автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Моделирование процессов теплопереноса при получения плазменных покрытий и закалке в жидких средах

ггитгг/гчттй ■пг ттв гт «V 11 т.цпт

ШиуАЧЛ1АЛСт>НЛАДЬШХЛ ШиД ,1ЛГА/.Ш01

"ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕШЮСИЗШ

РГБ Ой ,

V 1 ¡.¿йГ ЮЪО а ^ззз^ рукошпи

МШШОВА Наталия Одогавна К0ДЕ.Ш>0ВАНИ2 ПРОЦЕССОВ ТЕШШЕРЕВОСА ПРИ

получеши илдзкгккых по:а>шй н закале в ввдких срздах Сзецжш.ноогь; 05.14.05 "Теоретическая зешотехника"

. Автореферат диссертаций на сскекаак& ученой степези кандидага гехнк^ескю: наук

Киев - 1996

ЛиосерХлчйя лвля^тся рукописью

>

?аСота выполнена в Институте технической теплофизики Национальной Академии Наук Украины.

научные руководители: ' доктор технических наук ;

E.U. Окавко,

кандидат Технических ваук В.Г. Прокопов

Официальные едлокентн: доктор технических наук, профессор

Н.К. Никитенко кандидат технических ваук E.Ä.. Астахов

Ведущая организация: Кнскпут проблем материаловедения

HAH Украины

Задита диссертации состоится " ^/WV1995 г. часов

на заседании спещхазизироззнного ученого совета К 50.04.03 в Институте технической теплофизики HAH Украины по адресу: 252057, г.Хиев-57,.ул. Желябоза, 2а.

С диссертацией можно ознакомиться з библиотека Института технической теплофизики HAH Украины

Автореферат разослан " ^ " г.

специализированного ученого совета,

доктор технических наук Г.?.Кудркцкий

ШЦАЯ XAPAKTEFKCTJffiA РАБОТЫ

Актуальность работы. Решение задач повышения качества, надежности в долговечности деталей различных малаш и оборудования неразрывно связано с проблемой придании материалам требуемого комплекса служебных свойств. Яри этой го многих практически важных ситуациях оказывается необходимым обеспечение определенных свойств лишь а весьма тонких слоях деталей, непосредственно прилежащих к их рабочим поверхностям. Среди различных технологий, ориентированных ."на решение давкой проблемы, по широте применимости и технологической зффекткзности особо выделяйте я технологии получения плазменных покрытий и прогрессивные технологии закалки в жидких средах.

Для указанных технологий процессы теплопереноса определяют как характер сопутствующих явлений, так и в целом окончательный технологический результат. Это обстоятельство обусловливает актуальность углубленных исследований температурных режимов деталей при плазменном нанесении покрытий и закалке в жидких средах.

В условиях реализации рассматриваемых технологий прилежащая к рабочей поверхности подобласть, исследование теплового состояния которой .предстазляет наибольший интерес, характеризуется весьма малыми размерами по толщине (от нескольких миллиметров до их сотых долей). Наличие наряду с этим таких усложнявших Факторов, как большие значения градиентов температуры и скорости ее изменения," практическая недоступность отдельных участков исследуемых деталей при их сложной конфигурации и пр. определяет особую целесообразность, использования для исследования теплофкзи-ческих аспектов рассматриваемых технологий методов математического моделирования.

Следует также подчеркнуть, что ввиду характерной для последнего периода тенденции к усложнении математических моделей изучаемых тепловых процессов важной является разработка специальных численных методов, методических приемов и алгоритмов, адаптированных к решению соответствующих тепловых задач.

Характеризуй в целом состояние исследований в части математического моделирования тепловых явлений, наблюдаемых при реализации изучаемых технологий, необходимо отметить следующее. Хотя теалофизические основы данных технологий и можно считать в большой мере разработанными, однако имеющиеся исследования далеко не исчерпывают как потребности технологической практики, так и различные актуальные зопросы теории.

Цель раЗрты. исследование температурных режимов деталей при рвоЛКЗаЦИИ технологии ПОЛУЧеНИЯ ПЛЗЗМеННЫХ ПОгурЫТИЙ Я ЗЗКЗЛКП В жидких средах, ориентированных на придание требуемых служебных свойств прилежагда к работам поверхностям тонким слоги материала, и разработка на этой основе рекомендаций по эффективной организации рассматриваемых технологических процессов.

