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

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 проблему підвищення ефективності поверхневого пластичного деформування (ППД) обкачуванням роликами деталей з високоміцних сталей 30ХГСН2А та 45ХНМФА шляхом наведення у поверхневому шарі деталі рівня залишкових стискувальних макронапружень. Проаналізовано основні закономірності формування залишкового напруженого стану в процесі деформування обкачуванням роликами. Відзначено, що критерієм якості поверхні деталей з високоміцних сталей після ППД є рівень залишкових напружень. Визначено знеміцнені локальні зони на поверхні деталей (за рівнем стискувальних залишкових напружень) на основі рентгенівської тензометрії для виміру напружень. З'совано, що за допомогою даних зон знижується ефективність ППД та втомна міцність (границя витривалості зменшується на 30 %). Описано оптимальні способи зміцнення деталей за результатами проведених комплексних досліджень фізико-механічних та структурних характеристик залишкових напружень. Доведено, що за рахунок змін технологічної схеми обкачування роликами збільшується довговічність деталей з високоміцних сталей у 2 - 2,5 рази.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності формування комплексних покриттів B, Cr, Al, розроблено їх оптимальні склади та технології одержання для деталей машин, інструмента та технологічного оснащення, які працюють за умов абразивного зношування. Виявлено, що стійкість даних виробів підвищилась у 3 - 4 рази (акт від 7 березня 2008 р.).

  Скачати повний текст

Експериментально встановлено зв'язок між появою сигналів електрорушійної сили та кінетикою мартенситного перетворення. Показано, що електричні сигнали реєструється лише у сплавах з вибуховим мартенситним перетворенням (МП). Природа появи сигналів обумовлена термоелектричними процесами за протікання МП. Зазначено, що накладання зовнішнього магнітного поля призводить до реєстрації додаткових сигналів обумовлених ефектом Фарадея. Вперше, під час зворотного МП, у сплавах системи Fe - Ni зареєстровано появу сигналів і встановлено, що кінетика зворотного перетворення аналогічна прямому. Встановлено, що на вигляд сигналів суттєво впливає швидкість охолодження/нагрівання. Оптимальною швидкістю охолодження є 0,01 - 40 °/хв., нагрівання - 2 - 50 °/хв. Визначено швидкість поширення перетворення за зворотного МП. Вона вдвічі менша у порівнянні з прямим МП.

