких структурних складових в матриц!.

В четвертому розд!л! наведен! результата доол!дтення та використання проявления електрок!эхан!чного характеру селективно! електрично! ерозП згаданюс кемпозиц!йних сплав1в. Отрима-н1 емп!ричн! обернен1 залекност1 швидкост! об'емно! електрич-но! ерооН в!д механ!чних (границ! м!щюст! при стиску та трьохм!сцевоыу зпшу озг, ударно! в'язкост! ан) та експлуа -тец1йних (в!дноспо! абразтно! зносост!йкост1 е) властйвос-тэй, обумовлених к!льк!стю крихких структурних складових на м!кфазн!й поверхн! як композит!з, так ! хромой!кельових сталей (мал.2). Причому тенденц!я одержаних залекностей узгодау-вться з такими для чистих метал!в та титанон!кельових сплав!в.t Проте для композит!в величина та швидк1сть об'-емно! електрич-hoï epo3lï приблизно на порядок никч! за так! для чистих метал! в внасл1док,п1двищення експлуатац!йного та м!цностного рэсурс!в, пор!вняно з останн!ми. В!дзначено зб1г (у межах по-хибки) значень швидкост1 об'емно! електрично! ероз!! компози--т!в ! хромон!кельових сталей з

по.л1 шзнж.гл властиЕэстямя з такими (по даккм 1.А.Грик1та) для тита:юн1кельових сш!ав1в, як1 мають в!днос:ю високу в*язк1сть.

lía п1дстав1 знайдеклх залекностей швидкоот! ой'сто", электрично! ерозИ в1д властивостой композиту, з одного боку, та в1д спектроскоп 1чнта параметра матриц! 1 продукт!в П ерозП, з !ниого боку, установлена кореляц1я м1пс ?:эхан1"г::?"1 ! експлуичаЩйними зластивостши композит!в та спектроскоп!ч-ш:ми параметрами матриц! продукт!з II врезИ у DHÍP. Отри-мап1 залегсност1, опгзан! змп1ричник:1 моделями для пропюзу-вакнп цих властнвостой -композит! в систем Pe-^-c ! ?е-в-с (табл.2). Лнал!з дисперс!й perpeclft 1 вшадкових сгостэрегаш» внязив, г,о модел! по фактору гэтерогенноот! матриц! адэквати! результатам експеримэнту.

Таблица 2

Емп!ричн1 модел 1 для прогнозування мелан!чних ! зксплуатац1йгапс властивостей ксмпозяцПЬоос сплав!в

Мзтер1зл Э.т!ричк! модел! г

?e-í7-c Ре-В-С Ре-З-С fe-c-cl»-b

г- коэф1ц1знт кореляцП, S^- в1дносне стандартнэ з!дргалэння

Для оц!нхи питомо! вага фактор!в, як1 вгашвавть на про-цес електрично! ерозП композит!в, провэдено розрахунск балансу енергП, ввд1 леноК на поьерхн! зал!зкого елекгрог' /катоду) при гальмуванн! 1он1в, у пооджгакому 1 скровому розряд! по формул1: Q - 0.24UJT3 = 01+Q2+Q3+Q4,

да q1 = w2j cpxxt s. gjj = qjtjj + ojón + w q3 = ™¿/2< °4 = ffi = VP- V " 0.11Xd2h.

£ = O.OOOIU2 - 0.045?w + 11.81 П.992 0.051,

e = 3.31 - 0.0I77B 0.ЭЭ2 0.033

= 0.0I4Pg - L.3PB + 1657 0.930 0.021

a = Ó.055P? - EPC + 272.87 0.i¿6 0.082

Область руйнувйшя знзходили !з розв'язання р1вияшш теп-

лопров!дност1 йт/<П = а у^Т:

лтс г0 1; ^ 2

1(г,гЛ)= Т X X.--ехр(-—2-)

* 0 0 [41Л(^1)]Э/г 4а(^1>

дэ а - енерПп, яка вид1лена на поверхн! электроду при гальму-'

