УДК 620.178.015

Б. А. Галанов¹, Ю. В. Мильман¹, С. А. Ивахненко², Е. М. Супрун^2, *, С. И. Чугунова¹, А. А. Голубенко¹, В. Н. Ткач², П. М. Литвин³, И. В. Воскобойник^1
1Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, г. Киев, Украина
²Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
³Институт физики полупроводников им. В. Е. Лашкарева НАН Украины, г. Киев, Украина
*alona_suprun@mail.ru

Усовершенствованная ядерная модель индентирования и ее применение для измерения твердости алмаза (стр. 3–24)

Предложена модель индентирования коническими и пирамидальными инденторами, в которой не только образец, но и индентор деформируются упруго-пластически, и их материалы удовлетворяют условию текучести Мизеса. Такие условия характерны для измерения твердости алмаза алмазным индентором. Предлагаемая модель обобщает и уточняет известную упрощенную модель Джонсона с упруго деформируемым индентором. Модель позволяет приближенно определять размеры упруго-пластических зон в инденторе и образце, эффективный угол при вершине индентора под нагрузкой, а также эффективные углы индентора и отпечатка после их разгрузки. На основе этой модели разработана методика определения пределов текучести образца Y_S и индентора Y_i, в которой к теоретическим соотношениям модели индентирования добавлены соотношения, использующие экспериментальные значения эффективного угла отпечатка в образце и измеренные значения твердости по Мейеру HM (среднего контактного давления). Разработанная вычислительная методика была использована в экспериментах по индентированию синтетического алмаза при температуре 900 °С (при которой алмаз имеет заметные пластические свойства) с применением пирамидальных инденторов из природного алмаза с различными углами при вершине. Согласно предложенной модели, были исследованы напряженно-деформированные состояния образцов и инденторов и определены их пределы текучести и характеристика пластичности. Построена кривая деформации алмаза в координатах напряжение–общая деформация. Исследовано также деформационное упрочнение алмаза.

Ключевые слова: алмаз, механические свойства, твердость, предел текучести, деформационное упрочнение, атомно-силовая микроскопия.

  

УДК 621.762.4

В. В. Ивженко*, О. Н. Кайдаш, Г. Ф. Сарнавская, С. Н. Дуб, В. Н. Ткач
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*ivv@ism.kiev.ua

Получение и свойства горячепрессованных материалов на основе карбида кремния с добавками карбидов бора и титана (стр. 25–34)

Исследованы особенности спекания под давлением материалов на основе карбида кремния с добавками карбидов бора и титана. Установлены кинетические параметры процесса уплотнения. Изучены особенности структуры и уровень физико-механических свойств горячепрессованных материалов системы SiC–(8–20) % (по массе) (В₄С–ТiС). Получены плотные материалы на основе карбида кремния с повышенной (3,8 МПа·м^1/2) трещиностойкостью и низким (0,07 Ом·м) электросопротивлением.

Ключевые слова: карбид кремния, карбид бора, карбид титана, спекание под давлением, предел прочности при изгибе, трещиностойкость, электросопротивление.

  

UDC 53.096:669.784

P. Bhardwaj*, S. Singh
High Pressure Research Lab., Department of Physics, Barkatullah University, Bhopal, India
*purveebhardwaj@gmail.com

Temperature and pressure investigation of Hf_xTa_1–xC and Zr_xNb_1–xC carbide alloys (стр. 35–49)

Structural mechanical and thermal properties of refractory carbides have been investigated using the Realistic Interaction Potential Approach (RIPA) model. The study has been extended to mixed crystals of Hf_xTa_1–xC (0 ≤ x ≤ 1) and Zr_xNb_1–xC (0 ≤ x ≤ 1) alloys and the effect of composition on structural and elastic properties are investigated. Phase transition pressure and associated volume collapses (ΔV(P_t)/V(0)) calculated from this approach are in good agreement with available literature for the parent compounds (x = 0 and x = 1). The results for the mixed crystal counter parts are also in fair agreement with experimental data generated from the application of Vegard’s law to data for the parent compounds.

Keywords: alloy, crystal structure, phase transitions, high pressure, elastic property.

 

 УДК 621.762

И. А. Подчерняева*, О. Н. Григорьев, А. Д. Панасюк, Д. В. Юречко
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, г. Киев, Украина
*panavic@ipms.kiev.ua

Высокотемпературные лазерные покрытия системы ZrB2–MoSi2 на графите (стр. 50–62)

Получены покрытия системы ZrB₂–МоSi₂ толщиной £ 50 мкм твердостью 14–15 ГПа на графите путем импульсного лазерного оплавления на воздухе двухслойной порошковой обмазки с подслоями на основе ZrB₂ с добавками ZrSi₂ и SiC. В зависимости от состава подслоя, контролирующего теплопроводность покрытия, и, соответственно, скорости кристаллизации ванны расплава формируются разные структуры покрытия: эвтектика системы ZrSiO₄–SiO₂ на основе циркона или структура из волокон микронной толщины состава Zr(Mo)B₂. Перспективой этого направления исследований является совершенствование лазерной технологии нанесения высокотемпературных покрытий с использованием непрерывных лазеров.

Ключевые слова: лазерное покрытие, графит, диборид циркония, дисилицид молибдена, структура, состав.

