Введение. Цементная промышленность, обеспечивая строительный сектор, генерирует значительные выбросы CO₂ (5–8 % от глобальных). В условиях устойчивого развития и зеленого строительства актуальна разработка многокомпонентных цементов (МКЦ) с заменой клинкера активными добавками (шлаки, фосфогипс) для снижения экологической нагрузки и улучшения свойств (сульфатостойкость, прочность, контроль деформаций). Проблема заключается в отсутствии систематических статистических подходов к оптимизации составов МКЦ, что затрудняет определение баланса между экологичностью и эксплуатационными характеристиками. Многие исследования МКЦ фокусируются на прочности и сульфатостойкости, но редко используются статистические методы для комплексной оптимизации состава. В некоторых исследованиях подчеркиваются экологические преимущества МКЦ, но не предлагаются системные подходы к прогнозированию их свойств. Таким образом, можно говорить о недостатке корреляционного анализа взаимосвязей между химическим составом и свойствами МКЦ, а также о недостаточно изученном влиянии примесей (MgO, щелочи) на сульфатостойкость, что ограничивает составление универсальных рецептур. Целью данного исследования является разработка статистических подходов к оптимизации состава МКЦ для повышения их сульфатостойкости, контроля самонапряжения и линейного расширения, а также снижения углеродного следа, что позволит заполнить выявленный пробел в научном знании. Для достижения поставленной цели необходимо провести корреляционный анализ взаимосвязей между химическим составом МКЦ (содержание SiO₂, CaO, Al₂O₃, Fe₂O₃, SO₃ и др.) и их эксплуатационными характеристиками (сульфатостойкость, самонапряжение, линейное расширение) на основе экспериментальных данных, оценить экологическую эффективность замены клинкера активными минеральными добавками (доменные шлаки, фосфогипс, гидрогранаты кальция) с использованием расчетов углеродного следа, выявить ключевые химические компоненты, оказывающие наибольшее влияние на сульфатостойкость и деформационные свойства и разработать рекомендации по их оптимизации, исследовать влияние примесей в активных добавках (например, MgO, щелочные оксиды) на сульфатостойкость и предложить пути их минимизации, разработать адаптированную матрицу компонентов МКЦ, позволяющую прогнозировать свойства цементов и обеспечивать их соответствие требованиям устойчивого строительства. Достижение цели исследования позволит заполнить пробел в научном знании путем интеграции статистических методов в процесс разработки МКЦ, что даст возможность создавать экологически безопасные и высокопроизводительные строительные материалы, отвечающие современным требованиям.

Материалы и методы. Исследование основано на статистическом анализе экспериментальных данных, представленных в патенте RU 2079458 C1 (авторы — Андреев В.В., Смирнова Е.Э.). Анализировались данные по восьми составам МКЦ, включающим портландцементный клинкер (Пикалево), доменные шлаки (Череповец, Магнитогорск), электротермосульфатный шлак (СПТИ), гидрогранаты кальция (ГГК-1, ГГК-2) и фосфогипс (Кингисепп). Рассматривались взаимосвязи между химическим составом компонентов (SiO₂, CaO, Al₂O₃, Fe₂O₃, SO₃ и др.) и эксплуатационными характеристиками (самонапряжение, линейное расширение, сульфатостойкость), определенными согласно стандартным методикам (ГОСТ 310.1–76, ГОСТ 310.4–81, ТУ 21–26–13–90). В качестве основного метода использовался корреляционный анализ. Визуализация корреляционных матриц осуществлялась с помощью тепловых карт (библиотека Seaborn в Python). Дополнительно проведены расчеты экономической и экологической эффективности замены части клинкера указанными активными добавками.

