Досліджено анодну поведінку магнієвого сплаву з домішкою свинцю (МС), який завдяки унікальним електрохімічним властивостям дозволить суттєво удосконалити анодні характеристики існуючих електронних матеріалів. Визначено електрохімічні параметри електродів на основі запропонованого магнієвого сплаву, модифікованого свинцем, і встановлено можливість його використання як анодного матеріалу в хімічних джерелах струму та пристроях протикорозійного захисту. На підставі дослідження анодної поведінки магнієвих сплавів у розчинах хлориду та сульфату натрію та комплексного вивчення диференц-ефекту встановлено, що новий магнієвий сплав з свинцем більш рівномірно розчиняється, має меншу швидкість розчинення у порівнянні з існуючими магнієвими сплавами. Досліджено особливості анодної поведінки сплавів магнію в хлоридно-сульфатно-нітратних розчинах, вплив інгібіторів на анодне розчинення сплаву МС у хлоридному розчині та анодну поведінку сплавів магнію у хлоридамонійних розчинах. Запропоновано хімічне джерело струму мангано-магнієвої системи наливного типу для роботи за стаціонарних умов аналогічної існуючим мангано-цинковим елементам, електричні характеристики якого у 1,2 - 1,3 рази вищі за розрядною напругою і коефіцієнтом використання у порівнянні з елементами МЦ-системи. На підставі результатів випробувань властивостей магнієвих сплавів доведено безумовну перевагу сплаву МС у хлоридних, сульфатних розчинах і воді промислового та побутового призначення у порівнянні з магнієвими сплавами, які використовують.

  Скачати повний текст

Розроблено ймовірнісну модель багатоосередкової пошкоджуваності, яка базується на експериментально виявлених закономірностях множинного руйнування та описує процес об'єднання розсіяних поверхневих мікротріщин (МТ) з метою прогнозування межового стану конструкцій за критерієм формування тріщин межової довжини за рахунок об'єднання розсіяних МТ. На підставі експериментально виявлених закономірностей множинного руйнування сплаву Д16АТ розроблено методологію проведення числового моделювання багатоосередкової пошкоджуваності матеріалів і математичну модель, яка описує процес ушкодження матеріалу системою поверхневих МТ. Розроблена методика комп'ютерного моделювання багатоосередкової пошкоджуваності може бути використана для імітаційного моделювання множинного руйнування конструкційних матеріалів без проведення трудомістких натурних експериментальних досліджень. Межовий стан конструкції досягається за рахунок об'єднання МТ, які утворюють спочатку невеликі фрактали, що збільшуються з кожним етапом наробітку, а згодом лавиноподібно ростуть, поглинаючи МТ та фрактали, які попадають в зони їх впливу. Установлено, що для надійного прогнозування межового стану необхідно обмежитися часом в 70 % від загальної тривалості процесу накопичення пошкоджень до руйнування.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано спосіб оптимізації чутливості монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу на базі дослідження закономірностей процесів втоми кристалів алюмінієвого сплаву АД-1 за методом мікротвердості та виявлення впливу кристалографічної орієнтації на перебіг цих процесів. Показано, що застосування монокристалів певної орієнтації для виготовлення фольгових сенсорів втомного пошкодження дозволяє одержати сімейство сенсорів з різною чутливістю й оптимізувати їх використання під час визначення залишкового ресурсу авіаційних конструкцій. Запропоновано комплекс орієнтаційних параметрів, які необхідно використовувати за умов оцінювання впливу кристалографічної орієнтації на втому кристалітів і монокристалів. Виявлено осциляцію мікротвердості за циклічного навантаження кристалів алюмінієвого сплаву АД-1 та встановлено їх взаємозв'язок з кристалографічною орієнтацією. Доведено, що координати серій точок біфуркації процесу втоми можуть бути визначені відповідно до структурно-енергетичної теорії втоми. Одержано регресійну модель, яка відображає взаємозв'язок кількості циклів навантажування до виникнення базових точок біфуркації мікротвердості з приведеними напруженнями зсуву та кристалографічною орієнтацією досліджених кристалітів. Одержано кількісні показники впливу кристалографічної орієнтації на тривалість стадій втоми у кристалітах з ГЦК гратами. Розроблено рекомендації щодо керування чутливістю монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено виявленню закономірностей поширення втомних тріщин і формування порогової тріщиностійкості в алюмінієвому сплаві АМг6 в первісному стані та після попереднього пластичного деформування одновісним розтягом та стиском. Встановлено, що у всіх випадках попередня пластична деформація (ППД) розтягом та стиском зменшує номінальний розмах порогового коефіцієнту інтенсивності напружень (КІН) сплаву АМг6 в порівнянні з первісним станом. Запропоновано методику оцінки ефективного порогового розмаху КІН сплаву АМг6. Побудовано узагальнені діаграми впливу ППД на розмах порогового КІН і швидкість росту втомних тріщин, які дозволяють оптимізувати технологію обробки матеріалів тиском. Виявлено залежності порогових характеристик циклічної тріщиностійкості від параметрів шорсткості поверхні руйнування в сплаві АМг6 а також методика оцінки ефективних порогів тріщиностійкості можуть бути використані для оцінки зламів деталей з метою відтворення історії їх навантажування при проведенні технічної експертизи. Результати роботи використовуються при випробуваннях відповідальних елементів конструкцій літаків.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено термодинаміку фазових перетворень першого роду в аморфних сплавах, дрібнодисперсних системах і бінарній парі у разі реакційної дифузії в полі градієнта концентрації. Описано процес колективного зародкоутворення та розпаду у сплаві з випаданням однієї фази з урахуванням збіднення середовища. Запропоновано кількісний опис процесу зародкоутворення одного зародка та розпаду в малій ізольованій частинці. Показано, що існують три можливості: розпад, повна заборона розпаду та метастабільний стан неповного розпаду. Вміщено діаграму стану малих частинок та висвітлено залежність температури розпаду від розміру частинки. Проведено аналіз конкурентного зародкоутворення двох проміжних фаз і розпаду в малій частинці. Розглянуто зародкоутворення нової фази у разі взаємодії дифузії у бінарній парі шляхом флуктуації, що враховує зміну концентраційного складу зародка у порівнянні зі складом материнської фази. Вдосконалено методи(поздовжній, поперечний, поліморфний) опису зародкоутворення нової фази в бінарній дифузійній парі. Отримано формули залежності зміни термодинамічного потенціалу Гіббса системи для всіх мод нуклеації у разі утворення зародку нової фази від його об'єму, форми, а також градієнтів концентрацій компонентів.

