Browsing by Author "Кімстач, Тетяна Володимирівна"

Now showing 1 - 25 of 25

Аналіз впливу різних середовищ на корозійну стійкість мідних сплавів
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп’ях, Сергій Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна
UKR: Мета роботи – встановлення взаємозв'язку корозійних пошкоджень із хімічним складом, а також зовнішніми чинниками, що впливають на корозію міді і мідних сплавів у різних умовах експлуатації. Методика. Об’єкт аналізу – актуальна нормативно-технічна база даних щодо складів стандартних та перспективних сплавів на основі міді для експлуатації в умовах агресивних середовищ (атмосфери, газів, розчинів солей і лугів, водних середовищ). Застосовано метод зіставного аналізу з метою обґрунтування перспективи використання спеціальних бронз для виготовлення корозійностійких деталей машин і механізмів. Результати та їх обговорення. Проаналізовано поведінку мідних сплавів у різних умовах експлуатації і розглянуто фактори, що викликають їх руйнування. Показано взаємозв'язок корозійних пошкоджень із хімічним складом, а також зовнішніми чинниками, що викликають корозію. Наведено відомості про швидкість корозії мідних сплавів у різних середовищах. Розглянуто питання раціонального використання мідних сплавів стосовно до своєрідних умов роботи деталей і споруд. Наведено актуальну інформацію щодо проблеми підвищення надійності та довговічності роботи виробів із мідних сплавів, одним із методів вирішення якої бачиться цілеспрямований вибір матеріалу для їх виготовлення залежно від умов експлуатації. Практична значимість. За результатами досліджень у роботі обґрунтовано ефективні галузі використання технічної міді, латуней, олов’яних, крем’янистих, алюмінієвих, нікелевих бронз із точки зору особливостей їх опору корозійним пошкодженням. Висновки. Встановлено, що мідні сплави характеризуються високою корозійною стійкістю в різних середовищах. У морських і океанських середовищах корозійна стійкість алюмінієвих бронз перевершує в ряді випадків стійкість усіх інших мідних сплавів. Зазначено, що найбільшу корозійну стійкість серед мідних сплавів мають алюмінієві бронзи і мідно-нікелеві сплави.
Аналіз нормативних вимог та діаграм фазових рівноваг бронз системи Сu‒Sn‒Si
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «ПДАБА», Дніпро, 2025) Узлов, Костянтин Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна; Воронко, Юрій Станіславович; Білий, Андрій Петрович; Кімстач, Тетяна Володимирівна
UKR: Бронзи, завдяки своїм властивостям, з кожним роком знаходять дедалі широке застосування в різних галузях промисловості. У зв'язку з ускладненням умов експлуатації технічних пристроїв та зростанням вимог до довговічності й надійності матеріалів, постає необхідність використання бронз з розширеним числом преференційних властивостей. Вирішення цієї задачі, де результатом стане поєднання бажаних рівнів показників механічних, технологічних та експлуатаційних властивостей в одному мідь-олов’яному сплаві треба шукати в напрямку розробки нових систем їх легування. Представлені дані свідчать про те, що бронзи системи Cu–Sn–Si можуть поєднувати в собі найкращі властивості, притаманні як олов'яним, так і кремнієвим бронзам. Це робить їх перспективними для застосувань, де важливі високі механічні характеристики, корозійна стійкість, хороша оброблюваність і формуваність. Однак олов’яно-кремнієві бронзи не є достатньо дослідженими і не є нормативно забезпеченими. З цієї причини, олов’яно-кремнієві бронзи не мають широкого промислового розповсюдження і, як наслідок, не користуються гідною дослідницькою увагою. Виходячи з викладеного, робота, яка присвячена встановленню закономірностей фазових перетворень і структуроутворення у бронзах системи Cu–Sn–Si з різним вмістом кремнію й олова є актуальною. Мета дослідження. Встановлення закономірностей фазових перетворень і структуроутворення у бронзах системи Cu–Sn–Si з різним вмістом кремнію й олова. Методика дослідження. У роботі проводили аналіз ливарних олов’яних бронз за ASTM B505 та EN 1982. Зразки для досліджень (Æ16´100 мм) виготовляли шляхом заливання розплаву бронзи піщану ливарну форму. Для виготовлення бронз використовували вихідні шихтові матеріали технічної чистоти. Плавку проводили в індукційній печі з графітовим тиглем під шаром деревного вугілля. Хімічний склад бронз визначали на приборі EXPERT 4L. Мікроструктурні дослідження проводили на шліфах, виготовлених стандартними методами відповідно до вимог ASTM E3-11(2017) «Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens». Структуру вивчали за допомогою оптичного мікроскопа NEOPHOT 21 зі збільшенням від 100 до 1000. Висновки. Металографічними дослідженнями структуроутворення сплавів трикомпонентної системи Cu‒Sn‒Si встановлені закономірності фазових перетворень сплавів мідного куту її конодного трикутника. Отримали подальший розвиток уявлення про ефект легування олов’яної бронзи кремнієм.
