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

З використанням результатів досліджень та положень нерівноважної термодинаміки і синергетики розроблено наукові засади синтезу ЛКМ зі значним комплексом функціональних властивостей.

  Скачати повний текст

Досліджено питання одержання модифікованого шару дискретної будови на виробах з чавуну за допомогою плазмової поверхневої обробки. Визначено режими такої обробки, що дозволяють досягти умов необхідної модифікації поверхневого шару чавунів з різною формою графіту за рахунок реалізації надшвидкісного загартування з твердого (без оплавлення поверхні) або нерідкого (з оплавленням поверхні) станів. Установлено, що найбільш висока твердість на сірому та високоміцному чавунах досягається за плазмової обробки з оплавленням поверхні, а найбільш висока зносостійкість і тріщиностійкість - під час обробки без оплавлення на високоміцному чавуні й з оплавленням на сірому чавуні. Виконано математичне моделювання напруженого стану дискретних модифікованих шарів, що дозволяє визначити їх будову. Показано, що оптимальне співвідношення зносостійкості та тріщиностійкості відбувається у випадку, коли відстань між модифікованими шарами становить половину їх ширини, а базовою схемою обробки повинно бути плазмове модифікування без оплавлення поверхні, коли в поверхневому шарі виникають залишкові стискальні напруження. На підставі результатів комплексних досліджень структури й експлуатаційних властивостей чавунів за дискретної плазмової обробки розроблено нові способи модифікації чавунних виробів типу броньових плит, валків, напрямних металорізальних верстатів.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження структури та властивостей чавуну з одноманітно орієнтованим розміщенням графіту та запропоновано ефективні способи його виготовлення. З'ясовано вплив температури та ступеня деформації на структуру чавуну. Виконано комп'ютерне моделювання формозміни графіту на різних етапах деформування. Встановлено анізотропний характер зневуглецювання й опору корозії у деформованому чавуні. Досліджено зміцнення, густину, здатність до графітизації під час охолодження гарячекатаного чавуну. Показано роль несуцільностей у процесі деформування високоміцного чавуну. Встановлено вплив початкової структури, дисперсності графіту та попередніх термічних обробок на деформованість високоміцного чавуну під час прокатки на гладкій бочці. Розроблено режими термічної та термоциклічної обробок, що збільшують його деформованість.

  Скачати повний текст

Вперше детально досліджено вплив легування фосфором в широкому концентраційному інтервалі на опір зношуванню та деякі інші фізико-механічні властивості гамми перлітних чавунів. На основі експериментальних підходів з застосуванням металофізичних методів структурних досліджень виявлено існування швидкісних інтервалів та інтервалів контактних навантажень, за яких зносостійкість фосфористих чавунів забезпечується не високою твердістю фосфідних евтектичних включень, а їх здатністю перерозподілитися на поверхні тертя у вигляді тонких прошарків (до 5 мкм), орієнтованих за довжиною у напрямку тертя. Вперше для гетерогенного матеріалу, а саме чавунів з фосфідною евтектикою, з застосуванням теорії спалахів розраховано їх температуру (з урахуванням параметрів шорсткості реальних поверхонь тертя) та показано можливість її наближення до температури плавлення евтектичних виділень. Розроблено механізм впливу фосфідних включень на зносостійкість фосфористих чавунів та оптимізовано їх хімічний склад з метою мінімізації зносу в інтервалі швидкостей і контактних тисків 0,2 - 0,5 м/с та 0,5 - 5 МПа відповідно.

  Скачати повний текст

Розроблено теплофізичну модель формування кулястого графіту за умов модифікування чавуну магнієм. Установлено причини виникнення браку "чорні плями" у виливках з високоміцного чавуну та розроблено рекомендації щодо їх зменшення. Розроблена модель передбачає використання теплофізичних процесів нагрівання, розплавлення та переходу магнію до пароподібного стану, за якого поглинається значна кількість теплової енергії. Тому навколо пароподібного магнію утворюється затверділий шар чавуну, товщину і масу якого було розраховано. З'ясовано, що процес послідовного проростання графіту у порожнину чавунно-магнієвого комплексу відбувається з зовнішньої поверхні в середину. За умов охолодження виливка перехід пароподібного магнію до рідкого стану супроводжується значним виділенням прихованої теплоти пароутворення. Експериментально встановлено зменшення щільності білого чавуну після модифікування, утворення пор кулястої форми, які є зародками для подальшого утворення кулястого графіту. За сірчаними відбитками та макроструктурою виконано кількісний аналіз розподілу MgS у прокатному валку масою 2 200 кг. Запропоновано коригувати шихтування плавок для виливків з високоміцного чавуну.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності міжфазної взаємодії в системах вогнетривкий матеріал - металургійний розплав та кінетики розчинення твердих фаз в металічних розплавах. У науковий обіг введено поняття ефективного параметру розчинення та запропоновано модель опису процесів розчинення технічних речовин, що дозволяє розраховувати кінетичні параметри процесу. Показано, що в чистих розплавах залізо-вуглець міжфазний натяг на базисній кристалографічній площині графіту (001) більше, ніж на призменній (hk0). З'ясовано, що домішки деяких третіх елементів змінюють це співвідношення на зворотне, що сприяє росту базисних граней графіту. На підставі вивчення міжфазної взаємодії під час формування графітних включень з насиченого залізовуглецевого розплаву показано, що за ізотермічних умов основними факторами, що визначають форму включень, є значення міжфазної енергії на базисній і променній гранях полікристалу графіту. Розроблено склади для захисту вуглеграфітових матеріалів від впливу агресивних металевих розплавів. Запропоновано спеціальні чавуни для виготовлення ємностей для цинкування й алітування сталевого листа. Розроблено технологічні засади модифікування порошковим дротом і вакуум-компресійний процес модифікування, які є перспективними та забезпечують гарантований рівень залишкового магнію в розплаві. Одержано дані про міжфазну взаємодію в системах хімічно-активний розплав - вогнетривкий матеріал, з використанням яких розроблено технологію плавки та одержання аморфних сплавів за низьких швидкостей охолодження ливарними методами.

  Скачати повний текст