CC BY
47
кристаллов позволяет получить достаточную информацию для восстановления истории формирования как отдельных кристаллов, так и агрегатов мочевых камней в целом.
Литература
1. Фекличев В.Г. Микрокристалломорфологический анализ. - М.: Наука, 1966. - 264 с.
2. Фекличев В.Г. Микрокристалломорфологические исследования. - М.: Наука, 1966. - 176 с.
3. Колпаков И.С., Глики Н.В. Морфология и генез мочевых камней по данным поляризационно-оптического исследования // Урология и нефрология. - 1965. - № 5. - С. 15-22.
4. Егиазарян А.Г., Джафаров А.А. К петрографической характеристике и условиям образования мочевых камней // Журнал эксперим. и клинич. Медицины. - 1972.- № 6. - С. 25-36.
5. Григорьев Д.П., Жабин А.Г. Онтогения минералов. Индивиды. - М.: Наука, 1975. - 340 с.
6. Жабин А.Г. Онтогения минералов (агрегаты). - М.: Наука, 1979. - 315 с.
7. Юшкин Н.П. Биоминеральные взаимодействия. От биоминералогии к витаминералогии // Минералогия и жизнь: биоминеральные взаимодействия: Материалы II международного семинара. (Сыктывкар, 11-12 сент. 1996 г.). С. 7.
8. Микроморфология поверхности кристаллов оксалата кальция из агрегатов почечных камней / Полиенко А.К.; Томск. политехн. ин-т. - Томск, 1985. - 17 с. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 11.02.85, № 1120-85.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ / TECHNICAL SCIENCES
Петроченко Е.В.1, Молочкова О.С.2, Ахметова А.А.3, Князева И.В.4, Князева И.В.4, Заворуева А.И.5
'Кандидат технических наук, доцент, Магнитогорский Государственный, Технический Университет им.Г.И.Носова;
2кандидат технических наук.,ст. преподаватель, МГТУ им.Г.И.Носова; 3студент, МГТУ им.Г.И.Носова; 4студент, МГТУ
им.Г.И.Носова; 5студент, МГТУ им.Г.И.Носова ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ И НИОБИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЧУГУНОВ
Аннотация
Изучено влияние алюминия и ниобия на структуру и свойства жароизносостойких чугунов с целью увеличения срока службы деталей, работающих в условиях повышенных температур и износа.
Ключевые слова: Износостойкость, жаростойкость, чугун.
Petrochenko E.V.',Molochkova O.S.2, Akhmetova A.A.3, Knyazeva I.V.4, Zavorueva A.I.5
Magnitogorsk state technical university after by Nosov G.I.
INFLUENCE OF ALUMINUM AND NIOBIUM ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF CAST IRON
Abstract
The effect of aluminum and niobium on the structure and properties of heat-resistant and wear-resistant cast iron to increase the service life of components operating at high temperatures and wear.
Keywords: heat-resistant, wear-resistant, cast iron.
Увеличение срока службы быстроизнашивающихся деталей машины, работающих в условиях повышенных температур и абразивного износа - важнейшая проблема современного машиностроения. Малый срок службы таких изделий снижает экономическую эффективность многих машин и промышленного оборудования горно- обогатительного, металлургического, коксохимического производства и приводит к безвозвратным потерям металла.
В таких условиях работы важен не только высокий уровень прочностных характеристик, но и достижение высоких показателей нескольких специальных свойств и стабильность данных характеристик во время эксплуатации, что, обычно, не достигается применением промышленных износостойких чугунов.
Совершенствование состава чугуна легированием позволяет решить данную проблему и повысить срок службы, долговечность деталей и оборудования горно-обогатительного, металлургического, коксохимического производства, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания при повышенных температурах.
В настоящей работе исследовано совместное влияние алюминия и ниобия на структуру и свойства чугуна марки ИЧ220Х18Г4НТ.
