CC BY
9
стакана в ростверке должна быть больше 250 мм, толщина защитного слоя в подошве фундамента не менее 40 мм и т.д.);
- требования, обусловленные технологическими особенностями проектируемого объекта;
- технические возможности местных строительных организаций, осуществляющих производство работ нулевого цикла.
Оптимизируемые варианты проектных решений оснований и фундаментов должны отвечать условиям сопоставимости. Проектные решения должны быть рассчитаны на одинаковые нагрузки для одних и тех же инженерно-геологических условий и в равной мере обеспечивать надежную эксплуатацию и долговечность здания; разработаны с одинаковой степенью проектной проработки в соответствии с действующими нормативными документами и с учетом научно-технических достижений в области фундаментостроения. Как правило, оптимизация проектных решений производится для одного отдельно стоящего фундамента (одного погонного метра стены) или для всего нулевого цикла.
Все оптимизируемые проектные решения должны удовлетворять требованиям надежности, безопасности и долговечности.
Оптимизацию проектного решения оснований и фундаментов можно условно разделить на два уровня. Первый уровень предусматривает рассмотрение всех вариантов фундаментов различных типов, которые технически возможно осуществить в заданных местных условиях для проектируемого объекта с учетом всех его особенностей. Второй уровень оптимизации предусматривает перебор всех возможных сочетаний параметров вариантов фундамента, намеченного к проектированию. Например, для свайных фундаментов необходимо проварьировать
размеры сечения и длину сваи, расстояния между сваями и т.д.
Одним из важных разделов оптимизации является составление наборов параметров фундаментов, удовлетворяющих ограничениям решаемой задачи. Главным условием является не пропустить набор изменяемых параметров, доставляющий минимум целевой функции. Так как геометрические размеры фундамента кратны определенному модулю, площадь поперечного сечения арматуры кратна площади одного стандартного стержня, классы бетона и арматуры принимаются по таблицам норм, то переменные параметры не являются непрерывными, а представляют собой некоторое дискретное множество.
Первый уровень оптимизации - назначение к проектированию различных типов фундаментов - формализуется слабо, и его эффективность обусловлена знаниями и опытом проектировщика. Второй уровень оптимизации предусматривает перебор огромного количества сочетаний изменяемых параметров и поэтому выполняется с использованием современных расчетных комплексов и систем автоматизированного проектирования.
Список литературы
1. Баничук, Н.В. Введение в оптимизацию конструкций / Н.В. Баничук. - М.: Наука, 1986. - 303 с.
2. Знаменская, Е.П. Геометрическая интерпретация результатов поиска оптимальных решений строительных конструкций / Е.П. Знаменская, А.М. Ру-заев // Вестник МГСУ. - 2010. - №4. - С. 113- 116.
3. Логутин, В.В. Оптимизация проектных решений оснований и фундаментов / В.В. Логутин // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ). -2012. - №4.
УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Лыгденов Бурьял Дондокович
Канд. тех наук, доцент кафедры МТОМ, г.Улан-Удэ Фильчаков Дмитрий Сергеевич
Ст. преп. кафедры МТОМ, г. Улан-удэ
АННОТАЦИЯ
Рассматривается применение методов поверхностного легирования стальных отливок на этапе специальной подготовки полости литейной формы путем обмазки многокомпонентным составом перед заливкой расплавленным низкоуглеродистым сплавом с целью исследования изменений механических свойств поверхности после реакции взаимодействия компонентов обмазки со сплавом основы и определения рациональных путей по улучшению методов поверхностного легирования. ABSTRACT
The application of methods of surface alloying of steel castings at the stage of special preparation of the mold cavity by means of a multi-component composition wash before pouring the molten low carbon alloy in order to study changes in the mechanical properties of the surface after the reaction of the components of coating with an alloy framework and determining rational ways to improve the methods of surface alloying.
Ключевые слова: упрочнение, микролигирование, поверхностный слой, износостойкость, микротвердость.
Keywords: reinforcement, mikroligirovanie surface layer, wear resistance, microhardness.
В настоящее время агропромышленное^ наращивает объемы производства сельскохозяйственной продукции. При обработке почвы, климатические условия некоторых регионов (дефицит влаги) не позволяют эффективно использовать высокопроизводительные отвальные плуги. Поэтому используют безотвальные почво-
обрабатывающие агрегаты (культиваторы). Соответственно, лапы культиваторов испытывают повышенный износ из-за труднообрабатываемой почвы (см. рис.1).
Частая смена изношенных лап культиваторов приводит к удорожанию сельскохозяйственной продукции и снижает конкурентноспособность на рынке потребления.
Одним из возможных путей повышения износостойкости лап культиваторов является поверхностное легирование при кристаллизации отливок. В литературе имеются данные по поверхностному легированию отливок А1, Сг, Мп и др., но результаты этих работ противоречивы и до сих пор не нашли применения в производстве [1,2].
В данной работе исследовали структуру и свойства упрочняющих покрытий на основе N1, Сг, В, 81 на стали 35Л. Обмазка с порошковым составом на связующем жидком стекле, клее БФ - 2 и эпоксидной смоле наносилась на внутреннюю рабочую поверхность оболочковой формы. Заливка расплава производилась после предварительной сушки формы. Температура заливки расплава стали составляла 1520 0С - 1560 0С.
Были рассмотрены основные факторы, наиболее существенно влияющие на микротвердость стали: состояние исследуемого образца (микротвердость легирован-
ного слоя образцов стали исследовались в литом, нормализованном и закаленном состояниях), глубина слоя, вид связующего материала. Число повторных экспериментов п=10.
