Р Е З Ю М Е Т А

За повишаване на екплоатационната трайност на материалите са използванидва процеса, който са извършени в плазма на тлеещ разряд. Единият от тях ейоното карбонитриране, което е проведено в две насищащи среди, първата еамоняк и пропан-бутан, а втората е амоняк и газ коргон ( 82 % Ar и 18% CO 2 ),докато другият процес йонно азотиране е осъществен в среда от амоняк.При двата процеса са установени някой особености при формирането насвойствата на повърхността на материалите .● Използването на пропан-бутан като навъглеродяващ газ с амоняк при процесана йонно карбонитриране, води до повишаване на напрежението на разряда вплазмата, което е в зависимост от тяхното съотношение. С вкарването на пропанбутанав камерата, напрежението на разряда се повишава. За достигане нанеобходимата температура на карбонитриране в този случай е необходимо да сенамали тока на разряда. По този начин се запазва мощността на плазмата.Нарастването на напрежението води до повишаване разпрашващото действие наплазмата във вакуумната камера, при което се увеличава кинетичната енергия найоните, като тяхното количество не се променя, което довежда до намаляване надебелината на свързаната зона.При използването на газ коргон катонавъглеродяващ газ при йонното карбонитриране води до точно обратнотоявление, а именно намаляване на напрежението на разряда.● При обработване на средно легирани стомани и ниско въглеродни стомана сдопълнително вкаран с различно процентно съотношение въглеродосъдържащгаз пропан-бутан в амонячната среда се получават слоеве с по-малка дебелина,повърхностна твърдост и дебелина на свързаната зона, от процеса азотиране.Това се дължи на повишеното съдържание на въглерод на повърхността, който седоставя индиректно от пропан-бутана. Явно наличието на въглерод наповърхността в карбонитрирания слой и въглерода от стоманата затормозяватдифузията на азот във вътрешността на материала.● На основата на проведеният оптичен спектрален анализ в тлеещ разряд (GDOES)на йонно азотираните и карбонитрираните слоеве е необходимо да се отбележи,че: при всички режими на йонно карбонитриране проведени в среда от амоняк и газкоргон се формират слоеве с по-малка концентрация на въглерод в свързанатазона, отколкото при йонното корбонитриране в среда от амоняк и пропан-бутан.Докато при двустепенните режими на обработване (азотироне с последващо2

карбонитриране) за разлика от едностепенните (само карбонитриране) се формирасвързана зона с по-малка концентрация на въглерод и по –високо съдържание наазот в дълбочина.Това може да се обясни с активната роля на аргона (82% Ar сесъдържа в газ коргон) при доставянето на въглерод и азот на повърхността наобработвания материал. Следствие на по – голямата си атомна маса, аргонът имасилно разпрашващо действие. При високия коефициент на разпрашване дължинатана свободния пробег на разпрашените атоми е по-голяма и възможността заобратна дифузия на въглерода и азота е по-малка. С изменение на налягането исъдържанието на аргона в средата за насищане, може да се регулира обратнатадифузия на азота и въглерода, като по този начин могат да се получат слоеве сразлични параметри и свойства● На базата на получените резултати за остатъчните напрежения в йоннокарбонитрираните и азотирани слоеве е необходимо да се отбележи, че: еустановена разлика в стойностите на остатъчни натискови напрежения полученичрез трите начина за определяне на дифракционите ъгли: метод на максималнияинтензитет - σ s φ , метод на хордата - σ c φ и метод на центъра на тежестта - σ b φ ;увеличаването на налягането на амоняка и коргона във вакуумната камера, водидо намаляване стойността на остатъчните натискови напрежения; в зависимост отконцентрацията на азот и въглерод в свързаната зона и наличието накарбонитридни отделяния, в дифузионната зона, специфичният обем наповърхността се изменя, което води до създаване на остатъчни натискови илиопънови напрежения. При йонното карбонитриране е установено, че сувеличаването на налягането на амоняка и коргона във вакуумната камера, същоможе да доведе до намаляване стойността на остатъчните натискови напрежения● Съставената е програма , която може да се използва за създаване на интегрирансофтуер, служещ за изчисляването на икономическите и техническите параметри напроцеса на термична обработка. За различните процеси (закаляване, отвръщане)на термична обработка е разработен програмен модел за определяне на всичкиприходни и разходни показатели. Предмет на изследването е процесът термичнаобработка (отгряване, закаляване, отвръщане) на желязо-въглеродни сплави(стомани, чугуни) проведен във вакуумна пещ, като всяка дейност от него ерегламентирана, включително и по отношение на нейните финансови параметри.При изследването са използвани: методът на линейната графика; методика от3