  Скачати повний текст

В дисертації вивчався зв'язок між структурними факторами (розміром зерна, чистотою, змістом оксиду берилію, текстурою та ін.) і фізико-механічними властивостями промислових і експериментальних сортів берилію, які одержані за допомогою сучасних порошкових технологій. Для опису процесу пресування берилієвих порошків методом гарячого ізотермічного пресування (ГІП) розроблена модель, яка дозволяє розраховувати густини кінцевого матеріалу та знаходити оптимальні параметри процесу пресування. Встановлені закономірності впливу структурних факторів і технологічних параметрів на фізико-механічні властивості берилію. Показано, що основними факторами, що визначають рівень фізико-механічних властивостей є висока чистота металу і структура, що характеризується рівноосною формою часток, ультрадрібним зерном (наявністю субзерен), рівномірним розподілом дисперсних часток оксиду берилію. Отримані результати вирішують важливу наукову проблему розробки фізичних основ формування високого рівня механічних властивостей: міцності, пластичності, опору руйнуванню та ізотропності нових берилієвих матеріалів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено основні особливості еволюції дислокаційної структури матеріалу за умов комбінованого навантаження. Установлено, що зростання пластичної деформації за присутності циклічної складової навантаження пов'язане зі збільшенням густини дислокацій матеріалу. Розроблено методики прогнозування діаграм динамічної повзучості та розрахунку діаграм квазістатичного та комбінованого деформування сплаву АМг6, які базуються на використанні запропонованої функції впливу циклічної складової на густину дислокацій. Розроблено методику експертної оцінки величини пластичної деформації розтягу матеріалів за переміщенням розтрісканих включень. Виявлено, що зменшення порогу тріщиностійкості деформованого сплаву АМг6 пов'язано зі зростанням загальної густини дислокацій у матеріалі. Установлено кількісний взаємозв'язок порогової тріщиностійкості пластично деформованого сплаву АМг6 з густиною дислокацій матеріалу з урахуванням напряму попереднього деформування та асиметрії циклу навантаження.

