Рассмотрена сопряженная модель теплообмена и гидродинамики при затвердевании слитка электронно-лучевого переплава (ЭЛП). Модель базируется на уравнении конвективно-кондуктивного переноса энергии и полной системе уравнений Навье - Стокса с учетом термогравитационной, термокапиллярной и вынужденной конвекций, обусловленных сливом металла из промежуточной емкости. Методами компьютерного моделирования проанализирована тепловая и гидродинамическая обстановка в кристаллизующемся слитке ЭЛП цилиндрической формы.

На основе экспериментальных даных, полученных на машине горизонтального непрерывного литья заготовок из медных и цветных сплавов, разработана модель для расчета положения фронта затвердевания в кристаллизаторе, глубины лунки жидкой фазы, степени термоконвективного расслоения при различных параметрах процесса. Математическая модель может быть использована при подборе технологических параметров непрерывного литья, рассчитанных иными способами.

Досліджено вплив слабкого і сильного постійних електромагнітних полів на диференційовану литу структуру замонотектичного сплаву, який тверднув із різною інтенсивністю охолодження. Встановлено характер впливу сильного постійного електромагнітного поля на шарувату структуру сплаву монотектичної системи, залитого на рідкометалевий охолоджувач. Визначено можливості керування литої структури сплавів монотектичної системи електромагнітними постійними полями.

Комплексно розглянуто проблему оцінки водневої пошкодженості конструкційних матеріалів за сигналами акустичної емісії. Розв'язано задачу наближеного визначення переміщень у необмеженому пружному тілі при утворенні дископодібної тріщини біля фронту напівбезмежної тріщини. За результатами розв'язку встановлено, що сумарна площа підростання внутрішньої макротріщини за час спостереження за об'ємом матеріалу в процесі тріщиноутворення пропорційна до суми амплітуд сигналів акустичної емісії (АЕ). На підставі теоретико-експериментальних досліджень встановлено взаємозв'язок між амплітудами сигналів АЕ та площами новоутворених поверхонь тріщиноподібних дефектів.

Запропоновано наближену напівфеноменологічну модель спільного процесу холодної пластичної деформації та руйнування металів. У рамках цієї моделі на прикладі сталей 10кп, 20кп, 20Г2Р і 38ХГНМ показано, що подолання рухливими дислокаціями бар'єрів здійснюється силовим способом; виникнення зародкових мікротріщин відбувається також силовим способом, тобто локальні напруження в "голові" загальмованого плоского дислокаційного скупчування досягають значень теоретичної міцності. Наведено загальний алгоритм використання моделі для прогнозування руйнування металів у технологічних процесах обробки металів тиском.

Проанализирована структурная и химическая неоднородность блюмовых заготовок, разлитых в условиях криволинейной машины непрерывного литья заготовок Днепровского металлургического комбината (МНЛЗ ДМК). При сопоставлении результатов химического анализа и макроструктуры отобранных от непрерывнолитых заготовок темплетов сделан вывод, что в целом распределение ликватов по сечению заготовки соответствует принятому структурному строению и отвечает современным представлениям о механизме кристаллизации стали. Определено, что основными параметрами, поддающимися непосредственному технологическому влиянию в условиях непрерывной разливки, являются протяженность зоны столбчатых кристаллов и зоны равноосных кристаллов. Предложена статистическая модель оптимального распределения плотности орошения по длине ЗВО МНЛЗ ДМК в зависимости от сечения заготовки, скорости ее разливки и содержания углерода.

В статье рассматривается возможность определения точности геометрических размеров трещиноподобных дефектов при помощи дифрагированных ультразвуковых волн. Получены основные аналитические зависимости для традиционных схем УЗ контроля с использованием одного или двух ПЭП. Для ряда зависимостей приведены графические интерпретации, позволяющие упростить их анализ.

Обоснована актуальность освоения промышленного производства монолитных композиционных отливок с уникальными свойствами и многослойных отливок с дифференцированными свойствами по ЛГМ-процессу. Коротко описана методика получения таких отливок. Методом металлографического анализа микроструктуры литых образцов исследовано распределение макрочастиц интерметаллида FeCr в объеме отливок по высоте. Изучен характер влияния sigma-фазы на формирование структуры литого композиционного материала системы [Al - FeCr]. Перечислены основные факторы, под воздействием которых формируется переходная зона между разнородными слоями отливки с дифференцированными свойствами. Указаны основные направления на пути создания прогрессивной технологии промышленного производства композиционных отливок и отливок с дифференцированными свойствами по ЛГМ-процессу.