Аналіз структуроутворення сплавів мідного куту системи Cu−Sn−Al
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2023) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп'ях, Сергій Іванович
UKR: Напрям досліджень, щодо структуроутворення сплавів системи Cu−Sn−Al немонотектичного концентраційного інтервалу є актуальним. На підставі аналізу фазових і структурних перетворень сплавів мідного куту системи Cu−Sn−Al з вмістом Sn до 7 (мас.) % та Al до 11 (мас.) % встановлено евтектико-перитектичний характер їх структуроутворення. Встановлені закономірності дозволяють розширити уявлення про структуроутворення в бронзах та визначити раціональні межі вмісту олова та алюмінію для подальшої оптимізації складу бронзи системи Cu−Sn−Al.
Взаємозв'язок між механічними властивостями броньової сталі та її балістичною стійкістю (огляд)
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна, 2023) Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Сафронова, О. А.; Подольський, Ростислав Вячеславович
UKR: Актуальність роботи. Наразі активно розвивається промисловість у галузі виготовлення засобів захисту всіх видів бронетехніки від вогневого ураження стрілецькою та артилерійською зброєю. В даний час забезпечення високої динамічної стійкості броні проти сучасних засобів ураження без збільшення її товщини і, відповідно, маси конструкції в цілому досягають за рахунок застосування різних неметалевих матеріалів (бронекераміки, високоміцних тканин тощо) у складі композицій із традиційною сталевою бронею. Розроблення та проектування працездатних матеріалів та конструкцій броньового захисту − складна науково-технічна проблема, для вирішення якої необхідно встановити зв'язок між механічними властивостями броньової сталі та її стійкістю та живучістю. Мета дослідження − на підставі аналізу літературних джерел визначити взаємозв'язок між механічними властивостями сталевої броні та її стійкістю. Методика. Застосовано метод аналізу науково-технічної літератури щодо вимог до бронеперешкод. Результати. Виконано аналітичні дослідження взаємозв'язку між основними механічними властивостями сталевої броні та її балістичною стійкістю, що дозволить прогнозувати оптимальне поєднання значень механічних властивостей, яке забезпечить високу надійність бронезахисту. Підвищення твердості броньової сталі зазвичай знижує ударну в'язкість сталей. Зазначено, що балістична стікість конструкційних та броньових сталей корелює з межею міцності на розтяг. Показано наявність тісного кореляційного зв'язку між характеристиками міцності матеріалів та їх опором поширенню тріщин за високошвидкісного (вибухового) навантаження. Для ряду матеріалів між передбаченими та виміряними балістичними характеристиками за високих деформацій, пов'язаних із балістичним ударом, існує тісний взаємозв'язок, у разі, коли як міра міцності матеріалу служить стискне напруження течії. Підвищення ударної в'язкості, особливо в класах високої та надвисокої твердості, – важливе завдання для розроблення броньової сталі. Межі твердості тому встановлюються для конкретних класів сталевої броні, щоб контролювати ударну в'язкість під час виробництва та знижувати ризик руйнування або інших крихких ушкоджень для конкретних складів сталі та областей застосування.
Виготовлення біжутерії та аксесуарів з бронзи БрА7К2О1,5Мц0,3
(Scientific Publishing Center “Sci-conf”, CPN Publishing Group, Osaka, Japan, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович; Білий, Олександр Петрович
UKR: З огляду на відносно високу рідкоплинність бронзи БрА7К2О1,5Мц0,3, високу корозійну стійкість, міцність, твердість, а також привабливий золотистий колір розглянуто перспективи її використання для виготовлення біжутерії та аксесуарів за технологією ювелірного лиття. Проведено експериментальне виготовлення литих каблучок. Встановлено відсутність дефектів на поверхні виробів, добру полірованість та відповідність естетичним вимогам. Оцінено особливості обробки сплаву, запропоновано технологічні рекомендації щодо закріплення вставок та паяння. Зазначено обмеження у використанні виробів із бронзи БрА7К2О1,5Мц0,3.
Визначення приференційного способу виготовлення виробів з металів і сплавів
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп'ях, Сергій Іванович; Білий, Олександр Петрович
UKR: За результатами аналізу сучасних та відомих критеріїв прогнозування придатності сплавів для виготовлення з них виробів деформуванням або литтям розроблено безрозмірні параметричні критерії та їх кількісні шкали. Використання цих критеріїв дозволить підвищити точність прогнозування їх преференційної придатності до виготовлення з них виробів деформацією або литвом. Для розробки безрозмірних параметричних критеріїв використано феноменологічний підхід до інтерпретації результатів системного аналізу механічних та окремих ливарних властивостей металів і сплавів в умовах невизначеності із запозиченням літературних довідкових даних, результатів експертних оцінок та власних досліджень. Отримані результати дозволять на початкових етапах розробки нових сплавів або технологій виготовлення з них виробів проводити прогнозування доцільності обробки металів та сплавів тиском або литтям безвідносно від їх виду та способу, що заощадить час та витрати як на розробку сплаву, так і на його впровадження у виробництво.
