techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2023-13-3-44-60techusgu-124Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEИсследование элементного состава компонентов резцов дорожной фрезы методом рентгенофлуоресцентного анализаInvestigation of the Elemental Composition of Components of the Cutters of a Cold Miller by the Method of X-Ray Fluorescence Analysishttps://orcid.org/0009-0004-1225-4021КузнецоваЛ. П.KuznetsovaL. P.

Кузнецова Любовь Петровна, кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры технологии материалов и транспорта

Researcher ID: ISA-1332-2023

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040, Российская Федерация 

Lyubov P. Kuznetsova, Candidate of Sciences (Chemical), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Materials Technology and Transport

Researcher ID: ISA-1332-2023 

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

lubakk8@list.ruhttps://orcid.org/0009-0007-1186-1470КузнецовК. Ю.KuznetsovK. Yu.

Кузнецов Константин Юрьевич, аспирант

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040, Российская Федерация 

Konstantin Yu. Kuznetsov, Post-Graduate Student 

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

Nightvol@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4002-6785КолмыковВ. И.KolmykovV. I.

Колмыков Валерий Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры технологии материалов и транспорта 

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040, Российская Федерация 

Valery I. Kolmykov, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Department of Materials Technology and Transport 

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

kafedratmit@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0007-6997-1656СеменихинБ. А.SemenikhinB. A.

Семенихин Борис Анатольевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040, Российская Федерация 

Boris A. Semenikhin, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Materials Technology and Transport 

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

borisss@bk.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2023290920231334460Copyright © Кузнецова Л.П., Кузнецов К.Ю., Колмыков В.И., Семенихин Б.А., 20232023Кузнецова Л.П., Кузнецов К.Ю., Колмыков В.И., Семенихин Б.А.Kuznetsova L.P., Kuznetsov K.Y., Kolmykov V.I., Semenikhin B.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/124

Цель. Установление элементного и количественного состава компонентов резцов дорожной фрезы, используемых в качестве рабочих органов при фрезеровании дорожного покрытия, методом рентгенофлуоресцентного анализа.Методы. Для установления химического состава сплавов – компонентов резцов дорожной фрезы были исследованы резцы WIRTGENW6/20X и их отечественный аналог КЗТС А6/20. Для исследования элементного состава компонентов резцов дорожной фрезы был выбран ренгтенофлуоресцентный метод. Этот метод, основанный на взаимодействии рентгеновского излучения с анализируемым веществом, является наиболее результативным и эффективным методом анализа, который позволяет за минимальный период времени получить полную и достоверную информацию об элементном составе сложных образцов без их разрушения с сохранением всех физико-химических свойств, а также без использования эталонного образца.Метод построен на корреляции интенсивности рентгеновской флуоресценции от концентрации элемента в образце. В результате облучения образца потоком рентгеновского излучения создается характерное излучение атомов, которое соразмерно их концентрации в образце. С помощью экспресс-анализатора металлов и сплавов – спектрометра Niton GOLDD были получены экспериментальные данные о составе компонентов резцов дорожной фрезы.Результаты. В ходе исследования было выявлено, что компоненты резцов изготавливают из следующих сплавов:1. Резец WIRTGENW6/20X:- наконечник из твердого спеченного сплава ВК8;- корпус из конструкционной легированной стали 32Г2;- пружинная гильза из конструкционной углеродистой стали 08пс;- шайба из конструкционной углеродистой качественной стали 60.2. Резец КЗТС А6/20:- наконечник из твердого спечённого сплава ВК8;- корпус из конструкционной легированной стали 38ХВ;- пружинная гильза из конструкционной углеродистой качественной стали 40;- шайба из конструкционной легированной стали 45Г.Заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки процессов упрочнения и восстановления резцов дорожных фрез.

Purpose. Establishment of the elemental and quantitative composition of alloys - components of road milling cutters, which are used as working bodies for milling the road surface, by X-ray fluorescence analysis.Methods. To establish the chemical composition of alloys - components of cutters of a road milling cutter, WIRTGENW6/20X cutters and their domestic counterpart KZTS A6/20 were studied. The X-ray fluorescence method was chosen to study the elemental composition of the components of the road milling cutters. This method, based on the interaction of X-ray radiation with the analyzed substance, is the most effective and efficient method of analysis, which allows obtaining complete and reliable information about the elemental composition of complex samples in a minimum period of time without destroying them, while maintaining all the physicochemical properties, as well as without using a reference sample. The method is based on the correlation between the X-ray fluorescence intensity and the element concentration in the sample. As a result of irradiating the sample with an X-ray flux, a characteristic emission of atoms is created, which is proportional to their concentration in the sample. With the help of an express analyzer of metals and alloys - the Niton GOLDD spectrometer, experimental data were obtained on the composition of alloys - components of cutters of a road milling machine.Results. During the study, it was revealed that the components of the cutters are made from the following alloys:1. Cutter WIRTGEN W6/20X:- tip made of hard sintered alloy VK8;- housing made of structural alloyed steel 32G2;- spring sleeve of the cutter made of structural carbon steel 08ps;- washer made of structural quality carbon steel 60.2. Cutter KZTS A6/20:- tip made of hard sintered alloy VK8;- housing made of structural alloyed steel 38XV;- spring sleeve made of structural quality carbon steel 40;- washer made of structural alloyed steel 45G.Conclusion. The obtained research results can be used for subsequent processes of hardening or restoration of cutters of road milling machines.

