<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" dtd-version="1.4" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="issn">2411-3336</journal-id>
      <journal-id journal-id-type="eissn">2541-9404</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Записки Горного института</journal-title>
        <journal-title xml:lang="en">Journal of Mining Institute</journal-title>
      </journal-title-group>
      <publisher>
        <publisher-name xml:lang="ru">Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ</publisher-name>
        <publisher-name xml:lang="en">Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.31897/PMI.2020.5.11</article-id>
      <article-id custom-type="pmi" pub-id-type="custom">pmi-13513</article-id>
      <article-id pub-id-type="uri">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13513</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru">
          <subject>Металлургия и обогащение</subject>
        </subj-group>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en">
          <subject>Metallurgy and concentration</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="en">Study of Aluminum Influence on the Adhesion of Stainless Steel  in Flame Spraying</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="ru">
          <trans-title>Изучение влияния алюминия на адгезию нержавеющей стали при газопламенном напылении</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Stepanov</surname>
            <given-names>Sergey N.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Степанов</surname>
              <given-names>С. Н.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Stepanov</surname>
              <given-names>Sergey N.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>stepanov56@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff1">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University (St. Petersburg, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Larionova</surname>
            <given-names>Tatyana Anatolievna</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Ларионова</surname>
              <given-names>Т. А.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Larionova</surname>
              <given-names>Tatyana Anatolievna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>tsimkoshka@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff2">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University (St. Petersburg, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Stepanov</surname>
            <given-names>Sergey S.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Степанов</surname>
              <given-names>С. С.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Stepanov</surname>
              <given-names>Sergey S.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>stepanov56@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff3"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff3">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, (Санкт-Петербург, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University (St. Petersburg, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
      </contrib-group>
      <pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2020-11-24">
        <day>24</day>
        <month>11</month>
        <year>2020</year>
      </pub-date>
      <pub-date date-type="collection">
        <year>2020</year>
      </pub-date>
      <volume>245</volume>
      <fpage>591</fpage>
      <lpage>598</lpage>
      <history>
        <date date-type="received" iso-8601-date="2020-06-16">
          <day>16</day>
          <month>06</month>
          <year>2020</year>
        </date>
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2020-07-13">
          <day>13</day>
          <month>07</month>
          <year>2020</year>
        </date>
        <date date-type="rev-recd" iso-8601-date="2020-11-24">
          <day>24</day>
          <month>11</month>
          <year>2020</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement xml:lang="ru">© 2020 С. Н. Степанов, Т. А. Ларионова, С. С. Степанов</copyright-statement>
        <copyright-statement xml:lang="en">© 2020 Sergey N. Stepanov, Tatyana Anatolievna Larionova, Sergey S. Stepanov</copyright-statement>
        <copyright-year>2020</copyright-year>
        <copyright-holder xml:lang="ru">С. Н. Степанов, Т. А. Ларионова, С. С. Степанов</copyright-holder>
        <copyright-holder xml:lang="en">Sergey N. Stepanov, Tatyana Anatolievna Larionova, Sergey S. Stepanov</copyright-holder>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="ru">
          <license-p>Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="en">
          <license-p>This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:type="simple" xlink:href="https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13513">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13513</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Данная работа посвящена исследованию влияния алюминия на повышение прочности сцепления с поверхностью. Основной целью работы является исследование прочности сцепления с подложкой при добавлении в порошок для газопламенного напыления алюминия, который обладает не только высокой коррозионной стойкостью и хорошей проводимостью, но и придает дополнительную прочность при комбинировании и взаимодействии с другими компонентами порошка. Показаны результаты исследований зависимости пескоструйной обработки от параметра шероховатости поверхности Ra. В работе описывается авторское устройство для контрольно-измерительного прибора «Профилометр», на котором также для получения сравнительных результатов проводились измерения параметра шероховатости. Представлены результаты