<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2023-15-1-64-72</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-313</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ, СУДОРЕМОНТА И ОРГАНИЗАЦИЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNOLOGY OF SHIPBUILDING, SHIP REPAIR AND ORGANIZATION OF SHIPBUILDING PRODUCTION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Механизм разрушения эпоксидных композитов с металлическим порошковым наполнителем при кавитационном воздействии</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Destruction mechanisms of epoxybased composite filled with metal powder under cavitation attack</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фиактистов</surname><given-names>Я. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fiaktistov</surname><given-names>Ya. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Фиактистов Ярослав Олегович — старший преподаватель</p><p>198035,  г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Fiaktistov, Yaroslav O. — Senior Lecturer5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">yaroslav3373@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Цветков</surname><given-names>Ю. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tsvetkov</surname><given-names>Yu. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Цветков Юрий Николаевич — доктор технических наук, профессор</p><p>198035,  г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Tsvetkov, Yuriy N. — Dr. of Technical Sciences, professor</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зайцева</surname><given-names>Н. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zaytseva</surname><given-names>N. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Зайцева Наталия Сергеевна — инженер-технолог</p><p>190121, г. Санкт-Петербург, наб. р. Фонтанки, 203</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Zaytseva, Nataliya S. — Production Engineer203, Fontanka Emb., St. Petersburg, 190121</p></bio><email xlink:type="simple">nati.zaytseva@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime&#13;
and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>АО «Адмиралтейские верфи»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>JSC “Admiralty Shipyards”</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>07</month><year>2023</year></pub-date><volume>15</volume><issue>1</issue><fpage>64</fpage><lpage>72</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Фиактистов Я.О., Цветков Ю.Н., Зайцева Н.С., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Фиактистов Я.О., Цветков Ю.Н., Зайцева Н.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Fiaktistov Y.O., Tsvetkov Y.N., Zaytseva N.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/313">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/313</self-uri><abstract><p>В работе рассмотрены результаты испытаний на кавитационный износ образцов эпоксидного компаунда без наполнителя и с наполнителем. В качестве последнего применен порошок из алюминиевой бронзы БрАЖНМц9-4-4-1, полученный опиливанием прутка из этой бронзы. Был использован следующий состав компаунда: 100 частей смолы К‑153 и 12 частей отвердителя (полиэтиленполиамина). Распределение частиц бронзы в компаунде по размеру подчинялось закону, близкому к показательному, средний размер частиц составил порядка 27 мкм, объемная доля бронзового порошка в компаунде — примерно 9,5 %. Отмечается, что испытания проводили на ультразвуковом магнитострикционном вибраторе УЗДН‑2Т в пресной воде при комнатной температуре с частотой и амплитудой колебаний торца концентратора вибратора 22 кГц и 28 мкм соответственно. Расстояние между торцами концентратора и цилиндрического образца выставлялось равным 0,5 мм. В процессе испытаний износ образцов оценивали взвешиванием на аналитических весах с дискретностью показаний 0,1 мг, а также проводили измерения шероховатости изнашиваемой поверхности и микротвердости частиц бронз в составе композита. Показано, что добавка в эпоксидной компаунд частиц бронзы не только изменяет кинетику кавитационного изнашивания, но и снижает кавитационную износостойкость полимера. Изменение кинетики заключается в том, что кавитационное изнашивание эпоксидного компаунда с порошковым наполнителем происходит без инкубационного периода, тогда как ненаполненный компаунд изнашивается с выраженным инкубационным периодом. В процессе проведенного исследования сделан вывод о том, что снижение кавитационной износостойкости после добавки частиц бронзы обусловлено тем, что границы между металлической частицей и полимерной матрицей являются «слабым» местом, и именно с этих граничных районов начинается разрушение полимера при кавитационном воздействии. