CC BY
133
Обзорная статья / Rewiew УДК 621.785.54
DOI: 10.21285/1814-3520-2017-5-10-23
КРАТКИЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТ В ОБЛАСТИ ПЛАЗМЕННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
© М.В. Гречнева1
Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ статьи - проанализировать работы в области плазменного поверхностного упрочнения металлов и сплавов, выполненные в России различными авторами. МЕТОДЫ. Автором выполнен аналитический обзор. Проведены металлографические исследования структуры упрочненного слоя. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Рассмотрены основные направления исследований и полученные разными авторами результаты. Проанализированы особенности плазменного поверхностного упрочнения сталей и сплавов для различных технологических способов (закалка, термоциклирование, модифицирование, цементация, азотирование, нитроцемента-ция). Выполнен анализ работ, посвященных пятну нагрева при плазменном упрочнении металлов без оплавления поверхности. Представлены сравнительные характеристики различных способов поверхностного упрочнения: лазерный, электронный луч, плазменная дуга. Проведен анализ технологий плазменного упрочнения, внедренных в различные сферы промышленности. Рассмотрены установки плазменного упрочнения гребней колесных пар и боковой поверхности рельса. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что плазменное упрочнение по технико-экономическим показателям является более перспективным способом по сравнению с лазерным и электронно -лучевыми технологиями упрочнения. Намечены перспективные направления повышения износостойкости деталей машин и инструментов.
Ключевые слова: плазма, поверхностное упрочнение, плазменная закалка, аустенит, система «колесо-рельс», установка плазменной закалки.
Формат цитирования: Гречнева М.В. Краткий анализ результатов работ в области плазменного поверхностного упрочнения сталей и сплавов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 5. С. 10-23. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-5-10-23
A BRIEF ANALYSIS OF THE RESULTS OF WORKS IN THE FIELD OF STEEL AND ALLOY PLASMA SURFACE
HARDENING
M.V. Grechneva
Irkutsk National Research Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.
ABSTRACT. The PURPOSE of the paper is to analyze the works in the field of plasma surface hardening of metals and alloys performed in Russia by various authors. METHODS. An analytical review and metallographic studies of the hardened layer structure have been carried out. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The article considers the main directions of research and the results obtained by different authors. The features of plasma surface hardening of steels and alloys have been analyzed for various technological methods (hardening, thermal cycling, modification, cased-hardening, nitrogenization, nitrocarburization). The works dealing with the heating spot under surface fusion-free plasma hardening of metals have been analyzed. Comparative characteristics of various methods of surface hardening including a laser, an electron beam and a plasma arc have been presented. The analysis of plasma hardening technologies used in different industries has been performed. Installations for plasma hardening of wheel set flanges and rail lateral surface have been considered. CONCLUSION. Plasma hardening is shown to be a more promising method of hardening as compared with the technical and economic performances of laser and electron beam technologies. Prospective directions of improving wear resistance of machine and tool parts are outlined.
Keywords: plasma, surface hardening, plasma hardening, austenite, wheel-rail system, installation for plasma hardening
For citation: Grechneva M.V. A brief analysis of the results of works in the field of steel and alloy plasma surface hardening // Proceedings of Irkutsk State Technical University. Vol. 21 no. 5, pp. 10-23. (in Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-5-10-23
Гречнева Мария Васильевна, кандидат технических наук, доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов, e-mail: mgrech@irk.ru
Maria V. Grechneva Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Engineering Technologies and Materials, e-mail: mgrech@irk.ru
©
Введение
Развитие науки и техники в XXI в. связано не только с получением новых материалов и технологий, но и с решением актуальных вопросов промышленного производства, сохранения ресурсов. Эти вопросы возможно решить с помощью увеличения срока службы материалов, из которых изготовлены детали машин и инструментов. Традиционные технологии термической и химико-термической обработки деталей машин и инструментов предназначены для объемной обработки поверхности и не позволяют выполнять локальную обработку быстроизнашиваемых участков2. Современные технологии поверхностного упрочнения металлов и сплавов с использованием концентрированных потоков энергии (КПЭ), таких как лазерный луч3 [1, 2], электронный луч [3], плазменная дуга [4-6], характеризуются высокими скоростя-
ми нагрева и охлаждения, кратковременностью и локальностью воздействия на металл. Основные требования со стороны промышленных предприятий при использовании новых упрочняющих технологий на базе КПЭ связаны с повышением прочности, износо- и коррозионной стойкости деталей машин и инструментов3 [2, 5, 7]. Имеющиеся в литературе сведения дают противоречивую информацию о перспективах внедрения технологий упрочнения в различные отрасли3 [1-4, 5, 6]. Каждый из авторов той или иной технологии дает субъективную оценку перспективности своей разработки, находя недостатки в других способах упрочнения. Кроме того, теория и практика обработки металлов концентрированными потоками энергии еще далеки от совершенства.
Анализ теоретических работ
Одними из первых в СССР работ по концентрированным потокам энергии, в частности, по плазменному поверхностному упрочнению, были выполнены в Иркутском политехническом институте под руководством профессора В.Н. Матханова. В первых работах3 [3, 5, 6, 8, 9] особенности нагрева и охлаждения металлов и сплавов КПЭ лишь констатировались без дальнейшего исследования. Принципиально новых структур и фаз в металлах при экстремальных скоростях нагрева и охлаждения по сравнению с печной термообработкой, закалкой ТВЧ, сваркой обнаружено не было. Получаемые структуры в зоне воздействия внешне практически не отличались от традиционных, наблюдаемых в оптических и электронных микроскопах [8, 9], и, по мне-
нию авторов, в целом все выглядело соответствующим классической теории фазовых и структурных превращений. В то же время отмечалась высокая твердость и степень дисперсности образующихся структур, неоднородность их распределения по ширине и глубине поверхностного слоя3 [3, 5, 6, 8, 91.
В работах3 [3, 8, 9] были выдвинуты новые гипотезы фазовых превращений с позиции неравновесной термодинамики и приведены результаты соответствующих экспериментальных исследований. В работах [6-9] была предпринята попытка построения физической основы теории и практики плазменного поверхностного упрочнения. В частности, авторы работ [6, 7] ограничились лишь повторением об-
Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов: учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1985. 256 с. / Lakhtin Yu.M., Arzamasov B.N. Chemical and thermal treatment of metals. Moscow, Metallurgy Publ., 1985. 256 p.
3Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Методы поверхностной лазерной обработки: учеб. пособие для вузов: в 7 кн. М.: Высш. шк., 1987. Кн. 3. 191 с. / Grigoriants A.G., Safonov A.N. Methods of surface laser treatment. Мoscow, Higher School Publ., 1987, book 3, 191 p.
щей схемы описания структур поверхностного слоя, принятой для лазерного поверхностного упрочнения.