  Скачати повний текст

Досліджено структуроутворення у вискокремнистих складнолегованих силумінах у ході твердіння за високих швидкостей охолоджування. Розроблено новий гранульований поршневий сплав "Альрезист", який містить кремній (до 40 мас. %) та легуючий комплекс, що складається з Cu та перехідних металів Fe, Ni, Cr, Ti, Zr.

  Скачати повний текст

Розглянуто вплив модифікування на структуру, фазовий склад та механічні властивості алюмінієвих, придатних до деформування, сплавів систем Al-Cu-Si-Mg і Al-Mg-Si-Cu у литому стані, після деформування та термічного оброблення. Встановлено, що у модифікованому сплаві послідовність фазових перетворень, що притаманна немодифікованому сплаву, залишається, а змінюються лише їх температурні інтервали, які призводять до зміни фазового складу та кількісного співвідношення інтерметалідних фаз при модифікуванні. На підставі проведених досліджень розроблено та випробувано у промислових умовах технологію модифікування та режими термічного оброблення, що дозволяє поліпшити комплекс механічних та експлуатаційних властивостей виробів із сплавів досліджених систем.

  Скачати повний текст

Досліжено вплив на особливості корозії та корозійно-втомного руйнування алюмінієвих сплавів різних методів поверхневої пластичної деформації та з нанесеними гальванічними покриттями. Досліджено вплив поверхневого пластичного деформування дробоструминною обробкою та обкочуванням роликами на корозійні, втомні та корозійно-втомні властивості алюмінієвих сплавів Д16Т і АК9М2, а також вплив на них шорсткості й електрохімічної гетерогенності поверхні, яка формується внаслідок її обробки. Проаналізовано механізм і характер руйнування сплавів за умов втоми та корозійної втоми. Досліджено вплив нікелевого та цинкового гальванічних покриттів (які наносяться і метою підготовки поверхні для паяння та зварювання) на корозійно-електрохімічні, втомні та корозійно-втомні властивості алюмінієвого сплаву Д16Т. Показано, що нанесені цинкове та нікелеве покриття підвищують корозійну тривкість сплаву, проте знижують межу втоми за умов нанесення на шліфовану поверхню. Попередня пластична деформація поверхні усуває негативний вплив покриттів і підвищує втомну та корозійну міцність.

  Скачати повний текст

Запропоновано методи покращання механічних властивостей силумінів. Розглянуто теорію металургійної спадковості, проведено дослідження перетворень в металевих розплавах евтектичних силумінів, їх високошвидкісного твердіння, утворення в системі Al - Si метастабільних проміжних фаз, впливу температури перегріву та швидкості охолодження його розплаву на структурні характеристики та механічні властивості сплавів після їх твердіння. Визначено закономірності формування структури евтектичного силуміну в литому стані залежно від температури нагрівання розплаву та швидкості його охолодження. Досліджено структуру рідкого евтектичного силуміну та вплив температури ізотермічної витримки розплаву (термочасової обробки) на параметри ближнього порядку структури кластерів. Вивчено закономірності твердофазних перетворень швидкозатверділих тонких плівок, одержаних з розплаву з різним нагрівом над лінією ліквідус методом спінінгування. Проведено дослідження впливу термочасової обробки розплаву на структуру та механічні властивості силуміну АК12 (АЛ2).