Зада'-д; исследования.

В методическом плане первоочередной задачей является разработка специализированных методов, подходов к алгоритмов, адаптированаых к особенностям рассматриваемых физических ситуаций.

В части изучен® процессов теплоперекоса при нанесении плазменных покрытий могут быть выделены следуззие актуальные направления исследовании:

- анализ основгьа особенностей теплового состояния систем "частица-основа" г условиях напыления сплавов, склонных к амортизации , и устаноалггие на этой Саге важнейших технологических Факторов, ' ответственных за эффективность протекания процессов амортизации;

- изучение эффектов влияния теплоты кристаллизации напыляемых частиц для широкого круга сочетаний материалов покрытия и основы;

- выявление основных закономерностей процессов теплопереко-са на стадии действия асзульсного давления.

Лла условий закалки деталей в жидки: средах оеоСув важность предстаакют такие теплофиаические исследования :

- анализ закономерностей изменения температурных режимов закаливаемых деталей для условий,, отвечавших практическому отсутствию стадии пленочного кипения;

- выявление влияния на тепловое состояние закаливаемых деталей различного рода нзликейноетей, типичных для исследуемых процессов теплоперенсеа;

- изучение температурных режимов упрочняемых деталей сложной конфигурации;

- определение схлзлдахкнх свойств ряда новых специальных закалочных сред.

Научная новизна.

1. Развита аффективная модификация комбинированных итерационных методоз (КО!) - ЮМ с вахматным переопределением на основе шахматной схемы.

2. Изучены закономерности тепловых и обусловленных ими явлений, при реализации технологии получения плазменных покрытии, при атом для случая нанесения аморфных покрытий

выполнен комплекс теплофкзкческхх исследований, ориентированных на установление требуемых закономерностей изменения основных технологических факторов, которые спределявт эффективность протекания процесса амортизации. Выявлены важнейшие особенности теплопереноса в система "напыляемая частица-основа" дан периода высокоянтенсивного теплообмена (стадии импульсного давлении). Выполнен анализ злияния за температурные режимы изучаемых объек-тоа нелинейности, обусловленной наличием фазовых переходов в наносимых покрытиях.

3. Выполнен комплекс исследований, связанных с определением тепловых состояний деталей при их упрочнении в жидких средах, применительно к ситуациям, когда стадия пленочного кипения практически отсутствует. Изучены возможности линеаризации рассматриваемых математических моделей процесса теплопереноса относительно нелинейности 1 и II рода. Проведены исследования по определенна охлаждаэдц свойств ряда специальных закалочных жидкостей.

Предмет и методы исследования. Предметом исследования настоящей работы являлись тепловые явления, наблвдаемые в технологических процесса* нанесения плазменных покрытий и закалки в жидких средах. В качестве основных методоа исследования использовались методы математического моделирования.

Практическая значимость к реализация результатов работа.

Результаты исследовании использованы при разработке рекомендаций и методик по выбору рациональных технологических режимов нанесения плазменных покрытий и закалки в жидких средах. Зги разработки нашли внедрение: для плазменного нанесения покрытий - на ПО "Ниевтрактородеталь", Пинском экскаватороремонтном заводе, ПО "Хкнзолокно" (г.Чернигов), для закалки в жидких средах - на ПО "йжорскии завод", ПО "Атоммав" и др.

Обоснованность и достоверность результатов проведенных исследований подтверждена посредством сопоставления численных и экспериментальных данных, удовлетворительным совпадением результатов решения рассматриваемых задач, наиденных разными методами, эффективность») практического применения полученных результатов.

Апяробация работы.