термообработена във вакуумна пещ. Критичното разтваряне на бреговете напукнатината Iс, може да се използва като критерий за съпротивление срещукрехко разрушаване и за трите температури на отвръщане 600º, 650º и 700ºС, безда е необходимо да се променят размерите на пробните тела. Докато жилавосттана разрушаване K Ic, може да се използва като критерий за съпротивление срещукрехко разрушаване само за двете температури на отвръщане, За температуратана отвръщане 700ºС е необходимо да се увеличат размерите на пробните тела, тъйкато пластичната зона пред върха на пукнатината нараства значително, коетодовежда до променя на равнинно – деформационното състояние в равниннонапрегнатосъстояние2.11. Zumbllev A. About the influence of the process of ion nitriding over thecritical crack opening in BH21 steel. Journal “Annals of the Faculty of EngineeringHunedoara”, Tome X , Fascicle 1, 2012, Romania, pp. 67-70.В статия № 2.11 е изведено регресионно уравнение за стомана BH21, коетоопределя влиянието на технологичните фактори (температурата на азотиране,налягането на амоняка в камерата, продължителност на обработване) върхупараметъра - критичното разтваряне на бреговете на пукнатината δ Ic .2.22. Зюмбилев A, М. Йорданов, Н.Тончев, И. Зюмбилев, Относноопределянето на критично разтваряне на пукнатината за азотиранаинструментална стомана, Механика на машините, Брой 1, 2012, с.13-16.В работа № 2.22 е доказано, че при йонно азотиране на стомана ВН11 втемпературния интервал 510º - 550ºС и продължителност на азотиране 10 h сеформират слоеве с по-малка дебелина на свързаната зона, което заедно съссъздадените остатъчни напрежения пред върха на пукнатината, води доповишаване на съпротивлението срещу крехко разрушаване. Налягането наамоняка в камерата не влияе съществено върху критичното разтваряне набреговете на пукнатината δ Ic .2.2. Michev G, A. Zjumbllev, G.Y. Simeonova, N. Proyitschev. Increasing WearResistance of Guides of Machine Tools by Nitriding. Proceedings, of the 4 -thlnternational Conference on Tribologia; Volume I, 12-14 June, 2002, Kayseri -Turkey, pp. 205-210.В работа №2.2 е изведен математичен модел, отразяващ зависимосттамежду качествените характеристики (микротвърдост, дебелина на азотирания слой,7

дебелина на свързаната зона и грапавост) на азотираните повърхнини и целевияпараметър (относителна износоустойчивост) при йонно азотиране на стомана ШХ15и 18ХГТ в среда от амоняк.2.6. Тошков В., А.Зюмбилев, Г. Мишев, Н.Тончев. Влияние на качественитехарактеристики на азотирания слой върху износоустойчивостта наинструментални стомани. Сб. доклади, 5-та международна конференция,Amtech – 99; 23-25.VI. 1999, Пловдив, Секция – Материалознание, с.720-726.В публикация № 2.6. е изведено регресионно уравнение, отразяващозависимостта между качествените характеристики (микротвърдост, дебелина наазотирания слой, дебелина на свързаната зона и грапавост) на азотиранитеповърхнини и целевия параметър (относителна износоустойчивост) при йонноазотиране на стомана 4Х5МФС в среда от амоняк. Установено е, че максималнаизносоустойчивост се получава при: отсъствието на свързана зона в азотиранияслой, твърдост на слоевете 1000 до 1080HV и дебелина на слоевете 0.2 до 0.3mm .2.16. Ziumbilev A, Investigation of the influence of the phase composition and thenitride zone thickness on the wear resistenge of nitrided steels. Journal “Annals ofthe Faculty of Engineеring Hunedoara”, Tome IV, Fascicuie 2 (ISSN1584- 2665),Romania, 2008, pp. 55-62В работа №2.16 за стомани ВН11 и ВН21 е изведен математичен модел,отразяващ зависимостта между технологичните фактори на процеса на йонноазотиране (температурата на азотиране и налягането на амоняка в камерата,продължителност на обработване) и целевият параметър – дълбочина напроникването на контра-тялото в свързаната зона на азотирания слой. Установеное също така, че при еднакви условия на изпитване на износване, проникването наконтра - тялото (ролката) обхваща за стомана ВН11 76% от дебелината нанитридната зона в слоя, докато при стомана ВН21, то е 100% .2.1. Toshkov V., A. Zjumbllev. Influence of Termal and Termo-chemicalTreantments of the Structure of Steel 4Cr12NiMn8MoVNb, Proceedings of thelnternational Conference „Manufacturing and Management in 21st Century, ChapterTwo, Ohrid,16-17 Sept. 2004, pp. 126-1312.8. Toshkov V., A. Zjumbllev.Thermal and Thermochemical Treatment of Steel4Cr12NiMn8MoVNb, Proceedings of the lnternational Conference „PowerTransmissions” 03, Section II „Manufacturing and Testing”, Varna, 2003, pp. 47-50.8

