Розроблено та науково обгрунтовано новий підхід до формування робочого шару дуговим наплавленням валиками зі змінною траєкторією нанесення. Встановлено математичну модель зварювальної ванни за формування швів складної форми. Запропоновано модель визначення оптимального співвідношення амплітуди коливань основного приводу з необхідною амплітудою коливань електрода. Досліджено алгоритм керування механізмом зміни довжини шатуна. Запроваджено метод непрямої стабілізації температури зразка під час випробувань на стійкість до виникнення тріщин за термоциклювання шляхом стабілізації енергії нагріву на підставі математичної обробки інформації перших термічних циклів. Вдосконалено метод непрямого визначення початку руйнування зразка у разі його випробувань на стійкість виникненню тріщин за термоциклювання шляхом оцінювання зміни електричного опору зразка.

  Скачати повний текст

Вивчено металургійні та технологічні особливості електрошлакового наплавлення штампів з застосуванням невитратних графітованих електродів і присаджування в шлакову ванну некомпактних матеріалів, зокрема, стружки сталі 5ХНМ. На підставі розробленої математичної моделі показано, що процеси руху та плавлення різних видів некомпактних матеріалів (стружка, дріб, січка дроту) у шлаковій і металевій ваннах за умов ЕШН НМ мають складний і багатостадійний характер, вирішальну роль грають межі поділу фаз повітря - розплав шляку та розплав шлаку - розплав металу. На цих межах за рахунок сил поверхневого натягу відбувається закріплення частинок НМ, їх нагрівання і, залежно від розмірів і форми, часткове чи повне розплавлення. Розраховано тепловий баланс процесу ЕШН НМ і визначено оптимальну масову швидкість подачі частинок некомпактних матеріалів: 0,3 - 0,7 кг/год на 1 кВт потужності, що підводиться. З використанням результатів досліджень і розробок запропоновано нову технологію відновлення штампів ЕШН НМ, що було використано під час проектування установок для наплавлення та оснащення.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення ефективності та конкурентоспроможності сучасного прокатного виробництва шляхом використання високопродуктивних технологій, що базуються на електрошлаковому процесі. Створено оригінальну електрошлакову технологію виготовлення нових та відновлювання спрацьованих прокатних валків практично будь-якого хімічного складу з використанням як наплавочного матеріалу дискретної присадки у вигляді дробу та водоохолоджуваного секційного електроду-кристалізатора, що не витрачається. Виконано комплексне дослідження електрошлакового процесу та запропонованої технології, починаючи від етапу формування оптимальної конструкції кристалізатора та оцінки його експлуатаційної довговічності до вивчення фізико-металургійних, теплофізичних, електротехнологічних і магнітних явищ, що відбуваються під час наплавлення. Обгрунтовано методи управління даними явищами з метою одержання якісних біметалічних виробів. Науково обгрунтовано всі етапи виконання технологічного процесу наплавлення за промислових умов та створено банк конструкторсько-технологічних даних для проектування спеціалізованих наплавочних установок та одержання біметалічних валків практично всіх розмірів, які використовуються в прокатному виробництві.

  Скачати повний текст

У дисертації захищається спосіб лазерного газопорошкового наплавлювання з застосуванням додаткової енергії дуги та електромагнітного поля, який у поєднанні з присадочними матеріалами оптимального складу дозволяє одержувати практично бездефектні шари з одночасним підвищенням продуктивності процесу. Запропоновані удосконалені математичні моделі теплового стану та гідродинамічних процесів при лазерному наплавлюванні з електромагнітним перемішуванням розплаву. Встановлені закономірності формування наплавленних шарів при використанні різних присадочних матеріалів, параметрів і умов обробки. Визначені закономірності впливу струму дуги, індукції електромагнітного поля, складу порошків і режимів обробки на напружений стан наплавлених шарів, зносостійкість, міцність зчеплення з основою. Розроблено і виготовлено експериментальні зразки відповідного технологічного обладнання.

  Скачати повний текст

Проаналізовано сучасний стан розвитку лазерних технологій в галузі інженерії поверхні та показано відсутність систематизованих наукових основ лазерного та гібридного наплавлення та модифікування. Це не дозволяє розвивати нові технологічні підходи та розширювати спектр задач, які доцільно вирішувати методами лазерної поверхневої обробки. Створено математичну модель, за допомогою якої можна визначати параметри режиму обробки шляхом оптимізації розподілу температури за глибиною системи "наплавлений шар - основний метал" за критерієм мінімізації тепловкладання. Дослідження фізико-металургійних особливостей процесів наплавлення та модифікування металевих поверхонь дозволяють за рахунок оптимізації термічних циклів знижують залишкові напруження оброблених шарів, які призводять до мінімізації тріщиноутворення, а також встановлюють критерії усунення внутрішніх пор і відшарування покриттів. Встановлено, що гібридні процеси сприяють значному зниженню рівня залишкових напружень і коефіцієнта тріщиноутворення в наплавлених шарах, зниженню припуску під фінішну механічну обробку у кілька разів, а також зниженню коефіцієнта тертя оброблених поверхонь з одночасним підвищенням їх задиростійкості. Створено узагальнену розрахунково-експериментальну методику вибору параметрів технологічного режиму для процесів лазерного та гібридного наплавлення та модифікування металевих поверхонь.