Содержащийся з диссертационной работе материал докладывался к обсуждался на международной конференции по плазменным струны в технологиях обработки материалов (Срунзе,1390 г.); на всесовзных конференциях: по теплофизике процессов кипения (Рига, 1982 г.), по дифференциальным уравнениям (Лрогобы*,1583 г.), по газотерыи-чесжас напыление (Тула, 1935 г.); на республиканских конференциях: по теплофизике термической обработки (Киев, 1931, 1383,

1986, 1987 г.г.), по запросам тепловой работа металлургических печей (Днепропетровск, 1981 г.), по Оллаждасщим свойствам закалочных сред (Волгоград, 1382 г.), по лучевой обработке композит циояных материалов (Тернополь, 1990 г.) и др. •

Личное участие автора состоит а развитии аффективной- модификации КМ - К»2£ с шахматным переопределением на основе шахматной схемы, разработке за Саае данной модификации программного обеспечения для. решения задач теплспереноса в условиях плазменного напылении и закалкя в жидких средах, проведении комплекса численных исследований по кзучэшаз тепловых явлений, наблюдаемых при реализации данных технологии. При непосредственном участии автора сформулирована постановка задач исследования и Заполнен анализ полученных результатов.

Дубликата;. По материалам диссертации опубликовано 36 научных работ.

Структура и об'ьам. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заклэчения и списка использованной литературы.

Диссертация наложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 46 рисунков. Список литературы включает 133 наименования.

СОДЕЕШЙВ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, сформулирована цель работы, приведено ее краткое содержание и сведения о внедрении результатов выполненных исследовании.

■ В первой глазе лиссертациокнои работы выполнен анализ состояния исследовании, касз&цшсся теплофизики- технологических процессов Еанесенкя плазменных покрытий и закалки в жидких средах. При этом детально рассматривается вопросы термического взаимодействия одиночных напыляемых частиц с основой в условиях получения плазменных покрытий. Анализируются работы, в которых ксследувтсн температурные режш» упрочняемых деталей при различных условиях реализации закалки. Затрагивается вопросы, связанные с определением охлаждаицих свойств закалочных сред. Рассматривается также состояние исследований в части используемых методов математического моделирования процессов теплопереноса при реализации изучаемых технологий..

Во второй глазе осзеадатся результаты выполненных методических разработок. Приводится магериал, касахзцийсй развития одной из эффективных модификаций комбинированных итерациоякых методов - НИМ на основе вахматкой. схемы с шахматным переопределением искомой функции. Данная модификация характеризуется

а с, а и \

нвния теплопроводности, d - ——¡Л ——), при использовании езх-

достоинствзми, приездами а целом классу КИИ, а именно: простотой вычиелктеланых алгоритмов, типичной для явных схем, и абсолютной устойчивостью, свойственной неявным схемам. Кроме' того, ска (эта модификация) обладает также и другими известными особенностями указанного класса методов, такими как наличие определенных итерационных процедур по типу двухслойных итерациг:-вых методов, использование в редуцированной математической постановке - раз-кающнх явное разрешение, сходимость к решению, найденному на основе чисто неявной схемы , и пр.

Основные особенности схемы реализации развиваемой модификации KUJ заключаются в следухг-ем. 3 начале (на первой итерации) вычисления осуществляются на базе явной сахматной схемы. Далее итерационный процесс основывается на использовании неявных разностных уравнений по типу захкатнего переопределения искомой Функции, разрезаемых явно. При зтом собственно шахматное переопределение допускает два варианта реализации - А и 3.

Для конкретизации приведем пример аппроксимации дифференциального опрератора D з левой части одномерного нелинейного ураз-

J_rAiA а х" а г

матного переопределения. (Заметим, что различные типы переопределения искомой функции в КЕМ отличаются, как известно, глазным образом, разностной аппроксимацией именно этого оператора). Указанное переопределение прозодится в два этапа. На первом из них вычисления выполняются для всех четных (или нечетных) узлоз сетки. При зтом аппроксимация оператора D осуществляется следуюз^м образом: "

- для варианта переопределения А - с использованием значений искомой функции кзк на предшествующей, так и на последующей итерации

ь { bi*i.i*i-u—^-«--bi.i+i-'—¡j-•—/. CD

- для варианта переопределения 2 - на предшествующи итерации

1 < 1. 3M_eLi±i2_^i±i), С2)

где bi+1,,1+1 - 0,5- (A^i. + At'.i+i); bj.i-t-l - 0,5-(Aj. j+i +

+ i+i); индексы k, 1 и 1 относят величины соответственно к номеру" итерации, временного вага и узла пространственной сетки, h - aar пространственной разбивки.

