Досліджено напружено деформований стан дискретно обробленого матеріалу, навантаженого силами тертя. Розглянуто вплив вторинної структурної гетерогенності поверхні, що виникає у процесі лазерної дискретної обробки на зносостійкість. Встановлено, що попередня лазерна обробка суттєво пришвидшує дифузійні процеси азотування, підвищує мікротвердість і змінює фазовий склад порівняно з традиційними методами азотування. Визначено закономірності впливу параметрів дискретної структури, напружено-деформованого стану, поверхневої концентрації азоту, фазового складу, мікротвердості модифікованої поверхні на її зносостійкість. Проаналізовано, що дискретна лазерна обробка підвищує зносостійкість сталі 40Х у 2 раза, суцільне азотування - у 2,8 раза та дискетне азотування - у 5,6 раза.

  Скачати повний текст

Створено алгоритм і комп'ютерну програму для визначення просторової симетрії та оптимальної елементарної клітини для періодичних твердих тіл. На підставі обчислень градієнтів електричного поля установлено існування суттєвого квадрупольного розщеплення на ядрах атомів заліза, віддалених від азоту. Це не враховується сучасними інтерпретаціями Мессбауерівських спектрів. З'ясовано походження цього квадрупольного розщеплення. Показано необхідність врахування ефектів статичних деформацій, які є завжди присутніми у твердих розчинах втілення.

  Скачати повний текст

Досліджено природу утворення різнозернистості та розроблено технологічні параметри виробництва гарячекатаного тонкоштабового прокату, що дозволяють одержати структурний стан і рівень механічних властивостей сталі, близькі до хлоднокатаного стану. Встановлено закономірності впливу температурно-деформаційних режимів гарячої прокатки та наступного охолодження на структуро- та текстуроутворення низьковуглецевої сталі у поверхневих і серединних шарах тонких гарячекатаних штаб. Проведено порівняльний аналіз структури та текстури тонких гарячекатаних і холоднокатаних штаб з низьковуглецевої сталі, виробленої за діючою технологією. Встановлено причини підвищеного рівня міцнісних і зниженого - пластичних властивостей в гарячекатаному прокаті у порівнянні з холоднокатаним. Досліджено вплив хімічного складу сталі, ступеня гарячої деформації прокату та швидкості його охолодження на положення фазових областей за умов безперервного охолодження. Проаналізовано вплив температури та ступеня деформації низьковуглецевого гарячекатаного тонкоштабового прокату, а також умов наступного охолодження на процеси рекристалізації та текстуроутворення. Встановлено, що виникнення різнозернистості є наслідком різниці в текстурі та пружно-напруженому стані поверхні та центра штаби. Для умов промислового виробництва тонкої гарячекатаної штаби розроблено рекомендації, що дозволяють запобігти утворенню грубозернистої структури у поверхневих шарах штаб.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено вплив електронно-променевого переплаву на формування структури та властивості швидкорізальної сталі. Досліджено процеси затвердівання, формування структури та фазових перетворень у даній сталі за електронно-променевого переплаву та термічної обробки. Установлено, що процес затвердівання та кристалізації швидкорізальної сталі за зазначених умов є багатостадійним і відбувається у розширеному температурному інтервалі перитектичного перетворення. З'ясовано, що прискорене охолодження швидкорізальної сталі, фазові перетворення та структурні зміни, що відбуваються на стадії первинної кристалізації розплаву, призводять до подрібнення структури її металевої основи, рівномірного розподілу евтектичних карбідів і зміни механізму руйнування з переходом від грубого міжзеренного та змішаного з розвиненими поверхнями зламу, що свідчить про збільшення ступеня пластичної деформації, яка передує руйнуванню. Виявлено визначальний вплив первинної структури та морфології карбідної фази швидкорізальної сталі на її фізико-механічні й експлуатаційні властивості. Базуючись на результатах досліджень технологічних властивостей, оптимізовано технології електронно-променевого переплаву та термічної обробки даної сталі.

  Скачати повний текст

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

За умов розчинності азоту в розплаві та твердіючому металі, термодинамічних, кінетичних і морфологічних параметрів розчинення та виділення нітридів визначено допустимі межі комплексного і економічного легувань N, V, Nb, Ti мартенситних штампових та 13 % хромистих, однофазних феритних хромистих та аустенітних хромонікелевих ливарних та деформівних сталей. Оптимальні межі легування визначено шляхом досліджень закономірностей впливу азоту, нітридних фаз і температурно-часових умов твердіння, гарячого деформування та термічних обробок на процеси кристалізації, формування дендритної структури, мартенситного перетворення, кінетику розпаду перенасичених твердих alpha і gamma розчинів, морфологію фаз виділення у мартенситних, феритних і аустенітних сталях, механізми релаксації структурно-термічних напружень у однофазних феритних та аустенітних сталях, рівень їх механічних, службових та технологічних властивостей. Внаслідок цього розроблено наукові та технологічні засади ефективного комплексного легування N, V, Nb, Ti спеціальних сталей мартенситного, феритного та аустенітного класів, що забезпечують зменшення витрат нікелю, молібдену, вольфраму, ванадію, ніобію та інших дефіцитних і з високою вартістю елементів за умов зниження їх вмісту у сталях та підвищення довговічності виробів для експлуатації.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологію порошкового алітування листової низьковуглецевої сталі. Розроблено ресурсоощадну технологію виробництва оснащення для хіміко-термічної обробки (ХТО) з високою експуатаційною довговічністю. Розроблено принципи вибору матеріалу листових заготівок з низьковуглецевої сталі, які підлягають алітуванню, з урахуванням забезпечення в них високої жаростійкості та мінімальної деформації. Ці властивості досягаються за однакової глибини шару з обох боків за товщиною листа, за цього основний метал між алітованими шарами повинен придбати після алітування евтектоїдну структуру. З застосуванням математичного планування експерименту досліджено вплив режиму алітування та параметрів термоциклювання, що імітує роботу оснащення ХТО, на структурно-фазові зміни в алітованому шарі.