ванн! 1он1в:и - катоднэ пад!ння потенц1алу, 1 - гу стана 1 ошю -

го струму, г - тривал1гтъ поодинокого 1скрового розряду, з -

плоца поодиноко! лунки; 01 - енерг!я, яка ноширена в глиб

електроду за рахунок т&шшров1дност1: Тк,ш - температура ки-

п!ння, с - теплоемн1сть, р - густика, X - теплопров!лн1сть

рэчовини електроду; - енерг!я, яка витрачена на нагр1вання,

плавления 1 вииэрозування маси металу и; оэ - енерг1я, яка ви-

користака на передачу факелу к1нетично! енергП руху: V -

• швидк1сть руху пари з масоп шг яка вил1тае з поодиноко! лушш-

форсунки у вигляд! факолу; <34 - енерПя, яка витрачена на роз-*

шлзння катоду, под!Оке ка.одному: с^^ - коеф1ц!ент акомода-

ц!!, Е^ - м1н!мальна енерг!я, еолод!я якою 1он зможе вибити

атом !з твердого т1ла, к т/Ад- к1льк!сть вибитих атом1в п!д

чао дП поодинокого !скрового розряду, А - атомна вага, ыл -

число Авогадро, ш, V - маса 1 об'ем зруйновшю! розрядом ре-

човини електроду, й 1 ь - д1амэтр 1 глкбина поодиноко! лунки,

Т г- температура, а - коеф1ц!ент температуропров1дност1,

оператор Лапласа, q - густина теплового потоку,t - тривал!сть

поодинокого 1скрового розряду, й£ = гг+ т^ + - ггт^оа»,

г0- рад1ус дкерела.'

Зг!дно з розрах"н:-ом, селективн!сть електрично! ерозИ, «.в

як!А притаманш пэревате руйнуваная м1кфззно! поверхн! ком-

пози?1в, обумовлена процесом, подЮним до' катодного розшлоння: СЦ - ~ 15», оэ ~ 456, 0, ~ 66% в1д вид1лено! енерг!I.

Акцептовано увагу на тому, цо з 1нтегральному ефект! ероз!¥ композитIв у ВК1Р певну роль, поряд с випаровувашям, з!д!грзз кркхке руйнувашщ, обумовлене, як 1 для електро!с-кропо! обробки, значнита торм1чними напрукенлями, як! породго-н1 високим град1снтом температур. В1н с..гае до 2.10^ град/см в уковах ехсперименту на глиб1ш1 поодшюкого кратеру в!д плоского джзрела тепла. Певно в час поодшюкого розряду 'ппшть-ся б!дд1лэння др!бних часг^пюк (луски) электрода', завдяхи крихкому руйн.теанню структурних складовпх, I вилучення !х 1з зсни ксгаозиту у хмару'розряду. Не п!дстое! л'-ератургак та власних экспериментальных даних зепропокована модель мехнн1з-му елзктричного руйнузашя досл1да:эних композит^ у ВК1Р з тривпл!сго цугу 7.69 мкс.

В п'ктому розд!л1 висонано стятистичнвй' " анал!з 1 от-ршано техн1ко-економ1чн! покагники контролю якост! матриц! з залучекням параметр!в масово1 чгстки с ! мекрнеоднор1днос-т! 7 елекент!в крихко! фази. Дисперс!йним анал!сом доведено, цо фактор р вносить значно б!льяий вклад (приблизно р 4 разп) у формування властивостей композит! в I тему б1льш «утливий до !х зм1н пер!вняло з фактором с. Т!льхи для параметру Р„ на в!д?л1ну в1д с, приймалышй ч0 та Сраковочний чп р!зз1 якост! в1дпов1доять вимогьл! ДЕСТ 18242-82. Достов!рн!сть контролю з показником якост! ? матриц1 становить 8.3.. .8635, ¡до в 1.5-2.0 рази перввшцуз таку для параметру с при знклинн! трудом!ст-скост! в 2.6 рази пор1 вняло з параметром о, ви^ряним безовим МРСА методом. Соб1варт1сть спектроанал!точного контроль якос-т! матриц! дор!внзэз 5731,56 крб в ц!пах на 01.10.93 р. Оч!яу-ваний екоком!чний ефект в1д знижэння варгост! спектрального, пор!вняно з баговим МРСА методом, контроле якост! сдн!е! пар-т!1 об'емем 36 вироб!в становить 3067844.4 крб (на 01.10.93).

В шостому розд!л! викладэно алгоритм визначення елемен-т!в крихко! фази матриц! та продемонстрована доотов1рн1сть отр1Е,".81щх бмп1ричних моделей на пр;илад1 ко<лпозит1в систем Рв-я-0 1 Ро-в-с. К1льк1снэ в;м1ршаьия параметру вольфраму у матрад!, збагачено! цим елементом, завдякн м!«фазно1 взаемод!! у композитах '¡з вм!стом вольфраму, тз непряма визначення в1днэсно! абразивно! зноспст!йност! по емп1ричн!й кодел1 е - 1(Р„) дозволила виявитп з в!рог1дн:стю 78.9% (по-р'вняно з прямими виШрюваннями) доц1льн!сть легування цих сплав!в титаном до I ваг.£ пор1вняно з н!оо!ем та ванад!ем.

аавдяки прогнозу, здоОутому по емп1ричн!й ыодел! озг -1(РСг) з вим1рюванням макронэодаор1даост1 хрому РСг у матриц1 сштв1в 1з ш!Ьтом сЗору, установлена доц!льн1сть лзгування ма-тр:щ! ьанад!ем з оптимальною к!льк!стю цього элемента по в!д-ношоннк до вуглецю У/с, яка становить 0.29...0.36 ат.%.