На втором этапе расчета ведутся для всех нечетка (или соответственно четных) узлов сетки, оператор же 0 аппроксимируется на последующей итерации одинаковым образом для вариантов А и В:

1 / к*-* , вез.ьи- е^ь

Выполнен сравнительный анализ эффективности рассматриваемых вариантов переопределения искомой функции. Показано, что вариант А, характеризуюпдийся аппроксимацией пространственного оператора с использованием на первом этапе переопределения значений искомой функции как на предшествусцей, так и на последующей итерации, оказывается Солее предпочтительным в плане точности и скорости сходимости решения. Проведено сопоставление рассматриваемой модификации ЕКИ с различными разностными схемами.

На рис.1 в качестве примера представлены результаты решения тестовой задачи, полученные на основе чисто неявной схемы и КИК с шахматным переопределением для условий, которые отвечай овина-. ковоыу количеству арифметических операций при реализации указанных схем. (Здесь £Й - (8х - еч)/8х"®х , где подстрочные индексы "т" и "ч" относят значения 6 соответственно к точному и численному решениям, а надстрочный индекс "ках" - к наибольшей величине 8). Согласно приведенным данным в случае КОД с шахматным переопределением погрешности численного решения ¿8 оказывается существенно меньше, чем для чисто неявной схемы.

Описан используемый. в рамках данной работа методический прием решения задач на последовательности усеченных во времени сеток.

определенное знимание уделено оценке достоверности получа-еиах численных решении. . С этой цельв проводилось сопоставление

-2

¿В,®'*

1 V

а. V а * а

v > а 8 /

/ 41

Рис.1. Зависимость Д8 - Т(х) для КИУ с шахматным переопределением (---) и неявной схемы

(-

1- ?о

-) при различных Го: - 5-Ю"2; 2 - 4*10" .

данных натурных и вычислительных экспериментов, сравнение решений, найденных на основе различных численных методов и разностных схем, прозодилосъ тщательное тестирование разрабатываемых программных продуктов и пр.

Третья глаза посзяЕЭна исследование процессов теплопереноса в условиях нанесения плазменных покрытий. Важная роль здесь отводилась анализу особенностей термического взаимодействия одиночных частиц с основой. Это обусловлено тем обстоятельством, что . характер протекания элементарных актов взаимодействии каждой одиночной частицы с основой, как известно, з больной мере определяет окончательный технологическии результат процесса нанесения плазменных покрытий. 3 данном плане рассматривались следующие вопросы: анализ температурных режимов систем " одиночная напыляемая часткца-оскоза" на стадии действия импульсного давления^ изучение а^фектоз влияния теплоты фазовых переходов в напыляемой частице; исследование процессов теплопереноса при получении аморфкзирозанных покрытии.

Что касается стадии импульсного давления, то здесь математическое моделирование рассматриваемой физической ситуации базировалось на использовании нелинейного гиперболического уравнения тепгопрсзодностк. Это связано с необходимостью учета на данной стадии ввиду высокой интенсивности процесса фактической конечной скорости распространения теплоты V и зависимости от температуры всех теплофизйчесюк характеристик материала, включая время релаксации 1р. ' Катематическая постановка соответствующей задачи предйтазима з з;:де

. тисо^а - у* ««£). «,

11 ко"101' <*> 12 [т-о"102' <9)

8Ь1 ] 3*2

вг !х-0 " гг.

ег 1-с^о - л 1x4° • (10)

[wwg.wo^p] о»

где 5s- толщина двухслойной системы, 5С - + Ъг\ индексы 1 и 2 относит величина, соответственно, к частице к основе,

Результаты вычислительных экспериментов, проведенных на основе данной математической постановки, сзэдетельствугт о том, что в анализируемой физической обстановке эффекты влияния конечности скорости распространения тепло та V весьма существенны для целого ряда широко используемых пар материалов. Так, максимальная разница температур, отвечащих наличке и отсутствии учета при математическом моделировании конечности величины W, для пары бериллий (покрытие) - медь (основа) составляет примерно 610°С, длн пары ниобий-алюминий - 690°С.