Вимоги до товстого листа в залежності від застосування та умов експлуатації
(Журфонд, Дніпро, 2024) Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Подольський, Ростислав Вячеславович; Сафронова, Олена Анатоліївна
UKR: Листовий прокат є одним з основних видів продукції чорної металургії, що споживається у великих обсягах усіма галузями промисловості. З постійним розвитком виробництва вимоги до комплексу його механічних властивостей та живучості постійно зростають. На підставі проведеного аналізу встановлено, що основними вимогами до листового прокату є поєднання високої міцності і пластичності, стійкість до динамічних навантажень, високі зносостійкість, холодостійкість, корозійна стійкість та добра зварюваність.
Вплив методів виплавки на якість товстого листа
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро; Журфонд, 2023) Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Сафронова, Олена Анатоліївна; Подольський, Ростислав Вячеславович; Клинова, О. П.
UKR: Розглянуто сучасні методи виготовлення сталі для товстолистого металопрокату відповідального призначення, які забезпечують чистоту сталі за вмістом шкідливих домішок та газів. На підставі проведеного аналізу встановлено, що ЕШП є одним з найбільш ефективних промислових методів покращення металургійної якості, підвищення в'язкості та живучості катаної броні.
Вплив хімічного складу на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при її затвердінні в кокілі
(Український державний університет науки і технологій, ННІ ≪Дніпровський металургійний інститут≫, ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович
UKR: Приведено результати експериментальних досліджень щодо впливу хімічного складу на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при її затвердінні в кокілі. Встановлено, що для виготовлення литих виробів з досліджуваної бронзи, яку заливають в кокіль, треба використовувати сплав в якому, мас. %: Al=6,0…7,5; Si=1,0…2,5; Mn= 0,21…0,45; Sn= 1,0…2,2; неминучі домішки (nn) не більше 0,45; Cu – залишок при співвідношенні компонентів, яке визначають безрозмірним критерієм KR, що обчислюють за формулою: KR = (1- 0,01•nn)•(Al-Si-Mn)/(1+Sn)2 і який дорівнює 0,32…0,85. Алюмінієва бронза з величиною KR = 0,32…0,56 в литому стані (без термічної обробки) є багатофазним сплавом з наступними рівнями механічних властивостей: В =423…550 МПа; 0,2 =279…397 МПа; 5 =3,2…5,5%; KCU =13…21 Дж/см2, що дає підставу віднести її до числа високоміцних алюмінієвих бронз з достатнім, як для ливарних сплавів, рівнем пластичності. Використання результатів роботи дозволить прогнозувати рівень механічних властивостей ливарної алюмінієвої бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn з KR =0,32…0,56 та адаптувати рівні її властивостей за рахунок від-повідної корекції хімічного складу для виготовлення литих деталей з урахуванням особливостей та умов їх роботи в верстато-, приладо-, машино-, суднобудуванні та інших галузях промисловості.
Декорування виробів з бронзи БрА7К2О1,5МЦ0,3
(Scientific Publishing Center “Sci-conf”, Cognum Publishing House, Liverpool, UK, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович; Білий, Олександр Петрович
UKR: Розглянуто особливості декорування виробів з бронзи БрА7К2О1,5Мц0,3 методом хімічного патинування та оксидування. Показано, що формування кольорових відтінків поверхні обумовлене утворенням на ній оксидних і гідроксидних сполук міді, алюмінію, кремнію, олова та марганцю. Проаналізовано вплив попередньої механічної підготовки поверхні та параметрів робочих розчинів (концентрації, температури, тривалості обробки) на інтенсивність і рівномірність забарвлення виробів. Встановлено, що використання різних режимів патинування (холодного, теплого й гарячого) дозволяє отримувати як моно-, так і полікольорові декоративні покриття з високими естетичними властивостями. Запропоновано рекомендації щодо захисту сформованих шарів і можливості їхнього відновлення при повторному патинуванні.
Дослідження впливу домішок в бронзі БрО3А3 на її механічні властивості
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Білий, Олександр Петрович; Білий, Андрій Петрович; Іванова, Людмила Харитонівна; Хричиков, Валерій Євгенович
UKR: Постановка проблеми. Дослідити вплив основних легуючих компонентів Sn, Al по 3…4% кожного без урахування впливу домішок, а також кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі системи Сu- Sn-Al на її механічні властивості. Мета. Встановити припустимі концентрації домішок кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі системи Сu-Sn-Al при вмісті олова та алюмінію 3…4% кожного. Методика. Сплави для досліджень готували сплавленням первинних шихтових матеріалів технічної чистоти в індукційній печі тигельній з використанням графітового тигля і деревного вугілля в якості покривного матеріалу. Механічні властивості досліджуваних сплавів розраховували за результатами випробувань відповідних зразків при їх статичному розтягуванні і ударному вигині при кімнатній температурі відповідно до діючих стандартів. Мікроструктурні дослідження проводили на металографічних мікрошліфах, приготовлених за стандартними методиками на оптичному мікроскопі Neophot-21. Контроль хіміч- ного складу сплавів здійснювали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L на зразках, вирізаних з трефовидних проб. Оцінку ступеня впливу кожної з домішок на механічні властивості оцінювали за коефіцієнтами регресії завдяки вирішенню системи відповідних лінійних рівнянь методом Г. Крамера. Результати та їх обговорення. За результатами досліджень у роботі встановлені припустимі концентрації домішок кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі системи Сu-Sn-Al при оптимальному вмісті олова та алюмінію 3…4% кожного. Висновки. Вперше встановлено вплив оптимальної кількості легуючих компонентів (Sn, Al по 3…4% кожного) без урахування впливу домішок, а також домішок кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі БрО3А3 на її механічні властивості. Практичне використання одержаних закономірностей при приготуванні бронзи БрО3А3 є запорукою отримання виливків з заданим рівнем властивостей.