Магнітним та тензометричними методами вимірювання визначено залишкові напруження у великому виливку. Вперше наведено порівняльну оцінку способів контролю, напрямку дії і значень головних напружень. Найбільші розтягувальні напруження величиною від 100 до 140 МПа утворюються в донній частині зливка та на поверхні його широкої грані.

Магнитным и тензометрическим методами измерения определены остаточные напряжения в крупной отливке, при этом впервые дана сопоставимая оценка способов контроля, направления действия и значений главных напряжений. Максимальные растягивающие напряжения величиной от 100 до 140 МПа образуются в донной части слитка и на поверхности его широкой грани.

Magnetic and tensometric methods of measuring define the residual stress in large casting, and for the first time the comparable estimation is given of the methods of control, the direction of action and the significance of main stresses. The maximum tensile stresses from 100 to 140 megapascal are created inside the ingot bottom and on the surface of its wide side.

Зазначено, що на поверхні зливка після витягання його з виливниці та охолодження на повітрі утворюється неоднорідне поле напружень з протилежними знаками. Сферична донна частина зливка має напруження розтягу, грані - переважно напруження стиску. Знаки напружень по висоті зливка змінюються з плюса на мінус поблизу роз'єму між виливницею та фігурним піддоном. Максимальні стискальні напруження утворюються на рівні двох третин висоти зливка.

Указано, что на поверхности слитка после извлечения его из изложницы и охлаждения на воздухе образуется неоднородное поле напряжений с противоположными знаками. Сферическая донная часть слитка имеет напряжения растяжения, грани - преимущественно напряжения сжатия. Знаки напряжений по высоте слитка изменяются с плюса на минус вблизи разъема между изложницей и фигурным поддоном. Максимальные сжимающие напряжения образуются на уровне двух третей высоты слитка.

The nonuniform field with opposite signs is formed on the ingot surface after its extractiоn from the mold and air cooling. Spherical ingot bottom has tensile stress with the sides of compression stress. Stress signs according the ingot height changes from plus to minus at the split between mold and figured casting bottom. The maximum compression stresses are formed at the 2/3 of the ingot height.

Вперше встановлено чіткий закономірний зв'язок між розчинністю водню у перехідних металах першого великого періоду та ступенем заповнення електронами 3d та 4s-підрівнів; показано, що збільшення кількості 3d-електронів від 2-х до 7-и або зниження числа 4s-електронів від 2-х до 1-го супроводжується зменшенням розчинності водню. Встановлено лінійну залежність між lg(c) та відношенням зарядів електронів 4s/3d для всіх елементів, що були досліджені (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu).

Впервые установлена четкая закономерная связь между растворимостью водорода в переходных металлах первого большого периода и степенью заполнения электронами 3d и 4s-подуровней; показано, что увеличение количества 3d-электронов от 2-х до 7-и или снижение числа электронов на 4s-подуровне от 2-х до 1-го сопровождается уменьшением растворимости водорода. Установлена линейная зависимость между lg(C) и отношением зарядов электронов 4s/3d для всех исследованных элементов (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu).

The close bonding between hydrogen solubility and 3d (4s) electrons quantity was found for the first time in transition metals (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu). It was determined that increasing of 3d-electrons or 4s-electrons quantity decreasing results in decreasing of hydrogen solubility. The linear dependence between 4s/3d ratio and hydrogen solubility logarithm was obtained.

Розглянуто проблеми стосовно моделювання й уточнення бінарних діаграм плавкості, застосування дугошлакового переплаву для виробництва надвисокоазотистих сталей, використання комп'ютерних технологій під час моделювання процесів ливарного виробництва, модифікування ливарних алюмінієво-магнієвих сплавів оксидом і фторидом цирконію. Наведено інформацію щодо розробки матеріалів для газотермічних покриттів, шляхів підвищення якості ливарних сплавів на основі заліза.

Рассмотрены проблемы, касающиеся моделирования и уточнения бинарных диаграмм плавкости, применения дугошлаковой переплавки для производства сверхвысокоазотистых сталей, использования компьютерных технологий при моделировании процессов литейного производства, модицифирования литейных алюминиево-магниевых сплавов оксидом и фторидом циркония. Приведена информация о разработке материалов для газотермических покрытий, путях повышения качества литейных сплавов на основе железа.

Розглянуто особливості утворення макроструктури та осьової ліквації безперервно-литого слябу. Проаналізовано різні технологічні фактори, що впливають на процес формування структури слябу та виникнення осьової неоднорідності. Наведено можливі шляхи підвищення однорідності безперервно-литого слябу з метою поліпшення якості товстолистового прокату.

