В дисертації представлені наукові основи теорії і практики тривимірної растрово-електронномікроскопічної стереофрактографії. Вони грунтуються на комп'ютерній фотограмметричній обробці стереозображень, побудові та стереолого-стереометричній оцінках цифрових моделей фрактографічних поверхонь. Теоретично і практично обгрунтовані принципи фрактальності в механіці руйнування. Експериментальними дослідженнями і математичним моделюванням визначено оптимальний хімсклад виготовлених лопаток дробометальних апаратів.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему покращення техніко-економічних показників і стабілізації якості чавуну з кулястим графітом у литих заготівках (маслотах) поршневих кілець за відцентрового лиття у кокіль шляхом, насамперед, використання раціональних режимів модифікування, оптимізації хімічного складу металу та скорочення термічної обробки виливків. Досліджено ефективність використання сфероїдизувальних модифікаторів у вигляді лігатур (сплавів на основі кремнію, заліза, міді, нікелю) та брикетів (запресованих сумішей матеріалів дрібних фракцій). Випробовано спосіб графітизувальної обробки розплаву чавуну в ливарній формі у процесі її обертання. Вивчено фізико-механічні властивості комплексно легованого чавуну та рекомендовано його оптимальний хімічний склад для поршневих кілець. Проведено виробничі випробування розроблених технологічних рішень і зроблено оцінку їх ефективності.

  Скачати повний текст

На базі теорії фізико-хімічного моделювання металургійних розплавів, розробленої Е.В.Приходько, розвинено методику прогнозування властивостей залізорудних матеріалів, складу і властивостей первинних і кінцевих шлаків, моделі розрахунку яких використані в системі "Шлак", що функціонує в системах АСУТП ДП комбінату "Криворіжсталь". На підставі розвиненої методики оцінки впливу показників шихти та дуттьового режиму плавки на процеси міжфазного розподілу елементів між чавуном і шлаком розроблено алгоритми та програми системи "Прогноз". Адаптовані до умов АВТ "Криворіжсталь", вони дозволяють коректувати склад шихти, що забезпечує необхідну якість продуктів плавки. Виконано оцінку використаних промивальних матеріалів і відходів на властивості одержаних розплавів. Обгрунтовано допустимий діапазон їх складу у проплавлюваній шихті. Запропоновано ефективні способи формування шихтових матеріалів ("промивок"), що мають високий ступінь акумуляції ними лужних сполук, з залученням до виробництва вторинних ресурсів. Одержано прогнозні рівняння в'язкості та температури кристалізації беззалізних і залізовмісних шлакових розплавів, що містять луги. Здійснено ранжировку промивальних матеріалів за ступенем їх агресивності до футерування печі у разі попадання на периферію.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню процесу сфероїдизуючого модифікування чавуну у ливарній формі при литті по моделям, що газифікуються. Проведено дослідження кінетики взаємодії сфероїдизуючого модифікатора з рідким чавуном у реакційній камері ливарної форми. Розкрито механізм цієї взаємодії, визначено основні напрямки руху металу та просування фронту ефективної взаємодії в залежності від конструкції ливникової системи, температури заливання чавуну, масової швидкості заливання та фракційного складу модифікатора. Досліджено кінетику та встановлено закономірності розчинення сфероїдизуючого модифікатора в потоці рідкого чавуну. Вивчено вплив та визначено оптимальні параметри технологічних факторів, які забезпечують максимально можливу та рівномірну сфероїдизацію графіту в чавуні під час заливання форми. На основі даних досліджень розроблено технологію сфероїдизуючого модифікування в ливарній формі при литті по моделям, що газифікуються.

  Скачати повний текст

Системно досліджено та встановлено закономірності, які оцінюють ступінь впливу хімічно активних модифікувальних елементів Ва, Ca, Mg, Sr, Zr, РЗМ в складі FeSi на формування фазового складу та структури виливків з високоміцного чавуну. Встановлено параметри процесів пізнього модифікування, які в поєднанні зі швидкістю охолодження, характерною для виливків завтовшки 2,5 - 3 мм забезпечують одержання подрібненої литої структури. Експериментально встановлено кінетичні особливості розчинення магнієвих лігатур у рідкому чавуні за внутрішньоформового модифікування в залежно від температури заливання. Встановлено кількісний взаємозв'язок вмісту Mg, Sі, Ni зі структурою та механічними властивостями високоміцного чавуну.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему підвищення експлуатаційної стійкості прокатних валків гарячої прокатки з робочим шаром з білого високохромистого чавуну, що працюють за умов ударно-абразивного зношування під впливом високих температурі охолоджуючих середовищ. На підставі аналізу літературних даних установлено основні структурно-чутливі експлуатаційні властивості високохромистого чавуну типу ІЧХ16НМФТ. Наведено результати досліджень закономірностей впливу фазового складу та структури, швидкості охолодження під час кристалізації та термічної обробки на жаростійкість і загальні особливості високотемпературного окиснення високохромистого чавуну у широкому діапазоні температур. Наведено результати досліджень щодо схильності чавуну до руйнування, спричиненого термічною втомою, структурних змін, умов зародження та росту тріщин термічної втоми за умов термоциклування, а також результати досліджень впливу структурних змін, зумовлених високотемпературною обробкою чавуну на його зносостійкість. Висвітлено результати дослідження впливу структури та фазового складу чавуну на схильність до корозійного руйнування за умов дії електропровідних рідин.