Металлографические исследования микроструктуры сплавов проводили на оптическом микроскопе MEIJI-2700 при увеличении от 100 до 1000 крат.
Количественный анализ проводили на анализаторе изображений Thixomet Standard при увеличении от 100 до 1000 крат на шлифах до и после травления.
Испытания на износостойкость (K„) исследуемых образцов проводили по методике, регламентированной ГОСТ 23.208-79.
Жаростойкость оценивали по двум показателям: окалиностойкость (ГОСТ 6130-71) и ростоустойчивость(ГОСТ 7769-82).
У исходного чугуна ИЧ220Х18Г4НТ формируется структура, состоящая из избыточных дендритов аустенита и аустенитохромистокарбидной эвтектики, присутствуют карбиды титана.
Рис. 1 - Микроструктура чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, залитого в сухую ПГФ (а), х 500; в сырую ПГФ (б), х 500, в кокиль (в), х
1000
С увеличением скорости охлаждения (заливка в кокиль) растет объемная доля карбидов в эвтектике от 17-20 до 20-35%, уменьшается средний размер карбидов от 4,2-5,7 до 2,1-2,6 мкм, максимальный размер карбидов от 251-1321 до 88-230 мкм, снижается количество (от 52 до 30%) и размеры (от 105 до 54 мкм) дендритов первичного аустенита, что приводит к увеличению износостойкости. Падение окалиностойкости с увеличением скорости охлаждения связано с тем, что растет доля карбидов в структуре, а следовательно, происходит обеднение твердого раствора хромом.
Фазовый состав чугунов легированных алюминием и ниобием представляет собой a-фазу (феррит), у-фазу (аустенит), карбиды типа М7С3 и карбиды типа МС. Все сплавы являются доэвтектическими. Структура сплава состоит из избыточных карбидов (Nb, Ti)C, дендритов аустенита и аустенитохромистокарбидной эвтектики и вторичных карбидов типа Cr7C3. Структуры, формирующиеся при различном содержании алюминия и ниобия, представлены на рис 2.
89
а б в г
Рис. 2 - Фотография микроструктуры чугуна ИЧ220Х18Г4НТ в травленом виде, содержащего: а - 1% Al, 1% Nb; б - 1% Al, 2%
Nb; в - 1% Al, 3% Nb; г - 2% Al, 1% Nb
Было исследовано изменение твердости (HRC), микротвердости металлической основы (HVGCH) и эвтектики (HV3Kr), износостойкости (Ки), окалиностойкости и ростоустойчивости в зависимости от условий охлаждения (заливка в сухую, сырую песчано-глинистые формы и чугунный кокиль) и химического состава.
Наилучшей окалиностойкостью обладает чугун ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ, залитый в сырую ПГФ. В структуре чугуна образовалось 4,9% карбидов (Nb, Ti)C и 12,2% карбидов (Fe, Cr, Mn)7C3 . Как сильный карбидообразующий элемент Nb связывает углерод в стойкие карбиды, тем самым предотвращает образование карбидов хрома, больше хрома остается в металлической основе, поэтому сопротивление окислению повысилось. Увеличение содержания Al, при постоянном содержании Nb, снижает показатель Am800, следовательно, повышается окалиностойкость сплава.
При увеличении скорости охлаждения коэффициент износостойкости возрастает от 4,99 до 5,4 ед. для сплава с содержанием 1% Al и 1% Nb (сухая ПГФ и кокиль); от 5,2 до 6,65 ед. для сплавов с 2% Al и 2% Nb и от 3,69 до 4,73 ед. для сплавов 3% Al и 3% Nb, в связи с ростом объемной доли карбидов типа М7С3 и карбидов типа МС. Увеличение содержания ниобия в сплаве повышает износостойкость, а алюминия - незначительно снижает ее. Максимальной износостойкостью обладает чугун ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ, залитый в кокиль, в структуре присутствует 5,4% карбидов типа МС и 14% карбидов типа М7С3, твердость этого чугуна максимальная - 50 HRC, микротвердость эвтектики 9369 МПа.
