Науково обгрунтовано розробки в галузі металознавства, які забезпечують вирішення важливої науково-технічної проблеми підвищення довговічності деталей обладнання шляхом розвитку наукових основ формування структури та властивостей зносостійких чавунів у процесі їх легування хромом, термічного оброблення та під час випробувань на зношування. Виявлено особливості формування структури в низькохромистих чавунах, знайдено нову термокінетичну умову стабілізації карбідної фази для даних чавунів. Теоретично розвинуто дифузійну модель перетворення аустеніту в залізовуглецевих сплавах. Розроблено нові склади марганцевистих чавунів з підвищеною зносостійкістю, виявлено дестабілізацію евтектичного цементиту в чавуні 200Г5Х2ТЛ за охолодження. Доведено, що розроблений чавун 200Г5Х2ТЛ має найбільшу ударно-абразивну зносостійкість серед великої групи сплавів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Одержано кореляційні залежності та побудовано тривимірні діаграми, які описують вплив товщини стінки виливка, вмісту вуглецю та кремнію на структуру, фізичні, механічні та службові властивості графітизованих сталей. Побудовано структурні діаграми графітизованих сталей, що описують залежність структури від товщини стінки виливка та вмісту вуглецю. Уточнено режими термічної обробки досліджених графітизованих сталей. Одержано залежності, які описують вплив товщини стінки виливка на міцність та пластичність графітизованих сталей після термічної обробки.

  Скачати повний текст

Показано, що деградація корпусних сталей за сумісного впливу високої температури та наводнювального середовища як за експлуатаційних, так і за лабораторних умов виявляється на мікроструктурному рівні перерозподілом карбідів шляхом їх коагуляції та передислокації на межі субзерен і зерен. Встановлено, що газоподібний водень сприяє локальній пластифікації металу та підвищує швидкість усталеної повзучості (ШУП) сталі корпусу реактора гідрокрекінгу нафти у вихідному стані та після деградації за експлуатаційних умов. Визначено ефект інтенсифікації ШУП сталі 2,25Cr-1Mo корпусу реактора гідрокрекінгу нафти, спричинений деградацією металу за експлуатаційних умов. Розкрито відмінності у механізмах руйнування за умов повзучості у водні, зумовлені деградацією корпусних сталей. Зазначено, що тривала експлуатація корпусних сталей у наводнювальному середовищі спричиняє мікропошкодженість у вигляді глибоких ямок діаметром до 120 мкм, які виникли внаслідок декогезії неметалевих включень з матрицею.

  Скачати повний текст

Розкрито вплив хрому, молібдену, вольфраму та ванадію на формування структури в ледебуритних чавунах. Визначено закономірності фазових переходів у легованому цементиті. Встановлено вплив карбідних перетворень на пластичність, процеси зміцнення під час деформування за різних способів навантаження та відпалів після обробки тиском.

  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

Експериментально встановлено зв'язок між появою сигналів електрорушійної сили та кінетикою мартенситного перетворення. Показано, що електричні сигнали реєструється лише у сплавах з вибуховим мартенситним перетворенням (МП). Природа появи сигналів обумовлена термоелектричними процесами за протікання МП. Зазначено, що накладання зовнішнього магнітного поля призводить до реєстрації додаткових сигналів обумовлених ефектом Фарадея. Вперше, під час зворотного МП, у сплавах системи Fe - Ni зареєстровано появу сигналів і встановлено, що кінетика зворотного перетворення аналогічна прямому. Встановлено, що на вигляд сигналів суттєво впливає швидкість охолодження/нагрівання. Оптимальною швидкістю охолодження є 0,01 - 40 °/хв., нагрівання - 2 - 50 °/хв. Визначено швидкість поширення перетворення за зворотного МП. Вона вдвічі менша у порівнянні з прямим МП.

  Скачати повний текст

Досліджено взаємозв'язок питомого електричного опору з їх механічними характеристиками. Наведено метод визначення механічних характеристик сталей, який полягає у комплексному врахуванні двох інформативних параметрів (питомого електричного опору та твердості). Розроблено математичну модель процесу контролю питомого електричного опору контактним чотиризондовим методом. Встановлено аналітичний вираз для геометричної функції поправки, яку необхідно вводити у формулу розрахунку питомого опору. Проведено експериментальні випробування експериментальної установки. Розроблено та виготовлено дослідний взірець установки для визначення механічних характеристик сталей. Розроблено проект нормативного документу (СОУ) визначення механічних характеристик сталей.