В работах [8, 9] впервые сформулированы общие вопросы плазменного упрочнения, поставлены цели исследований и намечены задачи, требующие решения для успешного внедрения в производство реальных технологий плазменного упрочнения. В этих работах отмечен важный факт, что поверхностное упрочнение КПЭ металлов - это не классическая объемная термообработка со стабильными критическими точками Ас1 и АС3, стадией гомогенизации, критическими скоростями охлаждения, термокинетическими диаграммами и т.д. Теоретические концепции, принятые для классической термообработки металлов, используются при анализе процессов структурообразования в поверхностном слое металла только в качестве ориентира для исследования и дальнейшей интерпретации результатов [5, 7]. Плазменное упрочнение - это не процесс сварки с расплавленной ванной металла и зоной термического влияния, несмотря на сходство источников нагрева и кажущуюся близость физико-химических процессов в зоне термического влияния.
Поверхностное упрочнение металлов КПЭ - это междисциплинарная отрасль научных исследований имеющая, с одной стороны, много общего с отмеченными основными процессами, а с другой стороны - принципиальные отличия и закономерности [8]. Примером отличий являются плавающие критические точки Ас1 и Асз, зависящие от скорости нагрева; отсутствие выдержки при максимальной температуре нагрева; плотность теплового потока на поверхности 103-109 Вт/см2 и время воздействия 10-6-10-1 с; скорости охлаждения поверхностного слоя металла 103-107 °С/с [5, 6, 8, 9].
Ряд работ по плазменному упрочне-
нию направлен на решение узкой технологической задачи повышения твердости конкретной марки стали, из которого изготовлена та или иная деталь4 [5-7, 10-13]. Большая часть работ в этой области выполнена на оборудовании [5-7], имеющем принципиальные конструктивные и технологические особенности: плазмотроны с межэлектродными вставками [6], с пористым анодом [5], разные плазмообразую-щие газы и среды4 [5, 7, 11 ]; разные технологические режимы - струя или дуга прямой или обратной полярности [5, 13, 14], трехфазная дуга, вакуумная дуга и т.д.; техника исполнения - с магнитным или механическим расширением струи (дуги) [5, 6, 12, 13], стелющаяся или отраженная плазменная струя [8, 9] и т.д.
Анализ работ в области поверхностного модифицирования. Отдельным направлением работ в области плазменного упрочнения металлов и сплавов является поверхностное модифицирование и легирование с использованием плазмо-образующих газов, паст и обмазок4 [5, 10, 12, 15]. В работах по плазменному азотированию поверхностного слоя4 [5] рассмотрены структуры и фазы нитридного слоя, образующегося в процессе газового азотирования как с оплавлением поверхности, так и без оплавления. Показано, что азотированные слои на низкоуглеродистых сталях обладают высокой износостойкостью. Использование твердых паст и обмазок подробно рассмотрено в работах [5, 12, 15], где приведены структуры цементированного слоя для низкоуглеродистых сталей с распределением микротвердости по глубине. Использование жидких сред в качестве носителей легирующих элементов при плазменном поверхностном упрочнении рассмотрено в работах [5, 11].
Проводя плазменное упрочнение через жидкую среду, есть возможность насыщать поверхностный слой различными
4Петухов А.В. Повышение эксплуатационных свойств деталей машин и инструмента поверхностным легировани-
ем из плазмы: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Иркутск, 1990. 36 с. / Petukhov A.V. Improving machine parts and
tools operational properties by surface doping from plasma: author's abstract of the Candidate's Dissertation in technical
sciences. Irkutsk, 1990, 36 p.
легирующими элементами (азот, углерод, бор, кремний и т.д.), а также снижать остаточные деформации и напряжения [5, 11]. Особую важность при проведении плазменного поверхностного модифицирования и легирования металлов и сплавов представляет наводороживание поверхностного слоя [5, 16, 17]. Известно2 [5, 16, 17], что водород снижает трещиностойкость сварных соединений, а в условиях отрицательных температур способствует хрупкому разрушению деталей машин и инструментов. При поверхностном упрочнении, когда упрочненный слой обладает повышенной прочностью и низкой пластичностью [6, 8, 9, 13], даже небольшое содержание диффузионно-подвижного водорода повышает вероятность хрупкого разрушения и интенсивного трещинообразования в процессе трения [5, 16, 17]. В работах [16, 17] приведены количественные значения по диффузионно-подвижному водороду для каждого способа плазменного поверхностного упрочнения и предложены мероприятия по снижению содержания водорода в упрочненном слое [5, 13].
Анализ работ по плазменной циклической обработке металлов. Термоциклическая обработка металлов с использованием печного или ТВЧ нагрева -известный технологический процесс2 [1, 2]. Плазменное циклическое упрочнение рассмотрено в работе [13], где приведены исследования по изменению структуры в упрочненном слое в зависимости от количества циклов нагрева для углеродистых и легированных сталей. Приведены результаты испытаний на износостойкость большого количества марок сталей и чугуна. В этой работе раскрывается механизм струк-турообразования в упрочненном слое в процессе многоциклового нагрева и охлаждения, способствующего получению структур полной закалки в упрочненном слое. Более подробно вопрос структурооб-разования при плазменном упрочнении рассмотрен в работах [18, 19]. В работе [19] авторы делают выводы о параметрах технологического процесса по конечной структуре упрочненного слоя. В работе [18] рас-
сматривается кинетика роста и охлаждения аустенита в процессе плазменного нагрева и аргументируется, что скорость нагрева существенно влияет на размер аустенитно-го зерна: чем выше скорость плазменного нагрева, тем меньший размер аустенитного зерна при нагреве, следовательно, при охлаждении получается высокодисперсный мартенсит. В связи с этим предложенные в работе [13] технологические термограммы позволяют регулировать рост зерна аустенита.
Авторы работ [7, 19], исследуя структуру закаленных углеродистых сталей после плазменной закалки, фиксируют большое количество остаточного аустенита в упрочненном слое. По их мнению, это связано с незавершенностью процесса закалки. Результаты работы [18] показывают, что для регулирования доли остаточного аустенита необходимо использовать циклическую обработку [13]. В развитие результатов работ по плазменному поверхностному легированию металлов и сплавов4 [10, 12, 15] в публикациях [5, 13] предлагается термоциклическое диффузионное насыщение металлов.