Результаты исследования. Результаты статистического анализа подтвердили значительное влияние содержания SiO₂, Al₂O₃ и других компонентов на эксплуатационные характеристики цементов. Установлено, что расчетная замена клинкера на 30 % активными добавками позволяет снизить углеродный след на 25–40 %. Установлено, что оптимизация содержания SiO₂ в составе цемента увеличивает сульфатостойкость цементного камня, а данные уже имеющихся научных изысканий указывают на то, что термоактивация шлаков усиливает их прочность на 12–15 %, повышая степень гидратации компонентов и формируя более плотную цементную матрицу. Экономический анализ показал, что замена клинкера позволяет снизить стоимость производства цементов на 10–15 %.

Обсуждение и заключение. Корреляционный анализ подтвердил ключевую роль SiO₂ в обеспечении сульфатостойкости цемента. Обнаружено, что использованная силикатная доменная добавка (шлак А) может снижать сульфатостойкость, что предположительно объясняется наличием примесей, таких как MgO и щелочные оксиды. Анализ коэффициента основности (B = (CaO + MgO + Al₂O₃) / SiO₂) показал, что при B < 1 происходит ухудшение гидратации и образование слабых гелевых структур, требующих компенсации пуццолановыми добавками. Статистические расчеты продемонстрировали высокую положительную корреляцию между сульфатостойкостью и линейным расширением (r = 0,89), подтверждая возможность регулирования этих свойств через состав цементных смесей. Расчеты также показали, что снижение содержания C₃A в клинкере ниже 8 % способствует повышению долговечности цементов в агрессивных средах. Разработанные статистические подходы могут быть использованы для оптимизации рецептур с целью создания экологически устойчивых цементов с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Признается необходимость дальнейших исследований для верификации моделей на более широком спектре материалов и в промышленных условиях.

Введение. Флора большинства городов слабо изучена с точки зрения токсичности, при том что люди и животные рискуют столкнуться с ядовитыми растениями. К тому же на территории населенных пунктов проникают новые потенциально опасные виды. Известны два основных пути их распространения. Первый — естественное увеличение популяции. Второй — внедрение декоративных видов в ландшафтных проектах. Ядовитые растения в городе часто выявляются только при отравлениях, ожогах кожи или глаз. Наиболее уязвимы в этом плане дети. Ситуация в России рассматривалась на примере нескольких городских экосистем, однако проблема распространения токсикофлоры в Ростове-на-Дону не изучалась. Поэтому цель представленной научной работы — оценка потенциальной опасности, которую представляют ядовитые растения в Ростове-на-Дону.

Материалы и методы. Исследовались ядовитые сосудистые растения, произрастающие в черте Ростова-на-Дону. Данные собирались в ходе полевых работ в 2023–2024 годах маршрутным методом. Также учитывались сведения о ядовитых растениях, обнаруженных в городе с 2007 по 2022 год. Названия видов растений приводятся в соответствии с базой данных Plant List. Класс токсичности определялся по шкале А. Филмера.

Результаты исследования. В Ростове-на-Дону обнаружено 66 видов ядовитых растений (8 % от общего числа видов флоры города). Они относятся к различным классам опасности по степени воздействия на человека и животных. Анализ таксономической структуры токсикофлоры выявил наиболее крупные группы — лютикоцветные (14 видов) и пасленоцветные (6 видов). Потенциально смертельно опасны Hyoscyamus niger, Conium maculatum, Aristolochia clematitis, Convallaria majalis, Ricinus communis и другие (всего 21 вид). Эколого-ценотический анализ показал, что 30 % видов токсических растений связаны с рудеральными местообитаниями — обочинами дорог и заброшенными территориями. 41 % видов ассоциированы с искусственными фитоценозами декоративного назначения. Особенно опасны декоративно ценные растения с ядовитыми плодами: Parthenocissus sp., Phytolacca americana, Wisteria sinensis и др. (всего 14 видов). Биоморфологический анализ токсикофлоры выявил преобладание трав (66 %). Кустарники менее разнообразны (16 %), но широко распространены.

Обсуждение и заключение. Впервые оценена доля и потенциальная опасность ядовитых растений в экосистеме Ростова-на-Дону. Выявление токсических видов растений, их роли в ландшафте и путей распространения поможет минимизировать риски отравления ядовитыми растениями. Требуют особого внимания бесконтрольно распространяющиеся рудеральные токсические растения, среди которых обнаружены особо опасные виды. При ландшафтных работах и зеленом строительстве следует учитывать токсичность каждого экземпляра.