Дослідження закономірностей структуроутворення сплавів системи Cu-Sn-Al немонотектичного концентраційного інтервалу
(Publishing Group „Vědecká perspektiva“; Mezinárodní Ekonomický Institut s.r.o., 2022) Узлов, Костянтин Іванович; Реп'ях, Сергій Іванович; Кімстач, Тетяна Володимирівна
UKR: За результатами дослідження встановлено, що у випадку структуроутворення сплавів з вмістом алюмінію доевтектичного інтервалу системи Cu-Al фазові перетворення відбуваються відповідно до закономірностей немонотектичних складів монотектичної системи Cu-Sn-Al. Тобто, за рахунок первинної кристалізації високотемпературної α-CuІ фази склад рідини змінюється до збагаченої оловом рідкої фази L2, притаманної для потрійної системи Cu-Sn-Al. Тоді, за діаграмою системи Cu-Sn відбувається перитектична реакція L2+α-CuІ→βCu5Sn. Дослідженнями металографічного, растрового електронномікроскопічного, рентгеноспектрального мікроскопічного, енергодисперсійного спектрального, рентгеноструктурного аналізів встановлено евтектико-перитектичний характер структуроутворення сплавів мідного куту системи Cu-Sn-Al з вмістом Sn до 7% (мас.) Al до 11 % (мас.) з первинною кристалізацією за евтектичною діаграмою Cu-Al фази β-Сu3Al та подальшими її твердофазними перетвореннями і наступним формуванням за перитектичною реакцією системи Cu-Sn фази Cu5Sn. Встановлено, що, на відміну від рівноважної розчинності основних компонентів в α-Cu твердому розчині систем Cu-Al і Cu-Sn, та раніше описаного зсуву ліній фазових рівноваг зі з’явленням у мікроструктурі евтектоїдних складових при 5…6 % (мас.) Sn, кінетика структуроутворення у випадку трикомпонентної системи така, що двофазна структура спостерігається при вмісті Sn ~ 3% (мас.). Показано, що процес формування кінцевої двофазної структури в трикомпонентній системі Cu-Sn-Al (α-Cu+βCu5Sn) відбувається за рахунок кристалізації із залишкової рідини хімічної сполуки Cu5Sn за перитектичною реакцією системи Cu-Sn при концентрації в бронзі алюмінію за нижньою межею вмісту цього компоненту відносно евтектоїдної горизонталі системи Cu-Al. Встановлена закономірність дозволяє розширити уявлення про структуроутворення в бронзах та визначити раціональні межі вмісту олова та алюмінію для подальшої оптимізації складу бронзи системи Cu-Sn-Al. Результати зіставного аналізу кристалографічних характеристик фаз в сплавах, які вміщують в собі гексаедричну ГЦК решітку Fm3m міді з параметром a=3,615Ǻ, гексаедричну ОЦК решітку Im3 ̅m β–Cu5Sn з параметром a=2,991Ǻ та гесатетраедричну решітку евтектоїдної δ–фази – хімічної сполуки Cu31Sn8 кубічної сингонії просторової групи симетрії F4 ̅3m з параметром решітки a=17,951Ǻ дозволили пояснити окрихчування аналізуємого сплаву системи Cu-Sn-Al з вмістом до7 % (мас) Al та 4…8 % (мас.) Sn при з’явленні на місті компактної ОЦК β-Cu5Sn фази продукту її евтектоїдного перетворення – δ-Cu31Sn8.
