Досліджено процеси фазоутворення в приповерхневих шарах попередньо деформованих сплавів Fe-0,5%Cr; Fe-1,0%Cr; Fe-1,5%Cr; Fe-1,3%Cr-0,6%Ti; Fe-2,2%Cr-2,2%Ti при насиченні азотом і вуглецем, кінетику формування, структуру, концентраційні розподіли азоту і вуглецю, властивості отриманих за такою технологією дифузійних шарів. Встановлено, що вплив попередньої пластичної деформації (ППД) на формування дифузійних шарів суттєво залежить від складу азот- та вуглецевовміщуючого газового насичуючого середовища. Дифузійні шари з оптимальними характеристиками (максимальною глибиною та високою мікротвердістю) утворюються в сплавах Fe-Cr, Fe-Cr-Ti після дозованої (20-30%) деформації в суміші з 90+-2% аміаку і 10+-2% пропан-бутану. Після такої обробки спостерігається утворення карбонітридної theta-фази з кристалічною граткою типу цементиту. Легування заліза хромом у кількості 0,5-1,5% призводить до прискорення формування дифузійних шарів в сплавах після дозованої ППД.

  Скачати повний текст

Висвітлені сучасні уявлення теоретичного та фізичного металознавства, які базуются на комплексному вивченні кристалічної побудови, кінетики фазових перетворень, природи і механізмів зміцнення основних класів низьковуглецевих, низько- та мікролегованих сталей для зварювальних металевих конструкцій після різних термічних та термомеханічних діянь. Розглянуті перспективні засоби та технологічні схеми підвищення рівня властивостей металопрокату для сталевих будівельних конструкцій на підставі комплексного аналізу структурної теорії міцності та зв'язку між хімічним складом та основними параметрами обробки з одного боку та параметрами структури та властивостями - з другого. Враховуючи ситуацію, що складаєтся у країні з енергоресурсами та легуючими домішками у дисертації особлива увага приділена створенню ефективних технологій термічного зміцнення з прокатного нагрівання та термомеханічної обробки будівельних сталей за рахунок одночасного включення в дію різних механізмів зміцнення в залежності від системи легування, режиму обробки та швидкості охолодження металопрокату. На основі виконаних у дисертаційній роботі досліджень підприємствам-виробникам та споживачам металопродукції запропоновані ефективні ресурсозберігаючі технологічні режими виробництва високоміцного прокату із звичайних низьковуглецевих, низько- та мікролегованих сталей, у тому числі із зниженим вмістом вуглецю, з підвищеними характеристиками міцності, пластичності, холодостійкості та в'язкості руйнування, технікоекономічна ефективність та особливості його застосування у сталевих будівельних конструкціях як відповідального, так і масового призначення.

  Скачати повний текст

Робота присвячена вивченню потенційних можливостей формування фізико-механічних властивостей середньомідистих чавунів як нового класу литих композитних трибоматеріалів. Встановлено, що в чавунах з компактним графітом, які містять 6,0...8,0% мас. міді, утворення високомідистої epsilon-фази відбувається у вигляді оболонки навколо кристалів графіту. Показано, що при холодній пластичній деформації за умов всебічного нерівномірного стиснення, середньомідисті чавуни такого складу характеризуються високим запасом пластичності та здатністю до механічного зміцнення. Розроблено механізм холодної пластичної деформації середньомідистих чавунів, в основу якого покладено особливості взаємодії структурних складових з різними механічними параметрами (металічна матриця (легована система Fe-C) + C(графіт) + epsilon-фаза). Основним ефектом такої взаємодії є виключення явища істотного графітного шарування чавуну.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню формування структурного стану моно- та полікристалів заліза та сплавів на його основі в різко нерівноважних умовах імпульсної лазерної обробки. Показано, що значні швидкості нагріву-охолодження при лазерній обробці призводять до пониження температури gamma-alpha-перетворення і утворення gamma-фази. У цьому випадку спостерігається перекристалізація монокристалів alpha-заліза, внаслідок якої формуються полікристалічна складова alpha-заліза із параметром ОЦК решітки, який відповідає вихідному, а при оплавленні у вузькому інтервалі густин енергії також і монокристалічні області gamma-фази із збільшеним параметром ГЦК решітки та значною текстурою. Встановлено, що механічні властивості по глибині зони лазерного впливу визначаються переважно структурними факторами і змінюються по немонотонних кривих з максимумом. Виявлено вплив енергетичних параметрів імпульсного лазерного випромінювання на формування хвилястої мікрогеометрії поверхні. Описано залежність характеру залишкових напруг від режимів лазерної обробки вуглецевих сталей.