  Скачати повний текст

Досліджено перспективу розширення виробництва в Україні зміцнених маловуглецевих сталей. Розглянуто закономірності структуроутворення та формування механічних показників за різних швидкостей охолодження аустеніту, низьковуглецевих мікролегованих сталей 09Г2С і 10Г2ФБ. Встановлено кількісне співвідношення продуктів дифузійного, зсувного та проміжного перетворень залежно від температури аустенітизації. Зазначено, що це керує структурою та властивостями таких сталей. Визначено, що переважним механізмом зародження голчастого фериту в низьковуглецевих мікролегованих сталях є зародження на межах початкових аустенітних зерен. Встановлено, що це керує кількісним співвідношенням структурних складових під час температурно-деформаційних обробок прокату та впливає на його механічні властивості. Розкрито ряд кристало-геометричних закономірностей між рейками голчастого фериту в маловуглецевих сталях. Запропоновано технологічну схему виробництва листової сталі 10Г2ФБ з регульованим охолодженням, яку апробовано за промислових умов.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розкрито можливості покращання структури та механічних властивостей товстолистового прокату з безперервнолитої сталі за рахунок розробки та використання комплексних лігатур з вмістом V, Ti, Nb, лужноземельних металів (ЛЗМ) і рідкоземельних металіви (РЗМ), що дозволило знизити хімічну та структурну неоднорідність і суттєво підвищити механічні властивості в Z-напрямі. З'ясовано природу окрихчення осьової зони безперервнолитої сталі, використано принцип адсорбційної конкуренції елементів для керування структуроутворенням і забезпечення високих механічних властивостей прокату, зокрема в осьовій зоні, за рахунок мікролегування та рафінування V, Ti, Nb, Ca, Mg і РЗМ. На основі уточненого механізму сумісної дії мікродомішок на властивості сталі розроблено та випробувано склади комплексних мікролігатур і оптимізовано технологію їх застосування, що дозволило підвищити однорідність макро- та мікроструктури прокату, ударну в'язкість та відносне звуження осьової зони в Z-напрямі майже у 2 рази, а також знизити на 15 - 20 % відсортування за УЗК.

  Скачати повний текст

Встановлено взаємозв'язок структури з комплексом елінварних властивостей сплаву 44НХМТ та виявлено її оптимальний характер. Показано, що найбільш високий комплекс властивостей досягається за певного співвідношення розпаду твердого розчину за безперервним механізмом всередині зерна та переривчастого - на межах зерен. Визначено закономірності структурних перетворень в процесі деформаційного впливу та старіння і розроблено науковий підхід до використання методу комбінованої деформаційно-термічної обробки для створення оптимального структурного стану та забезпечення високого комплексу елінварних властивостей для сплаву 44НХМТ. Запропоновано новий метод комбінованої деформаційно-термічної обробки елінварного сплаву електромеханічних фільтрів, що включає холодне деформування, динамічне старіння та остаточне штучне старіння. Розроблено методику визначення оптимального температурного режиму остаточного етапу комбінованої деформаційно-термічної обробки індивідуальних плавок залежно від фактичного хімічного складу.

  Скачати повний текст

Вдосконалено та запатентовано плазмотрон побічної дії з конічною ділянкою внутрішнього каналу. Проведено багатофакторний аналіз впливу технологічних параметрів плазмової обробки на властивості та розміри модифікованих шарів. Здійснено дослідження структури та фазового складу модифікованих шарів в низьколегованих і швидкорізальних інструментальних сталях за поверхневого плазмового оплавлення. Досліджено вплив плазмової поверхневої модифікації механізми утворення залишкової напруги в оплавлених шарах інструментальних сталей, ударну в'язкість інструментальних сталей. Встановлено рекомендації та технологічні прийоми одержання бездефектних модифікованих шарів з ультратонкою литою структурою. Розроблено технологічні процеси плазмової поверхневої модифікації.