Дослідження корозійної стійкості ливарної триботехнічної бронзи БрО3А3
(УДУНТ, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2024) Узлов, Костянтин Іванович; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Ковзік, Анатолій Миколайович; Ремез, Олег Анатолійович
UKR: Постановка проблеми. Бронзи були та залишаються основним матеріалом для виготовлення підшипників тертя, антифрикційних та корозійностійких деталей, що працюють в умовах високих навантажень, у хімічно активних середовищах, за низьких та підвищених температур, в умовах кавітації, ерозії тощо. Тобто безперервний розвиток техніки потребує від антифрикційних бронз постійного підвищення їх корозійної стійкості як фактора, що дозволить значно розширити сферу їх застосування, підвищити довговічність та надійність литих виробів із них. Мета. На основі аналізу взаємозв'язку корозійних пошкоджень із хімічним складом порівняти корозійну стійкість бронзи БрО3А3 із корозійною стійкістю бронз марок БрА5, БрА9Ж3Л та БрО5Ц5С5, як матеріалів, що найчастіше використовуються у промисловості для виготовлення деталей, які працюють у вузлах тертя та хімічно активних середовищах. Методика. Сплави для виготовлення зразків готували шляхом сплавлення первинних шихтових матеріалів технічної чистоти. Плавки проводили в індукційній печі з використанням графітового тигля і деревного вугілля як покривного матеріалу. Дослідження корозійної стійкості литих зразків бронз здійснювали відповідно до вимог ISO 7384:2001, ISO 11845:1995 та ГОСТ 9.308-85. Корозійну стійкість досліджуваних зразків оцінювали за результатами відносної втрати їх маси під час витримки протягом 90 діб у клімат-камері за відносної вологості повітря 93 ± 3 % та температури 40 ± 2 °С, у морській та прісній воді з температурою 20...22 °С. Висновки. Бронза БрО3А3, із-поміж досліджених ливарних бронз, характеризується найкращим рівнем антикорозійних властивостей в усіх використаних у дослідженнях середовищах. У зв’язку з чим це є підставою рекомендувати досліджену бронзу для виготовлення литих деталей триботехнічного призначення, які працюють на повітрі, у прісній або морській воді.
Корозійна стійкість бронзових виробів
(Національна металургійна академія України, Дніпро; Технічний університет м. Варна, Болгарія, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Усенко, Руслан Вікторович; Солоненко, Людмила Ігорівна
UKR: На сьогодні все більш широке застосування в різних галузях промисловості знаходять сплави на основі міді. Це пояснюється поєднанням високої корозійної стійкості таких сплавів в різних середовищах з високими ливарними властивостями, здатністю до пластичної деформації, високої електро- і теплопровідності, тощо. У зв'язку з цим певний науковий і практичний інтерес представляє визначення базових положень які забезпечують бронзам потрібний рівень корозійної стійкості в середовищах різних складів (при різних умовах експлуатації). За результатами аналізу встановлено, що завдяки сукупності високої корозійної стійкості, конструкційної міцності та експлуатаційної надійності, найбільш широке застосування в промисловості знайшли алюмінієві бронзи. Ці сплави найчастіше застосовують в обладнанні, де завдяки стійкості до корозії, вони мають перевагу в порівнянні, наприклад, з олов'яними і крем'янистими бронзами. Істотним фактором, що визначає корозійну стійкість алюмінієвих бронз, є їх структура. При цьому сплави, які складаються тільки з α-фази, мають більш високу корозійну стійкість, в порівнянні з двофазними сплавами.
Оптимізація вмісту олова та алюмінію в олов’яній бронзі за показниками механічних властивостей
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2022) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп'ях, Сергій Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна
UKR: Постановка проблеми – розроблення нових складів ливарних бронз, у яких поєднані найкращі рівні властивостей, притаманні як олов'яним, так і алюмінієвим бронзам. Мета. Отримання закономірностей між показниками механічних властивостей та вмісту легувальних компонентів у бронзі системи Сu−Sn−Al за вмістом олова та алюмінію до 6 % кожного. Методика. Сплави для досліджень готували шляхом сплавлення первинних шихтових матеріалів технічної чистоти в індукційній печі тигельної з використанням графітового тигля і деревного вугілля як покривного матеріалу. Механічні властивості досліджуваних сплавів розраховували за результатами випробувань відповідних зразків із їх статичним розтягом й ударним вигином за кімнатної температури згідно з діючими стандартами. Контроль хімічного складу сплавів здійснювали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L на зразках, вирізаних із трефоподібних проб. Побудову поверхонь відгуку досліджуваної багатокомпонентної системи проводили методом симплекс-планування Г. Шеффе з моделями четвертого та третього ступеня. Результати та їх обговорення. За результатами досліджень сплавів системи Сu−Sn−Al у роботі встановлено функціональні залежності між показниками механічних властивостей та вмістом Sn та Al з масовою часткою від 1 до 6 % кожного, що дає можливість прогнозувати рівень механічних властивостей за хімічним складом такої бронзи при литті. Висновки. Встановлено, що у досліджених межах вмісту олова та алюмінію найкраще поєднання механічних властивостей має бронза БрО3А3 з умістом Sn = (3...4) % та Al = (3...4) %. Бронза БрО3А3 має більш високі (зокрема пластичні) значення механічних властивостей порівняно із властивостями олов'яних бронз, які найчастіше використовують в промисловості. Це дає підставу рекомендувати дану бронзу для виготовлення фасонних виливків та підшипників тертя.
