Теория и применения механоплазменного эффекта в процессах интенсификации механической обработки
А. И. Сошко, В. А. Сошко
Херсонский национальный технический университет, Бериславское шоссе, 24, 73008 Херсон, Украина
Получена: 02.07.2018; окончательный вариант — 03.01.2019. Скачать: PDF
Обозреваются результаты изучения деформации и разрушения твёрдых тел в процессе механической обработки резанием в условиях влияния различных сред. Установлены зависимости особенностей протекающих процессов деформации и разрушения металла от совокупности механических факторов, свойств исследуемого тела и его физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Экспериментальные данные и важнейшие достижения в смежных областях науки позволили предложить гипотезу об инициировании и самоускорении химических превращений окружающей среды в результате действия положительной обратной связи между химическим и механическим разрушениями. Показано, что в этом случае растущая трещина играет роль спускового устройства, включающего процессы химических превращений среды. Механизм этих процессов и явлений связан с контактными взаимодействиями физико-химических явлений, имеющими квантовую природу и возникающими в момент роста трещины, с электрически активной новой структурой, образующийся вследствие механического воздействия на металл. Показано, что существующие сегодня взгляды не претерпели изменений с того времени, как было выдвинуто известное положение о понижении прочности материала как непосредственное проявление снижения свободной поверхностной энергии при его контакте со средой. Однако в действительности облегчение процессов деформации и разрушения тела из-за адсорбционной среды не является основной причиной снижения механических свойств твёрдых тел. Облегчение процессов разрушения металла в средах происходит в результате контактных взаимодействий электрически активных частиц водорода с электрически активной реальной структурой металла. Показано, что ионизаторами водородосодержащих сред служат высокая температура зоны резания, ювенильные каталитически активные поверхности щелевого пространства между вершиной резца и устьем трещины и экзоэлектронная эмиссия. Предложено рассматривать процесс формообразования изделий в средах не как механический, а как механоплазменный. Обоснованы новые пути формообразования металлических деталей с одновременным диффузионным насыщением поверхностного слоя легирующими элементами, что повышает эксплуатационную долговечность изделий. Предложен способ механоплазменной обработки металлов и организовано серийное производство смазочно-охлаждающих технологических средств нового поколения.
Ключевые слова: механоплазменный эффект, механические свойства, механическая обработка, диффузионный процесс, прочность, трещина, дислокация.
Citation: O. I. Soshko and V. O. Soshko, Theory and Applications of Mechanoplasma Effect in the Processes of Machining Intensification, Usp. Fiz. Met., 20, No. 1: 96–192 (2019), doi: 10.15407/ufm.20.01.096