  Скачати повний текст

Розв'язано науково-прикладну задачу підвищення якості виливків прокатних валків модифікуванням їх осьової зони, що забезпечує покращання їх фізико-механічних і експлуатаційних властивостей. На підставі результатів проведених наукових і експериментальних досліджень розроблено високоефективну технологію внутрішньоформенної обробки чавунів графітизувальним модифікатором оптимального складу для валків з пластичним і кулястим графітом, механічні й експлуатаційні властивості яких перевершують аналогічні властивості валків, виготовлених за серійними технологіями. Запропоновано й експериментально обгрунтовано застосування математичної моделі твердіння чавунного прокатного валка за умов введення плавкого модифікатора. Наведена модель описує стан елементів зазначеної системи після заповнення ливарної форми та після модифікування, а також її стан та теплові процесі, які в ній відбуваються. За допомогою розробленоої моделі є можливим моделювання процесу тверднення розплаву за різних варіантів конфігурації модифікатора, діаметра валка, теплофізичних властивостей металу та ливарної форми. Наведено алгоритм розрахунку процесу твердіння виливка, реалізованого як комп'ютерної програми. Відзначено, що обробка розплавів запропонованим графітизувальним модифікатором дозволяє підвищити механічні та службові властивості матеріалу валків, утилізувати відходи, які раніше не використовувалися.

  Скачати повний текст

Встановлено оптимальні склади зарядів реакційних камер для диференційованого графітизувального, карбідостабілізувального та сфероїдизувального модифікування чавуну в ливарній формі. Досліджено особливості нових перспективних конструктивно-технологічних варіантів виготовлення двошарових і двобічних виливків із зносостійкого білого й ударостійкого високоміцного або сірого чавунів диференційованим модифікуванням вихідного сірого або білого чавунів у ливарній формі. Встановлено функціональні залежності основних показників якості двошарових і двобічних чавунних виливків від технологічних параметрів процесу модифікування рідкого металу в реакційних камерах ливникової системи ливарної форми.

  Скачати повний текст

Розроблено метод діагностування руйнування крихких включень у конструкційних металевих сплавах за кількісними ознаками параметрів сигналів акустичної емісії (АЕ), які супроводжують їх руйнування. Об'єктом досліджень є поля пружних хвиль, які виникають під час зародження та розвитку руйнування у конструкційних матеріалах під впливом квазістатичного навантаження. На підставі аналізу відомих аналітичних розв'язків задач про розподіл напружень на включеннях, що знаходяться у в'язко-пружній матриці, а також динамічних задач про утворення дископодібної тріщини нормального відриву одержано аналітичні залежності щодо оцінювання розмірів крихкого включення, яке руйнується у матриці. Залежності пов'язують фізичні параметри зруйнованого включення та параметри сигналів АЕ. За допомогою числового розрахунку встановлено розподіл напружень, які виникають за різної форми включень та в їх околі, залежно від зміни форми включень та їх орієнтації у тілі. Доведено добру кореляцію між зміною амплітуд сигналів АЕ та руйнуванням крихких включень у чавунах та алюмінієвих сплавах.