Перспективи розробки високоміцних бейнітних сталей
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Подольський, Ростислав Вячеславович; Сафронова, Олена Анатоліївна; Клинова, Ольга Пилипівна
UKR: Ціль роботи. Аналіз сучасного стану розробки високоміцних бейнітних сталей, вивчення механізмів формування бейнітної структури та її впливу на механічні властивості матеріалу. Визначення перспектив застосування сталей зі структурою бескарбідного бейніту в різних галузях промисловості. Методика досліджень. Аналіз літературних джерел, присвячених розробці та вдосконаленню бейнітних сталей. У процесі дослідження застосовуються методи огляду/порівняння/узагальнення даних, що дозволяють виявити основні тенденції та підходи у дослідженні механізмів формування бейнітних структур, їх вплив на властивості. Результати досліджень. У роботі здійснено аналіз наукових літературних джерел, присвячених вивченню особливостей бейнітного перетворення. Розглянуто перспективи розробки високоміцних бейнітних сталей, які характеризуються поєднанням високої міцності, пластичності та в’язкості. Проаналізовано сучасні підходи до отримання бейнітних структур, зокрема використання легування та термічної обробки, що дозволяють оптимізувати механічні властивості сталі. Розглянуто вплив легувальних елементів на кінетику формування бейніту, стабільність залишкового аустеніту і загальну структуру сталі. Виконано огляд сучасних тенденцій у розробці перспективних технологій термічної обробки високоміцних бейнітних сталей. Практична значимість. Наведено аналіз перспектив застосування бейнітних сталей у критично важливих галузях, таких як транспортне машинобудування, енергетика, будівництво і військова промисловість. Розглянуто напрями майбутніх досліджень, спрямованих на розширення сфер застосування та поліпшення експлуатаційних властивостей цих сталей, а також забезпечення їх конкурентоспроможності на ринку сучасних матеріалів.
Порівняльна корозійна стійкість бронз у водному розчині хлористого заліза
(ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», УДУНТ, Дніпро, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Білий, Олександр Петрович
UKR: Корозія – проблема світового рівня, яка супроводжує будь які металеві і окремі неметалеві вироби. Мідь та її сплави – це сучасні конструкційні матеріали які також не позбавлені проблем корозії, хоча і характеризуються підвищеними антикорозійними властивостями в багатьох середовищах та умовах експлуатації виробів з них. Найбільш небезпечним, з точки зору корозії бронз, є рідкі середовища з кислотними властивостями. На сьогодні інформація про стійкість бронз в рідких середовищах з кислотними властивостями, зокрема у водному розчині хлористого заліза, має фрагментарний характер і тому потребує подальших досліджень, які дозволять розширити уявлення щодо процесів які супроводжують корозію бронз в кислотних середовищах різної природи та їх наслідків. Мета дослідження. Визначити придатність використання бронз в водному розчині хлористого заліза за величиною їх відносної швидкості корозії. Результати досліджень. Встановлено, що багатокомпонентність досліджуваних бронз, різноманітність ступені їх легування, різноманітність розчинності продуктів хімічних перетворень у воді та послідовність проходження хімічних перетворень під час електрохімічної корозії досліджуваних алюмінієвих бронз являє собою процес в результаті якого продукти хімічної взаємодії на поверхні зразків, вірогідно, розташовуються пошарово, порушуючи при цьому суцільність шарів і, відповідно, не забезпечуючи надійний захист поверхні бронз від корозії в обраному для іспитів середовищі. Всі досліджені в роботі бронзи не є корозійностійкими в 5 %-му водному розчині FeCl3. При цьому, з числа досліджених бронз найменшу відносну швидкість корозії (1,00) має олов’яна бронза БрО6Ц6С3, найбільшу – алюмінієві бронзи, зокрема, відносна швидкість корозії бронзи БрА9Ж3Л досягає (2,26). Бронза БрА7К5О1,5Мц0,3Л до та після термічної обробки має відносну швидкість корозії від (1,61) до (1,96). В той же час, відносна швидкість корозії бронзи БрА10Ж4Н4 складає (2,09). Залежності синергетичного впливу хімічного складу бронзи БрА7К5О1,5Мц0,3Л на швидкість її корозії не виявлено. Бронзові вироби без відповідного захисту їх поверхонь недоцільно застосовувати для роботи в середовищі водних розчинів хлористого заліза в довгостроковій перспективі. У разі неможливості виконання поверхневого захисного шару для роботи в середовищі водних розчинів хлористого заліза в короткостроковій перспективі бронзові вироби доцільно виготовляти з олов’яної бронзи. Наукова новизна роботи полягає в подальшому розвиту уявлень щодо корозії бронз в кислотних середовищах, зокрема у водному розчині хлористого заліза. Практичне значення. Використання результатів роботи дозволить прийняти обґрунтоване рішення щодо можливості та доцільності використання виробів з бронзи, які будуть працювати або вже працюють в середовищі водних розчинів хлористого заліза без захисного покриття їх поверхонь. Врахування отриманої в роботі інформації дозволить розробникам нової техніки прийняти оптимальне рішення щодо використання бронзових деталей, спрогнозувати міжремонтні строки роботи вузлів та агрегатів у складі яких бронзові вироби контактують з водними розчинами хлористого заліза, що в сукупності дозволить уникнути аварійних ситуацій при використанні такої техніки.