Наилучшие результаты получены при использовании в качестве связующего эпоксидной смолы. Глубина слоя достигает 1,5 - 3 мм. Покрытие прочно сцеплено с основой, плотное без пор и раковин. Структура покрытия имеет дендритное строение и состоит из эвтектики с участием кремния, бора, никеля и зерен твердого раствора на основе никеля, легированного хромом, и др.
Микротвердость слоя после нормализации с 900 0С превышает твердость стали в литом состоянии. Это объясняется уменьшением величины зерна и большей легиро-ванностью твердого раствора на основе аустенита. После закалки микротвердость, наоборот уменьшается, за счет устранения выделения избыточных фаз на основе эвтектических боридов и карбидов при быстром охлаждении.
• и к г
■ —
1
--
__-н - -
-Рад1 -РвдЗ
Расстояние отпоЕерссностн,^ги
Рисунок 2. Распределение микротвердости по толщине покрытия в зависимости от способа термической обработки: ряд 1 - после нормализации, ряд 2 - в литом состоянии, ряд 3 - после закалки
Во всех случаях происходит увеличение твердости в зоне, граничащей с основным металлом, в результате процесса взаимодействия с железом и углеродом и образования боридов железа и карбидов высокой твердости (см. рис.2).
Химическая неоднородность, образующаяся при кристаллизации, носит различные формы. Ее морфология и степень развития связаны с составом сплава и условиями кристаллизации. Химическую неоднородность, связан-
ную дендритной формой кристаллизации сплава, называют дендритной ликвацией [1]. Ликвация при кристаллизации обусловлена следующими особенностями кристаллизации сплавов. Во-первых, при данной температуре существует различная предельная концентрация компонентов, необходимая для начала фазовых превращений кристалл - жидкость и жидкость - кристалл. Во-вторых, скорости диффузии каждого из компонентов сплава в твердой и жидкой фазах при одной и той же температуре
конечны и существенно различны по своим значениям В связи с этим, была исследована возможность [3-6]. упрочнения поверхности мало- и среднеуглеродистых Необходимо также принять во внимание химиче- сталей при кристаллизации отливки. При этом использо-ское взаимодействие, которое может проявляться уже в вали технологию литья по газифицируемым моде-жидком состоянии. Таким образом, при изучении разви- лям(ЛГМ). В качестве обмазки использовали самофлюсу-тия кристаллизационной неоднородности необходимо ющуюся присадку, где в качестве легирующих элементов учитывать особенности жидкого состояния металличе- были использованы мелкодисперсные порошки №, Сг, В, ских сплавов, начальных процессов кристаллизации, диф- Si. В качестве связующего - антипригарная краска. фузионного выравнивания составов жидкости и кристалла Металлографический анализ показал, что на пои конечных стадий затвердевания; к числу особенностей верхности получены микролегированные слои, толщиной процессов конца затвердевания нужно отнести неизбеж- от 50 до 600 мкм. ное влияние формы роста кристаллов, достигших к тому времени макроскопических размеров.
Рисунок 3. Микролегированный слой на стали 35 Л. х35
Полученные результаты показывают о перспективности подобного решения проблемы. Значения микротвердости позволяют качественно оценить повышение износостойкости. В этом направлении предстоят еще много работы, как теоретического, так и прикладного характера. Выводы:
1. Микролегирование в процессе кристаллизации отливок значительно повышает твердость поверхностного слоя.
2. Износостойкость лап культиваторов повышается от 3 до 7 раза, в зависимости от состава почвы (см. рис.3 и 4).
Список литературы
1. Горшков А.А., Рабинович Е.Н. Поверхностное легирование стальных отливок. Машгиз, 1950 г.
2. Тавадзе Ф.И., Николаев О.Б. Петриашвили Б.Н. «Литейное производство», №1, 1964 г.
3. Аганаев Ю.П., Гурьев А.М., Лыгденов Б.Д., Буту-ханов В.А. Формирование структуры металлов и
Рисунок 4. Микротвердость на границе микролегированного слоя с основой стали 35Л. х400
сплавов в условиях энергетической неоднородности поверхности раздела фаз при периодической кристаллизации. Современные наукоемкие технологии. 2014. № 9. С. 6-10.
4. Аганаев Ю.П., Гурьев А.М., Лыгденов Б.Д., Буту-ханов В.А. Трансформация потенциала Гиббса применительно к анализу фазовых превращений в конечных объемах металла. Письма о материалах. 2014. Т. 4. № 3 (15). С. 145-148.
5. Бураев М.К., Лыгденов Б.Д., Рогов В.Е., Иванов М.С. Проблемы регионального агротехнического сервиса Вестник ВСГУТУ. 2012. № 4 (39). - 34-37 с.
6. Лыгденов Б.Д., Фильчаков Д.С., Долгоров А.А., Гурьев М.А. Исследование поверностного микролегирования стали сплавом Ni-Cr-B-Si в процессе кристаллизации отливок. Ползуновский альманах. 2008. № 3. 45-46 с.
НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ВАКУУМНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
Гилёв Александр Александрович
Канд.техн.наук, доцент кафедры судового электрооборудования, г. Севастополь
В настоящее время в энергетических установках, в по сравнению с другими классами аппаратов преимуще-промышленности и на транспорте в качестве коммутаци- ственное распространение получили вакуумные выключа-онных устройств благодаря целому ряду своих достоинств тели. Одним из положительных качеств вакуумных выключателей является малый ход контактов, что позволяет