  Скачати повний текст

Наведено результати аналізу екологічної ситуації у Центральному районі Донбасу (ЦРД) у зв'язку з проблемами водопостачання за умов підробки підземними гірничими роботами. Охарактеризовано стан каналу "Сіверський Донецьк - Донбас", проаналізовано сумарні деформації земної поверхні вздовж траси каналу, що вже досягли межових величин. Розроблено технологію виправлення трубопроводу каналу без злиття води. Проаналізовано стан водопровідних мереж та екологічну ситуацію підроблюваних гірничими роботами міст ЦРД. Розроблено геомеханічну модель утворення уступів у шарі насосів, наведено рекомендації щодо її застосування для прогнозування величин внутрішніх зусиль, викликаних дією кривизни уступів у трубопроводах водопроводів, газопостачання та каналізації. Визначено напруги у сталевих трубопроводах. Проаналізовано взаємодію розтрубних з'єднань чавунних труб з профілем загальної мульди зрушення, а також з профілем уступів. Проаналізовано напруги у поліетиленових трубах на уступах й обгрунтовано доцільність застосування поліетиленових труб. Розроблено рекомендації з поповнення втрат питної води за рахунок очистки шахтних вод. Обгрунтовано шляхи зменшення втрат питної води у теплових мережах. Визначено залежність швидкості накипоутворення від температури та добутку жорскості на лужність підживлювальної води. Обгрунтовано доцільність очистки води у фільтрах, завантажених слабокислотним (карбоксильним) катіонітом, що дозволяє разом із зниженням жорсткості також зменшити лужність води.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію виробництва та застосування конверторного флюсу, що являє собою вапно в облямівці феритів кальцію. Виведено рівняння для визначення вмісту марганцю у кінці продувки, яке враховує окисненість шлаків, вміст Si у чавуні, температуру сталі. Встановлено, що для кожного вмісту вуглецю в сталі існує строго визначена концентрація алюмінію, за якої міцнісні властивості максимальні.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці зносостійкого хромистого чавуну та технології виробництва з нього литих мелючих куль діаметром 80...100мм підвищеної стійкості. Розроблено критерії експлуатаційної стійкості для литих мелючих куль. Вивчено вплив основних легуючих елементів С, Сr та Mn на властивості зносостійкого чавуну, а також Mn, Si, Ni та Ti на структуру та властивості мелючих куль з чавуну ИЧ280Х15. З врахуванням вимог, що пред'являються, та з використанням встановлених залежностей розроблено чавун марки ИЧ280Х15Г4Т для литих мелючих куль діаметром 80...100мм, а також режим їх термічної обробки. Для одержання щільних якісних відливків, підвищення виходу придатного литва, механізації та автоматизації процесу розроблена спеціальна технологія лиття мелючих куль у металевих формах з накладанням на метал, що кристалізується, вібрації та відцентрових сил. Результати роботи пройшли промислове випробування і рекомендовані до впровадження у промисловість України.

  Скачати повний текст

Розроблено склади ефективних дрібнозернистих безусадних бетонів на чавунних заповнювачах для захисту від іонізуючого випромінювання (ІВ). Досліджено їх властивості. Обгрунтовано й підтвержено можливість одержання ефективних стійких до довготривалої дії нейтронного та гамма-випромінювання, радіаційнозахисних дрібнозернистих безусадних бетонів, що вміщують високоосновні гідросульфоферити кальцію. Встановлено, що формування в цементному камені добре закристалізованих гідратів типу AFm- та AFt-фаз, що втрачають зв'язану воду за підвищенних температур, призводить до підвищення стійкості бетонів до довготривалої дії ІВ. Доведено, що застосування демпфірувальних домішок у складі в'яжучого підвищує стійкість бетонів до довготривалоії дії ІВ. Встановлено закономірності фізико-механічних властивостей дрібнозернистих бетонів від дії технологічних факторів.

  Скачати повний текст

Розроблено спосіб конструювання шарових систем з функціонально-розподіленою твердоплавною насадкою і перетворення їх у друзи блочно-коміркової структури в керованому рідкофазному синтезі гібридного залізорудного матеріалу, який має кращі якості агломерату та котунів і призначений для виробництва чавуну в доменних печах. Досліджено способи одержання огрудкованої залізорудної сировини з урахуванням вимог, що пред'являються доменною плавкою. Показано основні тенденції розвитку технологій підготовки шихтових матеріалів до доменної плавки. Розроблено концепцію технології конструювання одиничного реакційного об'єму - гранули як основної складової шарової системи та трансляцію цих властивостей на всю шарову систему. Досліджено вплив на традиційний процес агломерації гібридного з'єднання відомих методів його інтенсифікації (введення до складу шихти феритної суміші, карбонатного вапна, роздільна подача палива). Досліджено рудно-паливні композиції та зроблено висновок про доцільність шарового конструювання гранули та визначено температурно-теплові параметри їх обпалу.

