Browsing by Author "Болотова, Дар’я Михайлівна"

Now showing 1 - 14 of 14

Cпосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса (патент 127187)
(ДП «Український інститут промислової власності», Київ, 2018) Вакуленко, Ігор Олексійович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Грищенко, Микола Анатолійович; Вакуленко, Леонід Ігорович; Кузін, Микола Олегович
UKR: Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса, за яким при температурах 1200- 1250 °C обтискують заготівку на пресах, при температурах 1000-1050 °C прокатують для формування обода і гребеня, одночасно з поверхнею кочення піддають прискореному охолодженню до температури 400-450 °C бокові поверхні обода, прошивають отвір в маточині, вигинають диск і здійснюють відпуск колеса при температурах 500-550 °C тривалістю 2,5 год. З метою підвищення опору обода колеса роздавленню, прискорене охолодження його бокових поверхонь здійснюється до температури 370-400 °C.
Вплив гарячої деформації на структуру аустеніту вуглецевої сталі
(Український державний університет науки і технологій, ІПБТ, Дніпро, 2022) Вакуленко, Ігор Олексійович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Перков, Олег Миколайович; Плітченко, Сергій Олександрович
UKR: Мета. Визначення впливу температури і ступеня гарячої пластичної деформації на розвиток збіркової рекристалізації аустеніту вуглецевої сталі. Методика. В якості матеріалу для досліджень використані вуглецеві сталі з концентрацією вуглецю 0,55 і 0,65%, що відповідають максимальному і мінімальному значенню в межах марочного складу для суцільнокатаних залізничних коліс. Кількість інших хімічних елементів відповідала вимогам нормативної документації на залізничні колеса. Зразки для досліджень мали форму циліндрів діаметром 20 та висотою 40мм. Різну ступінь пластичної деформації отримували при стисненні зі швидкістю деформації порядку 10-3 с-1. Для нагріву зразків до температур гарячого обтиснення використані нагрівальні електричні печі камерного типу. При нагріві зразків здійснені заходи, що запобігають окисленню та локальному зниженню концентрації атомів вуглецю на їх поверхнях. Після термічної обробки зразків та механічної підготовки поверхні, виявлення структури аустеніту здійснювали з використанням травника на основі суміші розчинів з соляної та пікринової кислот. Структуру сталей досліджували під світловим мікроскопом. Розмір зерна аустеніту визначали за методиками кількісної металографії. Результати. Дослідженням структури вуглецевої сталі визначено, що за умов підвищення температури відпалу, виникнення структурної неоднорідності аустеніту обумовлено зміною механізму розвитку збіркової рекристалізації. Починаючи від 10 % гарячого обтискування, пропорційно ступеню пластичної деформації, розвиток збіркової рекристалізації за механізмом руху великокутових меж приводить до подрібнення зерна аустеніту і формуванню однорідної структури. При ступенях гарячої деформації менш ніж 10 %, щільності дислокацій недостатньо для формування зародку для розвитку збіркової рекристалізації за механізмом руху великокутових меж. В результаті значно швидше відбудеться рекомбінація дислокацій в зернах гарячедеформованого аустеніту, що призведе до розділення зерен на окремі фрагменти. Їх розмір буде визначатися щільністю дислокацій, що введені за гарячого обтискування. Кути разорієнтації між фрагментами мають проміжні значення між межами з великими кутами разорієнтації та субмежами, що визначає їх низьку мобільність. Для такої структури розвиток збіркової рекристалізації в аустеніті буде відбуватися за механізмом розчинення меж зерен. В результаті, виникає значна неоднорідність структури аустеніту, що визначається різницею в розмірах між сусідніми зернами до декількох разів. Наукова новизна. В залежності від умов гарячого обтискування вуглецевої сталі, визначене значення пластичної деформації, що розділяє розвиток збіркової рекристалізації аустеніту за якісно різними механізмами. За низького значення гарячого обтискування, коли щільності дислокацій недостатньо для формування зародка збіркової рекристалізації за механізмом руху великокутових меж, відбувається зростання зерен аустеніту за механізмом розчинення меж зерен. Практична значущість. Визначення впливу температури і ступеня гарячої пластичної деформації на механізм розвитку збіркової рекристалізації, дозволить оптимізувати технологію обтискування заготівки суцільнокатаного залізничного колеса.