Рассмотрены особенности образования макроструктуры и осевой ликвации непрерывно-литого сляба. Проанализированы различные технологические факторы, влияющие на процесс формирования структуры сляба и возникновение осевой неоднородности. Рассмотрены возможные пути повышения однородности непрерывно-литого сляба с целью улучшения качества толстолистового проката.

Features of macrostructure and axial segregation formation of the continuously-cast slab are considered. The analysis of different technological factors which influence the process of slab structure formation and axial segregation appearance is done. The possible ways of increasing the continuously-cast slab homogeneity with the purpose of the plate quality improvement are considered.

Представлены результаты экспериментальных и теоретических работ, посвященных исследованию поведения атомов инертных газов в металлах и сплавах в равновесных условиях, при ионной бомбардировке в плазме тлеющего разряда и последующих внешних воздействиях. Рассмотрены вопросы влияния различных факторов на диффузию инертных газов, перераспределения атомов поверхностного слоя. Проанализированы особенности протекания фазовых превращений. Описаны структура и свойства металлов, содержащих инертные газы. Проведен анализ моделей проникновения инертного газа в металлы в плазме тлеющего разряда.

Висвітлено актуальні проблеми ливарного виробництва, металурії чорних і кольорових металів. Визначено основні закономірності механізму утворення зон з'єднання під час електрошлакового наплавлення. Проаналізовано вплив комплексного мікролегування на перерозподіл карбідної фази в жаростійких сталях. Розглянуто макроструктуру олова як елемент захисно-декоративної обробки поверхні виробів із сплавів на основі заліза. Увагу приділено оптимізації параметрів спрямованої кристалізації сплаву, підвищенню ливарних властивостей і лазерній обробці вторинних алюмінієвих сплавів.

Освещены актуальные проблемы литейного производства, металлургии черных и цветных металлов. Определены основные закономерности механизма образования зон соединения при электрошлаковой наплавке. Проанализировано влияние комплексного микролигирования на перераспределение карбидной фазы в жаростойких сталях. Рассмотрена микроструктура олова как элемент защитно-декоративной обработки поверхности изделий из сплавов на основе железа. Уделено внимание оптимизации параметров направленной кристаллизации сплава, повышению литейных свойств и лазерной обработке вторичных алюминиевых сплавов.

Рассмотрены прикладные задачи оптимизации и идентификации параметров в слитках и отливках: минимизации термонапряжений в непрерывном слитке с учетом ограничений на температуру, объем жидкой лунки, степень дисперсности дендритной структуры, идентификации эффективного коэффициента теплопроводности в затвердеющей отливке. Освещены особенности разработки тестовых задач и компьютерного исследования методов, определения градиента целевого функционала. Внимание уделено расчетам оптимальных режимов охлаждения применительно к слиткам Днепровского металлургического комбината.

С использованием метода физического моделирования установлено наличие в затвердевающем слитке трех температурных зон, определяющих кинетику продвижения и конфигурацию фронта кристаллизации по высоте слитка. Показано, что размеры указанных зон и топографию расположения кристаллических структур можно изменить управлением распределения температурных полей в слитке путем организации дифференцированного теплоотвода.

Исследовано влияние углеродного эквивалента на плотность и удельный объем усадочных дефектов в белом чугуне для литья мелющих шаров.

На підставі модельних уявлень щодо макроструктури пористого тіла та кількісних характеристик, які її визначають, у критеріях регулярності побудови запропоновано аналітичний опис кінетики капілярного транспорту змочувальної рідини, в тому числі, під час її переміщення проти сил тяжіння з урахуванням можливого часткового осушення порових каналів. Експериментально досліджено швидкість капілярного просочування й висоту підйому дистильованої води, етанолу й ацетону в високопористих зразках, виготовлених із порошків міді, бронзи, хромонікелевих сталей, титану та його сплавів, дискретних волокон міді й титану різних діаметрів, а також сіток різного переплетіння. Показано широкі можливості керування капілярними ефектами в пористих структурах різної будови з використанням технологічних методів.

Проанализированы возможности переплавных процессов с формированием слитка в охлаждаемом кристаллизаторе. Показано, что переплавные процессы, не имеющие жесткой связи между подводимой мощностью и скоростью плавки, позволяют достаточно гибко управлять кристаллизацией металла, в том числе и на завершающем этапе плавки. Это обеспечивает получение слитков, лишенных такого дефекта, как усадочная раковина. Индукционная плавка в секционном кристаллизаторе (ИПСК) характеризуется отсутствием жесткой связи между скоростью плавки и подводимой мощностью. На основании анализа результатов исследований описан механизм трансформации параметров металлической ванны при выведении усадочной раковины на завершающем этапе выплавки слитка методом ИПСК.