Выполненные исследования позволили также рассмотреть возможность рационального выбора определявшей температуры при линеаризации данной нелинейной задачи. Причем, как показали вычислительные эксперименты, традиционно используемые способы лиаеари-зации могут приводить Ее только к овибочкш количественным результатам, но и к неправильному качественному описанию процесса. Например, для пары железо-железо ка стации действия релаксационных эффектов температура контакта согласно традиционно линеаризованному решении оказывается постоянной, а температура нелинейного решения монотонно падает во времени, причем' это падение составляет •431°С .

Получены данные о возможности существенного влиянии теплоты кристаллизации напыляемых частиц ка температурные режимы систем "частица-основа". Так, для ситуации нанесения такталового покрытия ка железную основу отличие температур, отвэчакчих соответственно наличия и отсутствий учета теплоты кристаллизации, составляет примерно 270 °С.

Большое внимание а работе уделено исследованию закономерностей термического взаимодействия напыляемых частиц с основой при получении аморфизирозанных покрытий ввиду их перспективных технологических свойств. Для атой ситуации ка базе математического моделирования был проведен еирокии параметрически!! анализ рассматриваемых процессов теплопереноса. Полученные данные служили основой для взаимосвязанного рассмотрения температурных режимов покрытий и термокинетических диаграмм "температура-зре-мя-преврадеЕши (ТШ- диаграмм), полученных на основе те орт фа-

зовых превращений (си. .например, рис.2.). В результате такого

Рис. 2. Изменение температуры на свободной поверхности напыленных частиц из сплава ГевзВ17 (1-4) толщиной 1-10-6 м (линия 1), 1-Ю-5 м (линии 2,3), 4-10"5 м (линия 4) п ТЕП- диаграммы, соответствующие объемной доле кристаллической фазы 2=0,00011 (I), 10* (II), 100% (III); 1,3,4 - затвердевание на основе из стали 45; 2 - на медной основе..

анализа в целях прогнозировали* свойств амортизированных покрытий решалась задача об определении объемного содержания аморфной и кристаллической фазы. Выполненные исследования позволили танке ранжировать основные технологические параметры, определявшие эффективность процесса амортизации покрытии при плазменном напылении.

В работе приведены данные экспериментальных исследований различных характеристик получаемых аыорфизированных покрытий, таких как прочность сцепления с основой, износостойкость, коррозионная стойкость, магнитная проницаемость, температура Кари и пр.

В четвертой глазе представлен материал, касающийся технологии закалка в жидких средах. Причем, здесь рассматривается круг таких технологических ситуации, когда пренебрежимо малой является продолжительность 'первой стадии охлаждения при закалке -стадии пленочного кипения. Рассмотрение именно этих ситуаций определяется теи, что в данных условиях, как известно, могут быть реализованы достаточно благоприятные условия закалки з плане * уменьшения вероятности образования закалочных трещин и, соответственно, возрастания прочностных свойств материала. 2ля такой физической обстановки выполнены численные исследования по определению теплового состояния упрочняемых деталей на база следующей математической модели:

0(8,Го) • Ц; - <5^[л (В,Го) егза 8 ]

Л(в.Го)

бг1п

/ В1пуэ Сбп - ад, О <ТО < ГОауаЛ \ В1кя (9П - вж), ГоПуа< Го С ГОк /*

В)ко-0 " 8о»

(13)

(14)

(15)

152:

где 8л, в*, Вв - безразмерные температуры, соответственно, поверхности, охлаждающей среды к ее насыщения при данном давлении; Когуа. Р'ок - числа Сурье, отвечают® продолжительности стадии пузырькового кипения и процесса в целом; Е1пуэ. В1щг соответствующие стадиям пузырькового кипения и ко^ективного теплообмена, п - нормаль к поверхности; П - огранзгопваюцая поверхность закаливаемо* детали.

