Розроблено фізико-технологічні основи зміцнювання поверхонь з використанням плазми (металевої, газометалевої та газової) вакуумно-дугового розряду, які передбачають їх хіміко-термічну обробку, нанесення надтвердих покриттів з підвищеним опором деформуванню в єдиному технологічному процесі. Запропоновано новий механізм азотування заліза, відповідно до якого цей процес залежить тільки від концентрації атомарного азоту та температури підкладки, тобто азотування має місце під час бомбування іонами й електронами. Одержано та досліджено багатошарові покриття TiN - CrN з твердістю до 60 ГПа, а також надтверді Ti - Si - N-покриття шляхом вакуумно-дугової ерозії порошкових катодів. Розроблено принципи модернізації існуючих вакуумно-дугових установок і створення нових, що забезпечують дуплексне зміцнювання сталевих виробів. Створено наукові основи вакуумно-дугового модифікування поверхонь у єдиному технологічному процесі.

  Скачати повний текст

На основі математичного моделювання та результатів експериментальних досліджень доведено залежність розподілу температур за шириною печі у період витримки та сумарних витрат палива на нагрів металу від коефіцієнта витрат повітря. Досліджено фізичну модель пальника та доведено функціональну залежність довжини факела від сумарної площі отворів у газовому каналі та площі перетину розсікачів газоповітряної суміші, що дозволяє забезпечити кероване теплоперенесення у робочому просторі печі. Розроблено методику визначення тривалості імпульсів подачі палива та повітря у робочий простір печі у період витримки металу на основі динамічних характеристик температури у різних точках за шириною печі.

  Скачати повний текст

Установлено, що низьколеговані сталі промислового виробництва мають великі резерви підвищення міцнісних та пластичних властивостей. Досліджено основні закономірності кінетики процесів структуроутворення в маловуглецевих низьколегованих сталях типу 10Г2ФБ. Визначено температурно-часові інтервали утворення структур бейнітного типу, зокрема структури голчастого фериту. Уперше доведено, що кристали даного фериту утворюються згідно з орієнтаційними співвідношеннями Курдумова - Закса. Установлено кореляційні залежності між кількісним складом структурних складових та параметрами термічної обробки. Розроблено та запропоновано для промислового використання режим зміцнення маловуглецевих низьколегованих сталей типу 10Г2Ф, що забезпечує одержання в структурі металу голчастого фериту (70 %) рівня міцності Х70 (за стандартом API) та вище.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності структуроутворення та формування властивостей вуглецевої сталі у разі охолодження високошвидкісним газовим потоком та розроблено технологічні засади екологічно чистого та ресурсоощадного процесу термічної обробки дроту, призначеного для холодної пластичної деформації. Вивчено особливості розпаду переохолодженого аустеніту та структури, що формується, вуглецевої сталі у разі традиційного патентування з застосуванням розплаву селітри або свинцю та високошвидкісного газового потоку як охолоджуючих середовищ. Показано, що технологія газового патентування забезпечує формування мікроструктури та властивостей вуглецевої сталі, аналогічних властивостям, одержуваним після патентування в розплаві селітри (свинцю), що дало змогу замінити традиційне, що застосовується під час виробництва сталевої стрічки для виготовлення поршневих кілець двигунів внутрішнього згоряння.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та водневі технології підвищення функціональних властивостей сплавів на основі рідкісноземельних металів (РЗМ) та цирконію. Установлено особливості взаємодії інтерметалічних сполук з воднем з метою їх використання для оптимізації водневих технологій модифікації структури щодо підвищення службових характеристик матеріалів. У всіх інших досліджених сполуках і сплавах водень ініціює фазові перетворення. Показано можливість модифікувати фазовий склад матеріалів шляхом перетворень в одній з його фаз-компонентів, формувати текстуру. На підстві одержаних даних про ініційовані воднем фазові перетворення розроблено способи обробки функціональних матеріалів у водні для гомогенізації, швидкісного здрібнення, формування нанорозмірної структури, проведення поліморфних перетворень, тобто з метою поліпшення функціональних властивостей спечених магнітів і активаційних властивостей металогідридних електродів.

