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.

Розглянуто математичну модель вибухової кристалізації розплавів металів. У рівняння, що описує поле температур розплавів, введено додатковий джерельний член з d-функцією Дірака, яка залежить від інкубаційного періоду. Досліджено вплив коефіцієнта тепловіддачі та маси зразка на вигляд кривих охолодження під час вибухової кристалізації переохолоджених розплавів металів.

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.

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.

Досліджено структурні особливості нових пористих матеріалів, які одержують з використанням водню. Показано, що розмір, кількість та форму пор можна регулювати залежно від термодинамічних параметрів. Виявлено, що у газарах можуть утворюватися впорядковані та невпорядковані структури. Розглянуто умови зародження та кооперативного росту газових евтектик. Показано, що газоевтектична реакція значною мірою схожа з евтектичною, але має свої особливості.

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.

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.

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.

Методом физического моделирования изучены кинетики кристаллизации и продвижения ликвирующих примесей в междендритном пространстве затвердевающей отливки. Установлена количественная взаимосвязь указанных факторов с теплофизическими параметрами затвердевания. Полученные данные по моделированию будут использованы для раскрытия механизма капиллярного массопереноса при кристаллизации сплавов.

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.

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.

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.

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

Подано стислий історичний огляд розвитку бунінської теорії евтектичної кристалізації за період з початку тридцятих років до наших днів.

Приведен анализ процессов совместного роста кристаллов и перемещения выделяемых при этом растворимых примесей (ликватов). Показана связь гидродинамических процессов термокапиллярного массопереноса с развитием дендритной и зональной химической неоднородностей литых сталей. Освещены результаты моделирования термокапиллярного массопереноса. Получены данные по динамике распределения ликватов по сечению отливки.

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.

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.