  Скачати повний текст

Установлено, що втрата механічної стійкості аустеніту має прояв у зменшенні модуля зсуву й енергії дефекту пакування та і у генерації перед початком мартенситних перетворень "свіжих" дислоскацій, які рухаються у напрямку концентраційних зародкових неоднорідностей. За методом електронної просвічувальної мікроскопії in situ показано, що залежно від величини енергії дефекту пакувння такі дислокації сприяють утворенню alpha та epsilon мартенситів. Запропоновано дислокаційні механізми утворення цих фаз. Уперше за умов in situ спостережень за допомогою електронного мікроскопа показано, що за умов швидкісних локальних нагрівань на поодиноких дислокаціях та їх скупченнях утворюються зародки рекристалізації без участі полігонізації. від поступового продавлювання продуктів дисоціації до вибухоподібного їх закидання у ферит. Установлено взаємозв'язок між розміром зерна, шириною та геометрією розташування смуги Чернова - Людерса відносно напрямку докладеного зусилля. Для цього випадку запропоновано розглядати механізм пластичної деформації на макрорівні як колективну форму руху зерен та їх частин, основними елементами якої є проковзування вздовж границь, а як запускаючий механізм на мікрорівні є дислокаційне ковзання всередині зерен.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Уперше вивчено рівноважний склад активної газової фази, хімізм і термодинамічну імовірність карбідоутворення за умов комплексного насичення вуглецевих сталей і твердих сплавів ніобієм і хромом. Показано можливість використання одержаних за цього результатів для створення нових способів нанесення карбідних покриттів, що дають змогу знизити витрату вихідних реагентів, запобігти утворенню зневуглецьованих зон під дифузійним шаром і легуванню карбідних фаз небажаними домішками, підвищити активність газової фази і швидкість росту карбідних покриттів з високим рівнем експлуатаційних властивостей. Досліджено процес комплексного насичення поверхні вуглецевих сталей і твердих сплавів ніобієм та хромом. Установлено вплив співвідношення вихідних реагентів і температурно-часових умов ведення процесу на склад, структуру та властивості покриттів. Визначено особливості структуроутворення, фазовий і хімічний склади покриттів, їх кінетику росту, а також їх взаємозв'язок з одержуваними властивостями та експлуатаційними характеристиками. Показано, що легування шару карбіду ніобію хромом супроводжується незничним зниженням його мікротвердості та, водночас, - зменшенням мікрокрихкості та збільшенням зносостійкості, жаростійкості, корозійної та кавітаційної стійкості покриттів. Виявлено вплив магніто-абразивної обробки на структуру та властивості твердосплавного інструменту з ніобійхромовим покриттям.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено природу магнітних ефектів під час фазових перетворень у сплавах Fe - B, Fe - Si - B, Fe - C за різних метастабільних станів. Розроблено методику аналізу магнітних характеристик, аналітичну частину якої побудовано, базуючись на адитивності намагніченості сплавів. Одержано співвідношення, які взаємозв'язують експериментально виявлені зміни магнітних властивостей зі змінами відносної кількості фаз у досліджених сплавах, що перебувають у нерівноважному стані. Установлено, що послідовність фазових перетворень (розпаду мартенситу, розпаду залишкового аустеніту та утворення карбідних фаз) зберігається за змін кількості залишкового аустеніту в широких межах. З урахуванням закономірностей фазових перетворень під час нагріву загартованого сплаву Fe - C проаналізовано послідовність утворення боридів у процесі кристалізації аморфних сплавів Fe - B, Fe - Si - B. Досліджено фазові перетворення, що відбуваються під час нагріву сплавів Fe - B та Fe - Si - B. Визначено температурні інтервали даних перетворень, а також магнітні властивості вихідних фаз та тих фаз, що утворюються під час кристалізації. Показано, що за умов збільшення вмісту кремнію та бору, зростає стабільність амофрного стану, температура Кюрі, інтервал кристалізації та зменшується питома намагніченість аморфних сплавів.

  Скачати повний текст

Досліджено механізм масопереносу хрому під час дифузійного карбідного поверхневого легування (ДКПЛ) залізовуглецевих сплавів і дифузійного поверхневого хромування в насичуючих порошкових сумішах карбідоутворювачів або їх феросплавів, оксиду алюмінію і хлористого амонію. Проведено системний термодинамічний аналіз хімічних процесів під час ДКПЛ з урахуванням побічних реацій та впливу домішок в компонентах шахти, а також аналіз фазових переходів хлоридів, які утворюються під час хіміко-термічної обробки (ХТО). На підставі виведеного механізму масопереносу хрому, визначено стадії, що лімітують процес ДКПЛ та запропоновано нову методику активації та коректування насичуючих сумішей. Проведено експериментальну перевірку адекватності газово-рідинного механізму масопереносу під час ДКПЛ, яка підтвердила утворення плівки сольового розплаву на металічних поверхнях під час ХТО. Експериментально показано підвищення відтворюваності результатів легування та строків служби шихти завдяки використанню нової методики активації та коректування.

