AP19178097 "Металдың бу-газ қабығымен өзара әрекеттесуін сандық модельдеу негізінде электролиттік-плазмалық цементтеу технологиясын жетілдіру"

Жоба жетекшісі: Мухаметов Елдос Мухтарович, PhD, - жоба жетекшісі ORCID ID - https://orcid.org/0000-0001-7818-8160

Өзектілігі:

Жоба идеясы металдың сұйық анод пен металл катод арасында пайда болатын бу-газ қабығымен өзара әрекеттесуін сандық модельдеу негізінде төмен көміртекті болаттарды электролиттік-плазмалық цементтеу технологиясын жетілдіруге, сондай-ақ электролиттік-плазмалық цементтеудің технологиялық режиміне байланысты болаттардағы диффузиялық қанығу және құрылымдық-фазалық түрлену ерекшеліктерін зерттеуге негізделген. Электролиттік-плазмалық өңдеу кезінде өңделетін материалдардағы легирлеуші элементтердің жеделдетілген диффузиясының механизмдерін зерттеу ұсынылады. Катодты электролит-плазмалық қыздыру кезінде диффузиялық көміртегімен қанықтыру кинетикасын есептеудің математикалық моделі мен алгоритмі әзірленетін болады. Төмен көміртекті болаттарды электролиттік-плазмалық цементтеу кезінде диффузиялық қанықтылықтың, құрылымдық-фазалық өзгерістердің негізгі заңдылықтары белгіленеді. Алынған нәтижелер негізінде төмен көміртекті болаттан жасалған машиналар мен механизмдер бөлшектерінің бетін қатайту үшін электролиттік-плазмалық қанықтырудың тиімді әдісі әзірленетін болады.

Мақсаты:

Сұйық анод пен металл катод арасында түзілетін бу-газ қабығымен металдың өзара әрекеттесуін сандық модельдеу негізінде төмен көміртекті болаттарды электролиттік-плазмалық цементтеу технологиясын жетілдіру, сондай-ақ электролиттік-плазмалық цементтеудің технологиялық режиміне байланысты болаттардағы диффузиялық қанығу және құрылымдық-фазалық түрлену ерекшеліктерін зерттеу.

Күтілетін нәтиже:

Катодты жылытудың ВАС және ВТС ерекшеліктері зерттеліп, катод пен бу-газ қабығы арасындағы жылу алмасу заңдылықтары анықталады. Электролиттік-плазмалық өңдеу кезінде өңделетін материалдардағы легирлеуші элементтердің жеделдетілген диффузия механизмі анықталды. Бу-газ қабығында түзілетін және белсенді электродтың бетін бомбалайтын иондардың энергиясы есептеледі. Электролиттік-плазмалық өңдеудің әртүрлі түрлерінде өңделетін материалдардағы легирлеуші элементтердің жеделдетілген диффузиясының механизмі анықталды. Электролиттік-плазмалық цементтеу кезінде төмен көміртекті болаттардағы құрылымдық өзгерістер зерттеледі. Осы жоба шеңберінде алынған нәтижелер бойынша Web of Science дерекқорында импакт-фактор бойынша алғашқы үш квартилдің журналдарында кемінде 2 (екі) мақала жарияланады немесе Scopus дерекқорында citescore бойынша кемінде 50 процентилі болады. Сондай-ақ өнертабысқа немесе пайдалы модельге ҚР патентін алуға өтінім беру жоспарлануда. Зерттеу нәтижелері конденсацияланған күй физикасы мен материалтану саласындағы ғылыми зерттеулер тұрғысынан, сондай - ақ машина және ұшақ жасау, атом энергетикасы, әскери-өнеркәсіптік кешен үшін материалдар жасауда практикалық қолдану тұрғысынан маңызды болады. Машина жасау өндірісінде машиналар мен құралдар бөлшектерінің қызмет ету мерзімін ұзартуды қамтамасыз ететін ресурс үнемдейтін электролиттік-плазмалық технологияны қолдану амортизациялық шығындардың төмендеуіне әкеледі. Демек, жоба бойынша жүргізілген зерттеулердің нәтижелері Қазақстан Республикасында машина жасауды дамытуға елеулі үлес қосады. Құрылымдық және аспаптық болаттарды электролиттік-плазмалық нығайтудың ұсынылған технологиясын пайдалану болат бұйымдарының сапасын және пайдаланудағы сенімділігін айтарлықтай жақсартуға, сондай-ақ материалдарға айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді, өйткені бұйымдардың негізгі бөлігін Қазақстанда өндірілетін неғұрлым арзан және кең таралған болаттардан жасауға болады. Өнімнің жобаланатын пайдалану мерзімінің (жұмыс қабілеттілігінің) ұлғаюына байланысты оң экономикалық әсер күтілуде.