  Скачати повний текст

Установлено закономірності та механізми формування зеренної структури алюмінію та його сплавів, що відбуваються під час затвердіння за присутності дисперсних часток тугоплавких сполук, що дає змогу визначити оптимальний тип і кількість уживаних домішок для формування рівновісної дрібнозернистої структури металу та способів їх введення у розплав. З використанням сучасних оптичних і елекронних мікроскопів й аналізаторів з високою роздільною здатністю визначено розміри литого зерна алюмінію та його сплавів залежно від типу та кількості введеної лігатури, умов плавки та заливання, а також хімічний склад і морфологію зародкотвірних часток та прилеглих ділянок мариці. З'ясовано, що найкращу зерноподрібнювальну дію в алюмінії та низьколегованих сплавах виявляють частки дібориду титану, що вводяться у розплав у складі лігатури AlT5B1. Відзначено, що у високолегованих сплавах, призначених для деформування, найкращий ефект спостерігається після введення лігатури AlTi2,2B1, а у випадку ливарних сплавів - після додавання AlB4. Експериментально показано існування проміжного шару товщиною 20 нм між частками дібориду титану та алюмінієвою матрицею, на якому відбувається формування зародків твердої фази. З'ясовано переваги та недоліки застосування інших лігатур і додатків. Обгрунтовано кількісний критерій зерноподрібнювальної дії тугоплавких часток залежно від вмісту та типу легуючого елемента. На підставі одержаних результатів розроблено науковий підхід до використання лігатур для зменшення розмірів литого зерна алюмінієвих сплавів, який універсальний для сплавів ливарних та тих, що призначені для подальшого деформування.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему стабільності плоского фронту твердіння концентрованих і багатокомпонентних розчинів за умов спрямованого твердіння. Розвинуто уявлення про залежність стійкості плоского фронту твердіння розчинів від характеристик дифузійних процесів, що супроводжують фазовий перехід. Доведено можливість вивчення морфології фронту кристалізації методом гартування розплаву під час зонної електронно-променевої плавки. Досліджено концентраційну залежність швидкості втрати стійкості плоским фронтом твердіння розчинів системи Ni - W з вмістом вольфраму до 17 ат. %. Показано, що для пояснення концентраційної залежності швидкості втрати стійкості плоским фронтом твердіння необхідно використовувати модель взаємної дифузії. Модифіковано критерій стабільності плоского фронту кристалізації багатокомпонентних сплавів. За даним критерієм величини, що характеризують вплив кожного компоненту розчину на втрату стабільності плоским фронтом у процесі твердіння, додаються векторно. Теоретичні результати підтверджено експериментальними дослідженнями систем Ni - W - Al та Sn - Sb - Pb.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено механічну поведінку, кінетику структурних змін і фазових перетворень, які здійснюються у разі надпластичної течії зразків алюмінієвих сплавів 1460 і АМг6, деформованих за високих гомологічних температур. Визначено показники надпластичної деформації зразків даних сплавів. Установлено причини виникнення осередків рідкої фази у зразках за температур випробувань через часткове плавлення сплаву, вивчено морфологію волокнистих утворень, причини їх виникнення та механізми розвитку. Розглянуто механізми надпластичної деформації та руйнування зразків.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Показано, що основною причиною відсутності пластичності у сплавах NiAl є сильний ковалентний зв'язок між атомами Ni і Al. З'ясовано, що за умов легування NiAl сплавів ренієм має місце подрібнення структури. Установлено, що реній виділяється у міжвіттях дендритів NiAl, що призводить до фрагментації поліедрів під час проходження первинної рекристалізації, але не покращує механічних властивостей. Показано, що легування бором призводить до суттєвого зміцнення сплаву внаслідок утворення зерномежової боридної фази, але не впливає на пластичність. Визначено, що легування ренієм і бором не заважає мартенситному перетворенню, проте зменшує ступінь відновлення форми у порівнянні з бінарними сплавами. Відзначено, що досягнення умов, за яких деформація відбувається за мартенситного механізму, є можливим тільки у разі зменшення впливу сильного ковалентного зв'язку між атомами Ni і Al.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності впливу комплексів мікродомішок (вуглецю та титану, внесених до складу алюмінію та його сплавів) на стан розплаву, структуру та властивості сплавів. Наведено модель формування (будови) метастабільних кластерних угруповань у розплаві між мікролегувальними домішками та компонентами сплаву, з'ясовано взаємодію кластерних угруповань і неметалічних домішок, первинне фазоутворення, механізм формування твердої фази, структуру та властивості сплавів, що грунтується на теорії електронегативності. Запропоновано нову лігатуру, технологію та обладнання для її виробництва, для внесення мікродомішок вуглецю та титану в розплав. Доведено можливість підвищення технологічних та експлуатаційних характеристик алюмінієвих сплавів під час мікролегування вуглецевмісного лігатурою, можливість контролю стану розплаву, структури та прогнозування властивостей сплавів з використанням комп'ютерного термічного аналізу в режимі плавлення та кристалізації.

  Скачати повний текст