Проведено чисельний аналіз кінетики дифузійної кристалізації двокомпонентного сплаву при різних швидкостях охолодження. Вивчено вплив величини коефіцієнтів дифузії в твердій та рідкій фазах. Запропоновано критерії оцінки меж реалізації рівноважної, квазірівноважної та нерівноважної кристалізації.

У розвиток існуючих уявлень щодо механізму процесу активування нерозчинних анізоморфних домішок показано роль теплосилового впливу у формуванні структури перехідного шару на етапах кристалізації розплава та наступної рекристалізації.

У роботі вивчали мікрорельєф поверхні первинних кристалів, що формуються в силумінах метатектичного складу. Встановили, що формування поверхні (111) первинних кристалів, а також основи Al-Si евтектики на поверхні кристала здійснюється за дифузійно-краплинною моделлю, аналогічно ПРК (пара-рідина-кристал)-механізму, який реалізується при зростанні ниткоподібних кристалів із газової фази.

Вивчено вплив Ni і Se на кінетику кристалізації Ge:Sb:Te сплавів. Виявлено, що обидва елементи підвищують стабільність аморфної структури. Кінетика кристалізації при ізотермічній обробці показує, що Ni зменшує як бар'єр термічної кристалізації, так і швидкість кристалізації. Кристалізація зразків, які містять Se, також уповільнена, можливо завдяки більш сильній енергії зв'язку цього елементу в порівнянні з Te.

Дисертацію присвячено визначенню закономірностей формування метастабільних станів у металевих сплавах під час гартування з рідини і пари. Пояснено особливості нерівноважної кристалізації на кристалічних і аморфних підкладках. Удосконалено методику отримання аморфного стану в новому класі швидкоохолоджених сплавів, компоненти яких взаємно не змішуються у рідкому стані. Розширено межу правила Хегга для змішаних проникнено-заміщених сильнопересичених твердих розчинів систем "залізо - металоїд" із поліпшеними пластичними характеристиками за рахунок переведення частини атомів сірки, фосфору, бору на позиції проникнення в ОЦК- і ГЦК-гратках заліза та нікелю. Обгрунтовано вплив активних і пасивних факторів у процесі наднерівноважної кристалізації на ступінь аморфізації незмішуваних систем. Встановлено можливість отримання квазімонокристалічної структури під час лиття мідного мікродроту, побудовано діаграми виявлення метастабільних фаз в splat-загартованих сплавах Ni-B, Co-P, Ag-Cu. Зроблено теоретичний аналіз теплових процесів при загартуванні з розплаву тонких плівок і мікропроводів. Показано, що в умовах splat-гартування спостерігається одночасна нерівноважна кристалізація на контактній і вільній поверхні плівки; побудовано розподіл за часом величини переохолодження в перерізі швидкоохолоджуваних зразків.

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.

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.

Розглянуто моделі зерен з реальним зображенням фронту росту, який враховує наявність різних рушійних та антирушійних термодинамічних сил, включно і гальмівні сили, що пов'язані з присутністю дисперсних включень вторинної фази. Наведено рівняння та їх розв'язання у вигляді законів росту експоненціального або степеневого типу.

Рассмотрены температурные режимы и кристаллизация корки слитка прямоугольного сечения в его угловых зонах. Разнотолщинность этих зон оказывает влияние на качество слитка.

Розглянуто можливості організації живлення та кристалізації виливків під час застосування роз'єднувальних діафрагм. Показано перспективність використання перегородок (діафрагм) для керування процесами масо- та теплопереносу з метою одержання оптимальної литої структури та властивостей сталевих виливків.

Поставлена и решена нестационарная задача для волнового уравнения по акустическому излучению при росте кристалла из сферического зародыша в металлическом расплаве. Найдено выражение для описания поля давления по известной кинематике поверхности зародыша. На амплитуду роста или периодические колебания радиуса зародыша ограничения не накладываются.

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.

Исследованы структурные особенности новых пористых материалов - газаров, получаемых с использованием водорода. Показано, что размер пор, их количество и форму можно регулировать при помощи технологических параметров. Выявлено, что в газарах формируются как упорядоченные, так и неупорядоченные структуры. Упорядоченная структура, образующаяся в результате газоэвтектической кристаллизации, названа газаритом. Выявлен пузырьковый и дендритный газарит, проанализированы структурные особенности и условия формирования каждого из них. Выделены крупные, средние, мелкие и ультрамелкие поры в газарите различного происхождения. Структурные особенности газоэвтектических материалов позволяют прогнозировать их свойства и определять условия производства.

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.

На основе подробного анализа многочисленных литературных данных и результатов экспериментальных исследований сформулированы обобщенные рекомендации по выбору условий подобия и рабочих веществ для физического моделирования процессов формирования слитков и отливок при виброимпульсной обработке.

Проанализированы физические и качественные эффекты, которые могут сопровождать процессы затвердевания непрерывнолитой заготовки при наложении электромагнитного воздействия. Рассмотрено значение электромагнитного перемешивания для улучшения условий движения металла в кристаллизаторе, управления процессом перехода столбчатая - равноосная структура, а также в части подавления дефектов усадочного и ликвационного характера. Обозначены предельные возможности управления процессами затвердевания непрерывнолитой заготовки с помощью электромагнитного перемешивания.

Відзначено, що деякі неоднорідності, які знаходяться в рідині, можуть грати роль центрів зародження мікропорожнин (бульбашок). Якщо такий центр є джерелом газу в значній кількості, бульбашка швидко зростає до помітних розмірів. Запропоновано модель для аналізу цього процесу: твердофазна сфера (сполука, яка містить газотвірний елемент, наприклад водень), оточена рідким металом. Вихідні рівняння: рівняння Нав'є - Стокса, у якому є члени, що містять концентрацію газ-компонента, та рівняння конвективної дифузії газ-компонента в рідкому металі. Процес зростання розміру пори, що виникає, підпорядковується виведеному інтегрально-диференціальному рівнянню, яке відображає вплив гідродинамічних та капілярних факторів.

Викладено методи математичного моделювання теплофізичних процесів у багатофазних середовищах, реалізованих на сучасних електронно-обчислювальних машинах. Наведено математичні моделі процесів тепло- та масопереносу в багатофазних середовищах під час ковшової обробки та розливання сталі, висвітлено результати числових досліджень таких процесів. Наведено метод розщеплення за фізичними факторами для використання в задачах з поверхнею поділу фаз. Запропоновано схему побудови розщеплених алгоритмів для процесів конвективного переносу, записаних в інтегральній та диференціальній формах. Проаналізовано динаміку розплаву в ковші під час наповнення та продувки.

Рассмотрены вопросы формирования литой структуры сплавов системы Cu - Cr - Fe - C. Определено влияние технологических параметров.