Анализ работ по пятну нагрева. В большинстве работ по плазменному упрочнению4 [5-7, 12, 17-19] отмечается важная роль пятна нагрева, так как от этого зависят процессы структурообразования в поверхностном слое металла [8, 9, 18]. Плотность теплового потока на поверхности изделия, как показывает анализ работ по различным способам обработки КПЭ (лазерный3 [1-3] и электронный лучи [4], плазменная дуга [5-7] или струя [6]), является ключевым параметром практической технологии. В работах [8, 9, 13, 18] отмечается, что от плотности теплового потока при плазменном нагреве зависят кинетика роста и распада аустенита в упрочненном слое и диффузионные процессы при проведении поверхностного легирования [11, 12, 15]. В работах [20, 21] показано, что пятно нагрева при плазменной обработке поверхности металла имеет неравномерное распределение температуры. Это свойственно и другим концентрированным
источникам нагрева3 [1-4]. Визуализация анодной области при помощи скоростной съемки показывает не только распределение температуры по пятну нагрева, но и позволяет оценить распределение температуры плазменной дуги [20, 21]. С целью устранения этой неравномерности используют магнитное сканирование плазменной дуги [5, 7, 13], сканирование лазерного и электронного лучей3 [1-4], достигая при этом как устранения неравномерности по пятну нагрева, так и получения широких дорожек упрочнения. Детальное исследование пятна нагрева при плазменном упрочнении с использованием высокоскоростной цифровой камеры [20, 21] выявило иерархичность анодного пятна в пространстве и времени в зависимости от режимов упрочнения. Эти особенности анодных пя-
тен первого и второго типа необходимо учитывать при разработке конкретных технологических процессов4 [5, 7-9, 11, 13, 14]. Это также важно учитывать при плазменном термоциклированиии [13] и плазменной цементации из твердой и газовой фаз4 [5, 15], так как различные типы анодных пятен влияют на процессы структурообразо-вания и насыщение поверхности легирующим элементом [22]. Для упрочнения на обратной полярности [14] необходимы дополнительные исследования воздействия катодных пятен с использованием методики, приведенной в работах [20, 21]. Первые шаги в этом направлении сделаны в работах [22, 23], где предложена новая расчет-но-экспериментальная методика определения действительного пятна нагрева при плазменном упрочнении.
Сравнительная оценка различных способов поверхностного упрочнения
В промышленности начинают применяться технологии электронно-лучевого упрочнения металлов с использованием углеродосодержащих паст и обмазок [5-7]. В отличие от этого способа плазменная цементация [5, 12, 15, 24] возможна как в режиме микрооплавления поверхности [20, 21], так и без него, что недостижимо для способов электроннолучевого легирования. Визуализация процесса плазменного поверхностного упрочнения в режиме дуги показала, что для каждой марки стали существует диапазон режимов, когда оплавления поверхности не происходит [20, 21].
Представленная информация показывает конкурентоспособность технологии плазменного поверхностного упрочнения металлов и сплавов в сравнении с другими источниками концентрированной энергии. В то же время отмеченная разнородность
технологий и оборудования для плазменной обработки приводит к противоречивой информации о процессах структурообразо-вания в поверхностном слое металла [3, 5, 7, 18]. Результаты сравнительной оценки различных способов поверхностного упрочнения в работах [5, 8, 9, 13, 18], суммированные в работе [8], приведены на рис. 1 и в табл. 1-3. Рассмотренные выше результаты теоретических и экспериментальных работ в области плазменного упрочнения представляют задел для разработчиков конкретных технологий поверхностного упрочнения деталей машин и инструментов. В частности, в работах [25, 26] рассмотрены вопросы упрочнения конкретных деталей из сталей 30ХГСА, 40Х, 45, 65, 65Г. Результаты эксплуатационных испытаний показали существенное повышение срока службы.
Практические результаты
Для железнодорожного транспорта актуальны методы повышения износостойкости колеса и рельса [27], математическое моделирование динамики подвижного со-
става [28, 29]. Большие объемы работ в этих направлениях выполняются в ИрГУПСе и ИРНИТУ. В ИрГУПСе на протяжении многих лет разрабатываются новые
а b c
Рис. 1. Сравнение микроструктур мартенсита в упрочненном слое стали 65Г: а - при электронной; b - лазерной и плазменной закалке; c - в режиме дуги [10] (верхний снимок в углу РЭМ, общий снимок ПЭМ) Fig. 1. Comparison of martensite microstructures in the hardened layer of 65G steel:
a - under electron hardening; b - under laser and plasma hardening; c - in the arc mode [10] (the top picture in the SEM corner, the general TEM picture)
Таблица 1
Сравнение твердости стали 40,45 для различных способов поверхностнoго упрочнения КПЭ [8]
Table 1
Comparison of 40,45 steel hardness for different methods of surface hardening by a concentrated energy flow (CEF) [8]
Способ упрочнения/ Hardening method Микротвердость упрочненного слоя / Microhardness of the strengthened layer
исходная / Initial после закалки / After hardening
Плазменная дуга / Plasma arc [39, 46, 51, 61] 3 500-3 800 7 200—7 800
Лазерная закалка / Laser hardening [2—8, 13, 14] 3 500-3 800 7 250—7 900
Электронный луч / Electronic beam [4, 32] 3 500-3 800 7 300—8 000
ТВЧ-закалка / HFC hardening [10, 11] 3 500-3 800 6500—7100
Таблица 2
Основные энергетические параметры КПЭ для способов упрочнения [8]
Table 2
CEF basic energy parameters for hardening methods [8]
Источник нагрева / Source of heating Мощность, Вт / Power, W Плотность мощности энергии, Вт/см2 / Power density, W/sm2 Минимальная площадь нагрева, см2 / Minimal heating area, sm2 Эффективный КПД нагрева / Effective heating efficiency
Мин. / Min Макс. / Max. Мин. / Min Макс. / Max
Плазменная дуга / Plasma arc [39, 46—48] 10 105 5х102 4х106 10-4 0,65—0,75
Плазменная струя/ Plasma jet [41, 42] 102 104 102 103 10-2 0,35—0,45
Лазерный луч* / Laser beam [1—8] 10 106 102 1010 10-8 0,15—0,35
Электронный луч / Electronic beam [4] 10 106 5х102 1017 10-8 0,85—0,90
Примечание / Note. *В импульсном режиме плотность мощности достигает порядка 10 -10 , мощность 1012—1013 Вт / In the pulsed mode, the power density reaches the order of 1012-1016 , power reaches 1012-1013 W.
Таблица 3
Технико-экономические параметры способов упрочнения КПЭ среднеуглеродистых сталей (сталь 40, 45, 55) [8]
Table 3
Technical and economic parameters of CEF hardening methods of medium-carbon steels
(steel 40 1, 45, 55). Source of information [8]
Параметр/ Parameter Плазменная дуга / Plasma arc Луч / Beam
лазерный / laser электронный / electronic
Структура упрочненного слоя / Hardened layer structure М-Т-С-Ф-П -Ост. А М-Т-С-Ф-П - Ост. А М-Т-С-Ф-П -Ост. А
Глубина упрочнения, мм / Depth of hardening, mm 1,5-4 [38] 1,5-1,8 [5, 6] 1,5-5 [4, 32]
Твердость упрочненного слоя, МПа / Hardness of the strengthened layer, MPa [1-8, 39, 41, 42] 7 200 7 400 7 400
Стабильность твердости по ширине и глубине / Hardness stability in width and depth [1-8, 39, 41] Высокая / High Высокая / High Высокая / High
Эффективный КПД нагрева / Effective heating efficiency [1-8, 41, 42] 0,65-0,75 0,15-0,35 0,85-0,90
Капитальные затраты на оборудование, млн долл. США / Equipment capital cost, mln USD [5, 6, 45] 0,05-0,1 0,8-1,9 1,3-2,8
Текущие затраты на 1 пог. м, долл. США / Current expenditures per1 lineal meter, USD [5, 6, 45] 1-3 5-8 7-10
Квалификация рабочих / Qualification of workers Средняя / Medium Высокая / High Высокая / High
Биологическая и радиационная безопасность / Biological and Radioactive Safety Нет / No Да / Yes Да / Yes
Культура производства в местах внедрения/ Production culture in the places of introduction Средняя / Medium Высокая / High Высокая / High
Примечание /Note. M - мартенсит, T - троостит, С - сорбит, Ф - ( зеррит, П - перлит, Ост. А - остаточный аусте-
нит / M - martensite, T- troostite, C - sorbitol, Ф - ferrite, П - perlite, Ост. A - residual austenite.
