Приведен сравнительный анализ разделительных покрытий на основе водорастворимой пасты марки (Аl-C)50 и оксида цинка. Исследовано их влияние на механические свойства, структуру и качество поверхности отливок, а также на изменение температурного режима кокиля при установившемся темпе литья. Установлено, что применение алюминиево-графитовых водорастворимых паст в качестве разделительных покрытий для кокилей позволит улучшить качество поверхности отливок, повысить производительность труда в 1,5 - 1,6 раза, увеличить стойкость кокилей и снизить себестоимость готовых отливок.

Показана принципиальная возможность использования алюминиево-кремниевого сплава АК12, модифицированного алюминиево-циркониевой лигатурой, для изготовления отливок типа "шатун". Исследовано влияние количества введенного в расплав модификатора на изменение механических характеристик сплава АК12 при комнатной и повышенной температурах. Установлено, что модифицирование алюминиевого сплава АК12 лигатурой алюминий-цирконий в количестве 0,6 - 0,8 % мас. оказывает благоприятное влияние на механические свойства сплава, что позволило в дальнейшем повысить эксплуатационный ресурс отливок типа "шатун" до 25000 ч.

Экспериментально установлены значения перепадов температур по толщине формовочной смеси стояка при заливке чугунного прокатного валка массой 1080 кг. Результаты исследований использованы при адаптации математической модели затвердевания системы стояк - устройство для ввода газа, а также для оценки тепловых условий работы материала стояка.

Обобщены литературные данные по чугуну с вермикулярным графитом (ЧВГ) и результаты, полученные в результате экспериментальных плавок в мастерской кафедры технологии машиностроения машиностроительного факультета Технического университета (Либерец, Чешская Республика). Определены оптимальные количества редкоземельных элементов для обработки, влияние толщины стенки отливки, химического состава и объёма потока расплавленного металла в литейную форму на микроструктуру и механические свойства тонкостенных отливок для автомобильной промышленности. В настоящее время всё больше и больше предприятий, производящих двигатели внутреннего сгорания, используют ЧВГ, который ранее использовался только изредка, например, для изготовления головки цилиндра и выпускных труб двигателя внутреннего сгорания. Этот чугун имеет механические и термические свойства, которые делают возможным изготовление из него относительно тонкостенных отливок блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания малого веса, которые пригодны для использования в двигателях с высокими эксплуатационными характеристиками. Такие изделия из ЧВГ, как блоки цилиндров двигателя Audi 3.0 TDI, 171 кВт типа AJD-V6 (весом 202 кг), занимают первое место в мире по объёму выпуска в своём классе. Производятся такие двигатели, как Audi 2,7 л, 3,0 л, 4,0 л Diesel, DAV 12,6 л, V8 BMW 7 серии, Jaguar 2.7 Ford/PSA V6-Diesel, Toyota, General Motors' 2,5 л V6, Suzuki и т.д. Технологическая схема производства ЧВГ известна уже несколько десятилетий, но только разработка и применение модифицирующих присадок сделали возможным производство такого чугуна несколько лет назад.

Выполнено компьютерное моделирование формирования отливок корпуса локомотивной буксы из конструкционной нелегированной стали с литейными прибылями разных типов. Показана возможность повышения эксплуатационных свойств отливок посредством компьютерного анализа и усовершенствования технологического процесса литья.

Проведен анализ способов получения ориентированной структуры рабочих лопаток газотурбинных двигателей методом высокоскоростной направленной кристаллизации с использованием жидкометаллического охладителя. С учетом выявленных недостатков и преимуществ существующей серийной установки для высокоскоростной направленной кристаллизации (УВНК) предложен усовершенствованный способ, суть которого состоите ее модернизации за счет введения дополнительного узла формирования направленного потока инертного газа - аргона. Разработанное устройство, способствуя более интенсивному охлаждению формы с кристаллизующимся металлом, повышает эксплуатационные характеристики детали за счет оптимизации структуры отливки.

