.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Тепловой анализ напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя шлифованной Si3N4‒TiC-керамики
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-1-61-68
Аннотация
С использованием базовых положений компьютерной инженерии изучено тепловое и напряженное состояние поверхностного слоя шлифованной Si3N4‒TiC-керамики четырех систем под действием теплового потока. Установлены закономерности распределения температур и напряжений в шести выделенных поверхностях поверхностного слоя. Определена специфика формирования структурной неоднородности напряжений и микроструктурных концентраторов напряжений, приводящих к изменению структуры керамики за счет образования несплошностей.
Об авторах
В. В. КузинРоссия
д. т. н.
Москва
С. Н. Григорьев
Россия
д. т. н.
Москва
М. А. Волосова
Россия
к. т. н.
Москва
Список литературы
1. Tian, Chunyan. Thermal shock and thermal fatigue behavior of Si3N4‒TiC nano-composites / Chunyan Tian, Ning Liu, Maohu Lu // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. ― 2008. ― Vol. 26, № 5. ― P. 478‒484.
2. Xu, Weiwei. Dynamic fatigue behavior of Si3N4-based ceramic tool materials at ambient and high temperatures / Weiwei Xu, Juntang Yuan, Zengbin Yin // Ceram. Int. ― 2019. ― Vol. 45, № 17, рart A. ― P. 21572‒21578.
3. Xu, Zhongguo. Effects of pulse conditions on microstructure and mechanical properties of Si3N4/6061Al composites prepared by spark plasma sintering (SPS) / Han Jiang, Zhongguo Xu, Ziyang Xiu [et al.] // J. Alloys Compd. ― 2018. ― Vol. 763. ― P. 822‒834.
4. Zhan, Guo-Dong. Micromechanisms of creep-fatigue crack growth in α′‒β′-SiAlON at 1200 °C / Guo-Dong Zhan, Jian-Lin Shi, Ting-Rong Lai, Tung-Sheng Yen // J. Eur. Ceram. Soc. ― 1997. ― Vol. 17, № 10. ― P. 1267‒1276.
5. Szafran, M. Si3N4‒Al2O3‒TiC‒Y2O3 composites intended for the edges of cutting tools / M. Szafran, E. Bobryk, D. Kukla [et al.] // Ceram. Int. ― 2000. ― Vol. 26, № 6. ― P. 579‒582.
6. Bernard-Granger, G. High temperature creep behaviour of β′-Si3N4 α-YSiAlON ceramics / G. Bernard-Granger, J. Crampon, R. Duclos // J. Eur. Ceram. Soc. ― 1997. ― Vol. 17, № 13. ― P. 1647‒1654.
7. Bao, Y. Strength degradation and lifetime prediction of HP-Si3N4/TiC under static load at 1200 °C / Y. Bao, Z. Jin, L. Sun // Mater. Lett. ― 2000. ― Vol. 45, № 1. ― P. 27‒31.
8. Kuzin, V. A model of forming the surface layer of ceramic parts based on silicon nitride in the grinding process / V. Kuzin // Key Engineering Materials. Precision Machining. ― 2012. ― Vol. 496. ― Р. 127‒131.
9. Sun, J. Analysis of surface morphology and roughness on Si3N4 ceramic grinding / H. Wang, Y. Wu, P. Zhou [et al.] // Academic Journal of Manufacturing Engineering. ― 2018. ― Vol. 16, № 3. ― Р. 20‒28.
10. Kuzin, V. V. Technological aspects of diamond grinding of the nitride ceramics / V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2004. ― Vol. 24. ― № 1. ― Р. 23‒28.
11. Кузин, В. В. Технологические особенности алмазного шлифования деталей из нитридной керамики / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2004. ― № 1. ― С. 37‒41.
12. Kuzin, V. V. Evaluation of ceramic tool reliability with a limited number of tests based on established wear criteria / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, S. Yu. Fedorov // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 59. ― № 4. ― Р. 386‒390.
13. Кузин, В. В. Оценка надежности керамических инструментов при ограниченном объеме испытаний на стойкость на основе установленных критериев износа / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, С. Ю. Федоров // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 7. ― С. 66‒70.
14. Kuzin, V. V. Increasing the operational stability of nitride-ceramic cutters by optimizing their grinding conditions / V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2003. ― Vol. 23. ― № 12. ― Р. 32‒36.
15. Кузин, В. В. Повышение эксплуатационной стабильности режущих инструментов из нитридной керамики за счет оптимизации условий их заточки / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2003. ― № 12. ― С. 41‒45.
16. Kuzin, V. V. Tribological aspect in technological assurance of ceramic component quality / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov, S. N. Grigor’ev // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, № 3. ― Р. 280‒283.
17. Кузин, В. В. Трибологический аспект в технологическом обеспечении качества керамических деталей / В. В. Кузин, С. Ю. Федоров, С. Н. Григорьев // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 5. ― С. 122‒126.
18. Kuzin, V. V. Thermal state of ceramic cutting tools in high-speed cutting / V. V. Kuzin // Russian Engineering Research. ― 2004. ― Vol. 24, № 9. ― Р. 32‒40.
19. Кузин, В. В. Тепловое состояние керамических режущих инструментов при высокоскоростной обработке резанием / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2004. ― № 9. ― С. 47‒52.
20. Kuzin, V. V. The role of the thermal factor in the wear mechanism of ceramic tools : Рart 1. Macrolevel / V. V. Kuzin, S. N. Grigoriev, M. A. Volosova // Journal of Friction and Wear. ― 2014. ― Vol. 35, № 6. ― Р. 505‒510.