составы рельсовых сталей (С.С. Черняк, А.П. Хоменко, Л.В. Тужилина и др.), моделируется динамика подвижного состава (С.В. Елисеев, В.Е. Гозбенко, С.К. Карга-польцев и др.), внедряются в железнодорожную отрасль современные способы восстановления, упрочнения и контроля качества деталей подвижного состава (А.Е. Неживляк, А.В. Лившиц, Н.А. Корче-вин, Б.И. Китов и др.). Важные практические результаты получены при упрочнении трибосистемы колесо - рельс, где интен-
сивно изнашиваются как железнодорожные рельсы, так и колеса [26, 30]. Проведенные исследования [26, 30, 31] показали, что после плазменного упрочнения срок службы боковой поверхности рельса увеличивается в 3 раза. На основании проведенных исследований [5, 8, 9, 18, 26, 30-32] группа авторов разработала экспериментальную установку плазменного поверхностного упрочнения боковой поверхности рельса [31]. Установка прошла промышленные испытания, которые показали высокие экс-
плуатационные свойства рельсов, прошедших плазменное упрочнение и уложенных в путь [26]. В работах [26, 32, 33] рассмотрены вопросы наноструктурирования и упрочнения углеродными нанодобавками деталей машин и инструментов.
Впервые эффект наноструктуриро-вания поверхностного слоя после плазменной закалки был обнаружен при разработке технологии плазменного упрочнения рельсов непосредственно в пути [34] и детально рассмотрен в работах [30, 32, 33]. Показано, что введение нанодисперсных добавок существенно снижает размеры центров кристаллизации при различных технологических методах обработки металлов. Нано-структурирование поверхностного слоя металла в процессе плазменного упрочнения зависит от режимов плазменного нагрева и определяется плотностью теплового потока в пятне нагрева [13, 18, 20, 21]. В работах [30, 32, 33, 35] предложены новые технологические приемы нагрева деталей машин и инструментов, позволяющие на наноуровне структурировать поверхностный слой металла.
В развитие этой темы выполнен комплекс подготовительных работ и исследований [5, 8, 9, 13, 18, 26, 30, 31] с целью разработки конкретной технологии плазменного упрочнения гребня бандажа электровоза [36, 37]. Визуализация поверхности гребня в процессе плазменного упрочнения по методике [20, 21] позволила внести конструктивные изменения в узел позиционирования плазмотрона и обеспечила дальнейшую автоматизацию процесса [37, 38]. На протяжении более двух десятилетий по всей территории России проводится плазменное поверхностное упрочнение гребней колесных пар с реальным экономическим эффектом свыше 100 млн руб. в год [36, 39].
Отметим, что в 1989 г. первая в мире установка для плазменного упрочнения гребней колесных пар (рис. 2) была разработана в Иркутском политехническом институте под руководством А.Е. Балановско-го [39, 40]. Технологический процесс прошел апробацию на различных дорогах РФ,
где отрабатывались различные технологические варианты [39, 41, 42]. По мере дальнейшего внедрения этой технологии в различных депо России на рынке появились другие производители установок плазменного упрочнения гребней колесных пар подвижного состава. Комплексная технология контроля гребней бандажей после плазменного упрочнения [37, 38, 41, 43], проведенная с различными типами плазменного оборудования на различных железных дорогах РФ, показала, что работники депо в основном освоили оборудование для плазменного упрочнения, а разработчики усовершенствовали слабые места установок.
Результаты внедрения плазменной технологии на сети дорог РФ показывают увеличение пробега колесных пар после плазменного упрочнения до 180-200 тыс. км по сравнению с 30-40 тыс. км для не-упрочненных колес [39, 41, 43]. Технологии плазменного поверхностного упрочнения гребней колесных пар [40, 43] и боковой поверхности рельса [5, 43] (рис. 3) внедрены на предприятиях железнодорожного транспорта РФ и Монголии при использовании современных методов исследования [20, 21, 30, 44, 45].
Существенных успехов добились разработчики плазменных технологий при их внедрении в производство инструмента и оснастки из специальных сталей [46] и заготовительное производство [47, 48]. Стойкость инструмента, прошедшего плазменную закалку режущей части, повышается в 2 раза4 [5, 11, 13, 46, 47]. Новыми направлениями применения плазменной технологии является поверхностное рафинирование металлов [49], модифицирование металлов [33], применение активирующих флюсов из отходов металлургического и химического производства [50]. Большие перспективы для железнодорожной отрасли открываются при использовании технологий лубрикации деталей подвижного состава в системе колесо - рельс и развитие методов математического моделирования динамики подвижного состава.
^Ш
Рис. 2. Установка плазменного упрочнения гребней колесных пар [44] (Фото из архива разработчика А.Е. Балановского) Fig. 2. Installation for plasma hardening of wheel set flanges [44] (Photo from the archives of A.E. Balanovsky, the designer)
а b
Рис. 3. Установка для плазменного упрочнения ПУР-1 боковой поверхности рельса верхнего строения пути [35, 47]: а - общий вид установки; б - процесс плазменного упрочнения Fig. 3. ПУР-1 installation for plasma hardening of the lateral surface of the track superstructure rail [35, 47]: а - a general view of the installation; б - process of plasma hardening
Заключение
В приведенном обзоре кратко освещена история развития исследований в области поверхностного плазменного упрочнения в Иркутском политехническом институте (ныне ИРНИТУ) и представлено их современное состояние, внедрение результатов и перспективы. Основные российские разработчики технологий плазменного поверхностного упрочнения - коллективы, возглавляемые А.Е. Балановским (Иркутск) и В.А. Коротковым (Нижний Тагил). Каждый
из этих коллективов обладает уникальными знаниями в этой области и технологиями плазменного упрочнения деталей машин и инструментов. Коллективом под руководством В.А. Короткова разработано множество технологий плазменного упрочнения деталей горнодобывающего и металлургического оборудования, что нашло отражение в многочисленных публикациях в открытой печати.
Признанным специалистом в России в области плазменного упрочнения деталей железнодорожного транспорта, в частности рельса и бандажа, является А.Е. Баланов-ский. Им впервые разработано оборудование и технология для плазменного поверхностного упрочнения гребней колесных пар под электровозом, не имевшая на тот момент аналогов в мире. Благодаря разработанному оборудованию и технологии плазменного упрочнения гребней колесных пар, впоследствии внедренных в 42 локомотивных депо РФ, удалось получить реальный экономический эффект в размере 500 млн руб. Это оборудование также успешно работает на предприятиях Монголии, Китая, Казахстана, Японии.
Библиогр^
1. Чудина О.В. Комбинированные методы поверхностного упрочнения сталей с применением лазерного нагрева. Теория и технология. М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2003. 248 с.