Изучены возможности как полной, так и частичной линеариза-даннои нелинейной математической модели относительно всех

ссдержацкхся з ней нединейкостэи. В контексте реализации необходимых структурных превращении в материале анализировались температурные режимы закаливаемых деталек, отвечающее стадии пузырькового кипения. -Исследования в зтой части выполнены для широкого практического диапазона изменения технологических.' и геометрических параметров. (Характерные данные таких исследований приведены на рис. 3.). Применительно к ситуации закалки и размерной обработка толстостенных пластин выполнено исследование по проектирование рациональной организации технологического процесса в челе«. На основе проведенного анализа теплового в термонапряженнсго состояния указанных пластин показано, что окончательную размерную обработку (образование кромок) г целях уменьшения вероятности по-

?ис.З. Уасзределекке температур» 6 по толщине пластины 5 ПР« Го — ГОпуа*

1-2-1, Роцуа- 0,0338;

2-5-2, РОпуз- 0,158;

3-5-3, Тйцуат 0,1633;

4-5-4, ГОпуа- 0.164;

5-5-5, Г&пуа- 0,164.

явления закалочных треща рационально осуществлять после упрочнения материала.

Проведены исследования закалочных свойств некоторых специальных охлаждащих жидкостей, являщихся водными растворами солей и полимеров. Рис. 4. интегрирует типичные результаты данного направления исследовании. (Здесь К1 -

число Кираичева, К1-= ).

Рис.4: Зависимость Е1-Г(Вп) для водного раствора бишофита при различных значениях температура б*: 1- 8«- 0,026; 2 - 0,047; 3 - 0,034.

оснсвша РЕЗУЛЬТАТЫ РАЕОТЬ'

По существу проведенных исследований и изложенного в диссертации материала необходимо отметить. следующее:

1/'Выполнен комплекс исследований по установлению закономерностей протекания процессов теплопереноса для ряда специальных условий реализации технологических процессов, направленных на придание требуемых свойств поверхностным слоям деталей - технологии получения плазменных покрытии и закалки в жидких средах.

2. Развита эффективная кодификация комбинированного итерационного метода - НИИ с пзхматнкм переопределением на основе пахматной схемы. Выполнено сопоставление эффективности различных вариантов данной модификации. Показано, что вариант, характеризующийся аппроксимацией пространственного оператора с использованием на первом этапе переопределения значений искомой функции как на предшествующей, так и на последующей итерации, обладает преимуществами з плане точности я скорости сходимости решения.

3. Для ситуации плазменного нанесения покрытий изучены особенности-термического взаимодействия напыляемой частицы с основой применительно к различным условиям и стадиям напыления. Выполнен анализ особенностей теплового состояния систем "растекшаяся частица-основа" в условиях напыления сплазсз, склонных к аморфизации. Получено репение задачи о прогнозировании свойств

аморфизировашых покрытий на базе взаимосвязанного рассмотрения теплового состояния'покрытий и соответствующих термокинетических диаграмм "температура-время-превращение". Дан анализ влияния основных технологических факторов, ответственных за процесс амор-физации покрытий, и выполнено их ранжирование по степени воздействия на эффективность данного процесса. Для стадии действия ударногс давления изучены физические особенности термического взаимодействия расплавленной частицы с основой и показана возможность определенной линеаризации математической модели, отвечающей данному процессу тепдоперекбса. Установлено, что термические эффекта, обусловленные процессом кристаллизации напыляешь частиц, могут быть весьма существенными, так что неучет теплоты Фазового перехода в покрытии может приводить к недопустимым погрешностям при проведении вычислительных экспериментов.

4. Применительно к различным условиям реализации технологии закалки в жидких средах, характеризующихся пренебрежимо малой продолжитезъкосхъз периода пленочного кипения, выполнен анализ особенностей процессов теплоперекоса. В контексте обеспечения требуемых структурных изменений в материале изучена динамика температурных режимов закаливаемых деталей во временном интервале, отвечающем пузырьковому кипении. Выполнен сравнительный анализ теплового и термднапряжгнкого состояния пластин различной конфигурации с целью назначения аффективных технологических режимов их обработки. Установлены закономерности влияния различных' келинейностей, ЕыеЕЩнх место в рассматриваемой физической ситуации. Определены охлаждающие способности различных нетрадиционных закалочных жидкостей.

ссаонаьЕ палсшжя диссертаций опубликованы в работах

1. Скалко H.Ii., Игранова Е.О. Исследование продолжительности пузырькового кипения з процессе прерывистой закалки// Прикладные вопросы теплообмена и гидродинамики.- Киев: Наук, думка, 1982. - С.S3-88.

