AP19178097 "Совершенствование технологии электролитно-плазменной цементации на основе численного моделирования взаимодействия металла с парогазовой оболочкой"

Идея проекта основана на совершенствования технологии электролитно-плазменной цементации низкоуглеродистых сталей на основе численного моделирования взаимодействия металла с парогазовой оболочкой, формирующейся между жидким анодом и металлическим катодом, а также изучение особенностей диффузионного насыщения и структурно-фазового превращения в сталях в зависимсоти от технологического режима электролитно-плазменной цементации. Предлагается изучить механизмы ускоренной диффузии легирующих элементов в обрабатываемых материалах при электролитно-плазменной обработке. Будет разработана математическая модель и алгоритм расчета кинетики диффузионного насыщения углеродом при катодном электролитно-плазменном нагреве. Будут установлены основные закономерности диффузионного насыщения, структурно-фазовых превращений при электролитно-плазменной цементации низкоуглеродистых сталей. На основе полученных результатов будет разработан эффективный способ электролитно-плазменного насыщения для упрочнения поверхности деталей машин и механизмов из низкоуглеродистых сталей.

Совершенствование технологии электролитно-плазменной цементации низкоуглеродистых сталей на основе численного моделирования взаимодействия металла с парогазовой оболочкой, формирующейся между жидким анодом и металлическим катодом, а также изучение особенностей диффузионного насыщения и структурно-фазового превращения в сталях в зависимсоти от технологического режима электролитно-плазменной цементации.

Будут изучены особенности ВАХ и ВТХ катодного нагрева и установлены закономерности теплообмена между катодом и парогазовой оболочкой. Определен механизм ускоренной диффузии легирующих элементов в обрабатываемых материалах при электролитно-плазменной обработке. Будет рассчитана энергия ионов, образующихся в парогазовой оболочке и бомбардирующих поверхность активного электрода. Определен механизм ускоренной диффузии легирующих элементов в обрабатываемых материалах при различных видах электролитно-плазменной обработке. Будет определен коэффициент диффузии углерода в низкоуглеродистых сталях с учетом их отдельного и взаимного влияния. Будут изучены структурные превращения в низкоуглеродистых сталях при электролитно-плазменной цементации. По полученным результатам в рамках настоящего проекта будут опубликованы не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50. Также планируется подать заявку на получение патента РК на изобретение или на полезную модель. Результаты исследований будут важны с точки зрения научных исследований в физике конденсированного состояния и материаловедения, а также с точки зрения практического использования при создании материалов для машино- и самолетостроения, ядерной энергетики, военно-промышленного комплекса. Применение ресурсосберегающей электролитно-плазменной технологии, которая обеспечит увеличение срока службы деталей машин и инструментов в машиностроительном производстве, приведет к снижению амортизационных затрат. Следовательно, результаты проведенных по проекту исследований внесут существенный вклад в развитие машиностроения в Республике Казахстан. Использование предлагаемой технологии электролитно-плазменного упрочнения конструкционных и инструментальных сталей позволит ощутимо улучшить качество стальных изделий и надежность в эксплуатации, а также существенно экономить на материалах, поскольку основную часть изделий можно будет изготавливать из более дешевых и распространенных сталей, производимых в Казахстане. Благодаря увеличению проектируемого срока эксплуатации (работоспособности) изделий также ожидается положительный экономический эффект.