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

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

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 формування приповерхневих шарів титану у разі його дифузійного залізніння і вуглецювання. Розглянуто вплив температурних режимів на формування шарів. Описано фазовий склад після насичення та висвітлено їх фізико-хімічні характеристики. Встановлено, що формування шарів на титані в процесі його насичення залізом і вуглецем у режимі термоциклування відбувається інтенсивніше за рахунок циклічного фазового перетворення титану, що призводить до підвищення експлуатаційних характеристик дифузійних шарів.

  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

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

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

Запропоновано новий концептуальний підхід до створення кавітаційностійких покриттів. Розроблено фізичні критерії вибору захисних матеріалів, що грунтуються на аналізі хвильових процесів, що відбуваються під час поширення ударних хвиль за умов кавітації. Запропоновано матеріалознавчі критерії оптимізації структури та складу, які базуються на принципах теорії зношування та дозволяють оцінювати стійкість покриттів за умов кавітації, враховуючи характеристики - мікротвердість і тріщиностійкість. Критерії вибору оптимальних технологій враховують технологічність методу нанесення покриття щодо можливості створення однорідних покриттів достатньої товщини за відносно короткий час, можливості одержання покриття на складних тривимірних виробах. Розроблені критерії використано під час створення нового класу покриттів на основі боридів і карбідів перехідних металів, одержаних за методом хіміко-термічної обробки, запропоновано раціональні режими одержання покриттів й оптимальні суміші насичувальних порошкових середовищ.

  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

Розглянуто питання підвищення зносостійкості елементів трибоспряжень, що працюють у корозійно-активних середовищах, шляхом нанесення боромістких покриттів з використанням ХТО та лазерної обробки. Наведено метод оцінки триботехнічних характеристик корозійно-тривких покриттів за параметрами реєстрації за наявності зовнішніх змінних чинників у зоні контакту за нестабільних режимів роботи трибосистеми. Розроблено нелінійну математичну модель, що описує залежність корозійної активності за умов дії зовнішніх перемінних чинників від ряду незалежних параметрів у процесі корозійно-механічного зношування. Описано модельний підхід до використання покриттів за умов тертя та корозійно-механічного зношування. З'ясовано вплив початкового потенціалу на інтенсивність зносу легованих боридних покриттів.

  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

Встановлено нові закономірності формування карбонітридних і карбооксидних шарів регламентованого структурно-фазового стану за багатокомпонентного термодифузійного насичення у вуглець-азот-кисневмісних середовищах. На підставі цього розроблено основи інженерії поверхні титанових сплавів для підвищення зносо- і корозійної тривкості. Систематизовано вплив температурно-кінетичних і газодинамічних параметрів карбонітрування та карбооксидування на склад потрійних сполук і характеристики модифікованих шарів. Встановлено шляхи зниження температури процесів карбонітрування та карбооксидування титанових сплавів нижче поліморфного перетворення. Показано, що зниження температури веде до зменшення вмісту вуглецевої компоненти у складі потрійної сполуки. Обгрунтовано та підтверджено можливість формування карбонітридних і карбооксидних покриттів без контакту з графітовою засипкою (неконтактний спосіб) за температур нижче поліморфного перетворення та показано технологічні переваги неконтактного способу насичення перед контактним. Запропоновано пояснення механізмів формування карбонітридних і карбооксидних покриттів, які відбуваються поетапно, через формування бінарних сполук (нітридів, карбідів) нестехіометричного складу та їх подальшу трансформацію у потрійні сполуки внаслідок взаємодії з активними компонентами (вуглецем, киснем) насичуючого середовища. Обгрунтовано критерії до фазового складу та морфології багатокомпонентних покриттів для забезпечення максимального рівня захисних властивостей у агресивних розчинах неорганічних кислот.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено науково-технічну проблему модифікації поверхні металів і металевих сплавів з використанням вакуумно-дифузійних газорозрядних технологій безводневим азотуванням у тліючому розряді. Розроблено теоретичні засади процесу з урахуванням основних положень фізики електричного розряду в газовому середовищі. Проведено їх експериментальні дослідження на промисловому устаткуванні та підтверджено адекватність теоретичних положень практичним результатам. Вперше створено енергетичну модель процесу на основі теорії формування енергетичного спектра падаючого потоку. Виявлено, що застосування результатів використання системи критеріїв, одержаних з цієї моделі, дозволяє аналізувати результати обробки та проектувати технологічні процеси залежно від необхідних за умовами експлуатації показників модифікації. Розглянуто питання керування технологічним процесом, обгрунтовано організаційно-економічні передумови та розроблено устаткування для його реалізації.

  Скачати повний текст

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

Розроблено фізико-хімічні основи інтенсифікації термодифузіонного насичення титанових сплавів у молекулярному азоті. Оцінено ефективність та умови використання чинників інтенсифікації - температури, циклічної зміни температури, парціального тиску азоту. Встановлено вплив вихідної текстури деформації на інтенсивність взаємодії титанових сплавів з азотом. Розвинуто модельні уявлення про фазоутворення на поверхні титанових сплавів у азоті, що містить кисень. Виявлено особливості поверхневих нітридних плівок, сформованих за умов термоциклування. Запропоновано механізм формування оксинітридів на поверхні титанових сплавів. Встановлено взаємозв'язок між чинниками інтенсифікації та морфологією азотованих шарів титанових сплавів. Вперше запропоновано підходи до інженерії поверхні титанових сплавів у процесі азотування, що дозволяє керувати структурно-фазовим станом приповерхневих шарів і забезпечувати регламентований рівень поверхневого зміцнення. Отримані структурно-фазові стани приповерхневих шарів проаналізовано, зважаючи на їх функціональну придатність. Оптимізовано режими та схеми хіміко-термічної обробки для формування азотованих шарів з підвищеною зносо- та корозійною тривкістю.

  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