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The samples of epoxy compound with a powder filler and without it are tested on cavitation wear. The powder of aluminum bronze BrAZhNMts9–4–4–1 is used as a filler. The powder is obtained by filing the rod of the bronze. The composition of the epoxy compound is 100 parts of the resin K‑153 plus 12 parts of the hardener (polyethylene epolyamine). The distribution of the bronze particles in the epoxy compound follows the law close to the exponential one, the average particle size is equal to approximately 27 μm, and the volume fraction of the bronze powder in the compound is about 9,5 percent. The tests are conducted using the ultrasonic magnetostrictve vibrator UZDN‑2T in fresh water of room temperature, the frequency and amplitude of the vibrator horn end equal to 22 kHz and 28 µm respectively. The distance between the horn end and the sample surface is 0,5 mm. During the experiments the wear of the samples is evaluated by their weighting on analytical scales with step-type indication of 0,1 mg, measuring the surface roughness and the microhardness of the bronze particles in the composite is carried out as well. It has been shown that the addition of the bronze particles into the epoxy compound not only changes the kinetics of cavitation wear of the polymer but also decreases its cavitation resistance. The decrease in cavitation resistance caused by bronze particles addition is attributed to the fact, that the boundary between a metal particle and epoxy matrix is a «weak» spot, and the destruction of polymer begins from this boundary area under cavitation attack.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>эпоксидный компаунд</kwd><kwd>порошковый наполнитель</kwd><kwd>частицы бронзы</kwd><kwd>ультразвуковой магнитострикционный вибратор</kwd><kwd>пресная вода</kwd><kwd>кавитационное воздействие</kwd><kwd>кинетика кавитационного изнашивания</kwd><kwd>износ</kwd><kwd>механизм разрушения поверхности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>epoxy compound</kwd><kwd>powder filler</kwd><kwd>bronze particles</kwd><kwd>ultrasonic vibratory device</kwd><kwd>fresh water</kwd><kwd>cavitation attack</kwd><kwd>cavitation wear kinetics</kwd><kwd>wear</kwd><kwd>wear mechanisms</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Billet M. L. The Specialist Committee on Cavitation Erosion on Propellers and Appendages on High Powered/High Speed Ships / M. L. Billet, M. Mehmel // Proceedings of the 24th ITTC. — UK, 2005. — Vol. III. — Pp. 699–704.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Billet, Michael L., and Manfred Mehmel. “The Specialist Committee on Cavitation Erosion on Propellers and Appendages on High Powered/High Speed Ships.” Proceedings of the 24th ITTC. Vol. III. UK, 2005. 699–704.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Георгиевская Е. П. Кавитационная эрозия гребных винтов и методы борьбы с ней / Е. П. Георгиевская. — Л.: Судостроение, 1978. — 206 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Georgievskaya, E. P. Kavitatsionnaya eroziya grebnykh vintov i metody bor’by s nei. L.: Sudostroenie, 1978.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пустошный А. В. Влияние шероховатости поверхности гребного винта на его пропульсивные характеристики / А. В. Пустошный, А. В. Сверчков, С. П. Шевцов // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2019. — № 4 (390). — С. 11–26. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-4-390-11-26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pustoshny, Alexander V., Andrey V. Sverchkov, and Sergey P. Shevtsov. “Roughness of propeller blade surface and its implications for propulsion performance.” Transactions of the Krylov state research centre 4(390) (2019): 11–26. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-4-390-11-26/</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кацман Ф. М. Эксплуатация пропульсивного комплекса морского судна / Ф. М. Кацман. — М.: Транспорт, 1987. — 223 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Katsman, F. M. Ekspluatatsiya propul’sivnogo kompleksa morskogo sudna. M.: Transport, 1987.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горбаченко Е. О. Кавитационный износ гребных винтов и технологические методы борьбы с ним / Е. О. Горбаченко // Материалы VIII межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России» 17 мая 2017 года. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. — С. 120–125.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gorbachenko, E. O. “Kavitatsionnyi iznos grebnykh vintov i tekhnologicheskie metody bor’by s nim.” Materialy VIII mezhvuzovskoi nauch.-praktich. konferentsii aspi-rantov, studentov i kursantov «Sovremennye tendentsii i perspektivy razvitiya vodnogo transporta Rossii». SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2017. 120–125.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фиактистов Я. О. Ремонт гребных винтов, изношенных при кавитации, с применением полимерных составов / Я. О. Фиактистов // Материалы X межвузовской научно-практической конференции аспирантов, студентов и курсантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России», 22 мая 2019 года. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2019. — C. 279–282.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fiaktistov, Ya. O. “Remont grebnykh vintov, iznoshennykh pri kavitatsii, s primeneniem polimernykh sostavov.” Materialy X mezhvuzovskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii aspirantov, studentov i kursantov «Sovremennye tendentsii i perspektivy razvitiya vodnogo transporta Rossii». SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2019. 279–282.