Введение. Современная производственная и экологическая повестка ставит задачу выявления оптимальных сорбентов для очистки воды от органических загрязняющих веществ. Широкое практическое применение получили такие сорбенты, как активированный уголь, диоксид кремния и др. Однако сохраняет актуальность проблема поиска оптимального по селективности сорбента. Он должен приемлемо или хорошо очищать воду от главных органических загрязнителей. В научной литературе есть сведения о перспективах использования в рассматриваемых целях сорбентов из природных цеолитсодержащих минералов. Однако такой подход недостаточно проработан, материалы малоизучены и, как следствие, редко используются для решения экологических проблем. Представленная научная работа призвана восполнить этот пробел. Ее цель — исследование сорбционных характеристик природного сорбента на основе цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения.

Материалы и методы. Базовым для данного исследования стал метод восходящей жидкостной колоночной хроматографии. Сорбционный материал загружали в хроматографическую колонку длиной 120 мм и внутренним диаметром 3 мм. Модельные органические вещества в виале перемещались по длине сорбционного слоя. В качестве модельных соединений использовали трихлорэтан, этилацетат, метилэтилкетон, дихлорэтан и трихлорэтилен. Значимые данные обобщены в виде таблиц и графически визуализированы.

Результаты исследования. Экспериментально исследованы технологические характеристики природных сорбентов, полученных на основе цеолитсодержащих пород Татарско-Шатрашанского месторождения. Определены абсолютное время удерживания исследуемых сорбатов, а также их сорбционная емкость по отношению к цеолитсодержащим породам Татарско-Шатрашанского месторождения. Установлена зависимость времени удерживания модельных органических веществ от длины сорбционного слоя, которая определяется физикохимической природой исследуемого сорбата. С этой же точки зрения (как составляющие зависимости) рассмотрены температуры кипения модельных органических веществ, дипольные моменты, показатели преломления и плотности. Экспериментальные данные статистически обработали, определили абсолютную и относительную погрешность единичного измерения. Все сорбаты, рассмотренные в рамках данной научной работы, показали значимую или высокую сорбционную емкость. Зафиксированный минимум — 34 % (метилэтилкетон), максимум — 72 % (этилацетат). При этом у этилацетата экстремально малое значение времени удерживания в 10-сантиметровом сорбционном слое (26 мин). Самое продолжительное время удерживания — у метилэтилкетона (314 мин). Его сорбционная емкость — минимальная (34 %).

Обсуждение и заключение. Экспериментально доказана перспективность исследуемого материала для очистки поверхностных и сточных вод от главных загрязнителей природной среды. Установлено, что цеолитсодержащие породы Татарско-Шатрашанского месторождения могут адсорбировать 34–72 % загрязняющих воду органических соединений. Их можно использовать в технологических процессах очистки природных и сточных вод от основных загрязнителей окружающей природной среды.

Введение. В настоящее время для каждой сферы деятельности человека существует комплекс мероприятий, направленных на повышение его безопасности при воздействии различных негативных факторов, наносящих вред жизни и здоровью. Несмотря на наличие и соблюдение определенного перечня установленных мер, в Российской Федерации от пожаров тем не менее ежегодно гибнет около 8 000 человек. В связи с этим цель данной работы — усовершенствовать имеющуюся концепцию обеспечения пожарной безопасности. Для этого должны быть определены конкретные условия для улучшения существующих форм и методов оценки защищенности объектов и населения от пожаров. В их основу положен статистический анализ, позволяющий оценить вероятность возникновения пожаров и гибели людей на них, зависимость ее от функционального назначения объекта, причин возгораний и социального положения пострадавших.