Вплив накатування на твердість вуглецевої сталі після гартування
(Державний вищий навчальний заклад "Приазовський державний технічний університет", Маріуполь, 2014) Вакуленко, Ігор Олексійович; Пройдак, Світлана Вікторівна; Болотова, Дар’я Михайлівна; Єфременко, Василь Георгійович
UK: Досліджено характер зміни твердості і параметрів тонкої будови загартованої вуглецевої сталі при деформації накатуванням. Встановлено, що ступінь пом’якшення сталі при накатуванні обумовлена співвідношенням процесів розпаду пересиченого твердого розчину і зміцнення від додатково введених дислокацій.
Вплив температури самовідпуска на міцність диска залізничного колеса після прискореного охолодження
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Вакуленко, Леонід Ігорович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Пройдак, Світлана Вікторівна; Грищенко, Микола Анатолійович; Вакуленко, Ігор Олексійович
UKR: Мета. Робота спрямована на визначення ресурсу підвищення міцності диску залізничного колеса. Методика. Матеріалом для дослідження була вуглецева сталь залізничного колеса зі змістом 0,57 % C, 0,65 % Si, 0,45 % Mn, 0,0029 % S, 0,014 % P, 0,11 % Cr. Залізничне колесо піддавали нагріву до температур вище Ac3 , витримували при цій температурі для завершення процесу гомогенізації аустеніту та прискорено охолоджували диск до визначеної температури. Температурний інтервал закінчення примусового охолодження диску колеса складав значення 200–450 С. Структуру вивчали за методиками досліджень із використанням електронного та світлового мікроскопів. Оцінку ступеня дефектності структури металу після прискореного охолодження здійснювали з використанням методики рентгенівського структурного аналізу. Межі міцності та плинності вуглецевої сталі визначали при розтяганні зі швидкістю деформації 10− − 3 1 c . Мікротвердість структурних складових сталі оцінювали, використовуючи мікротвердомір типу ПМТ-3. Результати. Комплекс властивостей вуглецевої сталі залізничного колеса в залежності від температури припинення прискореного охолодження визначається співвідношенням розвитку процесів пом’якшення та зміцнення. Джерелами ефекту зміцнення є процеси блокування рухомих дислокацій за рахунок виділення на них атомів вуглецю та дисперсійного зміцнення від сформованих частинок карбідної фази. При температурах припинення примусового охолодження вуглецевої сталі вище за 300–350 С темп зниження властивостей міцності визначається перевищенням сумарного ефекту (пом’якшення від розпаду твердого розчину, прискорення сфероїдизації та коалесценції частинок цементиту) над блокуванням дислокацій атомами вуглецю та дисперсійним зміцненням. Наукова новизна. Авторами доведено, що рівень характеристик міцності вуглецевої сталі залізничного колеса від температури закінчення примусового охолодження визначається співвідношенням впливів від пересичення твердого розчину та дисперсійного зміцнення від карбідної фази. Для температур припинення прискореного охолодження 200–300 C зниження ступеню пересичення твердого розчину є основним чинником, що визначає рівень характеристик міцності. Практична значимість. При виготовленні суцільнокатаного залізничного колеса підвищити межу міцності металу диску можна прискореним охолодженням до середнього інтервалу температур, що успішно доведено в роботі.
Вплив температури і величини гарячої пластичної деформації на розмір зерна аустеніту сталі суцільнокатаного залізничного колеса
(Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2015) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Болотова, Дар’я Михайлівна
UKR: Використання прискореного охолодження в процесі гарячого обтискування ободу при виготовленні залізничного колеса приводить до зменшення poзміpy зерна аустеніту, що сприяє підвищенню рівня пластичних властивостей і ударної в 'язкості металу.
Вплив ударної хвилі електричного розряду на характеристики втоми термічно зміцненої сталі
(Придніпровська державна академія будівництва та архитектури (ПДАБА, Дніпро), 2018) Вакуленко, Ігор Олексійович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Грищенко, Микола Анатолійович
UKR: Виявлено, що обробка термічно зміцненої сталі імпульсами ударної хвилі від електричного розряду у воді призводить до підвищення твердості і обмеженої витривалості за втоми . В результаті виникнення імпульсу ударної хвилі зростає кількість дислокацій, що забезпечує розповсюдження деформації за цикл , а це сприяє збільшенню циклічної витривалості.
Залежність розміру зерна аустеніту від умов гарячого обтискування вуглецевої сталі
(Придніпровська державна академія будівництва та архитектури (ПДАБА, Дніпро), 2018) Вакуленко, Ігор Олексійович; Чайковський, О. О.; Вакуленко, Леонід Ігорович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Чайковська, А. О.