  

UDC 661.888.1:621.793

J. C. Caicedo^1, *, R. Gonzalez¹, H. H. Caicedo^{2, 3},
M. Gholipourmalekabadi⁴, C. Amaya^5
1Tribology, Powder Metallurgy and Processing of Solid Recycling Research Group, Universidad del Valle, Cali, Colombia
²Janssen BioTherapeutics, Janssen Research & Development, LLC, Pharmaceutical Companies of Johnson & Johnson, Spring House, PA, USA
³National Biotechnology and Pharmaceutical Association, Chicago, USA
⁴Biotechnology Department, School of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
⁵Grupo de Investigación en Materiales ASTIN SENA, Cali, Colombia
*jcaicedoangulo1@gmail.com

Mechanical and tribological properties of V–C–N coatings as a function of applied bias voltage (стр. 63–79)

The aim of this work is to determine the mechanical and tribological behavior of V–C–N coatings deposited on industrial steel substrates (AISI 8620) by using carbon–nitride coatings as a protective materials. The coatings were deposited on silicon (100) and steel substrates via magnetron sputtering and by varying the applied bias voltage. The V–C–N coatings were characterized by X-ray diffraction (XRD), exhibiting the crystallography orientations (111) FCC for V–C–N conjugated by VC (111) and VN (111) phases and (200) FCC for V–C–N conjugated by VC (200) and VN (200) phases. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to determine the chemical composition of metallic carbon–nitride materials. Atomic force microcopy (AFM) was used for determination of the change in grain size and roughness with deposition parameters. By using nanoindentation, pin-on-disk, and scratch test curves, it was possible to estimate the hardness, friction and critical load of V–C–N surface material. Scanning electron microscopy (SEM) was performed to analyze morpho-logical surfaces changes. Mechanical and tribological behavior in VCN/steel_[8620] system, as a function of a bias voltage deposition, showed an increase of 58 % in the hardness, and reduction of 39 % in the friction coefficient, indicating thus that the
V–C–N coatings may be a promising material for industrial applications.

Keywords: surfaces, crystal growth, physical vapor deposition, mechanical testing, tribology and wear.

 

УДК 621.924.93

А. Ф. Саленко¹, В. Т. Щетинин¹, Г. В. Габузян¹, В. А. Никитин¹, Н. В. Новиков², С. А. Клименко^2, *
¹Кременчугский национальный университет им. Михаила Остроградского, г. Кременчуг, Украина
²Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*atmu@meta.ua

Разрезание заготовок из поликристаллических сверхтвердых материалов струйными методами (стр.80–94)

Изучена интенсивность разрезания заготовок из твердого сплава, поликристаллического сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора, а также алмазно-твердосплавной пластины с использованием гидроструйной, лазерной, лазерной с охлаждением жидкостью и лазерно-струйной технологий. Проанализированы особенности разрезания двухслойных композиций, включающих слой поликристаллического алмаза на основе из твердого сплава. Показана эффективность гибридного процесса обработки, сочетающей лазерно-струйную и гидроструйную технологии, который позволяет продуктивно выполнять разрезание заготовок требуемого профиля.

Ключевые слова: струйная обработка, гибридная резка, твердый сплав, ПСТМ, алмазно-твердосплавная пластина.

  

УДК 621.922

Т. П. Г. Нгуен
Ханойский университет науки и технологии, г. Ханой, Вьетнам
ntpgiang@gmail.com

Качество обрабатываемой поверхности деталей при черновой обработке материалов различной твердости с помощью сегментированных шлифовальных кругов, произведенных во Вьетнаме (стр. 95–101)

Разработаны сегментированные шлифовальные круги, предназначенные для улучшения шлифовальной способности абразива при прерывистой механической обработке. Сделана оценка режущей способности сегментированных шлифовальных кругов. Коэффициент сегментации h рабочей поверхности сегментированного шлифовального круга определен как отношение общей длины интервалов между сегментами к длине всей окружности круга. Для шлифования незакаленных и закаленных сталей, а также алюминиевых сплавов были использованы пять вариантов разработанных сегментированных шлифовальных кругов с h = 10,91, 16,37, 18,19, 20,01, 21,83 % и один традиционный круг (h = 0 %). Результаты исследования показали, что гладкая поверхность заготовки была получена при использовании сегментированных шлифовальных кругов с h = 18,19 % при обработке незакаленных сталей и с h = 20,01 % при обработке алюминиевого сплава.

Ключевые слова: шлифование, прерывистая механическая обработка, сегментированный шлифовальный круг, шероховатость.

 

 УДК 621.922.34

М. Н. Шейко
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
max-kiev@i.ua

К вопросу теоретического обоснования выбора эффективной формы профиля зерна при моделировании алмазного слоя правящего инструмента. Сообщение 1. Гальваностегия (стр. 102–108)

Дано теоретическое обоснование феномена круглой формы поперечного сечения царапины, усредненного по множеству срезов, производимых отнюдь не круглыми вершинами алмазных зерен правящего инструмента, изготовленного методом гальваностегии и работающего по абразивному материалу шлифовальных кругов. Форма указанного сечения определена как эффективная форма зерна, производящего царапину. Информация о параметрах царапины и их связь с зернистостью алмазного порошка в инструменте необходима для расчета единичных и суммарных сечений срезов, сил правки и шероховатости поверхности изделий, шлифованных абразивными кругами с правкой алмазным роликом.

Ключевые слова: алмазный порошок, правящий инструмент, технология гальваностегии, алмазное зерно, поперечное сечения царапины.

  

УДК 666.233

В. Ю. Долматов
ФГУП “Специальное конструкторско-технологическое бюро “Технолог”, г. Санкт-Петербург, Россия
diamondcentre@mail.ru

Оценка применимости зарядов взрывчатых веществ для синтеза детонационных наноалмазов (стр. 109–113)

Представлен новый метод оценки применимости зарядов взрывчатых веществ для синтеза наноалмазов по кислородному балансу и плотности заряда. Рекомендуемая величина по кислородному балансу – –35–(–60), по плотности заряда – 1,6–1,7 г/см³.

Ключевые слова: взрывчатые вещества, детонационные наноалмазы, заряды взрывчатых веществ, кислородный баланс, плотность заряда взрывчатых веществ.