  Скачати повний текст

Досліджено структурні та технологічні причини тріщиноутворення у найбільш проблемних зонах робочих поверхонь бандажів залізничних коліс (гребінь, поверхня катання, область переходу від поверхні катання до гребеня) з урахуванням впливу експлуатаційних умов і режимів технологічного зміцнення, обгрунтовано шляхи підвищення їх експлуатаційної надійності. З'ясовано причину тріщиноутворення та руйнування робочих поверхонь бандажів коліс у разі відновлюваного зміцнення зношеного профілю, якою є формування протяжних смугових структур з мінімальною щільністю дислокацій у внутрішніх об'ємах і чітко вираженими дислокаційними межами, що виникає у результаті зміщення температурної зони нагріву плазмотрону в область експлуатаційного наклепу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено науково-прикладні засади керування технологічним процесом фрикційного зміцнення для покращання експлуатаційних властивостей деталей машин і механізмів через отримання необхідних фізико-хімічних і механічних параметрів поверхні та зміцненого шару за рахунок зміни товщини шару та його мікротвердості, величини та знаку залишкових напружень, зміни хімічного та фазового складу. Запропоновано використання інструменту з перервною робочою частиною для збільшення зсувного деформування зони контакту та забезпечення імпульсного фрикційного зміцнення. Наведено математичні моделі термонапруженого стану в зоні зміцнення, визначення точності оброблення поверхонь залежно від використовуваного обладнання. Досліджено можливості впливу поверхнево активних технологічних середовищ та параметрів процесу зміцнення на формування необхідних якісних характеристик поверхні та поверхневого шару деталей та їх вплив на параметри довговічності за різних видів тертя та втомного навантаження. Удосконалено технологічні процеси поверхневого зміцнення деталей машин і елементів конструкцій.

  Скачати повний текст

Вивчено особливості формування структури та властивості багатокомпонентних карбідних і карбооксидних захисних покриттів, встановлено раціональні параметри проведення процесу дифузійного багатокомпонентного насичення в одному технологічному циклі. Визначено оптимальний хімічний і фазовий склад, структуру, товщину й експлуатаційні властивості покриттів. Запропоновано механізм формування карбооксидного покриття. Розроблено нову технологію та конструкцію реакційної камери для одержання комплексних багатошарових покриттів в одному технологічному циклі.

  Скачати повний текст

Досліджено фізико-хімічні умови насичення сплавів ТН20, КХН15 титаном, ванадієм, хромом у закритому реакційному просторі за умов зниженого тиску у середовищі хлору. Вивчено фазовий та хімічний склади, мікроструктуру, кінетику росту багатошарових покриттів на безвольфрамових твердих сплавах (БВТС) на основі титану, ванадію, хрому. Визначено технологічні параметри процесу насичення БВТС титаном, ванадієм, хромом. Досліджено мікротвердість покриттів та вплив дифузійної металізації на межу міцності під час згину, трибологічні характеристики, жаростійкість. Визначено вплив дифузійних покриттів на основі титану, ванадію, хрому на експлуатаційні властивості БВТС. Проведено апробацію розроблених покриттів на безвольфрамових твердих сплавах за виробничих умов.

  Скачати повний текст

Розроблено боро- і борохромомісткі покриття та технології їх формування лазерною обробкою у режимі легування та термоциклювання, призначених для підвищення зносо- та корозійної стійкості деталей вузлів тертя. На основі використання комплексу аналітичних та експериментальних робіт розроблені параметри технологічних процесів лазерного легування, оплавлення і термоциклювання. При цьому можна отримувати боромісткі покриття із заданим фазовим складом, структурою та службовими характеристиками. Розроблені боромісткі покриття можна застосувати при виготовленні деталей, які поєднують високу зносостійкість при підвищених температурах і корозійну стійкість, що в кінцевому підсумку дозволить підвищити термін експлуатації деталей в реальних умовах експлуатації у 1,5-5 рази.