Қол жеткізілген нәтиже:

· Катодты жылытудың ерік-ампер және ерік-температуралық сипаттамаларының ерекшеліктері зерттелетін болады;
· Электролиттік-плазмалық өңдеу кезінде сұйық анод пен металл катод арасында бу-газ қабығының пайда болу механизмі анықталды;
· Электролиттік-плазмалық цементтеу режиміне байланысты бу-газ қабығында түзілетін және белсенді электродтың бетін бомбалайтын иондардың энергиясы есептелетін болады:
· Электролитті-плазмалық цементтеудің оңтайлы режимі орнатылады;
· Төмен көміртекті болаттардағы көміртектің диффузия коэффициенті және оның электролиттік-плазмалық цементтеу режиміне тәуелділігі анықталады.
· Электролитті-плазмалық өңдеу кезінде аустенит пен ферритті көміртегімен қанықтыру процесінің соңғы элементтері әдісімен математикалық есептеу жүргізіледі.
· Алынған нәтижелер негізінде төмен көміртекті болаттан жасалған машиналар мен механизмдер бөлшектерінің бетін қатайту үшін электролиттік-плазмалық қанықтырудың тиімді әдісі әзірленетін болады.

Зерттеу тобының мүшелері

Аты-жөні: Мухаметов Елдос Мухтарович

Scopus Id: 56703359900

Researcher Id: GLS-2714-2022

ORCID: 0000-0001-7818-8160

Қосымша:
Жалпы ғылыми-педагогикалық өтілі-13 жыл. 2021 жылы Л. Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің 6D070500 – «Математикалық және компьютерлік модельдеу» мамандығы бойынша және «Қабықтың үш өлшемді динамикасын модельдеу» тақырыбы бойынша PhD докторантурасын бітірді. Мәлімделген зерттеу бұрын жүргізілген ғылыми зерттеулермен тығыз байланысты. Scopus – 2 Ғылымометриялық базасы бойынша Хирш индексі, Web of Science – 1.
Аты-жөні: Рахадилов Бауыржан Корабаевич

Scopus Id: 55539741700

Researcher Id: AAD-3744-2020

ORCID: 0000-0001-5990-7123

Қосымша:
"PlasmaScience" ЖШС директоры, конденсацияланған күй физикасы және физикалық материалтану саласында ғылыми негізі бар маман. Жалпы ғылыми-педагогикалық өтілі-13 жыл. Жобаның ғылыми кеңесшісінің ғылыми қызметі беттік-плазмалық өзара әрекеттесу, қорғаныс жабындарын алу, концентрацияланған энергия ағындарымен материалдарды өзгерту мәселелері бойынша зерттеулермен байланысты. 2014 жылы «Жоғары жылдамдықты болаттардың беткі қабаттарын электролиттік-плазмалық азоттау» тақырыбында докторлық диссертациясын сәтті қорғады. «ЖОО үздік оқытушысы-2018» грантының иегері. 2013-2014 жылдарға және 2018-2019 жылдарға ғылым мен техниканың дамуына зор үлес қосқан дарынды жас ғалымдарға арналған мемлекеттік ғылыми стипендия иегері 4 монография, 5 оқу құралы және 150-ден астам ғылыми жарияланым, оның ішінде web of Science және Scopus дерекқорына кіретін шетелдік басылымдарда 40 мақала, 20 авторлық куәлік жариялады өнертабыстар. Scopus – 10 ғылыми – метрикалық базасы бойынша Хирш индексі, Web of Science-7.