<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article 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" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Transport engineering</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Transport engineering</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Транспортное машиностроение</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2782-5957</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">100958</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/2782-5957-2025-7-46-54</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Материаловедение и технологии материалов</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Material Science and Materials Engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Материаловедение и технологии материалов</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">DESIGNING THE TECHNOLOGY OF VACUUM CARBURIZING OF STEELS BASED ON MATHEMATICAL MODELING</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3237-3835</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Пахомова</surname>
       <given-names>Светлана Альбертовна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Pahomova</surname>
       <given-names>Svetlana Al'bertovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>рahomo@bmstu.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0004-5293-3678</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Гресс</surname>
       <given-names>Марина Алексеевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Gress</surname>
       <given-names>Marina Alekseevna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dr.mgtu@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Bauman Moscow State Technical University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Bauman Moscow State Technical University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-07-30T06:09:20+03:00">
    <day>30</day>
    <month>07</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-07-30T06:09:20+03:00">
    <day>30</day>
    <month>07</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>2025</volume>
   <issue>7</issue>
   <fpage>46</fpage>
   <lpage>54</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-04-30T00:00:00+03:00">
     <day>30</day>
     <month>04</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-06-05T00:00:00+03:00">
     <day>05</day>
     <month>06</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/100958/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/100958/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Химико-термическая обработка обеспечивает высокие эксплуатационные свойства и долговечность большинства изделий машиностроения. Показано, что развитие возможности поверхностного упрочнения ответственных деталей может быть связано с применением новых методов их обработки. Разработана модель процесса науглероживания при вакуумной цементации, которая основана на практических результатах. Предложено решение уравнения, определяющего плотность потока углерода в зависимости от технологичеких факторов насыщения в ацетилене. При разработке расчетного метода учитывали особенность науглероживания низколегированных сталей. Приведены рекомендации по выбору циклической подачи ацетилена. Циклический режим подачи ацетилена оценивали группой параметров: структурой цикла в виде отношений времени активных а и диффузионных (пассивных) д стадий; суммарным временем активных стадий, суммарным временем диффузионных стадий, их отношением, общим числом циклов n за время насыщения τ. Исследовали две программы: первая предусматривает решение прямой диффузионной задачи, а вторая – обратной диффузионной задачи. Показано, что применение второй программы является предпочтительным.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Chemical and thermal treatment ensures high performance properties and durability of most mechanical engineering products. It is shown that the developing the possibility of surface hardening of critical parts may be associated with the use of new methods of their treatment. A model of vacuum carburizing is developed, which is based on practical results. A solution to the equation determining the carbon flux density depending on the technological saturation factors in acetylene is proposed. When developing the calculation method, the peculiarity of carburization of low-alloy steels was taken into account. Recommendations on the choice of cyclic acetylene supply are given. The cyclic mode of acetylene supply was evaluated by a number of parameters: the cycle structure in the form of time ratios of active a and diffusive (passive) d stages; the total time of active stages, the total time of diffusion stages, their ratio, the total number of n cycles during τ saturation. Two programs were studied: the first involves solving a direct diffusion problem, and the second involves solving an inverse diffusion problem. It is shown that the use of the second program is preferable.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>моделирование</kwd>