дорожная фрезарезецметаллсплаврентгенофлуоресцентный методroad milling cuttercuttermetalalloyX-ray fluorescence methodReferencesКузнецов К. Ю., Колмыков В. И. Машины и оборудование для строительства и обслуживания автомобильных дорог // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ – 2022): сборник научных статей 14-й Международной научно-технической конференции. Курск: Университетская книга, 2022. С. 146–150.Kuznetsov K. Yu., Kolmykov V. I. Mashiny i oborudovanie dlya stroitel'stva i obsluzhivaniya avtomobil'nykh dorog [Machinery and equipment for the construction and maintenance of roads]. Sovremennye avtomobil'nye materialy i tekhnologii (SAMIT – 2022). Sbornik nauchnykh statei 14-i Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Modern automotive materials and technologies (SAMIT – 2022). Сollection article 14th international scientific and technical conference]. Kursk, Universitetskaya kniga Publ., 2022, рр. 146–150.Исабек З. Р., Кадыров Ж. Н., Кочетков А. В. Совершенствование конструкций дорожных фрез для ремонта автомобильных дорог // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2020. № 4 (43). С. 266–268.Isabek Z. R., Kadyrov Zh. N., Kochetkov A. V. Sovershenstvovanie konstruktsii dorozhnykh frez dlya remonta avtomobil'nykh dorog [Improving the design of road cutters for the repair of highways]. Tekhnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve = Technical regulation in transport construction, 2020, vol. 4(43), pp. 266–268.Мухторов А. М. Ў., Турғунбеков А. М. Ў. Исследование работоспособности дорожных фрез в условиях эксплуатации // Universum: технические науки. 2022. № 5-2 (98). С. 62–65.Mukhtorov A. M. Ў., Turgunbekov A. M. Ў. Issledovanie rabotosposobnosti dorozhnykh frez v usloviyakh ekspluatatsii [Study of the performance of road milling machines under operating conditions]. Universum: tekhnicheskie nauki = Universum: technical sciences, 2022, vol. 5-2(98), pp. 62–65.Кузнецов К. Ю., Колмыков В. И. Дорожные фрезы, устройство и классификация // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ – 2022): сборник научных статей 14-й Международной научно-технической конференции. Курск: Университетская книга, 2022. С. 150–154.Kuznetsov K. Yu., Kolmykov V. I. Dorozhnye frezy, ustroistvo i klassifikatsiya [Cold cutters, device and classification]. Sovremennye avtomobil'nye materialy i tekhnologii (SAMIT – 2022). Sbornik nauchnykh statei 14-i Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Modern automotive materials and technologies (SAMIT – 2022). Сollection article 14th international scientific and technical conference]. Kursk, Universitetskaya kniga Publ., 2022, pp. 150–154.Кузнецов К. Ю. Колмыков В. И., Кузнецова Л. П. Твердосплавные резцы для дорожной фрезы // Технологии, машины и оборудование для проектирования, строительства объектов АПК: сборник научных статей 14-й Международной научно-технической конференции. Курск: Университетская книга, 2023. С. 229–232.Kuznetsov K. Yu., Kolmykov V. I., Kuznetsova L. P. Tverdosplavnye reztsy dlya dorozhnoi frezy [Carbide cutters for road milling]. Tekhnologii, mashiny i oborudovanie dlya proektirovaniya, stroitel'stva ob"ektov APK. Sbornik nauchnykh statei 14-i Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Technologies, machines and equipment for the design, construction of agro-industrial complex. Сollection article 14th international scientific and technical conference]. Kursk, Universitetskaya kniga Publ., 2023, pp. 229–232.Кузнецов К. Ю., Кузнецова Л. П. Износ резцедержателей дорожный фрезы // Перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении: сборник научных статей Всероссийской научно-технической конференции. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2023. С. 203–208.Kuznetsov K. Yu., Kuznetsova L. P. Iznos reztsederzhatelei dorozhnyi frez [Wear of cutter holders for road milling cutters]. Perspektivy razvitiya tekhnologii obrabotki i oborudovaniya v mashinostroenii. Sbornik nauchnykh statei Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Prospects for the development of processing technologies and equipment in mechanical engineering. Сollection article All-Russian scientific and technical conference]. Voronezh, Voronezh St. Technical Univ. Publ., 2023, pp. 203–208.