2. КоСас-ко Е.й., Сязлко E.Ji., Кэранова Я.О. Исследование влияния нелинейностея на процесс тепл&ереноса при закалке// Ером.теплотехника.- 1882.- N6.- С. 45-51.

3. Иоргашж B.C., Сладко s.u., Uepaaoaa В.О. 'Численное ре-вение задачи о термонапряженном состоянии пластины в процессе закалки// Теплоотдача и прикладная гидродинамика. - Киев:Наук, думка, 1983.- С.41-43.

4. KobasKo N.I., Fialto N.U., Meranova N.O. Numerical Determination of tfte Kucleare-Bolllng Phase In the Course of

Steel-Plate НзпЗеШп?// Heat transfer Soviet Research'.- 1984.-!J2.-. P. 130-135.

5. Кобаско H.K., Си^лко E.U., Иеранова K.O. Исследование закалочных свойств воднкх растворов солей// Прок, теплотехника.-1886.- N5.- С.31-34.

В. Flalko N.M., Prokopov V.G., Iferanova N.O., Borlsov Yu.S., Korzhyfc V.N. Mathematlc • simulation of Heat-transfer processes under the coatln? formation conditions in thermal spraylg of alloys susceptible to arorfous transformation// Plasma Jets In the Development of Mew Materials technology: Proceedings of, the International Workshop, 3-9 Sept. 1390, Frunce, US3S/ eds. G.P.SoIonenko, A.J.Fedorchenko.- Lelst: VSP-III, Vtrecht, the Netherlands Tokyo, Japan.- P.3S3-331.

. 7. iiepasosa H.O., Прокопов В.Г., Сариогло В.Г. к др. Применение комбинированных итерационных методов для решений задач теплофизики технологических процессов // Новые подходы к резенкв дифференциальных уравнений: Тез. докл. Второй зсесгозк. конф., Дрогобыч, май-ивкь 1989. - ii., 1SS9. - С. 112,

8. Кобаско Н.К., Сиалко К. J£., Меранова Н.О. Численное решение задачи об определении продолжительности процесса пузырькового кипения яри закалке // Пром. теплотехника. - 1984. - ?«' 4. -С. 29-32. 4

В. Шрокетоа В.Г., ШвецЮ.Е. Оиалко Н.К., Иэракова Н.О. и др. Исследование теплового состояния системы покрытие-основа в условиях газ.отерцического напыления// Сиз. и химия обраб. материалов.- 1983.- к" 6: - С.42-45.

1С. СКаЛКЭ Н.М« | Прокопов В.Г. , JicpaHuBS Н.С. И аР* ?ёП£ОфИ~ ЭйлЗ ПрОЕЭССОЗ фсрШфОЗайИЯ Г5307&рЫ31ыёСКИ2 покрытия. Состолкм» КССЛ5Д03ЗЙЙл// wn3. Я XЮСай OupSu. р«2*Л03. - 1533. * N 4. С. 83-33.

11. йгалко Н.К., Прокопов В.Г., Иеракова Н.О. к др. Термическое взаимодеиствие одиночно« частипы с основой при получении газотермичесгахх покрытий// Она. и химия обраб. материалов.-1SS4.- W1.- С.70-78.

12. Оиалко Н.К., Прокопов 2.Г., иеракова Е.О. и др. Температурные режимы систем частица-основа при газотермкческом напылении// Фиг. и химия обраб. материалов.- 1994,- N'2.- С.53-67.

УСЛОВНЫЕ СКЗЗЕАЧНЕЙЯ К CCKFAEEEKH '

8 - безразмерная температура, 8-t/t0 ; Го - число Сурье, Fo-ao-ts'l2; Л, оу - безразмерные коэффициент теплопроводности и удельная объемная теплоемкость, Cv=Cv/Cvo! * ~ безраэ-

- IB -

мернан пространственная координата, x«xp/l; Bi - число Зло, В1 - й-1/л0; t - температура; q - плотность теплового потока; х - время; 1 - характерам размер; а - коэффициент температуропроводности; л - коэффициент теплопроводности; Оу - удельна« объемная теплоемкость; а - коэффициент теплоотдачи; индекс "о" отвечает характерному или начальному значение параметра; ЮШ -комбинированные итерационные методы.