21. Кузин, В. В. Роль теплового фактора в механизме износа керамических инструментов. Часть 1. Макроуровень / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Трение и износ. ― 2014. ― № 6. ― С. 728‒734.
22. Kuzin, V. V. Role of the thermal factor in the wear mechanism of ceramic tools. Part 2: Microlevel / V. V. Kuzin, S. N. Grigoriev, M. Yu. Fedorov // Journal of Friction and Wear. ― 2015. ― Vol. 36, №. 1. ― Р. 40‒44.
23. Кузин, В. В. Роль теплового фактора в механизме износа керамических инструментов. Часть 2. Микроуровень / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. Ю. Федоров // Трение и износ. ― 2015. ― № 1. ― С. 50‒55.
24. Kuzin, V. V. Wear of tools from nitride ceramics when machining nickel-based alloys / V. V. Kuzin, M. A. Volosova, M. Yu. Fedorov // Journal of Friction and Wear. ― 2013. ― Vol. 34, № 3. ― Р. 199‒203.
25. Кузин, В. В. Износ инструментов из нитридной керамики при обработке никелевых сплавов / В. В. Кузин, М. А. Волосова, М. Ю. Федоров // Трение и износ. ― 2013. ― Т. 34, № 3. ― С. 265‒271.
26. Kuzin, V. Effect of thermal loading on stresses in defective surface layer of ceramics / V. Kuzin, S. Grigoriev, M. Portnoy // Applied Mechanics and Materials. ― 2016. ― Vol. 827. ― Р. 189‒192.
27. Kuzin, V. V. Effect of a TiC coating on the stress-strain state of a plate of a high-density nitride ceramic under nonsteady thermoelastic conditions / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova // Refract. Ind. Ceram. ― 2014. ― Vol. 54, № 5. ― Р. 376‒380.
28. Кузин, В. В. Влияние покрытия TiC на напряженно-деформированное состояние пластины из высокоплотной нитридной керамики в условиях нестационарной термоупругости / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2013. ― № 9. ― С. 52‒57.
29. Kuzin, V. V. Correlation of diamond grinding regimes with Si3N4-ceramic surface quality / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov, S. N. Grigor’ev // Refract. Ind. Ceram. ― 2017. ― Vol. 58, № 1. ― P. 78‒81.
30. Кузин, В. В. Взаимосвязь режимов алмазного шлифования с состоянием поверхности Si3N4-керамики / В. В. Кузин, С. Ю. Фёдоров, С. Н. Григорьев // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 1. ― С. 67‒70.
31. Kuzin, V. V. Production process planning for preparing Si3N4-ceramic objects taking account of edge defectiveness / V. V. Kuzin, S. Yu. Fedorov, S. N. Grigor’ev // Refract. Ind. Ceram. ― 2018. ― Vol. 58, № 5. ― Р. 562‒565.
32. Кузин, В. В. Проектирование технологических процессов изготовления деталей из Si3N4-керамики с учетом требуемой дефектности кромок / В. В. Кузин, С. Ю. Фёдоров, С. Н. Григорьев // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 9. ― С. 65‒68.
33. Grigoriev, S. N. Prospects for tools with ceramic cutting plates in modern metal working / S. N. Grigoriev, V. V. Kuzin // Glass and Ceramics. ― 2011. ― Vol. 68, № 7/8. ― Р. 253‒257.
34. Григорьев, С. Н. Перспективы применения инструментов с керамическими режущими пластинами в современной металлообработке / С. Н. Григорьев, В. В. Кузин // Стекло и керамика. ― 2011. ― № 8. ― С. 17‒22.
35. Kuzin, Valery V. A new generation of ceramic tools / Valery V. Kuzin, Sergey N. Grigor’ev, David R. Burtоn [et al.] // Proceedings of the 10h International Conference on Manufacturing Research (ICMR 2012). ― 2012. ― Р. 523‒528.
36. Kuzin, V. V. Basic framework for computer-aided engineering of polished ceramic surface layers / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 3. ― P. 349‒354.
37. Кузин, В. В. Основы компьютерной инженерии поверхностного слоя шлифованной керамики / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 6. ― С. 64‒69.
38. Кузин, В. В. Силовой анализ напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя шлифованной Si3N4‒TiC-керамики / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 12. ― С. 54‒60.
39. Kuzin, V. V. Microstructural model of the surface layer of ceramics after diamond grinding taking into account its real structure and the conditions of contact interaction with elastic body / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 3. ― P. 303‒308.
40. Кузин, В. В. Микроструктурная модель поверхностного слоя керамики после алмазного шлифования, учитывающая его реальную структуру и условия контактного взаимодействия с упругим телом / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 5. ― С. 59‒64.
41. Kuzin, V. Method of investigation of the stress-strain state of surface layer of machine elements from a sintered nonuniform material / V. Kuzin, S. Grigoriev // Applied Mechanics and Materials. ― 2014. ― Vol. 486. ― P. 32‒35.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Кузин В.В., Григорьев С.Н., Волосова М.А. Тепловой анализ напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя шлифованной Si3N4‒TiC-керамики. Новые огнеупоры. 2021;(1):61-68. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-1-61-68
For citation: Kuzin V.V., Grigor’ev S.N., Volosova M.A. Thermal analysis of stress-strain state of surface layer of ground Si3N4‒TiC ceramics. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;(1):61-68. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-1-61-68
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.