Порівняльний аналіз математичних моделей визначення температур критичних точок економнолегованих сталей
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Бабаченко, Олександр Іванович; Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Подольський, Ростислав Вячеславович; Сафронова, Олена Анатоліївна
UKR: Кінцевий рівень механічних та експлуатаційних властивостей легованих сталей багато в чому забезпечують параметри термічної обробки для проведення якої необхідно знати величини критичних температур фазових перетворень Ас1 і Ас3, також температур бейнітного (ВS) та мартенситного (МS) перетворень. Експериментальне визначення витратне, тому актуальною є потреба у використанні розрахункових методів. Мета роботи – з числа відомих математичних моделей визначити найбільш придатні для прогнозування температури критичних точок багатокомпонентних економнолегованих конструкційних сталей. Дослідження проводили шляхом порівняльного аналізу результатів розрахунків за відомими математичними моделями, які використовують для визначення температур критичних точок фазових перетворень в багатокомпонентних економнолегованих конструкційних сталях, та експериментальних даних для досліджуваних сталей і сталі-прототипу. Хімічний склад досліджуваних сталей визначали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L. Досліджувані сталі виплавляли в лабораторних умовах з шихтових матеріалів технічної чистоти в індукційному модулі ІТПЕ-0,01. Плавку проводили методом переплаву без примусового окислення домішок. Для виявлення структурних і фазових перетворень сталі-прототипу був використаний метод диференційного термогравіметричного аналізу (ДТГА) який проводили на синхронному термічному аналізаторі STA449CJupiter. Приведено результати порівняльного аналізу математичних моделей, що застосовують для прогнозування температур критичних точок фазових перетворень в економнолегованих конструкційних сталях. Проаналізовано вплив легуючих елементів на значення критичних температур, а також розглянуто умови застосування різних математичних моделей. Встановлено, що досліджені математичні моделі дозволяють встановити величини критичних точок сталей з відносно невеликою точністю відносно фактичних, визначених експериментально. Тим не менше, виходячи з того, що на практиці для призначення температури під загартування найбільш значущою є температура Ас3, а реальна температура загартування, з технологічної точки зору та обладнання, що використовується для проведення термічної обробки, може перевищувати температуру точки Ас3на 30...100 С, то з достатньо високим рівнем точності розрахунок величини температури Ас3для економнолегованих конструкційних сталей рекомендовано проводити за математичними моделями програмного комплексу Jmat PRO або ІЧМ.
Синергетичний та селективний вплив легуючих елементів на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський металургійний інститут», ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро, 2025) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович
UKR: Представлено результати досліджень синергетичного та селективного впливу легуючих елементів на механічні властивості ливарної бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn, розплав якої був залитий та охолоджений в піщану та сталеву ливарні форми. Мета роботи -встановити закономірності синергетичного та селективного впливу легуючих компонентів та умов формування литої термічно не обробленої бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn при масовому вмісті алюмінію –6,0...7,5%, кремнію –1,0...2,5%, марганцю –0,21...0,45%, олова –1,0...2,2% на її механічні властивості при нормальній температурі, розплав якої був залитий в піщану та сталеву ливарну форму. Для визначення комплексного впливу хімічного складу досліджуваної бронзи на її механічні властивості використали критерій, KR, який є певним співвідношенням легуючих елементів бронзи та її домішок. Хімічний склад виплавлених бронз визначали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L. Інтервал температур за яким розраховували середньозважену швидкість охолодження бронзових зразків визначали за результатами диференційного термогравіметричного аналізу, який проводили на синхронному термічному аналізаторі STA 449 C «Jupiter» фірми NETZSCH (Німеччина). Механічні властивості бронз визначали за результатами руйнування зразків на машині FP-100/1 та маятниковому копрі PSW-30. Твердість за Брінелем визначали на приладі ТШ-2. Встановлено, що синергетичний та селективний вплив легуючих елементів на границі міцності та плинності бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn визначається більшою мірою швидкістю охолодження бронзи в ливарній формі, підвищення якої призводить до інверсії характеру селективного впливу легуючих компонентів на міцність. Характер селективного впливу хімічних елементів на границю плинності та твердість лише частково змінюється по відношенню до олова і зовсім не впливає на характер змін показників пластичності бронзи. При цьому, з підвищенням швидкості охолодження бронзи в ливарній формі ступінь синергетичного та селективного впливу легуючих елементів на механічні властивості бронзи системи Cu-Al-Si-Sn-Mn зменшується. З числа легуючих елементів в бронзах системи Cu-Al-Si-Sn-Mn, за характером впливу на рівень механічних властивостей, твердості та долі хімічної сполуки в структурі досліджуваної бронзи, алюміній є антиподом до олова, кремнію та марганцю.
Сталі для броньового захисту
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Бабаченко, О. І.; Кононенко, Г. А.; Подольський, Р. В.; Сафронова, О. А.; Кімстач, Тетяна Володимирівна
UKR: На підставі порівняльного аналізу сталей, що використовуються у світовій практиці для виготовлення броні визначені перспективні напрями вдосконалення їх хімічного складу. З урахуванням отриманих даних, встановлені шляхи підвищення експлуатаційних характеристик броні.
