Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено три типи взаємодії. Визначено кінетичні параметри, коефіцієнти швидкості та енергії активації газонасичення. Підтверджено, що у високому вакуумі внаслідок сублімації та газонасичення відбуваються фазово-структурні зміни у поверхневому шарі металу, які зумовлюють мікрорельєф на поверхні, зміну хімічного складу та твердість поверхневого шару шляхом сублімації легувального елементу та дифузійного насичення домішками втілення. Показано, що напруження, циклічна зміна температури та "призматична" текстура прискорюють дифузійні процеси. Удосконалено фізико-математичну модель високотемпературної взаємодії типових сплавів із газами.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень та аналізу впливу термічної обробки та легування на фазовий склад, структуру та механічні властивості сплавів на основі системи Ті - Si. Показано, що загартування сплавів системи Ті - Si - X (де X - Аl, Zr, Nb, Мо) одержує широкий спектр пересичених твердих розчинів з різним структурно-фазовим станом і фізико-механічними властивостями. Визначено вплив легувальних елементів на параметри решіток, кристалічну симетрію, а також морфологію та субструктуру титанових мартенситів. Виявлено сумісне протікання процесів впорядкування та зміни симетрії решітки із ГПУ в орторомбічну симетрію в сплавах Ті - 4Sі - 4Нf і Ті - 4Sі - 4Zr (ат. %). Показано суттєве підвищення властивостей міцності під час загартування сплавів Ті - Sі - Х, особливо сплавів, легованих Нf і Zr. Встановлено, що модуль пружності всіх сплавів після загартування знижується. Зазначено, що для визначення впливу швидкості охолодження та легування цирконієм на структурно-фазовий стан і механічні властивості сплавів Ті - Sі проведено їх поверхневе загартування.

  Скачати повний текст

Створено й апробовано універсальну комп'ютерну модель рекристалізації та росту зерна у полікристалічних металічних матеріалах. Досліджено методи комп'ютерного моделювання даних процесів у деяких важливих конструкційних матеріалах, зокрема, сплавах на основі титану та заліза. Вперше розроблено й апробовано тривимірну, фізично обгрунтовану, статистично достовірну модель, в якій моделювання рекристалізації та росту зерна поєднано у межах єдиного наближення Монте-Карло. Вихідними параметрами моделі є зеренна мікроструктура (середній розмір і форма зерен), текстура, зокрема просторовий розподіл текстурних компонент, орієнтаційні залежності енергії та рухливості границь, просторовий розподіл накопиченої енергії деформації, а також кінетичні та кристалографічні параметри зародкоутворення. Показано, що дана модель дозволяє досліджувати еволюцію мікроструктури та текстури, проводити їх статистичний аналіз та одержувати на будь-якому етапі структурних перетворень залежності кінетичних параметрів, які описують полікристалічний стан металічних матеріалів. Модель використано для дослідження еволюції мікроструктури та текстури під час відпалу реальних текстурованих полікристалічних металічних матеріалів. Особливу увагу приділено дослідженню мікроструктурних і текстурних змін у промислових сплавах на основі титану та заліза, для яких наявні необхідні для порівняння експериментальні дані. Доведено, що використання створеної моделі дозволить підвищити ефективність досліджень, необхідних для оптимізації термомеханічної обробки металічних матеріалів.

  Скачати повний текст

Створено високоміцний технологічний сплав високої зварюваності, технологічні та експлуатаційні властивості якого не нижчі, ніж у промислового сплаву ВТ22. Визначено вплив легуючих елементів та ступеню легування на зварюваність сплаву. Показано, що легування комплексом Nb+Fe забезпечує високу зварюваність, рівноміцність електронно-променевого зварювання (ЕПЗ) з'єднань основному металу за високих значень ударної в'язкості металу шву і зони термічного впливу (ЗТВ). Для подальших досліджень запропоновано багатокомпонентний сплав системи Ti - Al - Mo - V - Nb - Fe - Zr. Встановлено, що сплав володіє вискою зварюваність під час виконання зварних з'єднань ЕПЗ та аргоно-дуговим зварюванням (АДЗ) вольфрамовим електродом як наскрізним проплавленням, так і по шару флюсу. Виявлено залежність температури поліморфного перетворення від системи легування, вивчено вплив параметрів деформування куванням та прокаткою на структуру та механічні властивості сплаву, досліджено вплив режимів термічної обробки на фазовий склад, структуру та властивості напівфабрикатів. На підставі ресурсних випробувань доведено, що втомна довговічність сплаву T110 по основному металу на типових зразках перевищує показники сплаву ВТ22. Проведено втомні випробування зварних з'єднань і встановлено, що їх довговічність відповідає встановленому ресурсу випробувань. З'ясовано, що найбільш стійкими щодо втомних навантажень виявлися ЕПЗ з'єднання. Показано високу стійкість сплаву Т110 щодо утворення втомних тріщин.