  Скачати повний текст

Вдосконалено методики та створено оригінальні установки для випробувань металів за методом інструментованого індентування в лабораторних і промислових умовах під час різноманітних режимів статичного та циклічного навантаження в макродіапазоні зусиль індентування. Проведено порівняльний аналіз ряду відомих методик визначення характеристик міцності вуглецевих і теплостійких сталей за діаграмами індентування. Виявлено обмеження даних методик і розроблено рекомендації щодо їх застосування для розглянутих сталей. Визначено розподіл характеристик міцності та твердості металу по висоті та товщині вузла зварного з'єднання № 111-1 "гарячого" колектора з корпусом парогенератора після напрацювання, який, зокрема, по висоті має складний немонотонний характер зі зміною межі міцності металу до 35 %.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив термоциклічної обробки на мікро- та субструктурну будову валкових і штампових сталей, механічні й експлуатаційні характеристики інструменту гарячої деформації та розроблено нові режими термоциклічної обробки (ТЦО) зі змінними температурами циклування, що допомагають гнучко керувати комплексом властивостей та підвищити довговічність інструменту. Визначено оптимальні режими ТЦО зі змінними верхніми та нижніми температурами в циклах для валкових сталей 50ХН і 60ХН, що проводяться з урахуванням переважного типу розруйнування робочої поверхні інструменту (тріщини розпалу та знос). Зазначено, що за допомогою певних параметрів ТЦО підвищено розпалостійкість в 1,4 - 1,5 рази, а також збільшено зносостійкість в 1,2 - 1,9 рази в порівнянні з типовим режимом обробки. Встановлено, що ТЦО застосовують як протифлокенову обробку, збільшуючи густину дислокацій в поверхневих шарах виробу, створюючи умови для більш ефективного видалення водню, розкрито практичне значення для сталевих валків великих розмірів. Доведено, що ТЦО штампових сталей 5ХНМ, 5Х2НМА і 5Х3В3МФС з охолоджуванням в масло з останнього нагріву і подальшим відпуском на твердість допомагає одержати більш дисперсну, однорідну мікроструктуру, підвищити стійкість сталей до розміцнення під час відпуска, покращити комплекс властивостей, підвищити зносостійкість сталі 5ХНМ на 11 - 22 %, розпалостійкість в 1,4 рази і більше, а також доведено, що ТЦО стимулює в сталях ефект вторинного твердіння.

  Скачати повний текст

Вирішено актуальну науково-технічну задачу удосконалення хімічного складу та технології термічної обробки сталі для великогабаритних суднових валів з метою підвищення комплексу механічних і експлуатаційних властивостей. Розроблено нову економнолеговану сталь M27, що містить 0,26 - 0,32 % C і мікродомішки Ca, V, Zr, N, Al, Mo, Cu. Зазначено, що ця сталь технологічна, вона поєднує високу пластичність, ударну в'язкість, низький поріг холодноламкості та низьку чутливість до концентрації напруг за достатнього рівня міцності, що реалізується дією різних механізмів зміцнення, у тому числі - субструктурного. Вперше показано можливість одержання якісних заготовок зі зливків масою більше 130 т, одержаних змішуванням металу двох плавок доевтектоїдної мікролегованої сталі.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено вплив пористості, ступеня та температури гарячого екструдування швидкорізальної сталі на її властивості, що дозволило обгрунтувати оптимальне значення щільності екструдованої заготовки. Вперше визначено температурно-силові інтервали екструдування порошкової сталі Р6М5К5 з передачею тиску через рідке та газове середовище, використання яких дозволяє знизити тиск деформування та підвищити ефективність технології виробництва заготовок зі швидкорізальної сталі. Вперше визначено комплексний вплив різних параметрів екстудування на формування макро- та мікроструктури сталі Р5М5К5 і остаточного комплексу властивостей. Одержали подальший розвиток уявлення про вплив деформації з високим ступенем на структуру та механічні властивості сталей. Визначено вплив деформації зі ступенем до 96 % на формування дислокаційної структури та внутрішні напруження в матеріалі.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено інструментований вертикальний копер і систему високошвидкісної реєстрації параметрів навантаження для проведення ударних випробувань зразків Шарпі. Для вуглецевих і теплостійкої сталей на підставі одержаних діаграм зусилля P - час t визначено залежності повної енергії деформування та руйнування та її складових від температури випробування за різних швидкостей навантаження. Побудовано розрахункову схему та розроблено методику числового моделювання ударних випробувань зразків Шарпі з використанням моделі Гарсона - Твергарда - Нідлмана (GTN). Визначено параметри моделі GTN за результатами проведених експериментальних досліджень щодо розтягу та ударного згину. Оцінено швидкість деформації та дефомаційного розігріву матеріалу за ударних випробувань з урахуванням пошкоджуваності матеріалу в локальній області у концентратора напружень. Показано, що максимальна величина розігріву матеріалу суттєво знижується у разі врахування розповсюдження тепла та пошкодження матеріалу. Визначено величину та характер швидкості розповсюдження тріщини у зразку Шарпі. Розроблено методики розрахунку та моделі матеріалів з параметрами, визначеними на зразках Шарпі, які використано для розрахунку розповсюдження та зупинки тріщини у стінці корпуса реактора за умов термошоку.

  Скачати повний текст