В работи №№ 2.1 и 2.8 е изследвано влиянието на термичната обработка ийонното азотиране върху твърдостта на основния материал и твърдостта наазотирания слой за стомана 4Х12Н8Г8МФБ.2.5.Зjyмбилев A. Азотиранье инструменталних челика у ниско температурноjплазми. Zbornik Radova the 4 -th . Simpozijum sa medunarodnim ucescem ”KOD”2006, 30-31 May, Palic, Serbia- Montenegro, pp 359 - 364.В работа № 2.5 е изследвано влиянието на йонно азотиране върхумикротвърдостта на свързаната зона на инструменталните стомани-3Х3М3Ф,4Х13, 3Х2В8Ф, Х12МФ, 6ХВ2С и 420F и е установено, че стомана 3Х3М3Фпритежава най – висока микротвърдост, а стомана 6ХВ2С най – ниска.2.9. Зюмбилев A, К. Николов. Азотиране и карбонитриране на стомани 20 и25ХГСНМА. Сб. Научни трудове на международна конференция, Amtech – 05;2005, Том 44, сер.2 ”Прогресивни машиностроителни технологии”, РУ- „АнгелКънчев”, с.76-81.2.12. Ziumbilev A. Nitriding and carbonitriding of tool steels in the smolderingdischarge plasma. Monografia „ Machine Design” of the faculty of technicalsciences, University of Novi Sad (ISSN978-86-7892-105-6), Serbia, 2008. pp 405-410.2.21. Зюмбилев A, И. Зюмбилев, В. Иванов. Йонно карбонитриране наАрмко-желязо. Машиностроене и Машинознание, брой 1, 2006, с. 60-64.В работи №№ 2.9, 2.12 и 2.21 е доказано, че при една и съща температура ипродължителност на обработване и еднакво общо налягане в камерата, но приразлично съдържание на насищаща газова среда, от една страна (NH 3 и C 3 H 8 -C 4 H 10 ), а от друга [NH 3 и (82% Ar +18% CO 2 )], формираните слоеве след йоннокарбонитриране на стомана 20, 25ХГСНМА, Х12МФ и 4Х5МФС са с по-малкадебелина и микротвърдост, отколкото при йонното азотиране.2.15. Ziumbilev A., Ramax S - Steel nitriding in low- temperature plasma.Monografia „Machine Design” of the faculty of technical sciences, University ofNovi Sad (ISSN978-86-7892-038-7), Serbia, 2007, pp. 449-454.В работа № 2.15 е изследвано влиянието на йонното азотиране върхустомана 420F , като чрез изменение на параметрите на процеса може да сеполучи се получи слой с висока твърдост, малка крехкост и без свързана зона.9