Материалы и методы. План проведения исследования предусматривал теоретическую и практическую части. Так, для решения проблемы взаимосвязи формы оценок пожароопасности и условий соответствия их нормативно-правовой базе РФ в области пожарной безопасности изложен методологический принцип «одна форма оценки — одно условие соответствия». Данный принцип основан на анализе существующего законодательства Российской Федерации. Для того чтобы определить эффективность той или иной формы оценки конкретного объекта, предложен вероятностный подход, то есть определение риска возникновения пожаров и гибели людей на них при условии ее применения.

Результаты исследования. Была определена вероятность возникновения пожаров и смертельных случаев на них для отдельных классов функциональной опасности объектов, позволяющая рассчитать величину ожидаемого риска гибели людей при условии применения одной из определенных законодательством форм оценок пожарной безопасности. Предлагаемый методологический принцип изложен в виде проекта и математических расчётов, предоставленных на блок-схемах и в таблицах, наглядно описывающих проведение исследования, что облегчает их понимание. Определены как предлагаемые, так и существующие методологические принципы с изложением их недостатков и положительных аспектов. Предложены возможности реализации и дополнения форм и условий обеспечения пожаробезопасности объекта.

Обсуждение и заключение. Проведённое исследование позволит разработать методы математического моделирования опасных условий труда работников, а также определить перечень социальных и экономических рисков на производственных объектах, который должен стать необходимым инструментом для специалистов и собственников, обеспечивающих безопасность на производстве.

Введение. При проектировании строительных работ в условиях городской застройки важнейшим аспектом является защита окружающей среды от пылевого загрязнения. Особую сложность представляет организация работ в густонаселенных районах, где строительная площадка бывает зажата существующими зданиями и инфраструктурой. Успешная реализация подобных проектов требует тщательного анализа множества факторов: погодных условий, экологических рисков и ограниченного пространства для маневра. Принципиальное значение имеет разработка комплекса мер по контролю пылевых выбросов, возникающих в ходе строительных операций. Поэтому технологические инновации в области экологичных кровельных систем становятся ключевым элементом современного градостроительства. Как показывают научные изыскания последних лет, экологичные конструкции способствуют рациональному использованию городского пространства и заметно улучшают состояние окружающей среды, но при этом в результатах таких исследований отсутствуют данные, которые бы подтверждали, что конструкции зеленой кровли и растительный покров на них эффективны для снижения пылевого загрязнения в условиях точечной застройки, где источники пылевого загрязнения — строительные площадки — соседствуют с уже заселенными объектами и стесненность пространства не дает возможности полностью оградить жителей городов от пылевого воздействия. Цель данной работы — дать оценку эффективности использования зеленых крыш для борьбы с распространением пыли в районах активного точечного строительства, а также разработать собственные конструкции зеленой кровли. Внедрение зеленых крыш в точечное строительство не только преображает архитектурный облик городских кварталов, но и существенно улучшает качество городской среды. Применение подобных экологичных решений способствует общей модернизации строительной отрасли, делает её более безопасной для окружающей среды и комфортной для жителей.

Материалы и методы. В рамках масштабного строительства жилого комплекса «Красный Аксай» в Ростове-на-Дону был проведен экологический эксперимент. В зоне ведения строительных работ и за пределами ограждающих конструкций строительной площадки в марте 2020 года сотрудники подрядной организации высадили травянистые растения шести разновидностей, типичные для Ростовской области. Каждый вид растений занимал площадь в шесть квадратных метров, формируя общую экспериментальную зону в 36 квадратных метров. Методология определения объема пылевых отложений, улавливаемых растениями, включала в себя отбор при помощи кисти проб пылевых частицы с поверхности листьев растений, который производился два раза в неделю с мая по октябрь 2020 года, в период активного строительства многоэтажного дома точечной застройки. Отбор проб воздуха для определения концентрации в нем пыли производился с использованием электрического аспиратора ПУ-3E/12 и фильтров из перхлорвиниловых волокон АФА-ВП10.