SUMMERY

Research ссгпр1ех of heat transfer processes for the plasma sprayed coating technologies and quenchening at the liquids KuluTr,, directed at the ensuring of functional qualities of detail surface layers, which are demanded, has been perforced.

i^cubjvс Wuii ¿oouxuji Oi ouunjlticv x .cioi^ve iiicwiiuu ¿mj чioil

over-definition in chess-board order on the chess-board seheae base has been developed. Heat state of the "particle-base" system anal is has been perfonned for the condition of plasna coating of alloies, which have tendency to amarphizatlon. The ¡sain technological factors, which have an influence on srorphination process, have been examined. Thenriai interaction peculiarities of particles Kith the base have been studied at the lsipuls pressure stage. Thermal effects, caused by the particles cristalllzatlon process, have been analysed. Temperature regimes of the details Investigation ' have been performed for that conditions quenching process, where duration of the film boiling stage vas lgnorable snoll. Coinparative analysis of the thermal and strianed state of the plates has been performed. Regularities of inflience of various mlinearities, which take • place at the considered phisioal situation have been deflnited. The datas about cooling qualities of a number of nontraditlonal quenching ¡radii® have been rece^v=u.

АННОТАЦИЯ

ВбшишлеН KGWHS6KC ИССДВДОЗЗНИЙ ПрОЗбССиВ ТеПЛиПВРеНиСа ПрК р£ЗЛК552ш/1 ЛиЛ/чеЕКИ ПДЗЗксй'пдА ПилрЫТКИ К ЗЗКеьЕКК 2

wpHcKTKpOB&HKeiZ ЕЗ ПрЙ2ЭДИ$ ?p&w~ebubZ£ СЛуЖе&иДС EOBcpZKO-TEciW СЛСЛЫ ¿¡9?ЗЛёК. ?<»ЗЗй7о Зффс rtT¡ЕБКЗл ЫОДКцуИ" YZlZU?. /wktyiSHКр03 сиз HbiZ nTvpalS'twHHaZ УсТЗЛЗВ (КИЗк) — ЕВ OCKOBc

CBZiaaTHui* CZcMc.' С ш353437НЫМ П5р«0ирсле£сКлЭ1в ИСКОМО*! фУсКиЛК. >Лл ILZ2k3M5HHCrC КЗЛ5СВамл ПСЖрЬГГКХ! ВЫПСшлсН оКЗЛЙЗ Тек"

аераттрнше рехзлюг систем "частгца-основа" на стадга: действия

импульмного давления, показано, что роль релаксационный эффектов может Сыть весьма существенной. Изучены закономерности влияния теплота ¡фисталлизации напыляемых частиц. Приведены результаты исследований особенностей теплопереноса при получении амсрфпзи-рованных покрытий, рассмотрены основные технологические факторы, ответственные за процесс аморфкзации. Применительно к закалке з ■¡едких средах выполнены исследования температурных режимоз деталей для условий реализации данной технологии, при которых продолжительность стадии пленочного киаениа пренебрежимо кала. Вы-йвлена закономерности влияния нелинейностей I и II рода на процессы теплоперевоса при закалке. Проведен сравнительный анализ теплового и термонапряженнсго состояний толстостенных пластин с целью выбора радикального технологического режима их обработка Приведена результаты исследований по определению охлаждаюцих свойств нетрадиционных закалочных сред.

Ключов1 слова: процеск теплопереносу, математичне ыоделювання, мсдиф1кац1я кокб1нованих 1тс-рац1йних иетод1з, плазмове нанесения покриттдВ, релаксащйн! ефекти, теплота кристал!зац11, гартузан-ня в р!дких середовицах, охолоджуюча спроможнють загартозуючих середогиц.

Подписано к печати /&.02. 56 г. формат 60x84/16 Бумага офветнзя. Усл.-печ.лист,{о.Уч.-азд.явст 1.0. Тврак 100. Заказ 70 _

Полиграф, уч-к Института электродинамика НАН Укразнн 25205?, Киев-57, проспект Побелн,56.