  Скачати повний текст

Встановлено нові закономірності формування карбонітридних і карбооксидних шарів регламентованого структурно-фазового стану за багатокомпонентного термодифузійного насичення у вуглець-азот-кисневмісних середовищах. На підставі цього розроблено основи інженерії поверхні титанових сплавів для підвищення зносо- і корозійної тривкості. Систематизовано вплив температурно-кінетичних і газодинамічних параметрів карбонітрування та карбооксидування на склад потрійних сполук і характеристики модифікованих шарів. Встановлено шляхи зниження температури процесів карбонітрування та карбооксидування титанових сплавів нижче поліморфного перетворення. Показано, що зниження температури веде до зменшення вмісту вуглецевої компоненти у складі потрійної сполуки. Обгрунтовано та підтверджено можливість формування карбонітридних і карбооксидних покриттів без контакту з графітовою засипкою (неконтактний спосіб) за температур нижче поліморфного перетворення та показано технологічні переваги неконтактного способу насичення перед контактним. Запропоновано пояснення механізмів формування карбонітридних і карбооксидних покриттів, які відбуваються поетапно, через формування бінарних сполук (нітридів, карбідів) нестехіометричного складу та їх подальшу трансформацію у потрійні сполуки внаслідок взаємодії з активними компонентами (вуглецем, киснем) насичуючого середовища. Обгрунтовано критерії до фазового складу та морфології багатокомпонентних покриттів для забезпечення максимального рівня захисних властивостей у агресивних розчинах неорганічних кислот.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено теоретичному визначенню концентраційно-температурних областей стійкості гексагональної щільно упакованої (ГЩУ) гратки і ОЦК твердих розчинів титану ізоморфного (Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Nb, Ti-V) та евтектоідного (Ti-Fe, Ti-Cr) типів по відношенню до ізоструктурних фазових перетворень та їх можливого впливу на кристалічну будову мартенситних фаз. Показано, що ГЩУ твердий розчин є нестійким по відношенню до атомного впорядкування із формуванням антифазних ізоструктурних доменів у всіх вивчених сплавах, проте лише в сплавах ізоморфного типу характер модуляції концентрації при атомному впорядкуванні сприяє орторомбічному спотворенню кристалічної гратки, а перехід до впорядкованого стану відбувається при відносно високих температурах, що в результаті приводить до утворення орторомбічного мартенситу. Запропоновано методологію розрахунку кристалогеометричних параметрів орторомбічного мартенситу, з допомогою якої знайдено пояснення ефекту монодоменізації пластин мартенситу, а також передбачено аномальну поведінку сплавів системи Ti-Nb із збільшенням вмісту ніобію.

  Скачати повний текст

Досліджено процес керованого формування трибологічних систем на поверхні титанових сплавів у результаті низькотемпературного безводневого азотування у тліючому розряді. Експериментально доведено можливість управління фізико-механічними та трибологічними характеристиками модифікованих поверхневих шарів, що сприяє підвищенню мікротвердості поверхні, її зносостійкості залежно від умов експлуатації. На підставі енергетичних підходів розроблено модель поверхневих процесів, запропоновано систему аналітичних показників, які корелюють з результатами обробки у реальних технологічних режимах у взаємозв'язку з їх параметрами (температура поверхні, тиск газового середовища, його склад, тривалість обробки, електричні характеристики розряду - напруга та густина струму). Зроблено експериментальну перевірку запропонованої моделі на титанових сплавах різних марок. З урахуванням вимог подальшої експлуатації обгрунтовано шляхи оптимізації технології керованого формування трибологічних систем на поверхні титанових сплавів за допомогою низькотемпературного безводневого азотування у тліючому розряді.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади синтезу порошкових титанових сплавів, що мають густину, близьку до теоретичної, та комплекс високих механічних властивостей за технологічно найпростішою схемою "пресування - спікання" без використання гарячої деформації. Запропонований метод передбачає використання порошку гідриду титану замість традиційного титанового, що має визначальний вплив на кінцеву густину сплавів (залишкова пористість не перевищує 1 %) і, відповідно, досягнення високого рівня фізико-механічних властивостей. Показано, що позитивний ефект від використання гідриду титану досягається завдяки: подрібненню крихких гідридних частинок на стадіях пресування, що суттєво зменшує розмір початкових пор; дисоціації гідриду під час спікання, що супроводжується утворенням активованої титанової матриці та забезпечує прискорення дифузійного масопереносу; відновлювальній дії атомарного водню, який виходить з кристалічної гратки титану.

  Скачати повний текст

Розроблено фізико-хімічні основи інтенсифікації термодифузіонного насичення титанових сплавів у молекулярному азоті. Оцінено ефективність та умови використання чинників інтенсифікації - температури, циклічної зміни температури, парціального тиску азоту. Встановлено вплив вихідної текстури деформації на інтенсивність взаємодії титанових сплавів з азотом. Розвинуто модельні уявлення про фазоутворення на поверхні титанових сплавів у азоті, що містить кисень. Виявлено особливості поверхневих нітридних плівок, сформованих за умов термоциклування. Запропоновано механізм формування оксинітридів на поверхні титанових сплавів. Встановлено взаємозв'язок між чинниками інтенсифікації та морфологією азотованих шарів титанових сплавів. Вперше запропоновано підходи до інженерії поверхні титанових сплавів у процесі азотування, що дозволяє керувати структурно-фазовим станом приповерхневих шарів і забезпечувати регламентований рівень поверхневого зміцнення. Отримані структурно-фазові стани приповерхневих шарів проаналізовано, зважаючи на їх функціональну придатність. Оптимізовано режими та схеми хіміко-термічної обробки для формування азотованих шарів з підвищеною зносо- та корозійною тривкістю.

  Скачати повний текст

Встановлено, що титанові бета сплави у загартованому на метастабільну фазу стані мають різну деформаційну здатність, яка визначається схильністю до формування в бета фазі субзеренної структури. Показано, що необхідною умовою для утворення дрібнозернистої структури з середнім розміром зерна до 10 мкм під час рекристалізації за умов неперервного нагрівання є мінімальна ширина інтервалу рекристалізації. Зазначено, що в усіх досліджених сплавах розпад метастабільної бета фази може відбуватися за двома принципово відмінними механізмами: стадійним (виділенню альфа фази передує утворення проміжних фаз) і прямим (альфа фаза виділяється прямо в матриці). Доведено, що для отримання оптимальної комбінації міцності та пластичності необхідне проведення розпаду метастабільної бета фази за термокінетичних умов, що відповідають реалізації стадійного механізму розпаду.

  Скачати повний текст