Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Обработка стальных изделий неравновесной плазмой в водной среде
Авторы Мурга В. В., к.т.н., доц.
Антропов И. И., к.т.н., ст.преп.
Гамазин Д. К., асп.
Раздел Материалы конференции
Год 2014 Выпуск 43 Страницы 118 - 121
УДК 669:621.03.539
Аннотация Описан метод улучшения характеристик изделий из стали при использовании неравновесной плазмы. Показано, что разряд между металлическим анодом и электролитическим катодом приводит к экстремальным условиям нагрева путем создания мощного кратковременного теплового потока в изделие, с последующим быстрым охлаждением. В результате такого воздействия происходят фазовые изменения в поверхностном слое стали, приводящие к изменению её механических или химических свойств.
Реферат Цель. Исследовать новый метод скоростной поверхностной обработки неравновесной плазмой, которая поджигается между жидким катодом и обрабатываемой деталью.
Методика. Разработана термодинамическая модель процессов в аноде, которая учитывает конвективные и излучательные потери. Экспериментальные исследования базируются на анализе вольт-амперных характеристик разряда, металлографических исследованиях обработанных образцов и измерении твердости (HRC) в обработанных и необработанных участках.
Результаты. Обоснована целесообразность и экономичность использования предложенного метода высокоэнергетической поверхностной обработки металлических деталей. Напряжение зажигания практически не зависит от концентрации электролитического катода, дифференциальное сопротивление разряда снижается с увеличение концентрации электролита. Фазовый состав и твердость обработанных участков изделия соответствуют результатам, характерным для высокоскоростной закалки.
Научная новизна. Высоковольтный разряд в системах с одним жидким электродом практически не изучен на сегодняшнийдень. Результаты исследований важны для создания единой теории разряда между жидким электродом и обрабатываемой поверхностью.
Практическая значимость. Результаты исследований открывают широкие возможности для проведения поверхностной упрочняющей обработки металлических деталей с возможностью получения улучшенных по сравнению с традиционными методами механических характеристик, может рассматриваться как финишная обработка, является энергетически и экономически эффективной.
Ключевые слова неравновесная плазма, плазмотрон с жидким электродом, изменение фазовой структуры стали при экстремальном нагреве.
Полный текст