2. Майоров В.С. Лазерное упрочнение металлов. В кн.: Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок / под ред. В.Я. Панченко. М.: Физматлит, 2009. С. 439-469.
3. Полетика И.М., Голковский М.Г., Перовская М.Б. Электронно-лучевая закалка поверхностного слоя стали вне вакуума // Физическая мезомеханика. 2006. № 9. С. 181-184.
4. Гречнева М.В. Краткий анализ состояния технологий плазменного поверхностного упрочнения сталей и сплавов в РФ // International conference on modern researches in science and technology. Conference Proceedings. Scientific public organization «Professional science» (Berlin, 31 января 2017 г.). Berlin, 2017. Р. 14-34.
5. Балановский А.Е. Плазменное поверхностное упрочнение металлов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 180 с.
6. Лещинский Л.К., Самотугин С.С., Пирч И.И., Комар В.И. Плазменное поверхностное упрочнение. Киев: Техника, 1990. 109 с.
7. Коротков В.А., Бердников А.А., Толстов И.А. Восстановление и упрочнение деталей и инструмента плазменными технологиями. Челябинск: Металл, 1993. 144 с.
8. Балановский А.Е. Основные вопросы теории плазменного поверхностного упрочнения металлов (Обзор. Часть 1) // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. № 12 (132). С. 18-30.
9. Балановский А.Е. Основные вопросы теории плазменного поверхностного упрочнения металлов (Обзор. Часть 2) // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 1. С. 25-34.
В настоящем обзоре использованы в основном публикации этих двух и других коллективов. Зарубежные публикации по данной тематике в открытой печати найти трудно. Имеются многочисленные работы в области плазменного упрочнения, выполняемые на Украине под руководством С.С. Самотугина (Донецк, Мариуполь) и С.В. Петрова (Киев). В Европе и США промышленные предприятия широко внедряют технологии лазерной закалки деталей машин и инструментов. Приведенные технико-экономические показатели технологии плазменного упрочнения показывают ее неоспоримые преимущества по сравнению с лазерными и электронно-лучевыми технологиями.
кий список
10. Kondrat'ev V.V., Balanovskii A.E., Ivanov N.A., Er-shov V.A., Kornyakov M.V. Evaluation of the Effect of Modifier Composition with Nanostructured Additives on Grey Cast Iron Properties // Metallurgist. 2014. Vol. 58. No 5-6. P. 377-387.
11. Гречнева М.В. Плазменное упрочнение металлов в жидких средах // Сварочное производство.
1992. № 7. С. 8-12.
12. Скрипкин А.А., Нецветаев В.А., Щербаков В.Е., Миненко Н.Ю. Получение теплостойких слоев на стали 20 с использованием плазменного нагрева // Сварочное производство. 1992. № 11. С. 15-17.
13. Балановский А.Е., Нестеренко H.A. Плазменное циклическое упрочнение сталей // Сварочное производство. 1992. № 11. С. 19-20.
14. Балановский А.Е. Упрочнение поверхности катода при взаимодействии с катодными пятнами дугового разряда // Теплофизика высоких температур.
1993. Т. 31. № 2. С. 328-330.
15. Ву Ван Гюи. Плазменная цементация углеродистых сталей с использованием паст в твердой фазе // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2015. Т. 1. № 1. С. 205-211.
16. Балановский А.Е., Нестеренко H.A. Проблема водорода при плазменном поверхностном упрочнении // Сварочное производство. 1992. № 11. С. 13-15.
17. Балановский А.Е., Нестеренко H.A. Наводорожи-вание поверхностного слоя металла при плазменном легировании из твердой фазы // Известия вузов. 1992. № 10. С. 39-40.
18. Балановский А.Е. Оценка зерна аустенита при плазменном поверхностном упрочнении среднеуг-леродистых сталей // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. № 6. С. 27-32.
19. Бердников А.А., Филиппов М.А., Студенок Е.С. Структура закаленных углеродистых сталей после плазменного поверхностного нагрева // Металлове-
дение и термическая обработка металлов. 1997. № 6. С. 2-4.
20. Балановский А.Е. Визуализация процесса нагрева и плавления металла в анодной области при дуговом разряде с неплавящимся электродом // Теплофизика высоких температур. 2016. Т. 54. № 5. С. 1-8.
21. Балановский А.Е. Возможности цифровой визуализации процесса нагрева и плавления металла при дуговом разряде с неплавящимся электродом // Сварочное производство. 2016. № 6. С. 31-39.
22. Балановский А.Е., Ву Ван Гюи. К вопросу определения пятна нагрева при плазменной поверхностной обработке // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): материалы VI Всерос. науч.-технич. конф. с междунар. участием (Иркутск, 25-27 апреля 2016 г.). Иркутск, 2016. С. 113-122.
23. Ву Ван Гюи., Балановский А.Е. Пароводяная плазменная цементация в твердой фазе на установке MULTIPLAZ 3500 // Инновации в науке. 2015. № 51 (1). С. 95-102.
24. Исхакова Г.А. Исследование микроструктуры и механических свойств стали 45 после плазменного термоупрочнения // Электронная обработка материалов. 1987. № 5. С. 24-27.
25. Коротков В.А., Баскаков Л.Б., Толстов И.А. Восстановительная наплавка и упрочнение роликов рольгангов // Сварочное производство. 1991. № 3. С. 31-33.
26. Балановский А.Е., Гречнева М.В., Ву Ван Гюи. Исследование структуры рельсовой стали после плазменного поверхностного упрочнения // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. № 11. С. 23-32.
27. Медведев С.И., Гречнева М.В., Балановский А.Е. Металлографические исследования и эксплуатационные испытания железнодорожных рельсов, упрочненных плазменной обработкой // Ползунов-ский альманах. 2014. № 2. С. 71-76.
28. Гречнева М.В., Медведев С.И., Неживляк А.Е. Снижение бокового износа железнодорожных рельсов при помощи плазменного поверхностного упрочнения // Вестник ИрГТУ. 2010. № 6 (46). С. 29-34.
29. Гречнева М.В., Толкачев С.А., Владимирцев И.К. Повышение износостойкости деталей горных машин // Вестник ИрГТУ. 2011. № 12 (59). С. 26-29.
30. Балановский А.Е. Конец системы колесо - рельс и вновь начало. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. 1011 с.
31. Медведев С.И., Неживляк А.Е., Гречнева М.В., Балановский А.Е., Ивакин В.Л. Определение оптимальных режимов плазменного упрочнения боковой поверхности рельса на опытной установке ПУР-1 // Сварочное производство. 2014. № 8. С. 28-36.
32. Коротков В.А., Ананьев С.П., Шур В.Я., Шишкин Е.И. Наноструктурирование стали плазменной дугой // Технология машиностроения. 2011. № 4. С. 1-5.
33. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Балановский А.Е.,
Иванчик Н.Н., Карлина А.И. Улучшение свойств серого чугуна кремнийдиоксид и углеродными наноструктурами // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2016. Т. 9. № 5. С. 671-685.