2.3. Zjumbllev A. The Influence of nitriding in Low Temperature Plasma on the HeatStability of the Tool Steels. Proceedings of Papers 3 Balkan MetallurgicalConference, 24-27 Sept., 2003, Ohrid - Macedonia, pp. 114-118.В статия № 2.3 е установено, че след йонно азотиране на стомани37Х12Н8Г8МФБ, Х12МФ, 4Х13, 3Х2В8Ф и 6ХВ2С, стомана 37Х12Н8Г8МФБпритежава най-висока топлоустойчивост, като с повишаване температурата наазотиране се повишава и топлоустойчивостта на изследваните стомани.2.13. Zumbllev A. Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy ofCarbonitrided Layers.Journal “Acta Techica Corviniensis - Faculty of EngineeringHunedoara”, Tom V, Fascicle 2, 2012, Romania, pp. 69 – 73.В работа № 2.13 е използван GDOES анализ за изследване наразпределението на въглерод и азот в карбонитриран слой, като за стомана25ХГСНМА е установено повишено количество на въглерод, както в свързанатазона, така и в дифузионната зона.2.24. Zumbilev А., I. Zumbilev, Roentgenographic Determination of ResidualStressesin Carbonitrided Layers , Journal ” Metallurgical andMaterialsTransactions A” Voiume 42, №1 January, 2011, pp. 76-80.В работа №2.24 е изследвано влиянието на карбонитрирането в насищащасреда от амоняк и коргон върху остатъчните вътрешни напрежения определени по :метода на максималния интензитет - σ s φ , метода на хордата - σ с φ и метода нацентъра на тежестта - σ b φ , Установено е, че с увеличаването на налягането наамоняка и коргона във вакуумната камера, води до намаляване стойността наостатъчните натискови напрежения.2.23. Зюмбилев A, И. Зюмбилев, П. Чемишанов, Относно влиянието наазотирането и карбонитрирането в нискотемпературна плазма, върхуостатъчните напрежения в материалите, Механика на машините, Брой 1, 2012,с.7-12.В статия № 2.23 е установено , че след йонно азотиране на Армко-желязо вдифузионната зона на слоя се създават остатъчни натискови напрежения с повисокастойност, отколкото след йонно карбонитриране. За стомана 25ХГСНМА сенаблюдава обратната зависимост. По- големи остатъчни напрежения се получаватв карбонитрирания слой, отколкото в азотирания.10

2.19. Zumbilev A, D.Ruschev, Геометричен и силов анализ на стенд за тестванена покрития. Journal of the Technical University at Plovdiv “FundamentalSciences and Applications”, Vol. 16, 2011, pp. 61-64.В работа № 2.19 е направен геометричен и силов анализ на кинематичнатасхема на стенд за изпитване на износване чрез въртяща се сфера. Установен едиапазон на ъгълът на наклона на пробното тяло спрямо въртящата се сфера,който може да достигне до 55 0 и е в зависимост от разстоянието между пробнототяло и въртящият се вал, с което се цели максимална сила на притискане насферата към образеца.2.25. lamboliev T., A. Zumbilev, L. Kalev, S. Christov, V. Ianev, R. Stand. LazerBeam Welding of High- Nitrogen Containing Austenitic Stainless Steels, WeldingJournal, Volume 78, Number 7, 1999, pp. 245- 252В статия №2.25 е изследвано възможността аустенитнатакорозионноустойчива стомана Х18АГ12 да бъде подложена на лазерно заваряванев среда от аргон и азот. След заваряване по установени режими се получаватплътни без дефектни заваръчни шевове, като якостта на опън достига (80 85)%, апластичността на шева (8892)%, от тази на основния метал. Устаоновено е, че вметала на шева и зоната на термично влияние не се съдържа δ-ферит, аустойчивостта на стомана Х18АГ12 срещу междукристална корозия е равностойнана устойчивостта на стомана Х18Н10Т.3. Книги, учебници и учебни пособия3.1. Зюмбилев А. Материалознание, АУ- Пловдив, ISBN 978-954-517-085-0, 2010.Учебникът е написан съобразно учебната програма подисциплините „Материалознание и технология наматериалите“ (част Ι) и „Материалознание” за студентитеот инженерните специалности на ТУ - София - филиалПловдив. Той може да бъде използван и от студенти отсродни технически училища (колежи, университети ) встраната, както и от специалисти в производството.В учебника са разгледани въпросите изясняващивръзката между химичния състав, структурата и свойствата на най-често11

