Наведено комплексну оцінку основних закономірностей впливу хімічної природи неметалевих включень (НМВ) сталі на її довговічність та ефективність поверхневої модифікації. На базі одержаних даних розроблено синергічні металохелатуючі композиції (СМХК) на вторинній сировині зі зниженою екологічною небезпекою та з високою ефективністю підвищення довговічності сталі в агресивних середовищах наномасштабним поверхневим металохелатуванням. Встановлено ряди небезпеки НМВ у сталі 20, Х18Н10Т модельних плавок: оксиди, нітриди, сульфіди та пластичні силікати за електрохімічною гетерогенністю, наводнюванням у NACE й інших наводнювальних технологічних сердовищах; за концентрацією термічних (мозаїчних) механічних напружень на міжфазній межі Me-НМВ. Розроблено на базі кореляцій показників фізико-хімічних явищ на поверхні, в поверхневому шарі й об'ємі металу з характеристиками синергістів активні синергічні металохелатуючі композиції, які є ефективними для поверхневої модифікації сталі з метою підвищення її довговічності, експлуатаційної надійності й екологічної безпеки. Здійснено практичне впровадження основних результатів наукового дослідження.

  Скачати повний текст

Уперше системно досліджено вплив температурно-часових параметрів кристалізації на характеристики первинної та вторинної литої структури, фізико-механічні властивості конструкційних сталей та можливості їх спадкування за наступних технологічних операцій термічної та хіміко-термічної обробки. Визначено, що відповідні зміни залежно від умов кристалізації відбуваються на рівні тонкої кристалічної будови. З'ясовано, що підвищення швидкості охолодження призводить до зростання густоти дислокації, викривлень кристалічної гратки, подрібнення блоків мозаїки. Це зумовлює більш тривале закріплення закладених під час кристалізації спадкових ознак. Уперше показано, що литі сталі з різною вихідною литою структурою наслідують певні структурно-фазові ознаки на рівні макро- та мікроструктури, тонкої кристалічної будови після зміцнювальної термічної обробки та забезпечують збереження закладених під час кристалізації високих показників міцності та в'язкості швидкоохолоджених салей. Ефект спадкування є наявним у разі тривалого аустенічного нагріву та наступного гартування й відпуску. Це виявляє додаткові технологічні можливості одержання спадково дрібнозернистих сталей. Доведено закономірний спадковий зв'язок вихідної литої структури зі структурою та властивостями дифузійного шару та серцевини сталей у разі цементації та азотування. Відзначено, що дрібнозерниста лита структура швидкоохолоджених за умов кристалізації сталей з високим рівнем дефектів кристалічної будови та розвиненою системою міжзеренних меж зумовлює більш активний процес дифузійного насичення сталі, зростання глибини та твердості дифузійного шару. Зазначено, що установлені кількісні залежності рівня механічних властивостей виливків, температурно-часових умов кристалізації, структуроутворення та наступної їх термічної обробки дають змогу реалізувати можливості прогнозування та забезпечення заданого комплексу властивостей литих сталей.

  Скачати повний текст

Досліджено процес одержання гарячештампованих порошкових сталей і вперше виявлено існування декількох конкуруючих процесів, суперпозиція яких призводить до змін мікроструктури та механічних властивостей матеріалів. Встановлено, що дія процесів деформації призводить до подрібнення структурних елементів, а самовідпалювання - до зворотнього ефекту - їх укрупнення, що супроводжується процесами зміцнення та знеміцнювання матеріалів та проявляється в екстремальних залежностях параметрів тонкої кристалічної структури та механічних властивостей від температури штампування. Виявлено, що у процесі гарячого штампування формується градієнтна тонка кристалічна структура по перерізу заготовки. Вперше з використанням сучасних підходів для обробки результатів рентгенографічних досліджень - методу гармонічного аналізу профілю рентгенівської лінії та методу апроксимації з застосуванням пакету комп'ютерних програм одержано кількісні характеристики параметрів тонкої структури у різних частинах штамповки. На рівні параметрів тонкої кристалічної структури виявлено її відмінності у периферійній і внутрішній областях заготовок з порошкових гарячештампованих сталей залежно від температури нагрівання під штамповку та їх хімічного складу. Вперше з урахуванням внутрішньозеренної структури визначено температури нагрівання під штамповку, за яких у досліджених порошкових гарячештампованих сталях формується структура близька до однорідної. Встановлено закономірності формування субструктури в порошкових сталях, які використано для прогнозування та керування механічними властивостями порошкових сталей конструкційного призначення залежно від технологічних параметрів їх одержання. Показано, що для визначення кількісних характеристик параметрів тонкої структури порошкових гарячештампованих сталей найбільш інформативним і коректним є метод гармонічного аналізу профілю рентгенівської лінії.

  Скачати повний текст