Встановлено кількісні закономірності впливу хімічного складу промислових сталей на вміст в них водню. Створено комплекс комп'ютерних програм для оптимізації технологій ПФО металовиробів з урахуванням розподілів температур, структурних складових і напруг. Розроблено рекомендації щодо вдосконалення ПФО мелючих куль і залізничних рейок за умов ВАТ "Азовсталь", які дозволили знизити відбракування по флокенах на 30 - 50 %.

  Скачати повний текст

Розроблено методологічні підходи до вивчення впливу наводнення на фізико-механічні властивості сплавів на основі Fe і Ni, легованих вуглецем та азотом. Встановлено аналітичну залежність, що зв'язує обмінну енергію феромагнітного сплаву з ГЦК-структурою та енергію активації проникання водню. Виявлено конкуруючий вплив водню та вуглецю на параметри феромагнітного перетворення в сплавах системи Fe - Ni. Визначено, що водень знижує, а вуглець підвищує температуру точки Кюрі сплаву FeNi (36 %). Запропоновано фізичний механізм покращання інварних та міцнісних властивостей цього сплаву за водневої обробки. Встановлено закономірності протікання процесу зневуглецювання (водневої корозії) сталі 10Х9ВФА за водневої обробки за умови підвищених температур. Показано, що сумісна дія водню та азоту інтенсифікує процес азотування конструкційних матеріалів. Встановлено, що термічна обробка у водні прискорює процеси атомного впорядкування у сплавах системи Ni - W - Re, що дозволяє покращити їх фізико-механічні характеристики. Запропоновано експрес-методику визначення часу зневуглецювання конструкційних матеріалів на основі вимірювання кінетики зміни їх електрофізичних властивостей та експрес-методику оптимізації умов азотування конструкційних матеріалів з азотоводневих сумішей на основі вимірювання їх водневої проникності.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив вуглецю та марганцю на термічне розширення ГЦК Fe - Ni - C та Fe - Ni - Mn - C сплавів інварного класу та з'ясовано природу цього впливу на підставі аналізу даних вимірювань мессбауерівських спектрів, малокутового розсіяння нейтронів, пружних модулів, магнітної сприйнятливості та намагніченості насичення. Для вимірювань термічного розширення сплавів створено низькотемпературний дилатометр та комп'ютерні програми для автоматичного управління вимірюваннями та обробки експериментальних даних. аномальну поведінку їх термічного розширення. За результатами проведеного мессбауерівського аналізу й аналізу кривих малокутового розсіяння нейтронів свіжеутворених твердих розчинів та відпалених сплавів показано, що вуглець викликає формування неоднорідної магнітної структури, яка відповідає за наомальну поведінку магнітних властивостей та термічного розширення Fe - Ni - C та Fe - Ni - Mn - C сплавів. За даними малокутового розсіяння нейтронів оцінено середні розміри неоднорідностей, що не перевищують 20 нм. Показано, як змінюється розподіл надтонких магнітних полів у сплавах після різних термообробок. Уперше оцінено ізомерні зсуви за розмитими спектрами Fe - Ni та Fe - Ni - C сплавів.

  Скачати повний текст

Вперше вивчено взаємодію легуючих елементів і домішок у багатокомпонентних системах маловуглецевих (07ЮТ) та низьколегованих (09Г2С) сталей. Для обробки статистичного масиву даних хімічного складу та механічних властивостей 450-ти промислових плавок застосовано метод множинної кореляції з графічною табуляцією моделі за двома факторами. Встановлено значний комплексний вплив легуючих елементів і домішок на рівень міцнісних, пластичних та ударних властивостей маловуглецевих і низьколегованих сталей. Доведено, що застосування для позапічної обробки даних сталей за промислових умов нових технологічних домішок марок ДТ суттєво підвищило та стабілізувало рівень їх механічних властивостей внаслідок подрібнення первинного зерна, підвищення дисперсної структури, зміни морфології структури, зменшення кількості, зміни складу та розподілу неметалевих включень, а також кращого засвоєння розкислювачів. Оптимізовано концентрації алюмінію, титану, вуглецю, марганцю, кремнію та сірки для одержання заданих механічних властивостей промислових сталей 07ЮТ і 09Г2С.

