Розроблено інформаційну технологію технічної діагностики, що дає змогу обробляти в реальному режимі часу складні багатомірні дані різної природи й одержувати достовірну інформацію про міцнісні властивості металів. Автоматизації процесу діагностики досягнуто завдяки застосуванню гібридних нейронних мереж і систем підтримки прийняття рішень (СППР) за умов оптимального сполучення алгоритмів навчання нейронів і функцій належності нечітких множин. Запропоновано використовувати функцію бажаності Харрінгтона, на підставі якої та з засосуванням СППР зроблено висновок стосовно раціональності використання комбінації методів контролю. Розроблено базу знань для формування та модифікації нечітких правил. Показано, що для розв'язання задачі визначення межі міцності сталі найменшу похибку дає гібридна нейронна мережа з трикутними функціями належності та комбінованим алгоритмом навчання нейронів мережі. Розроблено математичну модель впливу розмірних і технологічних чинників на точність визначення вимірюваних характеристик, за результатами апробації якої на прикладі акустичного контролю показано, що найбільше впливають на точність вимірів геометричні розміри виробу та непаралельність поверхонь введення та прийому ультразвукових коливань. Наведено методику обліку факторів і практичні рекомендації з їх коректування.

  Скачати повний текст

Створено теоретико-експериментальні засади оцінювання воднево-корозійного руйнування конструкційних сталей, які працюють під впливом відповідного середовища з одночасною дією механічного навантаження. Досліджено процеси зародження та розвитку мікро- та макротріщин у конструкційних сталях під дією зазначених фізико-хімічних чинників і пружні динамічні поля, які за цього виникають у твердому тілі. Для ефективного виявлення цих процесів розроблено науково обгрунтовані підходи щодо акустико-емісійного діагностування тріщиноподібних дефектів на засадах механіки руйнування та з використанням акустико-емісійної моделі оцінки виникнення та докритичного розвитку корозійно-водневих тріщин у металічних тілах. Створена модель передбачає врахування фізико-хімічних процесів, що відбуваються у металі (зокрема у вершині тріщин) під час електролітичного переносу водню та наводнення з газової фази, а також домінувальної дії механізму водневого окрихчення. Показано, що ранні стадії зародження та розвитку тріщиноподібних дефектів корозійно-водневого походження супроводжуються дискретними сигналами акустичної емісії, за допомогою яких є можливим визначення механізмів водневого чи корозійного розтріскування сталей, ступінь їх об'ємної пошкодженості.

  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

Наведено результати експериментальних досліджень впливу попередньої пластичної деформації розтягом і стиском на рівень крихкої міцності деформованого металу. Розроблено методику експериментального визначення величини крихкої міцності деформованого матеріалу. Досліджено вплив гостроти текстури на рівень крихкої міцності деформованого металу. Встановлено існування критичних кутів розмиття текстурної компоненти, починаючи з яких з'являється вплив текстури на крихку міцність. Виявлено, що значення цих кутів залежить від типу текстури та матеріалу. Запропоновано модель крихкого руйнування деформованого металу, відповідно до якої основними факторами, що впливають на рівень крихкої міцності деформованого металу, є кристалографічна текстура та залишкові мікронапруження.