  Скачати повний текст

Досліджено процес наплавлення металевих сплавів на основі перехідних металів за допомогою лазерного випромінювання з метою розробки технології нанесення покриттів, що мають аморфно-мікрокристалічну структуру. Отримано оптимальні режими обробки, що у сукупності забезпечують формування високоякісних поверхневих шарів із прогнозованими фізико-механічними характеристиками. Наведено результати математичного моделювання теплових процесів і кінетики аморфізації покриттів під час дії лазерного випромінювання. Встановлено закономірності між технологічними параметрами нанесення та структурою покриттів. Досліджено зносостійкі та корозійні властивості лазерних покриттів з багатокомпонентних сплавів, схильних до аморфізації. Розроблено й оптимізовано технологічний процес і схему лазерного наплавлення робочих поверхонь деталей, що замикають клапани. На підставі порівняльного аналізу оброблених деталей і деталей, отриманих за базовим технологічним процесом, доведено суттєве підвищення строку служби перших, що дає можливість отримати значний економічний ефект.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано й експериментально підтверджено можливість формування великовагових ковальських зливків послідовним кільцевим електрошлаковим наплавленням рідким металом (процес ЕШНУ РМ). Розраховано термічні цикли процесу ЕШНУ РМ, які фізично змоделювали з залученням сучасного дослідницького комплексу Gleeble 3 800 з повністю цифровою системою термічних випробувань, що дозволяє оцінити ефективність використання послідовного кільцевого ЕШНУ РМ і вплив його термічного циклу на структуру зони сплавлення для укрупнення зливка з високолегованих Cr - Ni - Mo сталей та сплавів типу Інконель у разі забезпечення дрібнодисперсної дендритної структури литого металу. Вивчено можливості застосування послідовного кільцевого ЕШНУ РМ для укрупнення зливків із високолегованих Cr - Ni - Mo сталей та сплавів типу Інконель на модельних зливках, які одержані за лабораторних умов. В результаті визначення особливостей процесу формування великовагових зливків послідовним кільцевим ЕШНУ РМ видано технологічні рекомендації щодо розроблення концепції печі ЕШНУ РМ для одержання великовагових злитків діаметром від 1 400 до 3 200 мм та масою до 300 т, а також визначено послідовність основних технологічних операцій їх виробництва.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено підвищення ефективності застосування дугового наплавлення під флюсом з використанням комбінованого магнітного поля (КМП) за рахунок керування формоутворенням наплавлених валиків (одержання їх асиметричної форми у перетині), зменшення глибини, площі проплавлення та частки основного металу в наплавленому, збільшення частки металу, що залишився після механічної обробки, та підвищення службових характеристик наплавленого метала. Розроблено пристрій для генерування КМП і джерело його живлення, які забезпечують регулювання величини індукції, частоти струму кожного з електромагнітів у необхідних межах і забезпечують дані позитивні ефекти під час наплавлення.

  Скачати повний текст

Встановлено, що застосування технології електродугового наплавлення порошковим дротом з використанням вуглецю й азоту, дозволяє одержати у білому чавуні титану у кількості до 4,2 мас. %. Запропоновано схему взаємодії титану з вуглецем та азотом. Досліджено вплив вуглецю (від 2,5 до 3,5 мас. %), збільшеної кількості титану (від 1 до 4,2 мас. %) та азоту (від 0,02 до 0,046 мас. %) на структуроутворення й експлуатаційні характеристики білого наплавленого чавуну, знайдено регресійні та графічні залежності впливу хімічного складу на зносостійкість, що дозволило одержати сплав з оптимальною мартенсито-аустенітною матрицею, зміцненою карбонітридами титану.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Обгрунтовано рішення науково-технічної проблеми підвищення прдуктивності наплавлювальних робіт, якості наплавленого металу, забезпечення необхідної зносостійкості та економії матеріальних ресурсів на підставі удосконалення методів розрахунку та розробки технологічних рекомендацій. Запропоновано комплекс математичних моделей і програмних засобів з автоматизованого розрахунку та проектування технології процесу виготовлення порошокової стрічки, що враховують особливості чинної технологічної схеми та вимоги щодо якості готового електрода. Створено математичні моделі теплового стану вильоту порошкової стрічки та порошкового дроту, що дозволяють визначити температуру у будь-якій точці електрода. Розроблено програмно-методичний комплекс для розрахунку технологічних параметрів процесу наплавлення та складу порошкового електрода.