  Скачати повний текст

У роботі вирішене науково-технічне завдання, пов'зане з підвищенням надійності деталей гірничозбагачувального обладнання з конструкційних сталей. Для покращання комплексу властивостей литих виробів, а також техніко-економічних показників їх виробництва до складу сталей вводиться барій. Визначено оптимальне відношення введеного барію до сірки, що міститься у сталі, яке забезпечує максимальний ефект від модифікування. Встановлено нові відомості про механізм поведінки барію у металі та його вплив при окремому і комплексному модифікуванні на механічні, технологічні та службові властивості сталевого литва.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Показано, що при означених концентраційно-температурних параметрах цементації сплавів Fe-Ti можливе формування в поверхневому шарі структури природного композиту. Композит являє собою мартенситну матрицю, армовану волокнами карбіду титану. Досліджено структурні особливості композиту, запропоновано механізм його росту. Вивчено вплив додаткового легування сплавів Fe-Ti хромом, кремнієм та молібденом на структуроутворення при навуглецюванні. Визначені твердість та теплостійкість навуглецьованих шарів дослідних сплавів Fe-Ti та Fe-Ti-Cr. Досліджена термічна стабільність композиційної структури. На підставі одержаних результатів розроблені технологічні процеси цементації та кінцевої термічної обробки напівтеплостійкого інструменту.

  Скачати повний текст

Проведені експериментальні дослідження впливу експлуатаційних та технологічних факторів на ефективність та стійкість підвищення опору крихкому руйнуванню теплостійких сталей після різних режимів попереднього термомеханічного навантаження (ПТН), а також факторів, що спричиняють цей ефект. Розроблено методику оцінки ефективності різних режимів ПТН та стійкості ефекту ПТН під впливом різних експлуатаційних факторів, яка грунтується на урахуванні зміни напружено-деформованого стану під час ПТН за рахунок затуплення вершини тріщини, деформаційного зміцнення матеріалу та залишкових напружень біля вершини тріщини. Запропоновано методику розрахунку залишкової довготривкості елементів конструкцій з поверхневими тріщинами після ПТН.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню ефективності одержання листового композитного прокату з високохромистої сталі з використанням способу послідовного розливання в одну виливницю сталей різного складу. Вивчені особливості формування структури та зміни механічних властивостей композитної високохромистої сталі в області температур гарячої деформації. Встановлені діапазони хімічного складу, які дозволяють забезпечити у внутрішній зоні композитного листового прокату однофазну феритну або двофазну ферито-мартенситну структуру. Рекомендовані оптимальні температурні режими термічної обробки гаряче- та холоднокатаного композитного прокату. Досліджені механічні та витяжні властивості, його експлуатаційні характеристики. Показана ефективність використання досліджуваного холоднокатаного композитного прокату для виготовлення деталей методом холодного штампування. Проведені дослідно-промислові випробування розробок.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вивченню впливу лазера з імпульсами наносекундної довжини та імпульсної плазмової обробки на поверхню сталей, а також особливостей формування структури аморфізованих покриттів, нанесених газотермічним напиленням. Вперше показано: у приповерхневих шарах сталей аустенітного класу під впливом опромінення наносекундним лазером формується новий нерівноважений ГЦК-твердий розчин заліза, що має збільшений параметр кристалічної гратки, який існує водночас з основним ГЦК-твердим розчином та практично незміненим параметром гратки. Такий стан обумовлено комірчастою дислокаційною структурою, яка не супроводжена перерозподілом легуючих елементів між областями границь та тіла комірок. У вуглецевих сталях під дією наносекундного лазера параметр кристалічної гратки нерівноважного аустеніту, утвореного в даному випадку, на 0,5-0,9% вище за опромінення мілісекундним лазером. Висунуто припущення про зв'язок цього явища з підвищенням концентрації міжвузлових атомів у ГЦК-твердому розчині заліза. Виявлено, що під дією імпульсної плазмової обробки у конструктивних та інструментальних сталях формується зміцнений приповерхневий шар з тонкою мартенситно-аустенітною структурою, внаслідок розплавлення і загартування із рідкого стану, а також деформаційного зміцнення. Головним внеском у зміцнення приповерхневого шару є потужний термічний вплив імпульсів плазми, а також легування приповерхневої області елементами, що складають плазму. Визначено, що тільки частково аморфізовані покриття, нанесені газотермічним напиленням, зберігають високу твердість у межах 5 - 7 ГПа до 650 - 700 C.