Осипов С. П., Школьный А. Н., Бида К. Б. Оценка экономической эффективности своевременной замены резцов дорожных фрез // Механизация строительства. 2014. № 9 (843). С. 22–25.Osipov S. P., Shkolny A. N., Bida K. B. Otsenka ekonomicheskoi effektivnosti svoevremennoi zameny reztsov dorozhnykh frez [Evaluation of the economic efficiency of the timely replacement of cutters for road milling cutters]. Mekhanizatsiya stroitel'stva = Construction mechanization, 2014, no. vol. 9(843), pp. 22–25.Качанов И. В., Шаталов И. М., Рубченя А. А. Моделирование процесса скоростного выдавливания биметаллических резцов для дорожных машин в среде программы DEFORM-3D // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 198–203.Kachanov I. V., Shatalov I. M., Rubchenya A. A. Modelirovanie protsessa skorostnogo vydavlivaniya bimetallicheskikh reztsov dlya dorozhnykh mashin v srede programmy DEFORM-3D [Simulation of the process of high-speed extrusion of bimetallic cutters for road machines in the environment of the DEFORM-3D program]. Nauka i tekhnika = Science and Technology, 2018, vol. 17.3, pp. 198–203.Осипов С. П., Школьный А. Н., Бида К. Б. Оценка долговечности вращающихся резцов с износостойкими вставками произвольной формы // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 5. С. 168–174.Osipov S. P., Shkolny A. N., Bida K. B. Otsenka dolgovechnosti vrashchayu-shchikhsya reztsov s iznosostoikimi vstavkami proizvol'noi formy [Evaluation of the durability of rotating cutters with wearresistant inserts of arbitrary shape]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta = Journal of Construction and of Architecture, 2014, vol. 5, pp. 168–174.Аскарходжаев Т. И., Пирнаев Ш. А. Роль дорожных фрез в технологии ремонта изношенного дорожного полотна // Транспорт шелкового пути. 2019. № 3–4. С. 109–120.Askarkhodzhaev T. I., Pirnaev Sh. A. Rol' dorozhnykh frez v tekhnologii remonta iznoshennogo dorozhnogo polotna [The role of road cutters in the technology of repairing a worn roadbed]. Transport shelkovogo puti = Silk Road Transport, 2019, vol. 3–4, pp. 109–120.Рамазанов Г. Х. Износ инструмента дорожной фрезы и модели эффективности резания // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2023. № 1(139). С. 43–48.Ramazanov G. Kh. Iznos instrumenta dorozhnoi frezy i modeli effektivnosti rezaniya [Wear of a road milling tool and a model of cutting efficiency]. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii = Scienceintensive technologies in mechanical engineering, 2023, vol. 1(139), pp. 43–48.Фурманов Д. В., Шамахов Л. М., Лысаков Н. Э. Влияние износа режущего элемента дорожной фрезы на силу сопротивления резанию асфальтобетона // Вестник СибАДИ. 2023. Т. 20, № 2. С. 204–216.Furmanov D. V., Shamakhov L. M., Lysakov N. E. Vliyanie iznosa rezhushchego elementa dorozhnoi frezy na silu soprotivleniya rezaniyu asfal'tobetona [Influence of wear of the cutting element of a road mill on the cutting resistance force of asphalt concrete]. Vestnik SibADI = The Russian Automobile and Highway Industrey Journal, 2023, vol. 20, no. 2, pp. 204–216.Шеховцова Ю. С., Ролдугина В. А., Ермолаева Т. Н. Разработка методики рентгенофлуоресцентного анализа стартовых металлургических смесей // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 4. С. 209–221.Shekhovtsova Yu. S., Roldugina V. A., Ermolaeva T. N. Razrabotka metodiki rentgenofluorestsentnogo analiza startovykh metallurgicheskikh smesei [Development of a technique for X-ray fluorescence analysis of starting metallurgical mixtures]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2022, vol. 12, no. 4, pp. 209–221.Рентгеноспектральный и рентгеноструктурный анализ электроэрозионных порошковых материалов из отходов стали Р18 / Н. Н. Карпенко, Р. А. Латыпов, Е. В. Агеева, В. Ю. Карпенко // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 23–38.Karpenko N. N., Latypov R. A., Ageeva E. V., Karpenko V. Yu. Rentgenospektral'nyi i rentgenostrukturnyi analiz elektroerozionnykh poroshkovykh materialov iz otkhodov stali R18 [X-ray spectral and X-ray diffraction analysis of electroerosive powder materials from R18 steel waste]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2022, vol. 12(3), pp. 23–38.Validation of secondary fluorescence excitation in quantitative X-ray fluorescence analysis of thin alloy films / A. Wählisch, C. Streeck, P. Hönicke, B. Beckhoffa // J. Anal. At. Spectrom. 