  Скачати повний текст

Вперше виявлено вплив термічної обробки на фазовий та хімічний склади, структуру, механічні властивості та характеристики покриттів на основі карбідів титану, ванадію та хрому на вуглецевих сталях. Досліджено характеристики тріщиностійкості покриттів. Встановлено, що показники мікроміцності та мікрокрихкості карбідних покриттів, довжина утвореної тріщини є величинами, що характеризують їх властивості та напружено-деформований стан. Виявлено відсутність кореляційних залежностей між показниками мікроміцності та мікрокрихкості покриттів та їх мікротвердістю. Шляхом дослідження закономірностей і особливостей зношування під час тертя ковзання без змащування та у разі абразивного зносу закріпленим і вільним абразивом виробів з покриттями на основі карбіду титану, ванадію та хрому встановлено неоднозначну залежність триботехнічних показників від мікротвердості, показників тріщиностійкості та адгезії покриття до основи. Досліджено вплив термічної обробки на параметри тертя та зносостійкість виробів з дифузійними карбідними покриттями. Встановлено залежність триботехнічних характеристик від виду контактної взаємодії. На підставі вивчення явищ у зонах контакту під час зношування розроблено рекомендації щодо оптимальної структури та складу покриттів для роботи за різних умов зношування. Визначено оптимальні типи покриттів та раціональні види термічної обробки виробів з покриттями.

  Скачати повний текст

Уперше вивчено кінетику та побудовано ізотермічну діаграму розпаду переохолодженого аустеніту для чавуну з вмістом хрому 21,0 - 21,41 %. У структурі матриці, що сформувалася під час ізотермічного загартування у бейнітній області, виявлено аустеніт різного генезису, що відрізняєтья за параметром гратки та вмістом вуглецю. Термічна обробка й ударно-абразивний знос призводить до того, що мікронапруги та щільність дислокацій у структурі фериту зростають. Установлено, що рівень твердості чавуну з вмістом хрому 21,0 - 21,41 % визначається ступенем легованості продуктів розпаду аустеніту, сумарним вмістом кремнію та марганцю, кількістю та ступенем легованості залишкового аустеніту, а також ступенем легованості хромом і молібденом евтектичного карбіду. На підставі даних щодо розподілу легувальних елементів, залежності рівня твердості, структурних параметрів і тривалості ізотермічної витримки оптимізовано склад економнолегованого чавуну (289Х19ГНМ) за високих значень твердості. Вивчено вплив різних температур нагріву на структуру та властивості чавуну з вмістом хрому 21,0 - 21,41 %. Установлено, що повторний нагрів призводить до повного розпаду залишкового аустеніту, формування фериту, максимально близького до рівноважного, зниження мікротвердості продуктів розпаду аустеніту й евтектичного карбіду. Вивчено механічні властивості економнолегованого високохромистого чавуну 280 Х19ГНМ за вихідного стану та після термічної обробки.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності структуроутворення у процесі зміцнення сталей і чавуну з використанням дугового розряду. Розроблено технологічні засади локального зміцнення виробів з залізовуглецевих сплавів. Здійснено практичне випробування деталей, що працюють за умов абразивного зносу у разі їх дугорозрядного зміцнення. Вивчено вплив на структуру зміцненого шару основних параметрів обробки. Установлено залежність вмісту вуглецю у зоні оплавлення від сили струму дуги зворотної полярності, а також від властивостей вуглеграфітових матеріалів електричного опору, теплопровідності та пористості. Одержано кількісні значення та вивчено механізм рафінування зміцненої поверхні від неметалічних включень під час обробки дугою. Виконано промислове випробування дугорозрядного зміцнення деталей коксохімічного обладнання, а саме: молотків вугільних дробарок і зірочок косових грохотів "грізлі". Очікуваний економічний ефект впровадження даного процесу для умов об'єднання "Донецьккокс" становить 121,8 тис. грн.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розв'язання наукових задач зі створення захисних покриттів на сталях та твердих сплавах (ТС). Зазначено, що нові покриття одержують за рахунок реалізації комплексної технології, зокрема, на першому етапі реалізується дифузійне азотування в середовищі аміаку, проводиться дифузійна металізація титаном, ванадієм, хромом. У результаті азототитанування, азотованадіювання та азотохромування на поверхні сталей та ТС формуюються двошарові покриття типу карбід-нітрид насичувального елемента. На зовнішній стороні покриття розміщується шар карбіду даного елемента, безпосередньо до основи примикає нітридний шар як бар'єр, стримуючи дифузію заліза основи до зовнішньої сторони покриття. Розроблено схему формування покриттів, яка характеризується підвищеною мікротвердістю, мікроміцністю та низькою наскрізною пористістю. Встановлено, що під час тертя ковзання без змащування за схемою вал - вкладка відбувається перенесення матеріалу контртіла на поверхню зразка, елементи основи та покриття транспортуються на значну відстань від місця безпосереднього контакту пари тертя.