  Скачати повний текст

В дисертації представлені наукові основи теорії і практики тривимірної растрово-електронномікроскопічної стереофрактографії. Вони грунтуються на комп'ютерній фотограмметричній обробці стереозображень, побудові та стереолого-стереометричній оцінках цифрових моделей фрактографічних поверхонь. Теоретично і практично обгрунтовані принципи фрактальності в механіці руйнування. Експериментальними дослідженнями і математичним моделюванням визначено оптимальний хімсклад виготовлених лопаток дробометальних апаратів.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально досліджено цементит у структурі залізовуглецевих сплавів. Виявлено підвищення мікротвердості цементиту після загартування та доведено відсутність впливу матриці, яка його оточує, на дане підвищення. На основі аналізу розподілу елементів між фазами та урахування впливу легувальних елементів на температуру ледебуритного й аустеніто-графітного евтектичних перетворень визначено діаграми потрійних систем Fe - C - Cr та Fe - C - Mn в області евтектики. Розглянуто механізм розшарування зневуглецьованого цементиту на суміш стехіометричного цементиту та надтонких прошарків аустеніту під впливом тепла лазерного опромінювання. Розповсюджено теорію спінодального розшарування для пересиченого вуглецем аустеніту та зневуглецьованого цементиту в системі аустеніт - цементит. Розроблено рекомендації для використання результатів досліджень у практиці кристалізації виливок та термообробки.

  Скачати повний текст

Запропоновано модель макроліквації домішок у великих сталевих зливках, що враховує межову глибину лікватів із зони дендритів залежно від швидкості руху конвективних потоків уздовж затвердіння, параметрів дендритної структури та швидкості кристалізації. Надано кількісну оцінку значенням ефективних коефіцієнтів розподілу вуглецю в процесі затвердіння великих сталевих зливків і встановлено розмір критичної швидкості твердіння, що визначає розвиток процесу макроліквації. Це дозволило розробити нові конструкції та удосконалити технології виробництва великих сталевих зливків з поліпшеною макроструктурою та високою якістю листового прокату з них, що є вирішенням актуальної науково-прикладної проблеми.

  Скачати повний текст

За умов розчинності азоту в розплаві та твердіючому металі, термодинамічних, кінетичних і морфологічних параметрів розчинення та виділення нітридів визначено допустимі межі комплексного і економічного легувань N, V, Nb, Ti мартенситних штампових та 13 % хромистих, однофазних феритних хромистих та аустенітних хромонікелевих ливарних та деформівних сталей. Оптимальні межі легування визначено шляхом досліджень закономірностей впливу азоту, нітридних фаз і температурно-часових умов твердіння, гарячого деформування та термічних обробок на процеси кристалізації, формування дендритної структури, мартенситного перетворення, кінетику розпаду перенасичених твердих alpha і gamma розчинів, морфологію фаз виділення у мартенситних, феритних і аустенітних сталях, механізми релаксації структурно-термічних напружень у однофазних феритних та аустенітних сталях, рівень їх механічних, службових та технологічних властивостей. Внаслідок цього розроблено наукові та технологічні засади ефективного комплексного легування N, V, Nb, Ti спеціальних сталей мартенситного, феритного та аустенітного класів, що забезпечують зменшення витрат нікелю, молібдену, вольфраму, ванадію, ніобію та інших дефіцитних і з високою вартістю елементів за умов зниження їх вмісту у сталях та підвищення довговічності виробів для експлуатації.