  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

Обгрунтовано можливість підвищення комплексу та стабільності механічних властивостей, покращання якості та структури кремніймарганцевистих будівельних сталей шляхом обробки розплавів комплексними модифікаторами. Досліджено комплексну дію модифікатора, яка дозволяє одночасно проводити модифікування, рафінування та розкиснення розплавів. Достовірність результатів наукового дослідження підтверджено великим масивом статистичних даних хімічного складу та механічних властивостей Si-Mn-сталей на підприємствах України.

  Скачати повний текст

Розроблено технологічні засади виробництва сталей різного ступеня легованості, модифікованих активними елементами на базі результатів аналізу процесів взаємодії легуючих і модифікуючих домішок з залізовуглецевим розплавом і домішками рідкої сталі; формування структурних зон у литому металі та утворення неметалічної фази в процесі твердіння. Розроблено методику вивчення процесів твердіння сталевих зливків з застосуванням рідкоземельних елементів (РЗЕ) як індикатора. Уточнено динаміку наростання твердої фази. Вивчено закономірності формування з'єднань активних елементів з домішками рідкої сталі. Досліджено вплив модифікування та легування на властивості сталей різних класів. Запропоновано вдосконалену методику розрахунку кількості твердої фази в твердіючому зливку з урахуванням об'єму кристалів, що зародились в рідко-твердій області. Установлено, що з'єднання РЗЕ з киснем і сіркою грають роль підкладок для зародків основного сплаву, але не суттєво впливають на процеси формування структурних зон зливка. Винайдено спосіб введення модифікаторів у рідкий метал та розроблено пристрої для його реалізації. Як модифікатор запропоновано використання Ф1-РЗЕ-брикету для середньовуглецевих сталей та Ф1-РЗЕ-моноліту для низьковуглецевої нестаріючої сталі 08Ю. Наведено спосіб рафінування металу литої паспортної заготовки від шкідливих домішок. Установлено зв'язок між твердістю металу машинобудівних деталей та їх властивостями, розраховано кореляційні рівняння залежностей. Розроблено конструкційну сталь АЦ35ХГАФТ.

  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 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

Проаналізовано вплив мікроскладу сталі на її технологічні та механічні властивості. Досліджено особливості впливу поверхнево-активних елементів і домішок кольорових металів на характер формування структури та властивості сталі. Наведено адсорбційну модель поверхневої активності елементів, яка дає можливість виконувати кількісні аналізи оцінки впливу даних елементів. На підставі цього запропоновано ряд поверхневої активності елементів щодо заліза. Науково обгрунтовано й експериментально доведено механізми поведінки вуглецю й оксидів заліза під час переплаву металізованих котунів. Запропоновано та досліджено новий вид шихти для електроплавки - заготовку з чавуну і матеріалів, що містять залізо або флюси.

  Скачати повний текст

За допомогою месбауерівської спектроскопії досліджено розподіл атомів у свіжозагартованому Fe - N мартенситі та їх еволюцію під час природного старіння. Здійснено порівняльний аналіз з існуючими даними щодо Fe - C мартенситу. Наведено результати комплексного дослідження сплаву Fe - (C + N). Установлено, що розподіл атомів втілення у цьому сплаві характеризується сильним відштовхуванням у межах перших двох координаційних сфер, що суттєво відрізняється від розподілу атомів у Fe - C та Fe - N аустеніті та мартенситі. Показано, що легування вуглецем + азотом підвищує концентрацію електронів провідності. Концепцію (C + N)-легування застосовано для розробки високоміцної зносостійкої сталі з високою корозійною стійкістю. Наведено параметри розроблених економнолегованих високоміцних корозійно- та зносостійких аустенітних сталей. Наведено результати комплексного вимірювання експлуатаційних характеристик та дані структурних досліджень таких сталей. Доведено переваги використання (C + N)-легування.

  Скачати повний текст

Уперше показано, що кремній істотно впливає на розподіл атомів марганцю в ГЦК-твердому розчині на основі Fe - Mn, а саме, у масштабах до 5 нм сприяє розшаруванню даного розчину за температур 873 - 1 373 К, прискорюючи виділення кластерів атомів Mn.

  Скачати повний текст

Для перехідних металів установлено кореляційний зв'язок між характеристиками, що відображають рівень сил міжатомних зв'язків (модулем пружності, температурою Дебая, теплотою випаровування, теплотою плавлення, температурним коефіцієнтом лінійного розширення) та температурним коефіцієнтом електронної теплоємності і магнітної сприйнятливості, що характеризують їх електронну будову. що дало змогу встановити безпечний температурний інтервал нагріву під час відпуску сталі.

  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