  Скачати повний текст

Розроблено зносостійкі безкарбідні наплавочні матеріали, які одночасно з високим опором абразивному зношуванню мають достатній рівень експлуатаційної надійності. Даний ефект досягнуто за рахунок використання в якості наплавленого металу високовуглецевої незьколегованої сталі в безкарбідному стані з великою кількістю в структурі метастабільного залишкового аустеніту. Показано, що присутність в структурі сталі залишкового метастабільного аустеніту є необхідною, але недостатньою умовою високої здатності до зміцнення поверхні тертя за умов абразивного зношування. Показано позитивний вплив на підвищення здатності до зміцнення та зносостійкості сталей з метастабільним залишковим аустенітом високого вмісту у ньому вуглецю за незначного вмісту легуючих елементів. Встановлено, що в процесі відновлення деталей низьколегованими високовуглецевими матеріалами для запобігання виділенню карбідів необхідно здійснювати примусове охолодження наплавленого металу або його додаткове легування, що дозволяє забезпечити достатню стійкість аустеніту під час охолодження з одночасним збереженням високої здатності до деформованого зміцнення у разі зношування.

  Скачати повний текст

У роботі проведено системні дослідження зносостійкості наплавленого металу системи Fe-Cr-Mn-C в умовах ударно-абразивного впливу за різних коефіцієнтів динамічності (Кд). Визначено регресійні залежності твердості, фазового складу і ударно-абразивної зносостійкості від хімічного складу наплавленого металу, що стало основою для створення економнолегованих наплавлювальних матеріалів. Запропоновано методику вибору складу економнолегованих порошкових стрічок у різних умовах ударно-абразивного зношування, що характеризуються Кд. Розроблено наплавлювальні матеріали: ПЛ-Нп-230Х12Г2 та ПЛ-Нп-250Х10Г4Ф3 (Кд = 1,2-1,4), ПЛ-Нп-200Х12Г3 (Кд = 1,7-2,0), ПЛ-Нп-160Х12Г5 та ПЛ-Нп-100Х6Г4 (Кд = 3,5), ПЛ-Нп-200Х12Г5 (Кл = 1,4-3,5). Запропоновано програму розрахунку складу шихти порошкових стрічок на ЕОМ.

  Скачати повний текст

Уперше встановлено, що легування фосфором дозволяє значною мірою поліпшити триботехнічні характеристики низьколегованого наплавленого металу 20ХГСП за умов тертя металевих деталей. Виявлено, що у разі більш високого вмісту фосфору по межах зерен утворюється велика кількість евтектик, що перешкоджають утворенню гарячих тріщин завдяки ефекту "заліковування" їх зародків. Відзначено, що ці евтектики є причиною утворення холодних тріщин.

  Скачати повний текст

Розвинуто наукові принципи створення нових кавітаційно-корозійностійких наплавочних матеріалів на підставі результатів якісного та кількісного аналізу впливу масових співвідношень легувальних елементів на фазовий склад, зеренну будову, а також топографію та морфологію надлишкових фаз. Розроблено раціонально леговану сталь 06Х23Н18М5, яка характеризується підвищеною кавітаційно-корозійною стійкістю. Запропоновано механізм ймовірного впливу модифікування ітрієм на кінетику виділення зміцнюючих хімічностійких фаз у наплавленому матеріалі з аустенітною матрицею. Установлено, що мікродомішки ітрію сприяють рафінуванню сталі за рахунок утворення оксидно-сульфідних включень, які, ймовірно, можуть сприяти утворенню зародків інтерметалідної sigma-фази та залізохромистих карбідів у внутрішніх об'ємах зерен, внаслідок цього підвищуються захисні властивості (екранувальна здатність) сталі й експлуатаційна стійкість виробу в цілому. Розроблено лабораторну установку для експресних випробувань. Запропоновано математичні моделі, які дозволяють оцінити вплив основних легувальних елементів на кавітаційну та кавітаційно-корозійну стійкість, а також оцінити вплив кавітаційного та корозійного факторів на процес руйнування деталей і агрегатів.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці матеріалів, технології та обладнання для плазмового наплавлення з аксиальним подаванням порошкового дроту для виготовлення прес-форм скляних ізоляторів та інших виробів. Розроблено нову технологію із подвійним додатковим підігрівом дроту за рахунок збільшення вильоту і плазмової дуги. Проведено дослідження з метою підвищення ефективності плазмового наплавлення, забезпечення заданих властивостей шляхом розробки нових складів порошкових дротів. Визначено діапазон оптимальних режимів та вимог до плазмотронів і джерел живлення. Висвітлено процес нагріву електродного дроту, що подається через внутрішню порожнину неплавкого електрода, за віссю плазмової дуги, виділено чотири дільниці надходження тепла. Доведено, що теплові потоки в оболонку дроту найбільш великі на дільницях каналу сопла та видимого вильоту. Теплота від оболонки передається серцевині, компоненти якої підібрано з урахуванням можливих реакцій за достатньо високих температур. У відповідних режимах горіння дуг, значна частина окислів відшлаковується всередині порошкового дроту до його плавлення, що сприятливо відбивається на якості наплавленого металу. Основні результати роботи запроваджено під час наплавлення ряду деталей та інструментів, що працюють в агресивному середовищі та перемінних термічних циклах.

  Скачати повний текст