    <kwd>диффузия</kwd>
    <kwd>поток углерода</kwd>
    <kwd>слой</kwd>
    <kwd>концентрационные кривые</kwd>
    <kwd>технологические факторы</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>: modeling</kwd>
    <kwd>diffusion</kwd>
    <kwd>carbon flux</kwd>
    <kwd>layer</kwd>
    <kwd>concentration curves</kwd>
    <kwd>engineering factors</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Wołowiec-Korecka E. Modeling methods for gas quenching, low-pressure carburizing and low-pressure nitriding // Engineering Structures. 2018. V. 177. P. 489 - 505.  – EDN: FPYNHZ.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Wołowiec-Korecka E. Modeling methods for gas quenching, low-pressure carburizing and low-pressure nitriding. Engineering Structures. 2018;177:489-505.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Болдырев А.П. Влияние фактора износа на характеристики пластинчатых поглощающих аппаратов подвижного состава железных дорог / А. П. Болдырев, А. М. Гуров, П. Д. Жиров [и др.] // Транспортное машиностроение. 2024. № 10(34). С. 27-35. DOI 10.30987/2782-5957-2024-10-27-35. – EDN GLNBUK.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boldyrev AP, Gurov AM, Zhirov PD, Kravtsov SA, Privalov AS. The effect of the wear factor on the characteristics of plate-type shock-absorbing devices of railway rolling stock. Transport Engineering. 2024;10:27-35. DOI 10.30987/2782-5957-2024-10-27-35.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Pakhomova S. A. Manayev O. I. Effect of Heat Shotblast Treatment Exerted on the Contact Fatigue of Carburised Heat-Resistant Steel C0.12Cr2NiWV // Inorganic Materials: Applied Research. 2018. Vol. 9, no. 4, pp. 732-735. DOI 10.1134/S2075113318040251. – EDN VBCBAC.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pakhomova SA, Manayev OI. Effect of heat shotblast treatment exerted on the contact fatigue of carburised heat-resistant steel C0.12Cr2NiWV. Inorganic Materials: Applied Research. 2018;9(4):732-735. DOI 10.1134/S2075113318040251.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Балановский А.Е., Ву В.Г. Насыщение поверхности металла углеродом при плазменной поверхностной обработке // Упрочняющие технологии и покрытия. 2017. Т. 13. № 9 (153). С. 403—415. – EDN: ZHBJMP.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Balanovsky AE, Wu VG. Carburization of the metal surface by plasma surface treatment. Strengthening Technologies and Coatings. 2017;13(9(153):403-415.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Reinhold B. Plasma carburizing: exotic with potential. International Heat Treatment &amp; Surface Engineering. 2009, vol. 3-4, pp. 136-140. DOI: 10.1179/174951409X12542264514202.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Reinhold B. Plasma carburizing: exotic with potential. International Heat Treatment and Surface Engineering. 2009;3-4:136-140. DOI: 10.1179/174951409X12542264514202.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Otto F.J., Herring D.H. Vacuum carburizing of aerospace and automotive materials. Heat Treating Progress. 2005, vol. 5, no. 1, pp. 33-37.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Otto FJ, Herring DH. Vacuum carburizing of aerospace and automotive materials. Heat Treating Progress. 2005;5(1):33-37.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Закономерности массопереноса углерода при цементации в атмосферах низкого давления и граничные условия математической модели/ М.Ю. Семенов, П.Н. Демидов, М.Ю. Рыжова, И.П. Королев // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. № 3 (51). С. 102-107. – DOI 10.12737/22048. – EDN WRIVVZ.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Semenov MYu, Demidov PN, Ryzhova MYu, Korolev IP. Carbon mass transfer regularities at case-hardening in low-pressure atmospheres and boundary conditions of simulator. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2016;3(51):102-107. DOI 10.12737/22048.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Моделирование процессов химико-термической обработки на основе интеллектуального анализа данных / С. Н. у. Абсаттаров, Н. К. Турсунов, Э. М. Бахтеев [и др.] // Universum: технические науки. 2024. № 9-2(126). С. 5-9. – EDN NNPOTC.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Absattarov SN, Tursunov NK,  Bakhteev EM. Modeling thermochemical processes based on data mining. Universum: Technical Sciences. 2024;9-2(126):5-9.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Fedorov S., Fedorova L., Zaripov V. [et al.] Increasing the wear resistance of the executive surfaces of machine parts concentrated energy flows // Materials Today: Proceedings: 2019 International Scientific Conference on Materials Science: Composites, Alloys and Materials Chemistry, MS-CAMC, Saint Petersburg. 2020, 30 (3), pp. 388-392. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.12.382.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fedorov S, Fedorova L, Zaripov V. Increasing the wear resistance of the executive surfaces of machine parts concentrated energy flows.   