Результаты исследования. Исследования показали, что в условиях преобладающего восточного ветра (3–5 м/с) и влажности в 40 % в период производства строительных работ высаженная растительность значительно влияла на качество воздуха. Над озелененной зоной наблюдалось снижение концентрации пылевых частиц PM10 на 10 %, на расстоянии 10 метров от растительного покрова, по сравнению с прилегающей строительной зоной, — на 15 %. Замеры количества пылевого осадка в вегетационный период (май–октябрь) выявили существенную динамику: если в начале сезона (май–июнь) количество пылевых отложений на растениях составляло максимум 0,42 мг/cм², то в разгар теплого сезона (июль–октябрь) оно достигало 1,81 мг/cм². Финансовые расчеты показали, что при долгосрочной эксплуатации (до 40 лет) традиционные и озелененные крыши имеют одинаковую стоимость. Для достижения поставленной цели исследования авторами были разработаны и применены на практике два типа конструктивных решений зеленой кровли для общественных и жилых зданий.

Обсуждение и заключение. Конструкции зеленой кровли могут служить эффективной преградой для распространения пыли в воздушной среде, что особенно актуально для районов, расположенных вблизи точечных застроек, где отмечается значительная концентрация взвешенных веществ в воздухе. Для снижения концентрации взвешенных веществ в жилой зоне рядом с точечной застройкой монтаж конструкций зеленой кровли необходимо осуществлять на террасах, крышах, стилобатной части зданий, где окна и входные группы расположены рядом со строительной площадкой. В целях сдерживания распространения взвешенных частиц монтаж зеленой кровли должен быть осуществлен на малоэтажных зданиях, например, детских садах, школах, торговых павильонах — в зависимости от общей концепции градостроительного плана застройки района или конкретной территории. 

Введение. Оценка параметров вероятностных законов распределения с использованием вероятностных сеток находит широкое применение на практике, особенно в современных программных комплексах. Такой подход активно используется для статистического анализа, где результаты вычислений представляются в виде вероятностного графика, что даёт возможность оценить соответствие набора данных предполагаемой вероятностной модели и выявить выбросы. В контексте вероятностной оценки нагруженности элементов машин и конструкций некоторые авторы предлагают применять закон Фишера – Типпета. Этот закон характеризуется функцией распределения, которая содержит три параметра и ориентирована на максимум, что обеспечивает гибкость в описании статистических данных и позволяет получать оценку максимального значения в контексте нагруженности. Тем не менее, в существующей литературе недостаточно обоснованы графическое представление результатов вычислений и методика оценки параметров, в том числе и с использованием метода вероятностной сетки, что ограничивает практическое применение закона Фишера – Типпета. Таким образом, основная цель данного исследования заключается в обосновании и разработке методики оценки параметров закона Фишера – Типпета с использованием метода вероятностной сетки.

Материалы и методы. В качестве материалов рассматривались принципы и теоретические основы построения вероятностных сеток, предварительная группировка данных и ранговый метод оценки эмпирической функции распределения. Обосновывались аналитические зависимости для построения вероятностной сетки и оценки параметров закона Фишера – Типпета. Использовались метод математического моделирования и сравнительный анализ. Для моделирования задействовали программный комплекс «Матлаб 8.6». Данные обобщали в табличном формате и визуализировали в виде графиков.

Результаты исследования. Обоснована и показана на примере методика построения вероятностного графика и методика графической оценки параметров закона Фишера – Типпета. Представлены график эмпирической функции распределения и вероятностный график с описанием позиций. Предложена методика построения специальной шкалы для оценки параметра формы, ориентированной на точку отсчета в начале координат. Выполнен сравнительный анализ оценок параметров, полученных графическим и аналитическим методами. Сопоставлялись оценки параметров масштаба, формы и сдвига. Относительная погрешность оценок методом вероятностной сетки не превышает 2 %. Показатель для параметра масштаба — 1,83 %; формы — 0,67 %, сдвига — 0,45 %. Соответствующие итоги аналитической оценки: 4,4 %, 9,33 % и 2,13 %. В данном случае погрешность выше, однако это не значит, что аналитический метод менее точен.