34. Балановский А.Е. Поверхностное упрочнение рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2005. № 11. С. 38-40.
35. Самотугин С.С. Муратов В.А, Ковальчук А.В. Плазменное упрочнение инструментов кольцевой формы // Металловедение и термическая обработка металлов. 1997. № 10. С. 2-5.
36. Балановский А.Е. Основные вопросы теории плазменного поверхностного упрочнения металлов (Обзор. Часть 3) // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 2. С. 20-30.
37. Балановский А.Е. Плетников И.А. Комплексная оценка качества технологии плазменного поверхностного упрочнения бандажей локомотивов. Часть
1 // Сварка и диагностика. 2012. № 3. С. 45-50.
38. Балановский А.Е., Плетников И.А.. Комплексная оценка качества технологии плазменного поверхностного упрочнения бандажей локомотивов. Часть
2 // Сварка и диагностика. 2012. № 4. С. 46-50.
39. Балановский А.Е. Результаты внедрения технологии плазменного упрочнения на ВСЖД // Железнодорожный транспорт. 2006. № 4. С. 28-32.
40. Пат. № 95666, Российская Федерация. Установка для упрочнения колесных пар железнодорожного состава / А.Е. Балановский, В.Е. Цой; заявитель и патентообладатель НП НЦРИТ; опубл. 10.07.2010, Бюл. № 24. 34 с.
41. Балановский А. Е. Плетников И. А. Комплексная оценка качества технологии плазменного поверхностного упрочнения бандажей локомотивов. Часть
3 // Сварка и диагностика. 2012. № 5. С. 49-55.
42. Medvedev S.I., Nezhivlyak A.E., Grechneva M.V., Balanovsky A.E., Ivakin V.L. Optimization of plasma hardening conditions of the side surface of rails in PUR-1 experimental equipment // Welding International. 2015. Vol. 29. No. 8. P. 643-649.
43. Balanovskii A.E. Visualization of the process of metal heating and melting in the anode zone in an arc discharge with a tungsten electrode // High Temperature. 2016. Vol. 54. No. 5. P. 627-631.
44. Балановский А.Е. Плазменное поверхностное упрочнение металлов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 180 с.
45. Балановский А.Е., Плетников И.А. Плазменное поверхностное упрочнение специальных сталей // Металлургия машиностроения. 2009. № 5. С. 24-30.
46. Балановский А.Е. Плазменные технологии в промышленности: состояния и перспективы // Заготовительное производство в машиностроении. 2007. № 9. С. 32-36.
47. Ву Ван Гюи, Балановский А.Е., Кондратьев В.В. О поверхностном модифицировании стальных литых заготовок при плазменно-дуговом переплаве // Металлургия машиностроения. 2017. № 1. С. 9-15.
48. Иванчик Н.Н., Балановский А.Е., Кондратьев В.В., Тютрин А.А., Кузьмин М.П. Оценка приме-
нения продуктов переработки отходов кремния в качестве ультрадисперсных активирующих флюсов для дуговой сварки // Вестник ИрГТУ. 2016. Т. 20. № 12 (119). С. 165-172. DOI: 10.21285/1814-35202016-12-165-172
49. Балановский А.Е., Ву Ван Гюи. К вопросу определения размера пятна нагрева при плазменной
поверхностной обработке // Упрочняющие технологии и покрытия. 2017. Т. 13. № 2 (146). С. 82-91. 50. Гречнева М.В. Анализ результатов работ в области плазменного поверхностного упрочнения сталей и сплавов в РФ // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование 2017. № 1 (53). С. 48-58.
1. Chudina O.V. Kombinirovannye metody pover-hnostnogo uprochnenija stalej s primeneniem lazernogo nagreva. Teorija i tehnologija [Combined methods of surface hardening of steels with the use of laser heating. Theory and technology]. Moscow, MADI (GTU) Publ., 2003. 248 p. (In Russian)
2. Majorov V.S. Lazernoe uprochnenie metallov. V kn.: Lazernye tehnologii obrabotki materialov: sovremennye problemy fundamental'nyh issledovanij i prikladnyh raz-rabotok [Laser hardening of metals. In: Laser technologies of material treatment: modern problems of fundamental researches and applied developments] / pod red. V.Ja. Panchenko. Moscow, Fizmatlit Publ., 2009. pp. 439-469. (In Russian)
3. Poletika I.M., Golkovskij M.G., Perovskaja M.B. Jel-ektronno-luchevaja zakalka poverhnostnogo sloja stali vne vakuuma [Electron-beam hardening of steel surface layer outside vacuum]. Fizicheskaja mezomehanika [Physical mesomechanics]. 2006, no. 9, pp. 181-184. (In Russian)
4. Grechneva M.V. Kratkij analiz sostojanija tehnologij plazmennogo poverhnostnogo uprochnenija stalej i splavov v RF [Brief analysis of the state of plasma surface hardening technologies for steels and alloys in the Russian Federation]. International conference on modern researches in science and technology. Conference Proceedings. Scientific public organization «Professional science» (Berlin, 31 January 2017). Berlin, 2017, pp. 14-34.
5. Balanovskij A.E. Plazmennoe poverhnostnoe uprochnenie metallov [Plasma surface hardening of metals]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2006. 180 p. (In Russian)
6. Leshhinskij L.K., Samotugin S.S., Pirch I.I., Komar V.I. Plazmennoe poverhnostnoe uprochnenie [Plasma surface hardening]. Kiev, Tehnika Publ., 1990. 109 p.
7. Korotkov V.A., Berdnikov A.A., Tolstov I.A. Voss-tanovlenie i uprochnenie detalej i instrumenta plazmen-nymi tehnologijami [Restoration and hardening of parts and tools by plasma technologies]. Cheljabinsk, Metall Publ., 1993, 144 p. (In Russian)
8. Balanovskij A.E. Osnovnye voprosy teorii plazmen-nogo poverhnostnogo uprochnenija metallov (Obzor. Chast' 1) [The main problems of the theory of plasma surface hardening of metals (Review. Part 1)]. Up-rochnjajushhie tehnologii i pokrytija [Strengthening Technologies and Coatings]. 2015, no. 12, pp. 18-30. (In Russian)
9. Balanovskij A.E. Osnovnye voprosy teorii plazmen-nogo poverhnostnogo uprochnenija metallov (Obzor. Chast' 2) [The main problems of the theory of plasma
surface hardening of metals (Review. Part 2)]. Up-rochnjajushhie tehnologii i pokrytija [Strengthening Technologies and Coatings]. 2016, no. 1, pp. 25-34. (In Russian)
10. Kondrat'ev V.V., Balanovskii A.E., Ivanov N.A., Er-shov V.A., Kornyakov M.V. Evaluation of the Effect of Modifier Composition with Nanostructured Additives on Grey Cast Iron Properties. Metallurgist, 2014, vol. 58, no. 5-6, pp. 377-387.