Proceedings of 2019 International Scientific Conference on Materials Science, 2020: Composites, Alloys and Materials Chemistry; Saint Petersburg: MS-CAMC; 2020;30(3):388-392. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.12.382.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Смирнов А.Е. Определение режимов вакуумной цементации на основе расчетного метода / А. Е. Смирнов, Р. С. Фахуртдинов, М. Ю. Рыжова, С. А. Пахомова // Упрочняющие технологии и покрытия. 2018. Т. 14. № 6(162). С. 269-274. – EDN XPNBVR.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Smirnov AE, Fakhurtdinov RS, Ryzhova MYu, Pakhomova SA. The definition of conditions of vacuum carburizing on basis of calculation method. Strengthening Technologies and Coatings.  2018;14(6(162)):269-274.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Семенов М. Ю., Смирнов А. Е., Рыжова М. Ю. Проблемы моделирования массопереноса углерода из насыщающей атмосферы низкого давления в сталь // МиТОМ. 2021. № 2(788). С. 39 - 43.  – EDN: JUKKHD</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Semenov M. Yu., Smirnov A. E., Ryzhova M. Yu. Problems of simulation of carbon mass transfer from  low-pressure saturating atmosphere into steel. Metallovedenie I Termicheskaya Obrabotka Metallov. 2021;2(788):39-43.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Kula P., Pietrasik, R., Dybowski K. Vacuum carburizing-process optimization // Journal of Materials Processing Technology. 2005, vol. 164 – 165, pp. 876-881.  – EDN: KLULAR.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kula P, Pietrasik R, Dybowski K. Vacuum carburizing-process optimization. Journal of Materials Processing Technology. 2005;164–165:876-881.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Определение углеродного потенциала и коэффициента массопереноса углерода при вакуумной цементации сталей / М. Ю. Семенов, А. Е. Смирнов, Л. П. Фомина, С. Н. У. Абсаттаров // Металловедение и термическая обработка металлов. 2024. № 1(823). С. 8-13. DOI 10.30906/mitom.2024.1.8-13. – EDN FTXQTZ.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Semenov MYu, Smirnov AE, Fomina LP, Absattarov SNU. Determination of carbon potential and carbon mass transfer coefficient during vacuum carburization of steels Metallovedenie I Termicheskaya Obrabotka Metallov. 2024;1(823):8-13. DOI 10.30906/mitom.2024.1.8-13. .</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Федин В.М. Обоснование применения новой технологии производства шпинтонов / В. М. Федин, Т. А. Попова, К. А. Чернышев, А. И. Фимкин // Транспортное машиностроение. 2025. № 1(37). С. 68-78. DOI 10.30987/2782-5957-2025-1-68-78. – EDN LVIOSM.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fedin VM, Popova TA, Chernyshev KA, Fimkin AI. Grounds for application of a new technology for tail production.  Transport Engineering. 2025;1:68-78. DOI 10.30987/2782-5957-2025-1-68-78.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Комаровский Н.В., Отока А.Г. Особенности проведения испытаний зубчатых колес тяговых передач локомотивов и моторвагонного подвижного состава (обзор) // Транспортное машиностроение. 2024. №9. С. 27-37. DOI: 10.30987/2782-5957-2024-9-27-37.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Komarovsky NV, Otoka AG. Features of testing cogged wheels of traction gears of locomotives and multiple rolling stock (review).  Transport Engineering. 2024;9:27-37. DOI: 10.30987/2782-5957-2024-9-27-37.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Atena H., Schrank F. Neiderdruck-Aufkohlung mit Hochdruck-Gasabsschreckung. HTM. 2002, vol. 57, no. 4, pp. 247–256. DOI: 10.1515/htm-2002-570407.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Atena H, Schrank F. Neiderdruck-Aufkohlung mit Hochdruck-Gasabsschreckung. HTM. 2002;57(4):247–256. DOI: 10.1515/htm-2002-570407.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Pakhomova S.A., Unchikova M.V., Fakhurtdinov R.S. Gear wheels surface engineering by deformation hardening and carburization. Materials Science Forum. 2016, 870, pp. 383-391. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.383.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pakhomova SA, Unchikova MV, Fakhurtdinov RS. Gear wheels surface engineering by deformation hardening and carburization. Materials Science Forum. 2016;870:383-391. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.383.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B18">
    <label>18.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Быков Ю.А., Унчикова М.В., Пахомова С.А., Помельникова А.С., Силаева В.И. Методика выбора материала и технологии термической обработки деталей машиностроения // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 8. С. 43-47. – EDN: UCLTCZ.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bykov YuA, Unchikova MV, Pakhomova SA, Pomelnikova AS, Silaeva VI. Selection method of material and heat treatment technology for mechanical engineering parts. Blanking Productions in Mechanical Engineering. 2015;8:43-47.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