измерений адгезии при полученных значениях шероховатости поверхности путем добавления в номинальный химический состав применяемого в качестве опытного материала порошка ПР-30Х13 алюминия, который вступает в химическую реакцию с оксидами на поверхности стальных субстратов, придавая связи покрытия с субстратом особую прочность, а также защищает базовый металл за счет комбинации составляющих химического состава порошка и создает слой плотного поверхностного покрытия. Произведен анализ данных зависимостей и определены параметры, оказывающие наибольшее влияние на их значения. С учетом полученных результатов на основе численного моделирования предлагается математическая модель зависимости прочности сцепления от определенных значений шероховатости поверхности при различном химическом составе порошка для напыления. Данные исследования помогут в разработке определенных видов материала для напыления и упрочнения деталей и изделий из стали, повышая их долговечность</p>
      </abstract>
      <abstract xml:lang="en">
        <p>This paper is dedicated to a study of aluminum influence on the improvement of surface adhesion strength. The main purpose of this work is to investigate the strength of adhesion to the substrate by mixing flame spray powder with aluminum, which not only possesses high corrosion resistance and conductivity, but also provides additional strength, as it combines and reacts with other components of the powder. Research results of sandblasting dependence on surface roughness parameter Ra are demonstrated. The paper describes authors’ original device for a measuring instrument “Profilometer”, which was also used for measuring roughness parameter in order to obtain comparative results. Authors present results of adhesion measurements given obtained values of surface roughness by mixing nominal chemical composition of PR-30X13 powder, used as a testing material, with aluminum, which reacts with oxides on the surface of steel substrates, imparts strength to the bonding between the coating and the substrate, protects the base metal due to a combination of chemical components of the powder and creates a layer of dense surface coating. These dependencies are analyzed and parameters, exerting the greatest influence on their values, are identified. Taking into account the results obtained through numerical modeling, authors propose a mathematical model of a dependency between adhesion strength and certain values of surface roughness for different chemical compositions of flame spray powder. These studies will help in the development of certain material types for spraying and hardening of steel parts and products in order to improve their durability.</p>
      </abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <title>Ключевые слова</title>
        <kwd>газопламенное напыление</kwd>
        <kwd>шероховатость поверхности</kwd>
        <kwd>пескоструйная обработка</kwd>
        <kwd>измерительный прибор</kwd>
        <kwd>математическая модель</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <title>Keywords</title>
        <kwd>flame spraying</kwd>
        <kwd>surface roughness</kwd>
        <kwd>sand blasting</kwd>
        <kwd>measuring instrument</kwd>
        <kwd>mathematical model</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body/>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Астахов Е.А. Влияние детонационных покрытий на механические свойства изделий // Автоматическая сварка. 2004. № 6. С. 56-57.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Astakhov E.A. The Influence of Detonation Coatings on Mechanical Properties of the Products. Avtomaticheskaya svarka. 2004. N 6, p. 56-57 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Балдаев Л.Х. Реновация и упрочнение деталей машин методами газотермического напыления. М.: КХТ, 2004. С. 100-104.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Baldaev L.Kh. Renovation and Strengthening of Machine Parts by Means of Thermal Spraying. Moscow: KKhT, 2004, p. 100-104 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бороненков В.Н. Основы дуговой металлизации. Физико-химические закономерности: Монография / В.Н. Бороненков, Ю.С. Коробов. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2012. 268 с.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Boronenkov V.N., Korobov Yu.S. The Basics of Arc Metallization. Physical and Chemical Characteristics: Monograph. Ekaterinburg: Izd-vo Uralskogo un-ta, 2012, p. 268 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Исследование влияния способов подготовки поверхности на качество газотермического покрытия / В.А.Соколова, В.А.Марков, В.И.Кретинин, Л.Г.Черных // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2017. Вып. 221. С. 218-228. DOI: 10.21266/2079-4304.2017.221.218-228</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Sokolova V.A., Markov V.A., Kretinin V.I., Chernykh L.G. Research on the Influence of Surface Preparation Methods on the Quality of Thermal Coating. Izvestiya Sankt-Peterburgskoi lesotekhnicheskoi akademii. 2017. Iss. 221, p. 218-228. DOI: 10.21266/2079-4304.2017.221.218-228 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ольт Ю. Обеспечение адгезионной прочности газотермических покрытий поршневых колец двигателей карьерного транспорта / Ю.Ольт, В.В.Максаров, В.А.Красный // Записки Горного института. 2018. Т. 229. С. 77-83. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.77</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Olt Yu., Maksarov V.V., Krasnyi V.A. Provision of adhesion strength of gas-thermal coatings on piston rings of quarry transport engines. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 229, p. 77-83. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.77</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Патент № 165795 РФ. Устройство для контрольно-измерительного прибора профилометр / А.В.Зеленин, Л.Г.Черных. Опубл.10.11.2016. Бюл. № 05.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Patent No. 165795 RF. The Device for the Measuring Instrument Profilometer. A.V.Zelenin, L.G.Chernykh. Opubl.10.11.2016. Byul. N 05 (in Russian). </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Повышение эффективности технологической подготовки единичного и мелкосерийного производства на основе имитационного моделирования / С.А.Любомудров, И.Н.Хрусталева, А.А.Толстолес, А.П.Маслаков // Записки Горного института. 2019. Т. 240. С. 669-677. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.669</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Lyubomudrov S.A., Khrustaleva I.N., Tolstoles A.A., Maslakov A.P. Improving the efficiency of technological preparation of single and small batch production based on simulation modeling. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 240, p. 669-677. DOI: 10.31897/PMI.2019.6.669</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Поликарпов А.В. Газопламенное напыление в технологии ремонта машин // Молодой ученый. 2010. № 1-2. Т. 1. С. 108-111.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Polikarpov A.V. Flame Spraying in Machine Maintenance Technology. Molodoi uchenyi. 2010. N 1-2. Vol. 1, p. 108-111 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Суслов А.Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / А.Г.Суслов, В.П.Федоров, О.А.Горленко. М.: Машиностроение, 2006. С. 315-320.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Suslov A.G., Fedorov V.P., Gorlenko O.A. Technological Provision and Improvement of Performance Characteristics of Workpieces and Their Assemblies. Moscow: Mashinostroenie, 2006, p. 315-320 (in Russian). </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Холодное газодинамическое напыление. Теория и практика / А.П.Алхимов, С.В.Клинков, В.Ф.Косарев, В.М.Фомин. М.: Физматлит, 2010. 538 с.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Alkhimov A.P., Klinkov S.V., Kosarev V.F., Fomin V.M. Gas Dynamic Cold Spraying. Theory and Practice. Moscow: Fizmatlit, 2010, p. 538 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Krasnyy V. Increase of Wear and Fretting Resistance of Mining Machinery Parts with Regular Roughness Patterns / V.Krasnyy, V.Maksarov, J.Olt // 27 th DAAAM International Symposium, 26-29 October 2016, Mostar, Bosna. 2016. Vol. 27. № 1. P. 151-156. DOI: 10.2507/27th.daaam.proceedings.023</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Krasnyy V., Maksarov V., Olt J. Increase of Wear and Fretting Resistance of Mining Machinery Parts with Regular Roughness Patterns. 27 th DAAAM International Symposium, 26-29 October 2016, Mostar, Bosna. 2016. Vol. 27. N 1, p. 151-156. DOI: 10.2507/27th.daaam.proceedings.023</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Khafizov I.I. Influence of roughness on operational properties of details / I.I. Khafizov, I.G. Nurullin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific-Technical Conference on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Materials 2018 (ISTC-IETEM-2018), 5-7 December 2018, Kazan, Russia. 2019. Vol. 570. № 1. P. 012048. DOI: 10.1088/1757-899X/570/1/012048</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Khafizov I.I., Nurullin I.G. Influence of roughness on operational properties of details. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific-Technical Conference on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Mate-rials 2018 (ISTC-IETEM-2018), 5-7 December 2018, Kazan, Russia. 2019. Vol. 570. N 1, p. 012048. DOI: 10.1088/1757-899X/570/1/012048</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Lebedev V.A. Effectiveness of Application of Additional Strengthening Processing of Surface Plastic Deformation on Increase in Fatigue Life of Parts / V.A.Lebedev, A.V.Kirichek, L.V.Chunakhova // Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 19), 25-29 March 2019. Sochi, Russia. 2020. P. 17-25. DOI: 10.1007/978-3-030-22063-1_3</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Lebedev V.A., Kirichek A.V., Chunakhova L.V. Effectiveness of Application of Additional Strengthening Processing of Surface Plastic Deformation on Increase in Fatigue Life of Parts. Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 19), 25-29 March 2019. Sochi, Russia. 2020, p. 17-25. DOI: 10.1007/978-3-030-22063-1_3</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Siegmann S. 100 years of thermal spraying: About the inventor Max Ulrich Schoop / S.Siegmann, C.Abert // Surface and Coating Technology. 2013. № 220. P. 3-13. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2012.10.034</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Siegmann S., Abert С. 100 years of thermal spraying: About the inventor Max Ulrich Schoop. Surface and Coating Tech-nology. 2013. N 220, р. 3-13. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2012.10.034</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Zhukov E.L. Problems of ensuring quality of a surface layer when producing components from hard-to-process heat resistant alloys / E.L.Zhukov, I.I.Kozar, D.Yu.Kolodyazhniy // Acta Metallurgica Slovaca. 2016. Vol. 22. № 2. P. 128-132. DOI: 10.12776/ams.v22i2.737</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Zhukov E.L., Kozar I.I., Kolodyazhniy D.Yu. Problems of ensuring quality of a surface layer when producing components from hard-to-process heat resistant alloys. Acta Metallurgica Slovaca. 2016. Vol. 22. N 2, p. 128-132. DOI: 10.12776/ams.v22i2.737</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