  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

Запропоновано оптимальний склад нових насичувальних порошкових нанодисперсних сумішей і технологічні параметри обробки (температура, час, спосіб нагрівання). Зазначено, що завдяки значно більшому (у 1,75 - 2 рази) вмісту насичувальних елементів в активному атомарному стані та малому розміру частинок порошків (20 - 30 нм) азотування прискорюється у 10 разів, борування - у 2 - 3 рази, у порівнянні з традиційними технологіями. Встановлено, що під час борування з індукційним нагріванням процес прискорюється до 2 - 5 хв. і не супроводжується ростом зерна серцевини, що виключає окрихчення виробів. Досліджено корозійну стійкість, мікрокрихкість і зносостійкість виробів після хіміко-технічної обробки за новими технологіями, оцінено економічну доцільність запропонованих технологій і обгрунтовано рекомендації для практичного використання результатів роботи.

  Скачати повний текст

Удосконалено процеси комплексного насичення вуглецевих конструкційних сталей бромом, титаном та алюмінієм для одержання нових типів зносостійких покриттів, що мають низьку крихкість та не розтріскуються під час гартування, шляхом зміни складу суміші, що насичує, послідовності та температурно-часових параметрів насичення у процесі хіміко-термічної обробки у порошкових сумішах. Досліджено вплив складу суміші, що насичує, температури та тривалості витримки на формування структури поверхневого шару виробів. Встановлено вплив гартування на стан поверхні виробів, попередньо підданих комплексному насиченню бором, титаном та алюмінієм. Визначено оптимальну структуру поверхневого шару після боротитаноалітування, що забезпечує сполучення високої зносостійкості та низької крихкості. Впроваджено у виробництво розроблений спосіб комплексного насичення бором, титаном та алюмінієм для зміцнення прес-форм пресів для виготовлення будівельних деталей. Фактичний річний економічнй ефект для умов ТОВ "ПТК Велес" (Слов'янськ) становить 60 287 грн.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена реалізації нових науково обгрунтованих розробок у галузі промислової теплоенергетики, які забезпечують розв'язання значної прикладної проблеми. Розроблено і реалізовано новий напрямок підвищення якості та економічності теплової обробки металу - оперативне керування полем температури в печі змінюванням параметрів факела. Розроблені: нові аспекти теорії течії в трубах та струменях, теорії гозового факела; новий клас пальників з керованими параметрами факела; нові способи, алгоритми, засоби та системи управління полем температури і горіння в рекуперативних з подовим опаленням та регенеративних нагрівальних колодязях, а також у методичних нагрівальних печах. Висока ефективність розробок підтверджена результатами їх дослідно-промислової експлуатації.

  Скачати повний текст

Уперше вивчено рівноважний склад активної газової фази, хімізм і термодинамічну імовірність карбідоутворення за умов комплексного насичення вуглецевих сталей і твердих сплавів ніобієм і хромом. Показано можливість використання одержаних за цього результатів для створення нових способів нанесення карбідних покриттів, що дають змогу знизити витрату вихідних реагентів, запобігти утворенню зневуглецьованих зон під дифузійним шаром і легуванню карбідних фаз небажаними домішками, підвищити активність газової фази і швидкість росту карбідних покриттів з високим рівнем експлуатаційних властивостей. Досліджено процес комплексного насичення поверхні вуглецевих сталей і твердих сплавів ніобієм та хромом. Установлено вплив співвідношення вихідних реагентів і температурно-часових умов ведення процесу на склад, структуру та властивості покриттів. Визначено особливості структуроутворення, фазовий і хімічний склади покриттів, їх кінетику росту, а також їх взаємозв'язок з одержуваними властивостями та експлуатаційними характеристиками. Показано, що легування шару карбіду ніобію хромом супроводжується незничним зниженням його мікротвердості та, водночас, - зменшенням мікрокрихкості та збільшенням зносостійкості, жаростійкості, корозійної та кавітаційної стійкості покриттів. Виявлено вплив магніто-абразивної обробки на структуру та властивості твердосплавного інструменту з ніобійхромовим покриттям.

  Скачати повний текст