11. Grechneva M.V. Plazmennoe uprochnenie metallov v zhidkih sredah [Plasma hardening of metals in liquid media]. Svarochnoe proizvodstvo [Welding]. 1992, no. 7, pp. 8-12. (In Russian)
12. Skripkin A.A., Necvetaev V.A., Shherbakov V.E., Minenko N.Ju. Poluchenie teplo-stojkih sloev na stali 20 s ispol'zovaniem plazmennogo nagreva [Obtaining heat-resistant layers on 20c steel by plasma heating]. Svarochnoe proizvodstvo [Welding]. 1992, no. 11, pp. 15-17. (In Russian)
13. Balanovskij A.E. Nesterenko H.A. Plazmennoe cikli-cheskoe uprochnenie stalej [Plasma cyclic hardening of steels]. Svarochnoe proizvodstvo [Welding]. 1992, no. 11, pp. 19-20. (In Russian)
14. Balanovskij A.E. Uprochnenie poverhnosti katoda pri vzaimodejstvii s katodnymi pjatnami dugovogo razr-jada [Strengthening of cathode surface in interaction with cathode spots of arc discharge]. Teplofizika vysokih temperature [Thermal physics of high temperatures]. 1993, vol. 31, no. 2, pp. 328-330. (In Russian)
15. Vu Van Gjui. Plazmennaja cementacija uglerodistyh stalej s ispol'zovaniem past v tverdoj faze [Plasma car-burizing carbon steel in solid phase using pastes]. Vestnik nauki i obrazovanija Severo-Zapada Rossii [Journal of Science and Education of North-West Russia]. 2015, vol. 1, no. 1, pp. 205-211. (In Russian)
16. Balanovskij A.E., Nesterenko H.A. Problema vodoroda pri plazmennom poverhnostnom uprochnenii [The problem of hydrogen in plasma surface hardening]. Svarochnoe proizvodstvo [Welding]. 1992, no. 11, pp. 13-15. (In Russian)
17. Balanovskij A.E., Nesterenko H.A. Na-vodorozhivanie poverhnostnogo sloja metalla pri plazmennom legirovanii iz tverdoj fazy [Hydrogenation of metal surface layer under plasma alloying from solid phase]. Izvestija vuzov [Higher School Proceedings]. 1992, no. 10, pp. 39-40. (In Russian)
18. Balanovskij A.E. Ocenka zerna austenita pri plazmennom poverhnostnom up-rochnenii sred-neuglerodistyh stalej [Evaluation of austenite grain during plasma surface hardening of medium-carbon steels]. Uprochnjajushhie tehnologii i pokrytija
[Strengthening Technologies and Coatings]. 2015, no. 6, pp. 27-32. (In Russian)
19. Berdnikov A.A, Filippov M.A. Studenok E.S. Struktu-ra zakalennyh uglerodistyh stalej posle plazmennogo poverhnostnogo nagreva [Structure of quenched carbon steels after plasma surface heating]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov [Metallurgy Science and Thermal Treatment of Metals]. 1997, no. 6, pp. 2-4. (In Russian)
20. Balanovskij A.E. Vizualizacija processa nagreva i plavlenija metalla v anodnoj oblasti pri dugovom razr-jade s neplavjashhimsja jelektrodom [Visualization of the process of metal heating and melting in the anode zone with an arc discharge with a tungsten electrode]. Teplofizika vysokih temperatur [High Temperature]. 2016, vol. 54, no. 5, pp. 1-8. (In Russian)
21. Balanovskij A.E. Vozmozhnosti cifrovoj vizualizacii processa nagreva i plavlenija metalla pri dugovom razr-jade s neplavjashhimsja jelektrodom [Possibilities of digital visualization of metal heating and melting in an arc discharge with a non-consumable electrode]. Sva-rochnoe proizvodstvo [Welding]. 2016, no. 6, pp. 31-39. (In Russian)
22. Balanovskij A.E., Vu Van Gjui. K voprosu opredele-nija pjatna nagreva pri plazmennoj poverhnostnoj obrabotke [To determination of the heating spot under plasma surface treatment]. Materialy VI Vserossiiskoi nauchno-tehnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem "Zhiznennyj cikl konstrukcionnyh materialov (ot poluchenija do utilizacii)" [Reports of the VI All-Russia Scientific and Technical Conference with International Participation "Life cycle of structural materials (from production to recycling)". Irkutsk, IRNITU Publ., 2016, pp. 113-122. (In Russian)
23. Vu Van Gjui, Balanovskij A.E. Parovodjanaja plazmennaja cementacija v tverdoj faze na ustanovke MULTIPLAZ 3500 [Steam-plasma carburizing in solid phase for the installation MULTIPLAZ 3500] Innovacii v nauke [Innovations in science]. 2015. no. 51 (1). pp. 95-102. (In Russian)
24. Ishakova G.A. Issledovanie mikrostruktury i me-hanicheskih svojstv stali 45 posle plazmennogo termouprochnenija [Investigation of steel 45 microstructure and mechanical properties after plasma thermal hardening]. Jelektronnaja obrabotka materialov [Electronic treatment of materials]. 1987, no. 5, pp. 24-27. (In Russian)
25. Korotkov V.A., Baskakov L.B., Tolstov I.A. Vossta-novitel'naja naplavka i uprochnenie rolikov rol'gangov [Restorative surfacing and hardening of roller line rollers]. Svarochnoe proizvodstvo [Welding]. 1991, no. 3, pp. 31-33. (In Russian)
26. Balanovskij A.E., Grechneva M.V., Vu Van Gjui. Issledovanie struktury rel'sovoj stali posle plazmennogo poverhnostnogo uprochnenija [Investigation of the structure of the rail steel after plasma surface hardening]. Uprochnjajushhie tehnologii i pokrytija [Strengthening Technologies and Coatings]. 2015, no. 11, pp. 23-32. (In Russian)
27. Medvedev S.I., Grechneva M.V., Balanovskij A.E. Metallograficheskie issledovanija i jekspluatacionnye
ispytanija zheleznodorozhnyh rel'sov, uprochnennyh plazmennoj obrabotkoj [Metallographic studies and operational tests for railway rails hardened by plasma]. Polzunovskij al'manah [Polzunov's Almanac]. 2014, no. 2, pp. 71-76. (In Russian)
28. Grechneva M.V., Medvedev S.I., Nezhivljak A.E. Snizhenie bokovogo iznosa zheleznodorozhnyh rel'sov pri pomoshhi plazmennogo poverhnostnogo uprochnen-ija [Reduction of railway rails lateral wear by means of plasma surface hardening]. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2010, no. 6 (46), pp. 29-34. (In Russian)
29. Grechneva M.V., Tolkachev S.A., Vladimircev I.K. Povyshenie iznosostojkosti detalej gornyh mashin [Increasing wear resistance of mining machinery parts]. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2011, no. 12 (59), pp. 26-29. (In Russian)
30. Balanovskij A.E. Konec sistemy koleso-rel's i vnov' nachalo [The end of the wheel-rail system and a new start]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2011, 1011 p. (In Russian)