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чурсова Л. В. Эпоксидные смолы, отвердители, модификаторы и связующие на их основе / Л. В. Чурсова, Н. Н. Панина, Т. А. Гребнева, И. Ю. Кутергина. — Санкт-Петербург: ЦОП «Профессия», 2020. — 576 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chursova, L. V., N. N. Panina, T. A. Grebneva, and I. Yu. Kutergina. Epoksidnye smoly, otverditeli, modifikatory i svyazuyushchie na ikh osnove. Sankt-Peterburg: TsOP «Professiya», 2020.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yamatogi T. Study on cavitation erosion of composite materials for marine propeller / T. Yamatogi, H. Murayama, K. Uzawa, K. Kageyama, N. Watanabe // 17th International Conference on Composite Materials Edinburgh, Scotland. — 2009.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yamatogi, Toshio, Hideaki Murayama, Kiyoshi Uzawa, Kazuro Kageyama, and Naoko Watanabe. “Study on cavitation erosion of composite materials for marine propeller.” 17th International Conference on Composite Materials Edinburgh, Scotland. 2009.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Preece C. M. Cavitation erosion / C. M. Preece // Treatise on Materials Science and Technology, Volume 16: Erosion. — Academic Press New York, 1979. — Pp. 249–308.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Preece, C. M. “Cavitation erosion”. Treatise on Materials Science and Technology, Volume 16: Erosion. New York: Academic Press, 1979. 249–308.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фомин В. В. Гидроэрозия металлов / В. В. Фомин. — М.: Машиностроение, 1977. — 287 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fomin, V. V. Gidroeroziya metallov. M.: Mashinostroenie, 1977.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Garcia G. L. Cavitation resistance of epoxy-based multilayer coatings: Surface damage and crack growth kinetics during the incubation stage/ G. L. Garcia, V. Lopez-Rios, A. Espinosa, J. Abenojar, F. Velasco, A. Toro // Wear. — 2014. — Vol. 316. — Is. 1–2. — Pp. 124–132. DOI: 10.1016/j.wear.2014.04.007</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Garcia, G. L., V. Lopez-Rios, A. Espinosa, J. Abenojar, F. Velasco and A. Toro. “Cavitation resistance of epoxy-based multilayer coatings: Surface damage and crack growth kinetics during the incubation stage.” Wear 316.1–2 (2014): 124–132. DOI: 10.1016/j.wear.2014.04.007.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Correa C. E. Wear mechanisms of epoxy-based composite coating submitted to cavitation/ C. E. Correa, G. L. Garcia, A. N. Garcia, W. Bejarano, A. A. Guzman, A. Toro // Wear. — 2011. — № 271. — Is. 9–10. — Pp. 2274–2279. DOI: 10.1016/j.wear.2011.01.088</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Correa, C. E., G. L. Garcia, A. N. Garcia, W. Bejarano, A. A. Guzman, and A. Toro. “Wear mechanisms of epoxy-based composite coating submitted to cavitation.” Wear 271.9–10 (2011): 2274–2279. DOI: 10.1016/ j.wear.2011.01.088.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Qiu N. Research on cavitation erosion and wear resistance performance of coatings / N. Qiu, L. Wang, S. Wu, D. S. Likhachev // Engineering Failure Analysis. — 2015. — Vol. 55. — Pp. 208–223. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2015.06.003</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Qiu, Ning, Leqin Wang, Suhuan Wu, and Dmitriy S. Likhachev. “Research on cavitation erosion and wear resistance performance of coatings.” Engineering Failure Analysis 55 (2015): 208–223. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2015.06.003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abenojar J. Erosion-wear, mechanical and thermal properties of silica filled epoxy nanocomposites / J. Abenojar, J. Tutor, Y. Ballesteros, J. C. del Real, M. A. Martinez // Composites Part B: Engineering. — 2017. — Vol. 120. — Pp. 42–53. DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.03.047</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abenojar, J., J. Tutor, Y. Ballesteros, J. C. del Real, and M. A. Martinez. “Erosion-wear, mechanical and thermal properties of silica filled epoxy nanocomposites.” Composites Part B: Engineering 120 (2017): 42–53. DOI: 10.1016/j.compostesb.2017.03.047.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Салтыков С. А. Стереометрическая металлография / С. А. Салтыков. — М.: Металлургия, 1976. — 271 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Saltykov, S. A. Stereometricheskaya metallografiya. M.: Metallurgiya, 1976.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гурский Е. И. Теория вероятностей с элементами математической статистики / Е. И. Гурский. — М.: Высшая школа, 1971. — 328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gurskii, E. I. Teoriya veroyatnostei s elementami matematicheskoi statistiki. M.: Vysshaya shkola, 1971.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ASTM G32–10 Standard test method for cavitation erosion using vibratory apparatus. — ASTM International, 2010. — 19 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ASTM G32–10 Standard test method for cavitation erosion using vibratory apparatus. ASTM International, 2010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
