Актуальные проблемы в машиностроении. Том 13. № 1-2. 2026 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 39 шлифования 5 мкм (первый проход) и 3 мкм (второй проход) с последующим выхаживанием в течение 20–60 с. В качестве СОЖ использовали 5–8 % эмульсию на минеральной основе. Методы измерения и анализа Микроструктуру исследовали на оптическом микроскопе Carl Zeiss Axio Observer Z1m после травления 5 % спиртовым раствором HNO₃. Для выявления границ зѐрен применяли реактив Виллела (1 г пикриновой кислоты, 5 мл HCl, 100 мл этанола). Микротвѐрдость измеряли на приборе ПМТ‑3М при нагрузке 0,49 Н (50 гс) с построением профилей твѐрдости по глубине. Измерения выполняли по 5‑точечной схеме на каждом из 9 уровней глубины (от 0 до 1,5 мм с шагом 0,1 мм). Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 10.0. Остаточные напряжения определяли двумя методами: рентгенографическим и механическим послойным травлением. Рентгенографический анализ выполняли на дифрактометре ARL X'TRA с Cu‑Kα излучением по методике sin²ψ. Съѐмку вели при углах наклона ψ = 0°, ±15°, ±30°, ±45°. Механический метод заключался в последовательном удалении слоѐв материала электроэрозионным способом (проволока Ø0,1 мм) с последующим низкотемпературным отжигом при 200 °C в течение 30 мин для релаксации технологических напряжений. После каждого этапа удаления слоя толщиной 0,1 мм измеряли прогиб образца лазерным профилометром и рассчитывали напряжения по формуле Стони. Шероховатость поверхности оценивали на профилометре‑контурографе Formtracer SV‑C4500. Измерения выполняли на базовой длине 4,8 мм с предварительным участком 1,6 мм, скоростью сканирования 0,1 мм/с и измерительным усилием 0,75 мН. Применяли Гауссовский фильтр с длиной волны 0,8 мм. Для каждого образца проводили измерения в пяти точках вдоль и поперѐк направления обработки. Численное моделирование тепловых полей, структурных превращений и напряжѐннодеформированного состояния выполняли в программных комплексах ANSYS и SYSWELD путѐм совместного решения задач теплопроводности, фазовой кинетики и механики деформируемого твѐрдого тела. В ANSYS использовали структурированную гексаэдрическую сетку с элементами SOLID 45 (для объѐмных тел) и SHELL 63 (для поверхностей). В SYSWELD реализована модель упруго-вязкопластического поведения материала с учѐтом температурной зависимости теплофизических и механических свойств, а также кинетики аустенитизации и мартенситного превращения. Граничные условия включали конвективный теплообмен (h = 5–25 Вт/(м²·К)) и излучение (ε = 0,7–0,9). Источник тепла задавали функцией Гауссова типа с учѐтом скин-эффекта. Планирование эксперимента Для установления функциональных зависимостей глубины упрочнѐнного слоя h и относительной ширины переходной зоны Ψ = hпер/h от удельной мощности нагрева qs и скорости перемещения индуктора Vs применѐн рототабельный центральный композиционный план (РЦКП) третьего порядка для двух факторов (k = 2). Выбор плана обусловлен необходимостью построения полиномиальных моделей третьего порядка, адекватно описывающих нелинейный характер исследуемых зависимостей, в частности наличие экстремума функции Ψ(qs, Vs) в области средних скоростей перемещения индуктора. Полная кубическая модель для двух факторов содержит 10 коэффициентов и имеет вид: 2 2 3 3 2 2 0 1 1 2 2 11 1 22 22 12 1 2 111 1 222 2 112 1 2 122 1 2 y b b x b x b x b x b x x b x b x b x x b x x , где x1 и x2 - кодированные значения факторов qs и Vs соответственно.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1