2020. Vol. 35. Р. 1664–1670. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ja/d0ja00171fWählisch A., Streeck C., Hönicke P., Beckhoff B. Validation of secondary fluorescence excitation in quantitative X-ray fluorescence analysis of thin alloy films. J. Anal. At. Spectrom., 2020, vol. 35, pp. 1664–1670. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ja/d0ja00171fАгеева Е. В., Поданов В. О., Воробьев Ю. С. Исследование химсостава жаропрочных сплавов методом рентгенофлуоресцентного анализа на примере турбинной лопатки // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 4. С. 35–47.Ageeva E. V., Podanov V. O., Vorobyov Yu. S. Issledovanie khimsostava zharoprochnykh splavov metodom rentgenofluorestsentnogo analiza na primere turbinnoi lopatki [Study of the chemical composition of heat-resistant alloys by X-ray fluorescence analysis on the example of a turbine blade]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2020, vol. 10(4), pp. 35–47.Полякова М. А., Босикова Е. Ю. Особенности применения рентгенофлуоресцентного анализа для определения состава материалов // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2017. № 16. С. 92–98.Polyakova M. A., Bosikova E. Yu. Osobennosti primeneniya rentgenofluorestsentnogo analiza dlya opredeleniya sostava materialov [Features of the use of X-ray fluorescence analysis to determine the composition of materials]. Tekhnologii metallurgii, mashinostroeniya i materialoobrabotki = Technologies of metallurgy, mechanical engineering and material processing, 2017, vol. 16, pp. 92–98.Агеева Е. В., Королев М. С., Воробьев Ю. С. Исследование элементного состава свинцовосурьмянистых сплавов методом рентгенофлуоресцентного анализа // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 4. С. 8–21.Ageeva E. V., Korolev M. S., Vorobyov Yu. S. Issledovanie elementnogo sostava svintsovosur'myanistykh splavov metodom rentgenofluorestsentnogo analiza [Investigation of the elemental composition of lead-antimony alloys by X-ray fluorescence analysis]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2020, vol. 10(4), pp. 8–21.Об использовании нитроцементованной стали 30ХГТ для резцов дорожных фрез /Kolmykov V. I., Romanenko D. N., Abyshev K. I., Nefediev S. P., Dema R. R. Ob ispol'zovanii nitrotsementovannoi stali 30KHGT dlya reztsov dorozhnykh frez [On the use of nitrocarburized steel 30KHGT for cutters of cold cutters]. Sovremennye problemy svarochnogo proizvodstva. Sbornik nauchnykh trudov [Modern problems of welding production. Collection of scientific papers]; ed. By M. A. Ivanova, I. A. Ilyin. Chelyabinsk, Izd. Centr YuURGU, 2016, pp. 290–299.В. И. Колмыков, Д. Н. Романенко, К. И. Абышев, С. П. Нефедьев, Р. Р. Дема // Современные проблемы сварочного производства: сборник научных трудов / под ред. М. А. Иванова, И. А. Ильина. Челябинск: Изд. Центр ЮУрГУ, 2016. С. 290–299.Kiryushkina N. A., Kuznetsova V. N. Povyshenie dolgovechnosti raboty reztsov dorozhnoi frezy [Increasing the durability of the cutters of a road mill]. Aktual'nye problemy nauki i tekhniki glazami molodykh uchenykh. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Actual problems of science and technology through the eyes of young scientists. Materials of the International scientific-practical conferencee]. Omsk, Siberian St. Automobile and Highway Univ. Publ., 2016, pp. 264–267.Кирюшкина Н. А., Кузнецова В. Н. Повышение долговечности работы резцов дорожной фрезы // Актуальные проблемы науки и техники глазами молодых ученых: материалы Международной научно-практической конференции. Омск: Сиб. гос. автомобильно-дорожный ун-т (СИБАДИ), 2016. С. 264–267.Кирюшкина Н. А., Кузнецова В. Н. Повышение долговечности работы резцов дорожной фрезы // Актуальные проблемы науки и техники глазами молодых ученых: материалы Международной научно-практической конференции. Омск: Сиб. гос. автомобильно-дорожный ун-т (СИБАДИ), 2016. С. 264–267.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.