  Скачати повний текст

Досліджено анодну поведінку магнієвого сплаву з домішкою свинцю (МС), який завдяки унікальним електрохімічним властивостям дозволить суттєво удосконалити анодні характеристики існуючих електронних матеріалів. Визначено електрохімічні параметри електродів на основі запропонованого магнієвого сплаву, модифікованого свинцем, і встановлено можливість його використання як анодного матеріалу в хімічних джерелах струму та пристроях протикорозійного захисту. На підставі дослідження анодної поведінки магнієвих сплавів у розчинах хлориду та сульфату натрію та комплексного вивчення диференц-ефекту встановлено, що новий магнієвий сплав з свинцем більш рівномірно розчиняється, має меншу швидкість розчинення у порівнянні з існуючими магнієвими сплавами. Досліджено особливості анодної поведінки сплавів магнію в хлоридно-сульфатно-нітратних розчинах, вплив інгібіторів на анодне розчинення сплаву МС у хлоридному розчині та анодну поведінку сплавів магнію у хлоридамонійних розчинах. Запропоновано хімічне джерело струму мангано-магнієвої системи наливного типу для роботи за стаціонарних умов аналогічної існуючим мангано-цинковим елементам, електричні характеристики якого у 1,2 - 1,3 рази вищі за розрядною напругою і коефіцієнтом використання у порівнянні з елементами МЦ-системи. На підставі результатів випробувань властивостей магнієвих сплавів доведено безумовну перевагу сплаву МС у хлоридних, сульфатних розчинах і воді промислового та побутового призначення у порівнянні з магнієвими сплавами, які використовують.

  Скачати повний текст

Розроблено ймовірнісну модель багатоосередкової пошкоджуваності, яка базується на експериментально виявлених закономірностях множинного руйнування та описує процес об'єднання розсіяних поверхневих мікротріщин (МТ) з метою прогнозування межового стану конструкцій за критерієм формування тріщин межової довжини за рахунок об'єднання розсіяних МТ. На підставі експериментально виявлених закономірностей множинного руйнування сплаву Д16АТ розроблено методологію проведення числового моделювання багатоосередкової пошкоджуваності матеріалів і математичну модель, яка описує процес ушкодження матеріалу системою поверхневих МТ. Розроблена методика комп'ютерного моделювання багатоосередкової пошкоджуваності може бути використана для імітаційного моделювання множинного руйнування конструкційних матеріалів без проведення трудомістких натурних експериментальних досліджень. Межовий стан конструкції досягається за рахунок об'єднання МТ, які утворюють спочатку невеликі фрактали, що збільшуються з кожним етапом наробітку, а згодом лавиноподібно ростуть, поглинаючи МТ та фрактали, які попадають в зони їх впливу. Установлено, що для надійного прогнозування межового стану необхідно обмежитися часом в 70 % від загальної тривалості процесу накопичення пошкоджень до руйнування.

  Скачати повний текст

Вперше експериментально досліджено статистичний розподіл розмірів зерен первинної рекристалізації на поверхні та в об'ємі деформованих вальцюванням монокристалів алюмінію. Показано, що довжину та ширину зерен динамічної та статичної рекристалізації можна описати однією залежністю. Вперше математично оброблено результати механічних випробувань ряду жароміцних сталей. Встановлено статистичні залежності відношення довготривалої міцності до короткочасної, аналогічні статистичному розподілу розмірів рекристалізованих зерен. Проведено співставлення середнього розміру комірок за даними ТЕМ і розмірів ОКР, визначених рентгенівським методом у прокатному нікелю. Показано, що в обох випадках розміри елементів субструктури збільшуються зі зростанням деформації, що пов'язано з релаксацією внутрішніх напруг. Виявлено, що у разі використання різних способів механічного навантаження і різних матеріалів існує масштабна інваріантність кількісних параметрів структури та механічних властивостей жароміцних сталей. Підтверджено можливість контролювання механічних властивостей жароміцних сталей за допомогою релаксаційного структуроутворення. Показано вплив зварювання вибухом на структуроутворення в нікелі. З'ясовано, що наявність скейлінгу розмірів субструктурних параметрів свідчить про вагому роль релаксаційних процесів у формуванні структури. Теоретично обгрунтовано наявність скейлінгу структурних параметрів і знайдено математичні ознаки статистичних кривих розподілення для всіх досліджених випадків.

  Скачати повний текст

Розроблено ітераційну процедуру топологічного уточнення, яка дозволяє послідовно конструювати Фур'є-компоненти потенціалу міжатомної взаємодії у сплаві на основі даних першопринципних розрахунків повних енергій упорядкованих структур для сплаву з заданим складом. Деформаційні ефекти, обумовлені атомним розмірним неспівпадінням параметризовано у термінах узагальнених багаточастинкових сил Канзакі. Показано, що парні та непарні сили Канзакі швидко зменшуються за абсолютною величиною зі зростанням міжатомної відстані, зокрема абсолютна величина непарних сил суттєво менше парних. Показано можливість використання запропонованих методів для дослідження не лише сплавів, але й інших кристалів (наприклад, напівпровідників, магнетиків і низьковимірних систем).