UK: Анотація. Мета роботи − дослідження впливу температури і ступеня гарячого обтискування на розмір зерна аустеніту вуглецевої сталі. Матеріал і методика досліджень. Як матеріал для досліджень використана вуглецева сталь фрагмента залізничного колеса з умістом вуглецю 0,61 %. Температурний інтервал гарячого обтискування складав 950...1 150 ˚С, зі ступенями деформації 10...50 %. Дослідження мікроструктури сталі проводилися із застосуванням світлового мікроскопу. Підготовку об’єкта для досліджень, виявлення структури аустеніту і розрахунок розміру зерна аустеніту виконано у відповідності з методиками кількісної металографії. Результати. За отриманими залежностями визначено, що за витримки 1,5 хв після завершення гарячої деформації розвиток процесів динамічної і статичної рекристалізації викликає незначне зростання зерна аустеніту. Для більшості виробів, що виготовляються гарячим пластичним деформуванням указаної витримки достатньо, щоб зберегти частково гарячий наклеп аустеніту перед прискореним охолодженням для термічного зміцнення. Наукова новизна. На основі аналізу внутрішньої будови вуглецевої сталі залежно від параметрів гарячого обтискування визначено вплив тривалості витримки після завершення деформації на характер зміни розміру зерна аустеніту. Зменшення ступеня гарячої деформації сприяє підвищенню впливу температури обтискування на дисперсність аустенітної структури. Практична цінність. Характер впливу ступеня, температури гарячого обтискування і тривалості витримки після завершення деформації може бути використаний для удосконалення режимів високотемпературних формотвірних операцій вуглецевих сталей.
Зв’язок між переривчастою пластичною течією та деформаційним зміцненням низьковуглецевої сталі
(Запорізький національний технічний університет, Запоріжжя, 2022) Вакуленко, Ігор Олексійович; Плітченко, Сергій Олександрович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Перков, Олег Миколайович
UKR: Мета роботи. Визначення умов зникнення ділянки переривчастої течії та її вплив на деформаційне зміцнення низько вуглецевої сталі. Актуальність. Використання низьковуглецевих сталей з ділянкою переривчастої течії для штампування має суттєве обмеження. На підставі цього, питання впливу розміру зерна фериту на виникнення переривчастої течії є актуальними для визначення оптимального структурного стану сталей, що призначені для глибокої витяжки. Методи дослідження. Структуру зразків досліджували під світловим мікроскопом, розмір зерна фериту визначали за методиками кількісної металографії. Механічні властивості сталі визначали при розтяганні, за кімнатної температури і швидкості деформації 10-3 с-1. Характеристики зародження пластичної течії і параметри деформаційного зміцнення визначали за аналізом кривих розтягу в логарифмічних координатах. В області однорідного деформаційного зміцнення, деформацію порушення прямо пропорційного співвідношення lgσ-lgε визначали як момент формування дислокаційних структур з визначеною періодичністю. Отримані результати. Збільшення розміру зерна фериту супроводжується зменшенням ділянки переривчастої течії і зсувом моменту формування дислокаційної чарункової структури в бік малих пластичних деформацій. Швидкість деформаційного зміцнення в області однорідного деформаційного зміцнення і деформація Людерса зв’язані обернено пропорційним співвідношенням. За надмірно великих розмірів зерна фериту складнощі підтримки умов рівномірного розподілу ліній ковзання становлять одну з причин зникнення ділянки переривчастої течії на кривих деформації низьковуглецевої сталі. Наукова новизна. При збільшенні розміру зерна фериту деформація початку розпаду рівномірного розподілу дислокацій на періодичні структури, зсувається в бік зменшення. При цьому, підвищення спроможності металу до деформаційного зміцнення при формуванні смуги деформації сприяє зменшенню протяжності ділянки переривчастої течії. Практична цінність. Визначення характеру впливу розміру зерна фериту низьковуглецевої сталі на характеристики деформаційного зміцнення та формування дислокаційних періодичних структур, можуть бути корисними при визначенні оптимального структурного стану сталі для глибокої витяжки.
