ЭЛЕКТРОЛИТТІК-ПЛАЗМАЛЫҚ СӨНДІРУДЕГІ ЖЫЛУ ПРОЦЕСТЕРІН ТЕОРИЯЛЫҚ ЗЕРТТЕУ

Бұл мақалада ЭПУ кезінде жүретін жылу процестерінің теориялық аспектілері, оның ішінде температуралық өрістер мен қыздыру жылдамдықтарын талдау қарастырылған. Сандық модельдеу үшін соңғы айырмалар әдісі қолданылып, материалдағы температураның таралуын дәлірек анықтауға мүмкіндік берді. Жылу тасымалдау мәселесі қалыңдығы 15 мм болатын жазық пластина үшін қарастырылды, онда шекаралық шарттар келесідей болды: бір жағында электролиттік плазманың беткі жылу ағынымен қыздыру жүргізілді, ал қарама-қарсы жағында жылу ауа ортасы арқылы конвекция есебінен әкетілді. Есептеулер температураның уақыт пен тереңдік бойынша біркелкі бөлінбейтінін көрсетті, бұл үш түрлі құрылымдық аймақтың пайда болуын дәлелдейді: шынықтыру аймағы, термиялық әсер ету аймағы және негізгі матрица. Эксперимент кезінде үлгілердің температурасы қыздырылатын беттен 2 мм қашықтықта термопара көмегімен өлшенді. 45 маркалы болат үлгілерін өңдеу нәтижесінде алынған эксперименттік деректер сандық модельдеудің дұрыстығын растады. Зерттеу нәтижелері электролиттік-плазмалық шынықтыру параметрлерін оңтайландыру үшін соңғы айырмалар әдісін қоса алғанда, сандық модельдеуді қолданудың тиімділігін көрсетті, бұл эксперименттік жұмыстардың көлемін қысқартып, технологияларды әзірлеу шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Алынған деректер ауыл шаруашылығы техникасында, машина жасауда және өнеркәсіптің басқа салаларында қолданылатын құрылымдық болаттан жасалған бөлшектердің беттерін нығайту технологияларын жетілдіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Зерттеу ЭПУ-ды болат бұйымдардың жұмыс сипаттамаларын, соның ішінде қаттылықты, тозуға төзімділікті және жоғары температураларға төзімділікті арттыру үшін қолданудың перспективалы әдіс екенін растайды.

1. Thermal conductivity coefficients of stainless steel 12X18H10T in a wide temperature range / S.V. Stankus et al // High-Temperature Thermophysics. – 2008. – Vol. 46, № 5. – P. 795-797.

2. Zinoviev V.E. Thermophysical properties of metals at high temperatures / V.E. Zinoviev // Handbook. – Metallurgy, 1989.

3. Influence of equipment process parameters on the wear intensity of structural materials / M.Yu. Kolobov et al // Russian Chemical Journal. – 2023. – Vol. 67, № 1. – P. 64-69.

4. Influence of plasma-electrolytic hardening regimes on the structure and properties of 65G steel / B.K. Rakhadilov et al // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2021. – Vol. 5, № 3. – P. 209-221.

5. Belkin P.N. Plasma-electrolytic hardening of steels: Review / P.N. Belkin, S.A. Kusmanov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2016. – Vol. 52, № 6. – P. 531-546.

6. Influence of electrolytic-plasma surface hardening on the structure and strength properties of ferrite-pearlite class steel for wheels / В.К. Rakhadilov et al // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2020. – Vol. 4, № 2. – P. 167-173.

7. Kusainov R.K. et al. Application of electrolytic-plasma hardening to improve the properties of machine parts made of steel 45.

8. Chepachenko Yu.I. Finite difference method for solving the heat conduction equation. – 2012.

9. Konyaeva N.I. Review of methods for restoring worn-out tillage machine parts / N.I. Konyaeva, N.V. Konyaev // Modern Materials, Equipment, and Technologies. – 2023. – № 1 (46). – P. 60-а.

10. Influence of electrolytic-plasma surface hardening on the structure and properties of 40XH steel / G.M. Toktarbaeva et al // Bulletin of the East Kazakhstan State Technical University named after D. Serikbayev. – 2020. – № 1. – P. 199-204.

11. Rakhadilov B.K. Improving the wear resistance of automatic coupler device parts through electrolytic-plasma surface hardening / B.K. Rakhadilov, Ye. Kyzyrkhan, L.G. Zhurerova // Bulletin of the East Kazakhstan State Technical University named after D. Serikbayev. – 2016. – № 3. – P. 117-121.

12. Bobanova Zh.I. Wear-resistant galvanic coatings based on iron alloys / Zh.I. Bobanova, S.P. Sidelnikova, D.M. Kroitoru // Electronic Processing of Materials. – 2004. – № 1. – P. 18-24.

13. Gadiyeva S.S. Application of finite difference methods for solving model heat and mass transfer equations / S.S. Gadiyeva, P.F. Gakhramanov // Bulletin of the Dagestan State University. Series 1: Natural Sciences. – 2017. – Vol. 32, № 4. – P. 38-46.

14. Kobychev A.A. Study of the heat conduction equation using the finite difference method / A.A. Kobychev, V.A. Kobychev, N.N. Karavaeva. – 2010.

15. Popov N.M. Investigation of an algorithm for solving the heat conduction differential equation using the finite difference method / N.M. Popov // Automation and Energy Saving in Mechanical Engineering, Energy, and Transport. – 2022. – P. 236-241.

16. Modification of the surface of 30KhGSA steel using electrolytic-plasma thermocyclic hardening / B.K. Rakhadilov et al // New Materials and Technologies: Powder Metallurgy, Composite Materials, Protective Coatings, Welding. – 2022. – P. 610-616.