  Скачати повний текст

Одержано відомості про формування структури та властивостей низькоенергетичних спеціальних за концепцією решіток співпадаючих вузлів міжзеренних і міжфазних границь у промислових металах і сплавах. Установлено механізм зародження, еволюцію та роль спеціальних границь у формуванні структури та властивостей зазначених матеріалів під час температурно-деформаційних обробок. Розроблено інноваційні енерго-ощадні технології виробництва труб-оболонок твел зі сплаву Zr1Nb, нафтогазопровідних труб підвищеної корозійної стійкості зі сталі 06Х1-У, гаряче- та холоднодеформованих труб зі сталі 02Х18Н11 з високою стійкістю проти міжкристалітної корозії, листового прокату зі сталі 10Г2ФБ з поліпшеними механічними властивостями. Виготовлено дослідні та промислові партії труб і листового прокату з підвищеною часткою спеціальних границь. На підставі результатів їх дослідження показано суттєве підвищення корозійних і механічних властивостей виробів.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологію порошкового алітування листової низьковуглецевої сталі. Розроблено ресурсоощадну технологію виробництва оснащення для хіміко-термічної обробки (ХТО) з високою експуатаційною довговічністю. Розроблено принципи вибору матеріалу листових заготівок з низьковуглецевої сталі, які підлягають алітуванню, з урахуванням забезпечення в них високої жаростійкості та мінімальної деформації. Ці властивості досягаються за однакової глибини шару з обох боків за товщиною листа, за цього основний метал між алітованими шарами повинен придбати після алітування евтектоїдну структуру. З застосуванням математичного планування експерименту досліджено вплив режиму алітування та параметрів термоциклювання, що імітує роботу оснащення ХТО, на структурно-фазові зміни в алітованому шарі.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив термоциклічної обробки на мікро- та субструктурну будову валкових і штампових сталей, механічні й експлуатаційні характеристики інструменту гарячої деформації та розроблено нові режими термоциклічної обробки (ТЦО) зі змінними температурами циклування, що допомагають гнучко керувати комплексом властивостей та підвищити довговічність інструменту. Визначено оптимальні режими ТЦО зі змінними верхніми та нижніми температурами в циклах для валкових сталей 50ХН і 60ХН, що проводяться з урахуванням переважного типу розруйнування робочої поверхні інструменту (тріщини розпалу та знос). Зазначено, що за допомогою певних параметрів ТЦО підвищено розпалостійкість в 1,4 - 1,5 рази, а також збільшено зносостійкість в 1,2 - 1,9 рази в порівнянні з типовим режимом обробки. Встановлено, що ТЦО застосовують як протифлокенову обробку, збільшуючи густину дислокацій в поверхневих шарах виробу, створюючи умови для більш ефективного видалення водню, розкрито практичне значення для сталевих валків великих розмірів. Доведено, що ТЦО штампових сталей 5ХНМ, 5Х2НМА і 5Х3В3МФС з охолоджуванням в масло з останнього нагріву і подальшим відпуском на твердість допомагає одержати більш дисперсну, однорідну мікроструктуру, підвищити стійкість сталей до розміцнення під час відпуска, покращити комплекс властивостей, підвищити зносостійкість сталі 5ХНМ на 11 - 22 %, розпалостійкість в 1,4 рази і більше, а також доведено, що ТЦО стимулює в сталях ефект вторинного твердіння.