Одержан! результати узпджуються з данпми прямих вим1рю-вань механ!чних ! експлуатац!йних зластивостей, ?,1Р0А, МА та електроном!кроскоп!чшго катод!в анал!зу композиц!йнкх спла-в!в Ре-И-С та Ре-В-О.

0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ РОВОТИ

1. Проведен! досхЛдкення особлиЕостей електрично! ерозИ котозиц!йних сцлав!в систем Ре-у;-с та Ре-в-с. Розроблея! ом-п!ричн! моде л 1 для прошозування властивостей кошозит!в та контролю якост!, як! вшсористан! для оц!шоьання дэц1льнос-т! легування матриц1 композит1в.

2. Установлена селе^тивн1сть електрично! ерозИ досл1д-кзних композит!в, ?Ека проявляеться у перэзажному руйнуванн! в1 д;ооно легкоплавко! (легкотопко!) матриц1 та II крихких отруктуршпс складових. Подан1 докази сп!льних законом1рнос-тей влектрнчното цйнування як для композит! в систем Ре-и-о

та Ге-В-С, так 1 для хромоШкелювих сталей, класичного вз1р-ця !нторкриствл!тяого ру**нування.

3. Рсзроблчна модель мехчн!зму елоктричного руйнучанял хомпозиц!йних сплав!в. Впгалена ;лектротерм1чна та елоктро-мехон'чна природа селективно! електрпчшГ ероз!!, показало учесть у н1й процэс!в, под1бних до катодного розпллэкнги ,

4. Но п!дстав! еиявлопо! чутливост! к!нетичнпх характеристик об'егжо? ерозП до структурного фактору доведено ?."ог/.-лт:в1сгь Е:яористЕга?я ЕК1Р для визлгчепня сгильнос?! сплав;в до 1нгеркристал!тного руйнузання.

5. Еиявлена короляц!я мехсн!чних та експлуатацЦЬшх вла-стивостей !з спектроскоп! члпми параметрами матр.щ1 та продукта П ероз!К Запрспоновазго емтричний параметр гетероге-шос-т! матриц!, а сане кзкронеоднор1дн!сть элементу крихко! фази.

6. Отркман! емп!рлчн! модел! для ирогносування аластивос-теЭ кошэзицМйшх сплав! в по параметру макронеодаор1днос?! элемент! в крихко! Фззи, ко дозволило виявити дсц1льп1сть :'.э-' гувешл матриц) сплав! в систем те-т?-с титаном до I шгЛ ! Рв-з-с - ванад!ем пр! його вм1ст! по в1днсше"ню до вуглоцю 0.29-0.36%. Легузання дали элементами сприяе згсгаокпч к!лько-ст! крихких карО!д!в" 1 карбоборзд!в на -м!гфазн!й поЕерхн!, що проязляеться у ьиачному (на порядок) змешенн! або зш-пв1ш1 гетерогонност1 матриц! I, таким чином, п1дтащ8нн! якос-т1 композиц!йних сплав!в.

7. розроблено новий зас!б контролю якост! ксмпозиц!йних сплав!в, який базузться на використанн! параметру макроьеодно-р!дност1 элемент!в крихко! фази показчиком, якост!. Новий за<Мб забезпэчуе п!двщеняя в1рог1дност! контролю з 1.5-2.0 рази при зниженн! трудом!стскост1 в 2.Б рази пор!вняно з базовим МРСА методом. Оч!куваний екснсм!чний ефект в!д зшпгення. вар-

toctI сшктроавал1тачного, пор1вняно з МРСА методом, контролю якост! матриц! одн1еТ парт!1 об'емом 36 вироб!в дор1внюе

3067844.4 крб в Ц1нах на 01.10.93 р.

Осиовяий зм!ст дисертацН доотятньо повно в!добрахеко в

настуших публ1кац!ях:

I« Твердохлебова C.B. Эффективное использование электроискрового разряда для испытания матрицы композиционного материала// Изв. вузов. Черная металлург.- 1994.- А I,- 0.56-59.

2. Твердохлебова C.B. Прогнозированиэ механических свойств композиционшх материалов// Изв. вузов. Черная металлург.-

■ 1993. - » 5. - С. 54-58.

3. Твердохлебова C.B., Спиридонова И.М. Влияние легирования на однородаЬсть распределения бора в борсодерасзцих сплавах/'/ Изв. вузов. Черная металлург.-19Э2.- Х> I.-С.92-95.

4. Твэрдохяебова C.B., Спиридонова И.М. Изучение химической макронеодаородности наплавленного металла// Изв. вузов. Черная металлург. - 1991. - &7. - С. 72-74.

