Досліджено закономірності впливу режиму термоциклування на структуроформування дифузійного шару за умов хіміко-термічної обробки напиленого порошку заліза та спікання порошкових матеріалів. Аналітично встановлено взаємозв'язок формування товщини дифузійного шару з критичною концентрацією насичувального елементу, яка зумовлює фазове перетворення. З використанням характеристичних частот коливань атомів кристалічної гратки є можливим оцінювання енергії фазового переходу в системі з достатньою надійністю через приховану теплоту перетворення.

  Скачати повний текст

Проаналізовано кінетичні закономірності початкової стадії спікання під час мікрохвильового нагрівання, зокрема, процеси росту контакту та зближення цетрів сферичних частинок, досліджено кінетику ущільнення компактів з сферичних порошків матеріалів з різним типом поглинання енергії НВЧ у порівнянні з традиційним спіканням. Використано модельні зразки у вигляді сферичних частинок металів і кераміки з метою визначення основних механізмів спікання на початковій та проміжній стадіях мікрохвильовою спікання. Проведено систематичне порівняльне дослідження процесів росту перешийку й ущільнення для порошків сферичної форми металів і кераміки за умов мікрохвильового опромінення та під час традиційного спікання. Виявлено аномальний ріст перешийку під час мікрохвильового спікання порошку міді, заліза, нікелю, плавленого карбіду вольфраму, що спричинено виникненням зон розплавів між частинками під час початкової стадії мікрохвильового спікання, і підтверджується значеннями коефіцієнтів дифузії й енергії активації процесів дифузії.

  Скачати повний текст

Запропоновано та досліджено математичні моделі перебігу температурних процесів і процесів високотемпературної дифузії під час гарячого пресування, спікання та термічної обробки виробів з порошкових матеріалів з постійно та періодично діючими внутрішніми та зовнішніми джерелами тепла. Моделі розглянуто у вигляді нелінійних крайових задач для рівняння теплопровідності та дифузії. Побудовано різницеві схеми для розв'язання крайових задач з нелінійними крайовими умовами та параметрами, що залежать від часу. Наведено алгоритми та розроблено програмні модулі для комп'ютерного моделювання теплових процесів і процесів дифузії. Запропоновано блок-схеми керування температурним полем у разі високотемпературної термічної обробки матеріалів.

  Скачати повний текст

Створено теоретичну методологію, яка дає змогу дослідити еволюцію бімодальної пористої структури у реальних макроскопічних тілах під час спікання з урахуванням неоднорідностей, прикладених зовнішніх сил і кінематичних обмежень. Базуючись на теоретичних концепціях сучасної мікромеханіки, розроблено замкнену реологічну теорію спікання біпористого середовища, яка передбачає врахування значень внутрішніх параметрів стану, що характеризують структуру порового простору, а саме: вміст пор певного розміру та для кожного з цих параметрів сформульовано рівняння еволюції, які узгоджуються зі структурою біпористого тіла та законом збереження маси. З використанням розробленої континуальної теорії спікання біпористих матеріалів за допомогою комп'ютерного моделювання досліджено процеси спікання за одновісного навантаження агломерованих порошків і одержання багатошарових градієнтних фільтруючих матеріалів з порошку сталі ШХ15 за методом сухого радіально-ізостатичного пресування з подальшим спіканням. Показано, що бімодальна пориста структура може бути джерелом генерування дефектів під час спікання, якщо певні ділянки межі не є вільними. Удосконалено технологічний процес одержання багатошарових пористих проникливих матеріалів, за яким використовуються порошки сталі ШХ15.

  Скачати повний текст

Описано існуючі математичні моделі процесу гарячого ізостатичного пресування (ГІП) нових порошкових матеріалів і комп'ютерні програми, які дозволяють моделювати даний процес. Розглянуто їх особливості, переваги та вади. Удосконалено математичну модель процесу ущільнення шляхом впровадження можливості проводити розрахунки з застосуванням закону повзучості Дорна. Розроблено методики експериментального знаходження вхідних параметрів моделі - механічних характеристик матеріалу та функції відносної щільності. На базі удосконаленої моделі розроблено комп'ютерну програму, яка дозволяє обробляти дані процесу, що розглядається, передавати результати до єдиної бази даних і моделювати ущільнення порошку. Досліджено вплив точності визначення вхідних параметрів моделі на точність розрахунків часу повного ущільнення порошків. Виконано числові експерименти з моделювання ущільнення у процесі ГІП для перевірки адекватності удосконаленої математичної моделі. Проведено моделювання ущільнення порошку нікелевого сплаву Udimet-700 за різних температур і підвищеного тиску. Визначено раціональні комбінації кінцевих сполучень тиску та температури, за яких час ущільнення мінімальний.

  Скачати повний текст