  Скачати повний текст

Встановлено кількісні закономірності впливу хімічного складу промислових сталей на вміст в них водню. Створено комплекс комп'ютерних програм для оптимізації технологій ПФО металовиробів з урахуванням розподілів температур, структурних складових і напруг. Розроблено рекомендації щодо вдосконалення ПФО мелючих куль і залізничних рейок за умов ВАТ "Азовсталь", які дозволили знизити відбракування по флокенах на 30 - 50 %.

  Скачати повний текст

Розглянуто розвиток взаємоузгоджених підходів до термодинамічного та кінетичного методів моделювання дифузійних процесів і процесів фазоутворення у потрійних системах і розроблено методи розрахунку ефективних кінетичних коефіцієнтів для двофазних дифузійних зон. За моделювання процесу взаємної дифузії з використанням взаємоузгодженої моделі розрахунку діаграми стану та дифузійної взаємодії в потрійній системі Ті - АІ - N показано, що розроблена модель ефективного середовища описує перколяційну поведінку двофазної зони у разі довільних значень об'ємних часток фаз. Показано, що за використання лігатур з високим вмістом алюмінію навколо частинки виникає окіл альфа-фази, який перешкоджає дифузійному перерозподілу ванадію та негативно впливає на процес гомогенізації, сприяє виникненню пор на межі між лігатурами та матрицею. Розв'язано задачу дифузії для потрійної системи Fе - Ni - Сr в конфігурації Т-зразка з використанням побудованої взаємоузгодженої моделі. Доведено, що додавання Nі до системи Ni - Cr спричинює досить значний вплив на швидкість дифузійної взаємодії атомів хрому та заліза. Розв'язано обернену задачу дифузії для потрійної системи Ni - Cu - Zn з використанням методик Матано-Больцмана та Даянанди.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено існування 9 нових тернарних сполук. Встановлено області гомогенності для сполук змінного складу. Описано кристалічну структуру для всіх тернарних сполук методом порошка та монокристал. Визначено електроопір для 6 синтезованих сполук та для 6 раніше відомих, які характеризуються металічним типом провідності.

  Скачати повний текст

За результатами досліджень побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану систем U - {Co, Ni, Cu} - In за температури 870 К у повному концентраційному інтервалі. У цих та споріднених системах U, Th - {Ni, Cu, Pd} - In, Sn виявлено існування семи нових тернарних сполук (для однієї відомої знайдено ще дві поліморфні модифікації), для восьми - за методами монокристалу та порошку встановлено кристалічну структуру, для однієї - частково. Вивчено залежності магнітної сприйнятливості, питомого електроопору, питомої теплоємності та відносного видовження зразка від температури, намагніченості від напруженості магнітного поля для двох сполук.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено фазові рівноваги в системах {Pr, Sm, Dy, Tm} - Cu - Ge та {Sm, Dy, Tm} - Cu - Sb у повному концентраційному інтервалі за 870 K, побудовано відповідні ізотермічні перерізи діаграм стану. Підтверджено існування 25-ти, уточнено склад щодо 10-ти з них та знайдено 15 нових тернарних сполук, визначено структурні параметри щодо 28-ми сполук. Встановлено межі протяжності твердих розчинів на основі бінарних сполук і області гомогенності тернарних. Проведено повні структурні уточнення на базі 34-х масивів дифракційних даних від полікристалічних зразків.

  Скачати повний текст

Із використанням методів теорії функціонала електронної густини досліджено взаємозв'язок між структурною та магнітною підсистемами в MnAs. Показано, що зміна симетрії кристалічної гратки у разі виникнення ефекта феромагнетизму обумовлена конкуренцією магнітного та структурного параметрів порядку. Проведено систематичне дослідження впливу аніонного та катіонного заміщень на електронну структуру та величину локальних маганітних моментів гексагонального MnAs. Наведено рекомендації щодо оптимального для магнітокалоричного застосування легування MnAs. Теоретично обгрунтовано й експериментально підтверджено існування потрійної точки на фазовій діаграмі температура - концентрація. Розроблено концепцію змішаних магнітних станів, яка несуперечливо пояснює поведінку цих сплавів у магнітному полі.

  Скачати повний текст