използваните групи материали – метали и техните сплави, полимерни,керамични, композиционни и полупроводникови материали в машиностроенето,електротехниката и електрониката.Внимание е отделено на теорията и технологията на термичнатаобработка и други видове въздействия върху структурата и свойствата наматериалите.Студентите могат да използват този учебник по време на подготовкатаси по други учебни дисциплини („Материалознание и технология на материалите“(част ΙΙ и III), ”Термична обработка на металите”, „Машинни елементи”,“Изпитване на материалите“, „Електротехнически материали“ и др.), както ислед дипломирането си.3.2. Зюмбилев А. Ръководство за лабораторни упражнения поматериалознание - неметални материали, ТУ София-филиал Пловдив, ISBN954-8779-05 – 6, 1996.Настоящото ръководство е предназначено застудентите от машиностроителните специалности, коитоизучават дисциплината Материалознание. В него са даденитеоритични сведения и методични указания за изпитване иизследване структурата и свойствата на неметалнитематериалипластмаси, керамика, стъкло и гума. Подготвеноглавно като учебно помагало за студентите от Техническияуниверситет - филиал Пловдив, ръководството може да се използва отстуденти от други висши учебни заведения и специалности, работещи вобластта на неметалите.3.3. Зюмбилев А. Н.Тончев. Материалознание и технология на материалите -учебно пособие , ЕТ „ Блаком – Благой Благоев ”, Пловдив, ISBN 978-954- 9378-96-2, 2012.Написаното учебното помагало обхваща основнивъпроси от учебната програма по дисциплинита„Материалознание и технология на материалите“ застудентите на ТУ София - филиал Пловдив. То може дабъде използвано от студентите при разработването на12

курсовата си работа по същата дисциплината. В учебното пособие саразглеждат и методически въпроси за по лесно усвояване на преподаванияматериал по дисциплината „Материалознание и технология на материалите“.При изготвянето на ръкописа е отразен не само личния преподавателски опитна авторите, но и този на сродни катедри от други висши технически училища.3.4 Зюмбилев А.Карбонитриране на материали в нискотемпературна плазма –учебно пособие, ЕТ „ Блаком – Благой Благоев”, Пловдив, ISBN 978-954- 9378-97-9, 2012.Написаното пособие включва въпроси свързани скарбонитрирането на материали в тлеещ разряд.Разглеждано е влиянието на карбонитрирането вобработваща среда от амоняк и коргон върхуповърхностната твърдост, общата дебелина накарбонитрирания слой, неговото влияние върху вида иголемината на създадените остатъчни напрежения наповърхността, както и да се изучи разпределението наазота и въглерода в дълбочина на формирания слой в Армко- желязо и стомана25ХГСНМА. То може да бъде полезно за студенти ОКС „Магистър” идокторанти, обучаващи се в обработване и изследване на материали внискотемпературна плазма .3.5. Zumbilev A, съавтор в книгата Heat Treatment - Conventional and NovelApplications, Frank Czerwinski (Ed.), ISBN: 978-953-51-0768-2, InTech, 2012.In the thermo-chemical diffusion processes, chemical elementssuch as carbon and nitrogen diffuse in the metal surfaces, whichleads to changes in the properties of the treated surface. Nitridingand carbonitriding are the basic methods for surfacestrengthening of iron details and instruments made of carbon-ironalloys, in which only nitrogen or simultaneously carbon andnitrogen are introduced into the surface layer. The usage of glow(smouldering) electrical discharge for the treatment of the detailsis a very perspective method for carbonitriding and nitriding ofmaterials in the contemporary machine building. In this development is investigated theinfluence of nitriding and carbonitriding in a low temperature plasma actuating mediumconsisting of ammonia 82% Ar and 18% CO 2 , upon the surface hardness, forming macro-13

esidual stresses on the surface, total thickness of the nitrided and carbonitrided layer ofArmco-Fe and 25GrMnSiNiMo steel materials. Particular modes of ion carbonitriding areconsidered, in which layers of different depth and different surface micro-hardness areobtained. The residual stresses in the carbonitride layers are determined by the method of„sin 2 Ψ”.3.6. Zumbilev A, съавтор в книгата Altering Material Properties, EditorFernandes Graca, Academy Publish, 2012- под печат.During the process of carbonitriding and nitriding in glow discharge plasma thesedifficulties are resolved, which is an essential advantage of this method. The usage ofglow electric discharge is a perspective method for nitriding and carbonitriding ofmaterials in modern machine building. The obtained results will show that after ioncarbonitriding of 25GrMnSiNiMo steel for the same level of treatment temperature andsaturating period, but for different content of gases in the vacuum camera (NH3 – 50, 70,90, 100% and corgon - 50, 30 , 10%) the obtained layers are of similar thickness andmicro hardness in comparison with the ion nitrided. The next result obtained will show thatunder same conditions of ion nitriding and carbonitriding of Armco-Fe after carbonitridingthe obtained layers have better micro hardness in comparison with the nitrided and with anearly one and the same total thickness of the nitrided and carbonitrided layer. Theresults show that at different modes of ion carbonitriding residual macro-stresses areobtained. They are with different values and depend on the qualitative characteristics ofthe formed carbonitrided layers.23.05.2013г.Подпис:14