При изменении содержания Al и Nb от 1 до 3% твердость меняется незначительно от 46 до 50 HRC.
В процессе испытаний на окалиностойкость происходит коагуляция вторичных карбидов типа М7С3. Рост чугуна равен нулю, потому что при совместном легировании хромом и ниобием происходит дисперсионное твердение в форме, и при температурах испытаний фазовых превращений не наблюдается.
Результаты исследования совместного влияния алюминия и ниобия на структуру и свойства чугуна из нового состава показали положительное влияние этих элементов на структуру и весь комплекс свойств. Совместное легирование этими элементами способствует одновременному повышению жаростойкости и износостойкости. Износостойкость растет за счет увеличения доли карбидной фазы высокой твердости (Nb,Ti)C. Алюминий входит в состав оксидных пленок, повышает их защитные свойства и, как следствие, окалиностойкость сплава. Легирование ниобием вызывает вторичное твердение в литейной форме, при охлаждении в твердом состоянии образуются дисперсные частицы карбидов М7С3, в результате при температурах испытания не происходит деградации структуры, ростоустойчивость увеличивается.
Литература
1. Петроченко Е.В., Молочкова О.С. Анализ взаимосвязи химического состава, условий охлаждения при затвердевании с особенностями строения сплавов, окисленной поверхности и свойствами комплексно-легированных белых чугунов / Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2011. № 4 (36). С. 50-53..
2. Петроченко Е.В., Молочкова О.С. Изыскание составов жароизносостойких комплексно-легированных белых чугунов / Известия ВУЗов. Черная металлургия. № 8. 2009. С. 31 - 34.
3. Структура и свойства жароизносостойкого белого чугуна / Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Миронов О.А., Воронков Б.В., Полетаев В.В., Сулейманов В.М. //Литейщик России. 2005. №7. С. 7-10.
Ашапкина М.С.1, Алпатов А.В.2
'Студентка, Рязанский государственный радиотехнический университет; 2кандидат технических наук, доцент, Рязанский
государственный радиотехнический университет
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Аннотация
Целью разработки данного устройства является повышение мотивации человека к более активному образу жизни. Особенностью устройства является распознавание положения тела человека в пространстве. По данному распознаванию можно получить информацию о двигательной деятельности, т.е. что именно человек делал в течение дня, сколько сидел, лежал или ходил.
Ключевые слова: двигательная активность, акселерометр.
Ashapkina MC.1, Alpatov A.V.2
'Student, Ryazan State Radio Engineering University; 2candidate of technical Sciences, assosiate professor, Ryazan State Radio Engineering University
DEVELOPMENT OF THE DEVICE OF CONTROL OF THE MOTOR ACTIVITY OF THE HUMAN
Abstract
The aim of the development of this unit is to increase the motive of the person to a more active lifestyle. Feature of the device is the recognition provisions of the human body in space. On this recognition, you can get information about the motor activity, i.e. what a person did in a day, how many sitting, lying or walking.
Keywords: motor activity, accelerometer.
Возникновение многих видов заболеваний и стрессов связано с низкой подвижностью человека. Функционирование и развитие опорно-двигательного аппарата, органов кровообращения и дыхания, функций нервной системы наиболее полно раскрываются при условии достаточной и регулярной двигательной активности. Понятие «двигательная активность» включает в себя сумму всех движений, выполняемых человеком в процессе жизнедеятельности, т.е. двигательная активность, является жизненно необходимой потребностью человека. Поэтому разработка системы контроля двигательной активности является актуальной [1, 2, 3].
Цель данной разработки - повышение мотивации человека к более активному образу жизни путем использования соответствующих технических средств. Решение поставленной задачи реализуется в два этапа: 1) разработка устройства регистрации двигательной активности человека на базе электронного акселерометра; 2) разработка методов обработки результатов регистрации двигательной активности человека.
90