Оцінка необерненої ушкоджуваності при втомі вуглецевої сталі
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2014) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Кнапінскі, M.; Болотова, Дар’я Михайлівна
UK: Мета. У дослідженні необхідно здійснити оцінку рівня ушкоджуваності вуглецевої сталі в умовах циклічного навантаження. Методика. Матеріалом для дослідження були сталі фрагментів ободу залізничного колеса й голівки рейки з хімічним складом 0,65 % С, 0,67 % Mn, 0,3 % Si, 0,027 % P, 0,028 % S та 0,7 % C, 0,82 % Mn, 0,56 % Si, 0,025 % P, 0,029 % S відповідно. Мікроструктура досліджуваних сталей відповідала стану металу після гарячої пластичної деформації. Дослідження на втому проводили в умовах симетричного згину на випробувальній машині типу «Сатурн-10». Будували повні діаграми Велера та лінії, що відповідають формуванню суб- та мікротріщин. Аналіз розподілу внутрішніх напружень у металі при циклічному навантаженні проводили з використанням мікротвердоміра типу ПМТ-3. Результати. На основі аналізу кривих втоми високовуглецевих сталей були визначені положення меж, що розділяють області оберненої та необерненої ушкоджуваності при циклічному навантаженні. У роботі показано, що з ростом концентрації вуглецю в сталі, за умов незмінності її структурного стану, спостерігається підвищення межі втоми. Разом із цим спостерігається прискорення процесів, що визначають умови переходу від етапу формування субмікротріщин до мікротріщин. Дослідженнями розподілу мікротвердості в металі після руйнування при втомі підтверджено характер впливу кількості вуглецю в сталі. Наукова новизна. Незалежно від етапів формування осередку руйнування характер поведінки вуглецевих сталей при втомі визначається співвідношенням між процесами зміцнення й пом’якшення. При циклічному навантаженні виникаюча неоднорідність розподілу внутрішніх напружень зменшується зі збільшенням відстані поверхні руйнування. Аналіз процесів внутрішньої перебудови при втомі дозволив визначити, що на етапах до початку інкубаційного періоду в мікрооб’ємах металу вже присутні осередки з неоднорідним розташуванням дефектів кристалічної будови та, у першу чергу, дислокацій. Практична значимість. Збільшення вмісту вуглецю від 0,65 до 0,70 %, за умов циклічного навантаження вуглецевої сталі зі структурою пластинкового перліту, супроводжується збільшенням межі міцності при втомі приблизно на 40 %. Збільшення вмісту вуглецю в сталі прискорює перехід від етапу формування обернених ушкоджень внутрішньої будови до необернених, що підтверджується зростанням кутового коефіцієнту кривих Френча.
Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса
(ДП “Український інститут промислової власності”, Київ, 2015) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Пройдак, Світлана Вікторівна
UKR: Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса, за яким при температурах 1200- 1250 °C обтискують заготовку на пресах, прокатують для формування ободу і гребеня, прошивають отвір в маточині, після цього здійснюють вигинання диска в напрямку внутрішньої бокової поверхні ободу. В місці переходу від диска до ободу і маточини, диск вигинають спочатку в сторону зовнішньої бокової поверхні ободу, а потім в протилежному напрямку, до остаточної форми за нормативною документацією на геометричні розміри залізничного колеса.
Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса (патент 103564)
(ДП “Український інститут промислової власності”, Київ, 2015) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Пройдак, Світлана Вікторівна
UKR: Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса, за яким при температурах 1200- 1250 °C обтискують заготівку на пресах, при температурах 1000-1050 °C прокатують для формування ободу і гребеня, прошивають отвір в маточині, здійснюють вигинання диска, охолодження на рольгангу до температури навколишнього середовища, колесо повторно нагрівають до температури 820-860 °C терміном 1,5 години, прискорено охолоджують обід водою до температури 400-450 °C і здійснюють відпуск колеса при температурах 500-550 °C тривалістю 2,5 години. Для підвищення міцності і тріщиностійкості металу ободу та збереження енергоносіїв, після завершення прокатки ободу і гребеня поверхню кочення колеса піддають прискореному охолодженню до температури 400-450 °C, прошивають отвір в маточині, вигинають диск і здійснюють відпуск колеса при температурах 500-550 °C тривалістю 2,5 год.
Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса (патент 107282)
(ДП “Український інститут промислової власності”, Київ, 2016) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Пройдак, Світлана Вікторівна
UKR: Спосіб виготовлення суцільнокатаного залізничного колеса, за яким при температурах 1200- 1250 °C обтискують заготівку на пресах, при температурах 1000-1050 °C прокатують для формування обода і гребеня, піддають поверхню кочення обода та бокові поверхні обода прискореному охолодженню до температур 400-450 °C, прошивають отвір в маточині, здійснюють вигинання диска, здійснюють відпуск колеса при температурах 500-550 °C тривалістю 2,5 години.