  Скачати повний текст

Запропоновано комплекс математичних методів та математичних моделей теплофізичних процесів під час тверднення розплаву чавуну, ефективність яких обгрунтовано теоретично і підтверджено практично. Даний комплекс припускає комп'ютерну реалізацію. Досліджено процеси теплопереносу в системі тверднучий відливок - оснащення - зовнішнє середовище, процеси масопереносу у разі формування неметалевих включень змінного складу у двофазній зоні відливка, задачі теплофізики деформування твердої фази тверднучого відливка, з урахуванням явищ пружності, пластичності та фазових перетворень. Розроблено моделі, які дозволяють проводити комплексне числове дослідження вказаних процесів.

  Скачати повний текст

Розглянуто основні закономірності прояву корозійного чинника в умовах кавітації конструкційних сталей різного структурного стану відповідно до природи та складу рідких середовищ, а також розроблено на даній основі методи оцінки агресивності корозійних середовищ та підвищення опору корозійно-ерозійному руйнуванню (КЕР). На підставі електрохімічних досліджень поверхні, деформованої у процесі кавітації, а також порівняльної оцінки опору сталей КЕР у корозійно інертних та агресивних середовищах, розкрито важливу роль корозійного чинника в процесах руйнування. Наведено експериментальну методику порівняльної оцінки ефективності інгібування КЕР та визначено перспективи інгібіторного захисту сталей від КЕР із домінуючим впливом корозійного чинника.

  Скачати повний текст

Досліджено характер розподілу залишкових напружень у зварних з'єднаннях та оптимізації процесів зварювання з метою зменшення їх рівня у конструкціях низьковуглецевих легованих бейнітно-мартенситних сталей з границею текучості =>600 МПа. Значну увагу приділено впливу теплофізичних процесів та структурних перетворень на закономірності формування залишкових напружень у зварних з'єднаннях. Розроблено експериментально-розрахунковий підхід, що дозволяє прогнозувати характер протікання температурних деформацій у металах швів та ЗТВ, а також оцінювати їх вплив на закономірності формування залишкових напружень у зварних з'єднаннях. Наведено голографічний метод досліджень залишкових напружень у з'єднаннях високоміцних сталей. Розглянуто вплив структури металу швів (бейнітно-мартенситних, феррито-перлітних та аустенітних) на формування у них залишкових напружень. Істотний вплив на рівень даних напружень здійснює співвідношення температур структурних перетворень металу шву та ЗТВ. Простежено вплив параметрів режимів зварювання та температур попереднього підігріву на формування залишкових напружень. Розглянуто основні положення технологічних процесів, за яких у зварних з'єднаннях високоміцних сталей забезпечується мінімальний рівень залишкових напружень.

  Скачати повний текст

Проаналізовано роль водневого чинника у сірководневому корозійному розтріскуванні під напругою (СКРН) низьколегованих роторних і трубних сталей та їх зварних з'єднань (ЗЗ), а також розроблено на даній основі методи підвищення їх корозійно-механічної тривкості. На підставі досліджень опірності низьколегованих сталей СКРН та залежності їх тривкості від потенціалів поляризації, проникливості водню, визначення концентрації залишкового водню у зруйнованому металі, поляризаційних електрохімічних, металографічних та фактографічних досліджень показано, що руйнування вказаних сталей реалізується за умов активно-пасивного переходу поверхні, а головну роль відіграє дифузійно-рухливий водень. Підтверджено ефективність рафінування трубних сталей металургійними методами, зокрема, електрошлаковим переплавленням, з метою підвищення їх опору СКРН. Оптимізовано режими зварювання, термічної обробки ЗЗ, хімічний склад зварювального дроту щодо забезпечення належної довготривалої міцності ЗЗ у сірководневих середовищах.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Запропоновано класифікацію фаз і станів вуглецю в сталях. Встановлено концентраційну залежність питомої намагніченості залізо-вуглецевого мартенситу. Вдосконалено розрахункові методики диференційного термомагнітного та диламертичного аналізів.

  Скачати повний текст