Обсуждение и заключение. Показана адекватность предложенной методики графической оценки параметров закона Фишера – Типпета методом вероятностной сетки. Ее можно применять, например, в программных комплексах или пользовательских приложениях. Специальная шкала для графической оценки параметра формы также подходит для оценки параметра формы закона Вейбулла. Полученные аналитические зависимости, положения методики и графический материал можно использовать при разработке соответствующего национального стандарта.

Введение. На текущий момент в Российской Федерации более 7 000 юридических лиц и индивидуальных предпринимателей эксплуатируют опасные производственные объекты (ОПО) и свыше 90 тысяч подъемных сооружений, включая грузоподъемные краны, подъемники и лифты. Периодически на этих сооружениях регистрируются серьезные аварии, приводящие к несчастным случаям и гибели людей, что подчеркивает значимость вопроса обеспечения безопасности на грузоподъемных кранах. При этом санкции, введенные зарубежными компаниями — производителями импортных кранов, установленных в портах, усложняют их дальнейшую безопасную эксплуатацию, поскольку многие из них превышают или приближаются к предельному сроку службы. В соответствии с нормативными правовыми актами Российской Федерации, для их дальнейшей эксплуатации необходимо проведение экспертизы промышленной безопасности. Существующие исследования, посвященные оценке технического состояния грузоподъемных машин, в основном затрагивают вопросы остаточного ресурса. Однако анализ показывает, что особенности оценки состояния кранов зарубежных производителей, включая их фактические нагрузки в соответствии с FEM, остаются недостаточно исследованы. Это приводит к несоответствию фактической и паспортной загрузки, что создает повышенные риски аварийных ситуаций. Цель данного исследования заключается в разработке методики определения фактической группы классификации (режима) стреловых кранов зарубежных компаний. Эта методика позволит произвести объективную оценку технического состояния кранов в процессе экспертизы промышленной безопасности. Также в рамках работы будет проведена проверка разработанной методики на конкретном примере.

Материалы и методы. Оценка базировалась на статистических данных, собранных последние 27 лет. Исследование проводилось на основе систематизации типовых повреждений кранов, выявленных в ходе экспертизы промышленной безопасности. Использовались статистические данные о количестве кранов и авариях, собранные из открытых источников. Количество кранов за период наблюдения составило 254 250 единиц, а среднее число аварий — 42,29. Это дало возможность рассчитать фоновую вероятность аварий, равную 1,66·10^-4, что позволило выявить превышение допустимого значения вероятности разрушения, которое составило 2 ∙ 10^–3 против установленного нормативного уровня 10^–4. Данные результаты стали основанием для проведения анализа технического состояния кранов и доработки методики оценки рисков. Непосредственно анализ технического состояния кранов основывался на исследовании функций загрузки, которые зависят от массы груза и вылета стрелы, рассматриваемых как случайные величины. Для этого был произведен сбор и обработка первичной информации в форме гистограмм распределения перемещаемых масс грузов и вылетов стрелы испытуемых кранов. Эти данные использовались для расчета остаточного ресурса по наработке на усталость ресурсоопределяющего узла металлоконструкции и вероятности разрушения конструкции. При статистической обработке данных применялись методики, позволяющие формализовать выводы об уровне риска эксплуатации кранов, основанные на конкретных численных значениях вероятности аварий и величины ущерба, учитывающие экономические и социальные аспекты.

Результаты исследования. Для оценки технического состояния стреловых кранов зарубежных фирм разработана методика, позволяющая определить фактическую группу классификации (режим). Методика включает расчет коэффициента распределения нагрузок (К_р) через грузовые моменты, оценку остаточного ресурса по характеристическому числу, расчет напряжений на усталость для ресурсоопределяющего узла, определение вероятности разрушения конструкции, а также оценку уровня риска аварии. В статье представлен пример применения данной методики на конкретном стреловом кране. Для крана с расчетным К_р = 0,30 (группа А6) и нормативным характеристическим числом равным 125 000, фактическое характеристическое число составляет 179 323, что указывает на исчерпание ресурса. Проверочный расчет напряжений на усталость опорного контура показал близость к пределу прочности. Значение вероятности разрушения с учетом статистических данных о загруженности крана превысило допустимое значение.