5. ТЕердохлебова C.B., Спиридонова И.М., Бондаренко A.M. Спектральный анализ борсодеркащи сплавов// Заводская лаборатория.*- 1990. - К II. •- С. 46-49.

• ■ 6. Твердохлебова C.B., Бондарапко A.M. Спектральный анализ Оористых сплавов// Завод, лабор.- 1985.- JS 8.- С. 33-34.

7. Твердохлебова C.B., Цикора И.Л., Спиридонова И.М. Спэкт-ральшй анализ келезоборуглеродкстых сплавов// Завод, ла-öop. - 1975. - » II. - С. I33S-I340.

в. A.C. I73I833 (СССР) МКИ С21Д 1/40. - СССР Заявлено 03.11.89. СпоссЙ определения ударной вязкости сплавов/ О.В.Твердохлебова, И.М.Спиридонова, Ю.Н.Таррн// Открытия. Изобретения. - 1992. - » 17. - С. ИЗ.

9. A.c. 1643619 (СССР) ЫКИ Q0IN 23/00*. - СССР - Заявлэко 05.

05.89. Способ получения стандартных образцов борсодеркащих славов/ С.В.Твэрдох«;ебова, И.М.Спиридонова, П.П.Остроумен-ко, А.М.Бондаренко// Открытия. Изобретения.- 1991.- а 15.-Се 99 о

10. A.c. I65II72 (СССР) МНИ 001W 23/С0.-СССР- Заявлено 05„С5.

89. Способ определения равномерности распределения легиру-

»

легирующих элементов в сплавах/ С.В.Твердохлебова, И.М.Спиридонова, П.П.Сстроуменко// Открытия. Изобретения.-- JS 19. - С. 173.

IT. A.c. 1226204 (СССР) МНИ COIN 21/64. - СССР - Заявлено 30.10.84. Способ количественной оценки термической устойчивости фаз металлов и сплавов/ С.В.Твэрдохлебова, И.М.Спиридонова, D.H.Таран/,' Открытия. Изобретения. -1986. - » 14. - С. 45.

12. A.c. 1319434 (СССР) МКИ С 23 09/10. - СССР. - Заявлено 25.11.86. Порезок для на'плавки/ А.М.Бондаронко, Г.В.Зга-ковский, О.Д.Макаренко, И.М.Спиридонова, С.З.Твордохлэ-бова и др.// Для служебного пользования.

13. Твердохлебова C.B. Спектроаналитический контроль качества матрица композиционных матерталов/В сб. докл. езь^кнара секции "Спектральный анал!з" НТО металлургов Украины. -Днепропетровск: Пороги. - 1993. - С. 30-45.

14. Спиридонова И.М., Твердохлебова C.B. Исследование стабильности фаз внедрения в бористых сшг.ьах/ Вопросы формирования мэтастабильных структур сплавов. - Днепропетровск: 1981. - С. I74-I8I.

15. Твердохлебова C.B., Спиридонова И.М. Особенности разрушения борсодержаших сплавов в условиях интенсивного теплового воздействия/ Тез. докл. Бсасотан. конф. - Каунас.-1989. - С. 157.

IP.

Твсрдохлебова С.В. Особешости разрушения комлозпцпсшшх сплавов в высоковольтном конденсированном искровом разряде. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических ьаук по специальности 01.04.О7 - физика твердого тела,

, Днепропетровский госуниверсктет, Д'.естопетровск, IS94. Защищается рукопись, которая содерыгг розультатц эксперт-ментального исследования особенностей электрического разрушения композиционных сплавов систем Pe-Yi-C и Fe-B-C ? ¡зависимости от их механических и эксплуатационных свойств, обусловленных количеством хрупких структурных составляющих в матрице. Разработаны эмпирические модели прогнозирования свойств по макронеоднородности элементов ОлрупчиЕаадей фазы матрица, которые использована для оценки целесообразности ее легирования и контроля качества композитов. Осуществлена реализация по-лучешшх разработок, приводятся данные об их эффективности. Tverdokhlebova S.V. Dietruoticn peculiarities of oomposited alloys iu high voltage condensed, spark discharge. The3is is-submitted Гог the award of Candidate of Technical Soienoa degree in solid state Physics-speoiality 01.04.07, Dnepropetrovsk St'ate University, Dnepropetrovsk, 1954.

. Manuscript contains the results of experinsntal investigation of peculiarities of aleotrioal dietruetion of composited alloys in the system Fe-W-C aid Pe-B-C, dependent on its rr.echanioal . and operational characteristics, conditional quantity of brittle phases in the matrix. Bspirioal r.odelb have been developed, predicted the properties, by пеапз of the determination of maoroheterogenec&B elements of brittle phases in the matrix, luwe been used for the estimation of expedient alloying and Quality oontTol of oomposited alloys. The developed technologies have been realised with the economical effectiveness.