  Скачати повний текст

Встановлено, що водень обумовлює підвищення концентрації вільних електронів в аустенітних нержавіючих сталях. Досліджено вплив легувальних елементів на ентальпію активації релаксації водню та рівень водневого окрихчення. Знайдено кореляцію між цими величинами. Встановлено, що фази перетворення, обумовлені воднем, не є критичним фактором у водневому окрихченні.

  Скачати повний текст

Проаналізовано тенденції підвищення якості металу арматури на підставі дослідження його виробництва зі стадії рідкого металу до фінішних операцій термічного зміцнення. Вивчено основні закономірності процесів структроутворення в арматурних сталях з урахуванням ліквідаційних явищ щодо вуглецю, марганцю, кремнію, з побудовою ТДК розпаду деформованого аустеніту Ст3пс та Ст3сп з бором. Створено методику розрахунку теплових полів сортового прокату будь-якого діаметра в процесі його прискореного охолодження після чистової кліті та математичні рівняння для визначення відстаней, які являють собою координати початку та кінця охолоджених секцій (їх габарити) в гартівному пристрої та відстані між ними. Розроблено та впроваджено у виробництво КДГМК "Криворіжсталь" конструктивно-технологічні параметри охолодного пристрою зі змінною довжиною камери охолодження парних розкатів та технологію термозміцнення, що дало змогу зменшити середньоквадратичні відхилення нормованих характеристик металопрокату в 1,3 - 1,5 рази у порівнянні з аналогічними показниками для традиційної технології прокатки й забезпечити металу арматури промислових партій стабільний рівень відповідних властивостей.

  Скачати повний текст

Запропоновано класифікацію фаз і станів вуглецю в сталях. Встановлено концентраційну залежність питомої намагніченості залізо-вуглецевого мартенситу. Вдосконалено розрахункові методики диференційного термомагнітного та диламертичного аналізів.

  Скачати повний текст

Встановлено, що оборотна воднева крихкість (ОВК) ОЦК-сплавів заліза - конструкційних сталей - зумовлює серйозні технологічні труднощі, оскільки фізична природа цього специфічного та складного явища не відомо. Запропоновано теоретичне узагальнення та нове вирішення цієї проблеми. Показано, що ОВК виникає за умови пластичної деформації, а роль дефектної структури металу в процесі водневого окрихчення є вирішальною. Визначено, що водень транспортується рухомими дислокаціями до місця зародження мікротріщини. Ця зародкова тріщина може закритись, залишитись в стані пружної рівноваги, або необмежено поширюватись. Водень, що вивільняється з дислокацій, хемосорбується на ювенільних поверхнях мікротріщини та локалізує негативний заряд. Зазначено, що внаслідок цього зменшується величина нормального напруження, необхідного для переходу тріщини в стан автокаталітичного поширення.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено механізм масопереносу хрому під час дифузійного карбідного поверхневого легування (ДКПЛ) залізовуглецевих сплавів і дифузійного поверхневого хромування в насичуючих порошкових сумішах карбідоутворювачів або їх феросплавів, оксиду алюмінію і хлористого амонію. Проведено системний термодинамічний аналіз хімічних процесів під час ДКПЛ з урахуванням побічних реацій та впливу домішок в компонентах шахти, а також аналіз фазових переходів хлоридів, які утворюються під час хіміко-термічної обробки (ХТО). На підставі виведеного механізму масопереносу хрому, визначено стадії, що лімітують процес ДКПЛ та запропоновано нову методику активації та коректування насичуючих сумішей. Проведено експериментальну перевірку адекватності газово-рідинного механізму масопереносу під час ДКПЛ, яка підтвердила утворення плівки сольового розплаву на металічних поверхнях під час ХТО. Експериментально показано підвищення відтворюваності результатів легування та строків служби шихти завдяки використанню нової методики активації та коректування.