Обсуждение и заключение. Анализ результатов на конкретном примере показал, что превышение паспортной группы классификации режима работы крана и, как следствие, превышение назначенного ресурса его конструктивных элементов приводит к значительному увеличению риска аварий. В результате экспертизы установлено, что фактическая группа классификации режима работы крана превышает паспортное значение и составляет А6 вместо А5. Разработанная методика оценки фактической группы классификации режима работы стреловых кранов зарубежных производителей позволит существенно снизить вероятность разрушения конструкций и уровень аварийности в процессе экспертизы промышленной безопасности. При этом рекомендуется при расчетах использовать фоновое значение вероятности аварии грузоподъемного крана 1,66·10⁻⁴ и среднее значение материального ущерба 73,2 млн рублей.

Введение. Диффузионная металлизация из среды легкоплавких жидкометаллических растворов (ДМЛЖР) позволяет формировать покрытия для изделий из металла. При этом под слоем карбидного покрытия сокращается содержание углерода в сплаве, что негативно сказывается на работе изделий в условиях контактных напряжений. Для нейтрализации обезуглероживания, а также получения глубоких упрочненных слоев предложена комплексная химико-термическая обработка (КХТО) — это предварительная цементация и последующая ДМЛЖР хромом. Важно сопоставить особенности покрытий на металлических образцах, прошедших и не прошедших цементацию. Результаты таких исследований ранее не публиковались. Цель работы — анализ влияния предварительной цементации на хромовые диффузионные покрытия и структуру покрываемого образца.

Материалы и методы. Покрытия получены путем погружения образцов из сталей Ст3 и 40Х в реакционнотранспортную среду PbLi с добавлением хрома. Часть образцов предварительно прошла вакуумную цементацию. На универсальном микроскопе NU-2E Carl Zeiss Jena («Карл Цейс Джина» (англ.)) определялись толщина покрытия и структура образца. Микрорентгеноспектральный анализ (МРСА) проводился на электронном микроскопе Tescan Lyra 3 («Тискан Лира 3» (англ.)) с системой PCMA Oxford Ultim MAX («Пи-си-эм-эй Оксфорд Ультим МАКС» (англ.)). Микротвердость определял микротвердомер Dura Scan Falcon 500 («Дюра Скан Фалькон 500» (англ.)). Рентгенофазовый анализ (РФА) проводили на рентгеновском дифрактометре Bruker D8 Advance Есо («Брюкер Ди-8 Эдванс Эко» (англ.)).

Результаты исследования. Без цементации на образце из стали Ст3 сформировалось покрытие толщиной 12 мкм, с цементацией — 22 мкм. Разница — в 1,83 раза. Глубина диффузии хрома в образце без цементации составила 18 мкм, в образце с предварительной цементацией — 34 мкм. Цементация обеспечила значительное увеличение глубины упрочненного слоя. Без предварительной обработки после ДМЛЖР фиксировались показатели микротвердости покрытия: 1400 HV0,02 для Ст3 и 1650 HV0,02 для 40Х. После КХТО: 1500 HV0,02 для Ст3 и 1800 HV0,0 для 40Х. Однако на глубине 10 мкм микротвердость (160 HV0,02) оказалась ниже показателя покрываемого материала для обоих образцов. После КХТО исчезают зоны с пониженной микротвердостью, глубина упрочненного слоя — 1,5 мм для Ст3 и 2 мм для 40Х.

Обсуждение и заключение. Предварительная цементация позволяет избежать формирования разупрочненного подслоя между покрытием и покрываемым материалом, что важно для эксплуатации изделий при контактных напряжениях. Следовательно, детали из конструкционных сталей с хромовым покрытием после цементации можно использовать в условиях абразивно-коррозионного воздействия и высоких механических нагрузок. Примеры такой эксплуатации — компрессорная техника и нефтегазовое оборудование.