Термічне зміцнення ободу залізничного суцільнокатаного колеса
(Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2016) Вакуленко, Ігор Олексійович; Перков, Олег Миколайович; Вакуленко, Леонід Ігорович; Пройдак, Світлана Вікторівна; Болотова, Дар’я Михайлівна
UKR: Досліджені структура і комплекс властивостей вуглецевої сталі ободу залізничного колеса в залежності від температури переривчастого охолодження. Сумарний ефект пом’якшення металу при підвищенні температури припинення примусового охолодження, який обумовлений зниженням ступеня пересичення твердого розчину атомами вуглецю, зменшенням густини дислокацій і коалесценцією цементитних частинок перевищує вплив дисперсійного зміцнення від присутності в структурі дрібнодисперсних карбідних частинок. З метою підвищення тріщиностійкості обод суцільнокатаного залізничного колеса можна піддавати після завершення його гарячого обтискування прискореному охолоджуванню до температур 450°С без істотного окрихлення металу.
Формування структури вуглецевої сталі під час гарячої пластичної деформації
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Вакуленко, Ігор Олексійович; Болотова, Дар’я Михайлівна; Пройдак, Світлана Вікторівна; Аскеров, Х.; Куг, Х.; Чайковська, А. О.
UK: Мета. Основною метою роботи є визначення особливостей розвитку процесів рекристалізації аустеніту вуглецевої сталі залежно від ступеня гарячої пластичної деформації та розробка пропозицій щодо поліпшення структурного стану металу залізничного суцільнокатаного колеса. Методика. Як матеріал для досліджень використані дві вуглецеві сталі залізничного колеса з мінімальним і максимальним вмістом вуглецю 0,55 і 0,65 % та іншими хімічними елементами в межах марочного кладу сталі 60. Зразки у вигляді циліндрів діаметром 20 мм і висотою 40 мм нагрівали в муфельній печі, витримували певний час для вирівнювання температури по перетину зразка. Після цього зразки піддавали гарячому обтискуванню на випробувальній машині типу «Інстрон». Температурний інтервал гарячого обтискування зразків складав 950–1 100 ºС, за ступенів деформації по висоті в інтервалі 10–40 %. Швидкість деформації дорівнювала 10-3–10-2с -1. Для виявлення меж зерен аустеніту використовували стандартний травник. Структурні дослідження проводили з використанням світлового мікроскопа типу «Епіквант» за збільшень, достатніх для визначення особливостей будови зерен аустеніту. Величину розміру зерна аустеніту визначали за методиками кількісної металографії. Результати. У разі гарячого обтискування заготівки залізничного колеса збільшення концентрації атомів вуглецю лише в межах марочного складу сталі достатньо для зростання середнього розміру зерна аустеніту, що підтверджує пропозиції щодо обмеження вмісту вуглецю в металі залізничних коліс. Формування визначеного ступеня структурної неоднорідності аустеніту по перетину обода або маточини залізничного колеса обумовлене зміною механізму розвитку процесів рекристалізації залежно від величини деформації. За умов однакового ступеня гарячої пластичної деформації заміна одноразового обтискування на подрібнене супроводжується порушенням умов формування зародка рекристалізації. У результаті вказан заміни схеми гарячої пластичної деформації досягається зменшення розміру зерна аустеніту. Наукова новизна. На основі дослідження розвитку процесів збиральної рекристалізації під час гарячого обтискування вуглецевої сталі залізничного колеса визначено, що збільшення вмісту вуглецю сприяє збільшенню зерна аустеніту. Після завершення гарячого обтискування заготівки колеса структурна неоднорідність аустеніту, що виникає, визначається зміною механізму розвитку процесів рекристалізації. Під час деформацій вище критичного ступеня відбувається формування й послідовне зростання зародків рекристалізації, що призводить до подрібнення структури. У разі деформацій нижче критичного значення зростання зерен аустеніту відбувається за механізмом коалесценції, за яким послідовно зникають фрагменти меж із великими кутами дезорієнтації. Практична значимість. Для подрібнення зерен аустеніту в масивних елементах залізничного суцільнокатаного колеса пропонуємо заміну одноразового гарячого обтискування на подрібнене.