Цель работы - экспериментально исследовать влияние процессов затвердевания прокатных валков в комбинированных кокильных и песчано-глинистых формах на распределение сульфидов магния, макроструктуру отливок и разработать предложения, направленные на предотвращение брака по "черным пятнам" в отливках из высокопрочного чугуна. В работе были использованы стандартные методы металлографических исследований, термического и химического анализов. Установлено продвижение фронта затвердевания 100 % твердой фазы в отливке прокатного валка высотой 2920 мм и максимальным радиусом 450 мм из высокопрочного чугуна массой 2200 кг. Анализ макроструктуры и серных отпечатков по радиусу и высоте отливки показал коагуляцию и скопление включений MgS в зоне толщиной 15 - 30 мм от поверхности кокиля и на расстоянии 8 - 10 мм от поверхности песчаной формы. Поэтому обнаружить "черные пятна" возможно только в процессе механической обработки или эксплуатации отливок из высокопрочного чугуна. Продолжительное затвердевание отливки до 3 час обуславливает всплывание в прибыль большей части включений MgS. Поэтому повторное использование прибылей отливок из высокопрочного чугуна в качестве шихтовых материалов может привести к восстановлению серы и уменьшению степени шаровидности включений графита. Устранить формирование скоплений включений MgS в отливках из высокопрочного чугуна можно за счет использования шихты с низким исходным содержанием серы. При повышенном содержании серы в расплаве целесообразно проводить модифицирование чугуна в два этапа: вводить часть модификатора при выпуске перегретого расплава из печи для связывания серы в сульфиды, выдерживать расплав в ковше для всплывания шлака, счищать шлак, а только после этого вводить оставшуюся часть сфероидизирущего модификатора. Впервые установлено влияние скорости охлаждения высокопрочного чугуна в кокиле и песчано-глинистой форме на скопление неметаллических включений MgS (черных пятен) по радиусу и высоте отливки массой 2200 кг. Полученные данные могут быть применены для совершенствования технологии производства отливок из высокопрочного чугуна и устранения брака по черным пятнам.

Досліди з поверхневим легуванням в області отворів виливок траків гусениць, які широко використовуються в сільськогосподарській та будівельній техніці, показали необхідність точного визначення темпів переміщення кристалізаційного фронту в процесі тверднення поверхневого шару виливок. Досліджено розподіл температури в системі "ливарний стрижень - розплав" у процесі кристалізації виливків траків в області їх отворів. Поставлена задача про розподіл температури за наявності фазового переходу і про швидкість руху межі розділу фаз в товщі розплаву, що кристалізується, вирішувалась за методом кінцевих різниць. Часову залежність переміщення фронту кристалізації одержано в графічній і аналітичній формах. Розраховано швидкість кристалізації поверхневого шару виливків траків в області їх отворів. Визначено швидкості охолодження поверхневих шарів виливків у процесі їх кристалізації.

Україна має недостатньо енергоресурсів, що потребує проводити щорічну їх закупівлю у значному обсязі, як для потреб промисловості, так і населення. Тому розвиток відновлювальної енергетики в Україні є актуальним завданням промислового масштабу. В конструкціях вітрових електростанцій застосовують доволі крупні корпусні литі деталі, замовлення на які поширились серед підприємств Європи. Виробництво даних виливків поки повільно освоюється в Росії, Україні, Казахстані на сучасному технічному рівні. Активний розвиток попиту актуалізує питання вибору відповідних для такого лиття технологій, а ливарним заводам з адаптованими для цього технологіями гарантується стабільне збільшення замовлень на виготовлення виливків для вітрових електростанцій. У Фізико-технологічному інституті металів та сплавів НАН України відпрацьовано технологію лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ), корпусних виливків такого плану, чому і присвячена дана робота з переліком варіантів і стислим аналізом такого ЛГМ-процесу, якому властивий ряд переваг завдяки застосуванню вакууму в піщаних формах, обвідної ливникової системи фігурної конфігурації моделюванням по пінополістиролу, варіюванню розташування моделі у формі з сипкого піску тощо. Виливки для вітрових електростанцій та іншого обладнання відновлюваної енергетики мають переконливу перспективу для виготовлення у вітчизняних ливарних цехах найбільш економічним для такого лиття способом - ЛГМ. Активний розвиток попиту на такі виливки викликаний будівництвом вітрових електростанцій у світі та Україні, що за подальшого зростання гарантує ливарним заводам збільшення замовлень на виготовлення такого литва. Вже зараз Україна здатна освоювати та розвивати новітні ливарні технології для виробництва інноваційних вітрових електростанцій на шляху досягнення позицій виробника обладнання з високою доданою вартістю.