  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

На підставі узагальнення результатів аналізу сучасних тенденцій розвитку матеріалознавства зносостійких і конструкційних матеріалів розроблено комплексний підхід щодо створення технологічних процесів одержання порошкових композиційних матеріалів на основі заліза для роботи за умов підвищення навантажень та інтенсивного тертя, а також ефективних маловідходних технологій виготовлення з них виробів з метою забезпечення заданого комплексу властивостей. Обгрунтовано доцільність і встановлено ефективність використання безабразивних шламових відходів підшипникової сталі як основи для одержання виробів з порошкових зносостійких і конструкційних матеріалів. Вивчено основні технологічні та структурно-фазові характеристики газорозпилених порошків швидкоріжучої сталі й особливості сплавоутворення у процесах їх спікання (зокрема, активованому) та гарячого штампування. Розроблено новий ефективний технологічний процес одержання високощільних композитів системи сталь - карбід титану з застосуванням методу гарячого штампування спечених заготовок. Досліджено основні закономірності формування структури на всіх стадіях технологічного процесу. Створено математичні моделі для числового моделювання ряду схем гарячого штампування пористих заготовок з урахуванням контактного тертя та встановлено основні закономірності ущільнення і формоутворення.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності структуроутворення та формування властивостей вуглецевої сталі у разі охолодження високошвидкісним газовим потоком та розроблено технологічні засади екологічно чистого та ресурсоощадного процесу термічної обробки дроту, призначеного для холодної пластичної деформації. Вивчено особливості розпаду переохолодженого аустеніту та структури, що формується, вуглецевої сталі у разі традиційного патентування з застосуванням розплаву селітри або свинцю та високошвидкісного газового потоку як охолоджуючих середовищ. Показано, що технологія газового патентування забезпечує формування мікроструктури та властивостей вуглецевої сталі, аналогічних властивостям, одержуваним після патентування в розплаві селітри (свинцю), що дало змогу замінити традиційне, що застосовується під час виробництва сталевої стрічки для виготовлення поршневих кілець двигунів внутрішнього згоряння.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню ефективності одержання листового композитного прокату з високохромистої сталі з використанням способу послідовного розливання в одну виливницю сталей різного складу. Вивчені особливості формування структури та зміни механічних властивостей композитної високохромистої сталі в області температур гарячої деформації. Встановлені діапазони хімічного складу, які дозволяють забезпечити у внутрішній зоні композитного листового прокату однофазну феритну або двофазну ферито-мартенситну структуру. Рекомендовані оптимальні температурні режими термічної обробки гаряче- та холоднокатаного композитного прокату. Досліджені механічні та витяжні властивості, його експлуатаційні характеристики. Показана ефективність використання досліджуваного холоднокатаного композитного прокату для виготовлення деталей методом холодного штампування. Проведені дослідно-промислові випробування розробок.

  Скачати повний текст

Досліджено природу утворення різнозернистості та розроблено технологічні параметри виробництва гарячекатаного тонкоштабового прокату, що дозволяють одержати структурний стан і рівень механічних властивостей сталі, близькі до хлоднокатаного стану. Встановлено закономірності впливу температурно-деформаційних режимів гарячої прокатки та наступного охолодження на структуро- та текстуроутворення низьковуглецевої сталі у поверхневих і серединних шарах тонких гарячекатаних штаб. Проведено порівняльний аналіз структури та текстури тонких гарячекатаних і холоднокатаних штаб з низьковуглецевої сталі, виробленої за діючою технологією. Встановлено причини підвищеного рівня міцнісних і зниженого - пластичних властивостей в гарячекатаному прокаті у порівнянні з холоднокатаним. Досліджено вплив хімічного складу сталі, ступеня гарячої деформації прокату та швидкості його охолодження на положення фазових областей за умов безперервного охолодження. Проаналізовано вплив температури та ступеня деформації низьковуглецевого гарячекатаного тонкоштабового прокату, а також умов наступного охолодження на процеси рекристалізації та текстуроутворення. Встановлено, що виникнення різнозернистості є наслідком різниці в текстурі та пружно-напруженому стані поверхні та центра штаби. Для умов промислового виробництва тонкої гарячекатаної штаби розроблено рекомендації, що дозволяють запобігти утворенню грубозернистої структури у поверхневих шарах штаб.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення абразивної, ударно-абразивної зносостійкості та зносостійкості за умов сухого тертя, а також механічних властивостей нових економно легованих марганцем сталей за рахунок раціональних режимів зміцнювальних технологій, що передбачають використання принципу керованої самотрансформації сталей з метастабільним аустентом під час реалізації деформаційного мартенситного перетворення у разі навантаження за різних умов абразивної дії з урахуванням коефіцієнта динамічності.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально досліджено цементит у структурі залізовуглецевих сплавів. Виявлено підвищення мікротвердості цементиту після загартування та доведено відсутність впливу матриці, яка його оточує, на дане підвищення. На основі аналізу розподілу елементів між фазами та урахування впливу легувальних елементів на температуру ледебуритного й аустеніто-графітного евтектичних перетворень визначено діаграми потрійних систем Fe - C - Cr та Fe - C - Mn в області евтектики. Розглянуто механізм розшарування зневуглецьованого цементиту на суміш стехіометричного цементиту та надтонких прошарків аустеніту під впливом тепла лазерного опромінювання. Розповсюджено теорію спінодального розшарування для пересиченого вуглецем аустеніту та зневуглецьованого цементиту в системі аустеніт - цементит. Розроблено рекомендації для використання результатів досліджень у практиці кристалізації виливок та термообробки.

  Скачати повний текст