31. Medvedev S.I., Nezhivljak A.E., Grechneva M.V., Balanovskij A.E., Ivakin V.L. Opredelenie optimal'nyh rezhimov plazmennogo uprochnenija bokovoj pover-hnosti rel'sa na opytnoj ustanovke PUR-1 [Determination of optimal modes for plasma hardening of the rail lateral surface on the pilot installation PUR-1]. Sva-rochnoe proizvodstvo [Welding]. 2014, no. 8, pp. 28-36. (In Russian)
32. Korotkov V.A., Anan'ev S.P., Shur V.Ja., Shish-kin E.I. Nanostrukturirovanie stali plazmennoj dugoj [Nanostructuring of steel by a plasma arc]. Tehnologija mashinostroenija [Technology of Mechanical Engineering]. 2011, no. 4, pp. 1-5. (In Russian)
33. Kondrat'ev V.V., Ivanov N.A., Balanovskij A.E., Ivanchik N.N., Karlina A.I. Uluchshenie svojstv serogo chuguna kremnijdioksid i uglerodnymi nanostrukturami [Improvement of the properties of gray cast iron by silicon dioxide and carbon nanostructures]. Zhurnal Sibir-skogo federal'nogo universiteta. Serija: Tehnika i tehnologii [Journal of the Siberian Federal University. Series: Engineering and technology]. 2016, vol. 9, no. 5, pp. 671-685. (In Russian)
34. Balanovskij A.E. Poverhnostnoe uprochnenie rel'sov [Surface hardening of rails]. Put' i putevoe hozjajstvo [Railway Track and Facilities]. 2005, no. 11, pp. 38-40. (In Russian)
35. Samotugin S.S. Muratov V.A, Koval'chuk A.V. Plazmennoe uprochnenie instrumentov kol'cevoj formy [Plasma hardening of ring-shaped tools]. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov [Metallurgy and heat treatment of metals]. 1997, no. 10, pp. 2-5. (In Russian)
36. Balanovskij, A.E. Osnovnye voprosy teoriiplazmennogo poverhnostnogo uprochnenija metallov (Obzor. Chast' 3) [The main problems in the theory of plasma surface hardening of metals (Review. Part 3)]. Up-rochnjajushhie tehnologii i pokrytija [Strengthening Technologies and Coatings]. 2016, no. 2, pp. 20-30. (In Russian)
37. Balanovskij, A.E. Pletnikov I.A. Kompleksnaja ocenka kachestva tehnologii plazmennogo pover-
hnostnogo uprochnenija bandazhej lokomotivov. Chast' 1 [Complex quality assessment of the technology of plasma surface hardening of locomotive tires. Part 1]. Svarka i Diagnostika [Welding and Diagnostics]. 2012, no. 3, рр. 45-50. (In Russian)
38. Balanovskij, A.E. Pletnikov I.A. Kompleksnaja ocenka kachestva tehnologii plazmennogo pover-hnostnogo uprochnenija bandazhej lokomotivov. Chast' 2 [Complex quality assessment of the technology of plasma surface hardening of locomotive tires]. Svarka i Diagnostika [Welding and Diagnostics. Part 2]. 2012, no. 4, рр. 46-50. (In Russian)
39. Balanovskij A.E. Rezul'taty vnedrenija tehnologii plazmennogo uprochnenija na VSZhD [Results of plasma hardening technology implementation on the East Siberian Railway]. Zheleznodorozhnyj transport [Railway Transport]. 2006, no. 4, рр. 28-32. (In Russian)
40. Balanovskij A.E., Coj V.E. № 95666, Rossijskaja Federacija. Ustanovka dlja uprochnenija kolesnyh par zheleznodorozhnogo sostava [Installation for railroad train wheel set hardening]. Patent RF, no. 95666, 2010.
41. Balanovskij, A. E. Pletnikov I. A. Kompleksnaja ocenka kachestva tehnologii plazmennogo poverhnostnogo uprochnenija bandazhej lokomotivov. Chast' 3 [Complex quality assessment of the technology of plasma surface hardening of locomotive tires. Part 3]. Svarka i Diagnostika [Welding and Diagnostics]. 2012, no. 5., рр. 49-55. (In Russian)
42. Medvedev S.I., Nezhivlyak A.E., Grechneva M.V., Balanovsky A.E., Ivakin V.L. Optimization of plasma hardening conditions of the side surface of rails in PUR-1 experimental equipment. Welding International. 2015, vol. 29, no. 8, рр. 643-649.
43. Balanovskii A.E. Visualization of the process of metal heating and melting in the anode zone in an arc discharge with a tungsten electrode. High Temperature. 2016, vol. 54, no. 5, рр. 627-631.
44. Balanovskij A.E. Plazmennoe poverhnostnoe uprochnenie metallov [Plasma surface hardening of metals]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2006, 180 р.
Критерии авторства
М.В. Гречнева несет ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 16.03.2017 г.
45. Balanovskij A.E., Pletnikov I.A. Plazmennoe poverhnostnoe uprochnenie special'nyh stalej [Plasma surface hardening of special steels]. Metallurgija mashi-nostroenija [Metallurgy of machine building]. 2009, no. 5, рр. 24-30.
46. Balanovskij A.E. Plazmennye tehnologii v promysh-lennosti: sostojanija i perspektivy [Plasma technologies in industry: Conditions and Prospects]. Zagotovitel'noe proizvodstvo v mashinostroenii [Blanking Production in Mechanical engineering]. 2007, no. 9, рр. 32-36. (In Russian)
47. Vu Van Gjui, Balanovskij A.E., Kondrat'ev V.V. O poverhnostnom modificirovanii stal'nyh lityh zagoto-vok pri plazmenno-dugovom pereplave [On surface modification of steel cast billets in plasma-arc remelt-ing]. Metallurgija mashinostroenija [Metallurgy of machine building]. 2017, no. 1, рр. 9-15. (In Russian)
48. Ivanchik N.N., Balanovskij A.E., Kondrat'ev V.V., Tjutrin A.A., Kuz'min M.P. Ocenka primenenija produk-tov pererabotki othodov kremnija v kachestve ul'tradis-persnyh aktivirujushhih fljusov dlja dugovoj svarki [ Evaluation of silicon waste recycling products application as ultrafine activating fluxes for arc welding]. Vest-nik IRNITU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2016, vol. 20, no. 12 (119), рр. 165-172. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-2016-12-165-172
49. Balanovskij A.E., Vu Van Gjui. K voprosu opredele-nija razmera pjatna nagreva pri plazmennoj pover-hnostnoj obrabotke [To heating spot size determination under plasma surface treatment]. Uprochnjajushhie tehnologii i pokrytija [Strengthening Technologies and Coatings.]. 2017, vol. 13, no. 2 (146), рр. 82-91. (In Russian)
50. Grechneva M.V. Analiz rezul'tatov rabot v oblasti plazmennogo poverhnostnogo uprochnenija stalej i splavov v RF [Analysis of the results of work in the field of plasma surface hardening of steels and alloys in Russia]. Sovremennye tehnologii. Sistemnyj analiz. Modelirovanie [Modern technologies. System analysis. Modeling]. 2017, no. 1 (53), рр. 48-58. (In Russian)
Authorship criteria
M.V. Grechneva is responsible for plagiarism.
Conflict of interests
The author declares that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The article was received 16 March 2017
