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

Удосконалено метод глибокого регулювання потужності й обгрунтовано принципи побудови енергоефективних електротехнічних систем високочастотної індукційної термообробки металів (ЕТС ВІТОМ) у разі зміни електричних параметрів навантаження та централізованого електроживлення декількох установок. Визначено умови виникнення критичних резонансних режимів (перенапруг основної та другої гармонік, неоднозначності регульованої характеристики) у системі індукційної обробки металів на базі двомостового резонансного інвертора з протифазним підключенням мостів до навантаження. Розроблено спосіб стабілізації параметрів ЕТС ВІТОМ для обмеження перенапруг основної та вищих гармонік, зривів інвертування та забезпечення однозначності регульованої характеристики за умов зміни параметрів навантаження. Визначено співвідношення параметрів реактивних елементів у системі з резонансним мостовим інвертором за умови реалізації максимальної потужності в навантаженні та розширення допустимого діапазону зміни його опору. Одержано нові залежності для визначення оптимальних параметрів ЕТС ВІТОМ, зменшення нестабільності їх режимів, зривів інвертування та перенапруг на навантаженні за рахунок використання блоків рекуперації електричної енергії. Розроблено математичні моделі ЕТС ВІТОМ з тиристорними резонансними мостовими інверторами та пристроями, що забезпечують адаптацію до нелінійних змін електричних параметрів навантаження у широких межах.

  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

Виявлено три типи взаємодії. Визначено кінетичні параметри, коефіцієнти швидкості та енергії активації газонасичення. Підтверджено, що у високому вакуумі внаслідок сублімації та газонасичення відбуваються фазово-структурні зміни у поверхневому шарі металу, які зумовлюють мікрорельєф на поверхні, зміну хімічного складу та твердість поверхневого шару шляхом сублімації легувального елементу та дифузійного насичення домішками втілення. Показано, що напруження, циклічна зміна температури та "призматична" текстура прискорюють дифузійні процеси. Удосконалено фізико-математичну модель високотемпературної взаємодії типових сплавів із газами.

  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

Розроблено й апробовано методику побудови наближених аналітичних розв'язків нестаціонарних двовимірних краєвих задач теплопровідності та термопружності, які описують розповсюдження тепла в зливках як у призматичних тілах, що перебувають за різних умов теплообміну. За допомогою методу еквівалентних джерел, який розповсюджується на двовимірні задачі, спочатку (згідно постулатів Дюамеля - Нейманна) одержано наближені аналітичні розв'язки відповідної задачі теплопровідності, на підставі яких розв'язано відповідні задачі термопружності. Досліджено вплив фізико-механічних характеристик матеріалу на величину та характер розподілу полів температур і температурних напружень. Запропоновано новий підхід щодо розв'язання задач теплопровідності призматичних тіл з лінійними граничними умовами першого, другого та третього родів, а також задачі теплопровідності за умов радіаційного, складного радіаційно-конвективного та протитечійного теплообміну. Одержано відповідні розв'язки задач термопружності, на підставі яких проведено розрахунок нових, більш ефективних теплових режимів роботи методичної (прохідної) печі на РУП "Білоруський металургійний завод".

  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

Проаналізовано тенденції підвищення якості металу арматури на підставі дослідження його виробництва зі стадії рідкого металу до фінішних операцій термічного зміцнення. Вивчено основні закономірності процесів структроутворення в арматурних сталях з урахуванням ліквідаційних явищ щодо вуглецю, марганцю, кремнію, з побудовою ТДК розпаду деформованого аустеніту Ст3пс та Ст3сп з бором. Створено методику розрахунку теплових полів сортового прокату будь-якого діаметра в процесі його прискореного охолодження після чистової кліті та математичні рівняння для визначення відстаней, які являють собою координати початку та кінця охолоджених секцій (їх габарити) в гартівному пристрої та відстані між ними. Розроблено та впроваджено у виробництво КДГМК "Криворіжсталь" конструктивно-технологічні параметри охолодного пристрою зі змінною довжиною камери охолодження парних розкатів та технологію термозміцнення, що дало змогу зменшити середньоквадратичні відхилення нормованих характеристик металопрокату в 1,3 - 1,5 рази у порівнянні з аналогічними показниками для традиційної технології прокатки й забезпечити металу арматури промислових партій стабільний рівень відповідних властивостей.

  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

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 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

Мета дослідження - розробка технологій одержання швидкозагартованих сплавів способом диспергування за умов індукційної плавки в секційному кристалізаторі та спінінгування за плазмово-дугової плавки у водоохолоджуваному тиглі. Розглянуто теплофізичні, фізико-хімічні та матеріалознавчі основи досліджуваних процесів. Вивчено тепловий стан плавильних камер установок ІПСК і ПДП, визначено кількісні характеристики теплових втрат в окремих вузлах і коефіцієнти ефективності переплаву. За індукційної плавки в секційному кристалізаторі встановлено технологічні особливості формування ванни розплаву, які забезпечують процес диспергування. Методами математичного моделювання визначено закономірності теплової взаємодії між розплавом і барабаном-охолоджувачем під час спінінгування розплаву. Визначено технологічні параметри одержання швидкозагартованої луски зі сплавів Д16, ЕП 648, Ni-Ti, BT1-0, Nd-Fe-B, RSR товщиною 15 - 50 мкм, і стрічок Ni-Si-B, Cu-P, Fe-Cr-Ni-B товщиною 30 - 100 мкм. На прикладі аморфного сплаву Ni-Si-B вивчено зародження кристалів та формування кристалічної структури в стрічці за умов відпалу. Визначено вплив температури на розмір зерна, кількість аморфної та кристалічної фази та основні сполуки, які утворюються під час відпалу. Створене устаткування та технології дозволяють рекомендувати їх для одержання високореакційних і тугоплавких аморфних і мікрокристалічних сплавів.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення абразивної, ударно-абразивної зносостійкості та зносостійкості за умов сухого тертя, а також механічних властивостей нових економно легованих марганцем сталей за рахунок раціональних режимів зміцнювальних технологій, що передбачають використання принципу керованої самотрансформації сталей з метастабільним аустентом під час реалізації деформаційного мартенситного перетворення у разі навантаження за різних умов абразивної дії з урахуванням коефіцієнта динамічності.

  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

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