  Скачати повний текст

Зроблено внесок у розвиток векторної моделі формоутворювальної системи лезової обробки, структурні ланки якої складають замкнутий контур. Вперше вирішено способом точного розрахунку траєкторії переміщення інструменту за виконання всіх умов формоутворення, визначених рівнянням твірної складно-профільної поверхні та початковою інструментальною поверхнею, задачу підвищення точності обробки різцями з стандартними ріжучими пластинами циліндрової форми, для яких проекція ріжучої кромки на основну площину - еліпс. Розроблено метод кругової апроксимації траекторії переміщення інструменту. Науково обгрунтовано дослідження механізму формування висоти мікронерівностей поверхонь змінної кривизни в процесі лезової обробки високоміцного чавуну за однакових умов.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Уперше для чавуну типу ИЧХ16НМФТ, закристалізованого з різними швидкостями охолодження, вивчено кінетику та побудовано ізотермічні та термокінетичні діаграми розпаду переохолодженого аустеніту, показано спадкоємний зв'язок кінетики фазових перетворень у твердому стані з вихідною литою структурою дослідженого чавуну. Досліджено закономірності структуроутворення у високотемпературній і проміжній області температур розпаду переохолодженого аустеніту досліджених високохромних чавунів типу ИЧХ16НМФТ. Установлено взаємозв'язок між структурними параметрами та механічними властивостями в литому та термообробленому станах. Виявлено, що у процесі ударно-абразивного зносу чавуну типу ИЧХ16НМФТ відбуваться перерозподіл легуючих елементів, що призводить до структурних змін та зміцнення чавуну. Показано, що максимальна зносостійкість забезпечується термічною обробкою з ізотермічною витримкою у бейнітній області температур. Проведено порівняльні випробування чавуну з вмістом хрому 16 % і 21 % та запропоновано рекомендації з оптимізації складу й режимів термічної обробки для одержання бейнітної фази високохромистих чавунів.

  Скачати повний текст

Створено нові методики та технічні засоби неруйнівного контролю та діагностики технічного стану деталей і конструкцій методом акустичної емісії. З метою визначення координат дефектів під час діагностування технічних об'єктів різноманітної форми теоретично розв'язано задачі лінійної, площинної та просторової локації джерел акустичної емісії та для їх реалізації створено засіб на базі трьох модифікованих приладів АФ-15 і комп'ютера. Розроблено методику неруйнівного діагностування технічного стану зварних з'єднань чавуну СЧ-4 в процесі твердіння розплаву. Шляхом занурення контрольованого об'єкту та п'єзоелектричного перетворювача (ПЕП) в акустопрозоре однорідне середовище вперше значно точніше розв'язано задачу визначення координат дефектів у конструкціях зі складною неоднорідною поверхнею. Знайдено кореляційні залежності між характеристиками міцності деяких деталей машин та енергією сигналів акустичної емісії.

  Скачати повний текст

Створено технологію плазмового напилювання зносостійких покриттів економнолегованими матеріалами на основі порошків з відходів механічної обробки валкових чавунів. Досліджено структуру та морфологію порошків зі шламів валкових чавунів і встановлено їх технологічну придатність для газотермічного напилювання зносостійких покриттів без додаткового подрібнення. Виялено неоднорідність порошків зі шламів хромонікелевих валкових чавунів за хімічним складом та структурою. Запропоновано їх визначення як механічної суміші частинок з різним змістом і морфологією карбідних фаз. Вперше враховано вплив структурної неоднорідності чавунних порошків на умови їх плазмового нагрівання, а також структуру та фазовий склад покриттів. Виявлено принципові розбіжності у формуванні структури плазмових покриттів, напилених порошками високохромистих чавунів та їх механічними сумішами з порошком міді. Вперше досліджено триботехнічні характеристики композиційних плазмових покриттів з механічних сумішей порошків валкових чавунів з порошками нікелевого сплаву, що самофлюсуються, і міді.

  Скачати повний текст

З метою удосконалення процесу чистової механічної обробки та поверхневого зміцнення деталей з високоміцного чавуну розроблено спосіб їх лезово-зміцнювальної механічної обробки інструментом з твердого сплаву та НТМ. Зазначено, що наступне алмазне вигладжування виконується для зниження шорсткості поверхні чавунних виробів. На підставі результатів проведених багатофакторних експериментів визначено вплив структури та властивостей чавуну, а також технологічних параметрів обробки на якісні показники поверхневого шару у процесі лезово-зміцнювальної механічної обробки та алмазного вигладжування дослідних зразків. Одержано розрахункову залежність стійкості інструмента від твердості високоміцного чавуну з різною структурою металевої матриці. На підставі результатів експериментальних досліджень розроблено практичні рекомендації щодо використання запропонованого процесу лезово-зміцнювальної механічної обробки деталей з високоміцного чавуну.

  Скачати повний текст