  Скачати повний текст

Розроблено хімічний склад сталі для ХОШ, що містить як основну систему легування 0,10 - 0,45 % вуглецю, 0,50 - 1,40 % марганцю, 0,10 - 0,30 % кремнію, 0,002 - 0,012 % азоту та 0,005 - 0,015 % бору. Встановлено співвідношення, що визначає вміст бору й азоту у сталі виду B/N = (1 + K/N), де К - коефіцієнт рівний 0,0025 - 0,0035. Розроблено новий метод прогнозного визначення прогартовуваності боровмісної сталі для ХОШ, що базується на ідентичності твердості загартованого зразка-проби, взятого від рідкої сталі та твердості теплотехнічно еквівалентного зразка, взятого з готового прокату. Розроблено та погоджено технічну угоду ТС/ТО-02-2003 на прокат з боровмісних сталей 12ГІР, 20Г2Р та 30ГІР, в яку внесено наступні основні вимоги: вміст бору загального у сталі має складати 0,005 - 0,012 %, що істотно перевищує звичайні норми (0,001 - 0,005 %); прогартованість, обумовлена за твердістю центральної зони загартованих натурних зразків прокату, повинна бути не менше HRC 35, HRC 37 та HRC 38 відповідно для сталі марок 12ГІР, 20Г2Р та 30ГІР. Визначено параметри знеміцнювальної термомеханічної обробки (ТМО) прокату для ХОШ, із застосуванням якої випущено дослідно-промислові партії прокату зі сталі, мікролегованої бором, за традиційною та новою технологічними схемами. Встановлено, що незалежно від схеми мікролегування бором кріплення, виготовлені зі сталі 20Г2Р, відповідають класу 8.8 після зміцнювальної термічної обробки.

  Скачати повний текст

Встановлено загальні закономірності та принципи формування метастабільних станів і цілеспрямованого використання керованих деформаційних фазових перетворень (мартенситних, динамічного деформаційного та термо-деформаційного старіння та ін.) у керуванні механічними й експлуатаційними властивостями сталей і чавунів різного функціонального призначення. На базі наукових положень, проведених системних досліджень впливу хімічного складу та різноманітних обробок на структуру, фазові перетворення та властивості, розроблено економічні (які не містять дефіцитних компонентів Ni, Mo, V, Nb) метастабільні сплави: високоміцні, корозійностійкі та жаростійкі сталі, зносостійкі сталі та чавуни з підвищеними фізико-механічними й експлуатаційними властивостями. З використанням обгрунтованого принципу гетерогенізації аустеніту та інших положень розроблено способи та технології термічної, термо-деформаційної, хіміко-термічної обробок для керування фазовими перетвореннями та властивостями розроблених і низки стандартних конструкційних, інструментальних і зносостійких сталей і чавунів, поверхневих шарів, що дають змогу істотно підвищувати їх механічні та експлуатаційні характеристики. Показано можливості створення деформаційної метастабільності в проектованих та у стандартних сталях і чавунах, які широко застосовуються за рахунок використання під час термобробки систематизованих фізико-хімічних чинників і механізмів стабілізації та дестабілізації аустеніту.

  Скачати повний текст

Встановлено кінетичні параметри росту оксидних шарів на досліджуваних матеріалах залежно від концентрації кисню у розплаві свинцю. Ідентифіковано продукти взаємодії, визначено розподіл реагентів та досліджено будову дифузійних зон в околі початкової межі розділу "твердий метал/розплав". Встановлено вплив розміру зерна сталей на склад і морфологію оксидних шарів. Проведено порівняльний аналіз окиснення матеріалів у рідкометалевому та газовому середовищах. Визначено механічні властивості матеріалів після дії рідкометалевого та газового середовищ. Виявлено особливості формування оксидних фаз в системі "Fe[Cr] - Pb[O]". На основі отриманих результатів та аналізу літературних даних запропоновано механізм росту подвійного оксидного шару на поверхні хромистих сталей за контакту з розплавом кисневмісного свинцю.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси масоперенесення, фазових і структурних змін у залізі та міді під час їх легування за умов температурних градієнтів. Розглянуто метод поверхневого легування металів - електроіскрового легування (ЕІЛ), в якому поява температурних градієнтів спричинена взаємодією у локальному об'ємі великих електричних полів у зоні дії іскрового розряду, а також метод об'ємного легування металів, в якому виникнення даних градієнтів обумовлено пропусканням через метал імпульсного струму. Встановлено вплив температурних градієнтів на параметри масоперенесення за електроіскрового легування металів. З'ясовано, що найбільш ефективно формування покриття відбувається у разі ЕІЛ у рідкому азоті мідної підкладинки, що обумовлено високою швидкістю руху хвилі термопружних напружень у міді. Доведено, що різна послідовність обробки між ЕІЛ та азотуванням дозволяє керувати положенням максимуму у приповерхневому шарі технічного заліза, що дає можливість обирати послідовність стадій з урахуванням умов експлуатації деталей і забезпеченням необхідної мікротвердості легованого шару. Появу максимумів мікротвердості пояснено формуванням дефектного шару та максимальною глибиною термічних напружень у залізі. Досліджено фазові зміни у металах у разі їх легування за умов комплексного впливу багаторазового імпульсного ударного навантаження з одночасним пропусканням імпульсного струму великої густини.

  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