Сучасні технологічних схеми виготовлення економнолегованих сталей для листового прокату
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2025) Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Подольський, Ростислав Вячеславович; Сафронова, Олена Анатоліївна
UKR: Зниження вартості металопрокату, зокрема через виробництво економно та низьколегованих сталей з високими фізико-механічними характеристиками, є ключовим завданням сучасного виробництва сталі, яку застосовують в будівництві промислових і цивільних об'єктів, мостів, трубопроводів, кранів, рам і кузовів великовантажних автомобілів тощо. Сучасні галузі застосування висувають до нього високі вимоги щодо міцності, холодостійкості, низькотемпературної в'язкості та зварюваності. Існує велика кількість методів впливу на якість легованої сталі. Для цього використовують обробку в печах або поза ними інертними газами, синтетичними шлаками, модифікування, суворе дотримання технології виплавки або коригування хімічного складу сталі, що в багатьох випадках дозволяє уникнути подальшої термічної обробки зливка. Оцінюючи витрати часу та матеріалів для застосування різних методів покращення якості сталі, економічне легування у поєднанні з мікролегуванням є на сьогодні найбільш вигідним та перспективним способом досягнення необхідних властивостей сталі.
Триботехнічні властивості сплаву БрО3А3 в умовах сухого тертя
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Узлов, Костянтин Іванович; Реп’ях, Сергій Іванович; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Сафронова, Олена Анатоліївна; Мазорчук, Володимир Федорович; Білий, Андрій Петрович
UKR: В наявний час для виробництва підшипників найбільш часто використовують свинцеві та олов’яні бронзи, що зумовлено їх високим рівнем триботехнічних властивостей та надійністю в експлуатації. Разом з тим, заборона у Європейському союзі використання свинцю у будь яких виробах призвела до необхідності пошуку екологічно безпечних бронз з аналогічним або підвищеним рівнем триботехнічних властивостей. Перспективним напрямом вирішення даної проблеми є бронза БрО3А3, мікроструктура якої повністю відповідає вимогам до підшипникових сплавів. Проте на сьогодні триботехнічні властивості бронзи БрО3А3 не досліджені. Тому, завдання з дослідження триботехнічних властивостей литої бронзи БрО3А3 у якості підшипникового сплаву є актуальним. Мета роботи –встановити величини відносної зносостійкості та коефіцієнту тертя, як параметрів за якими можливо рекомендувати використовувати литу бронзу марки БрО3А3 як антифрикційний матеріал. Випробування на зносостійкість за схемою «диск-диск» проводили відповідно до вимог Державних та Міжнародних стандартів на машині мод. СМЦ-2 при навантаженні 45 кг (441 Н) в умовах тертя-кочення з проковзуванням 10% при кімнатних температурах. Триботехнічні випробування зразків досліджуваних бронз за схемою «куля-диск» проводили в умовах сухого тертя-ковзання на машині тертя «Micron-tribo» відповідно до Міжнародних стандартів DIN 50324 та ISO 20808. Мікроструктуру вивчали за допомогою оптичного мікроскопа NEOPHOT 21 зі збільшенням до 1000 крат. За результатами дослідження встановлено, що порівняно з бронзами БрО5Ц5С5 та БрА9Ж3Л бронза БрО3А3 характеризується більш високим рівнем опору зношуванню при терті по-сухому, що зумовлено наявністю у її структурі твердої, але пластичної фази β-Cu5Sn. Величина коефіцієнту тертя бронзи БрО3А3 співпадає з аналогічним коефіцієнтом бронзи БрО5Ц5С5 і нижче ніж у чистої міді та бронз марок БрО8, БрА5 і БрА9Ж3Л. При цьому, з підвищенням вмісту як олова (від 3 до 4% за масою), так і алюмінію (від 3 до 4% за масою) коефіцієнт тертя бронзи БрО3А3 знижується з 0,28 до 0,25. Результати досліджень є підставою рекомендувати бронзу БрО3А3 у якості триботехнічного матеріалу в вузлах тертя на заміну не тільки свинцевих бронз та бронзи БрО5Ц5С5, але і бронзи марки БрА9Ж3Л.
Функціональні залежності між показниками механічних властивостей та хімічнім складом оловʼяно-алюмінієвої бронзи
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», Дніпро, 2022) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп’ях, Сергій Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна; Осіпенко, Ірина Олександрівна
UKR: Встановлено статистично значущі зв'язки між властивостями литої оловʼяно-алюмінієвої бронзи при вмісті олова та алюмінію до 6% кожного, а також між властивостями бронзи та її хімічним складом, що дозволить прогнозувати рівень механічних властивостей при заливанні в суху піщано-рідкоскляну форму.
Фізичні та ливарні властивості сплавів системи Cu-Sn-Al
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп'ях, Сергій Іванович; Мазорчук, Володимир Федорович; Усенко, Руслан Вікторович; Іванова, Людмила Харитонівна
UKR: Мета. Визначення фізичних та ливарних властивостей олов'яно-алюмінієвої бронзи, що містить Sn – до 6,73 % та Al – до 7,53 %, за масою. Методика. Плавки проводили у графітовому тиглі в індукційній печі під шаром деревного вугілля. Температуру ліквідус і солідус сплавів визначали за результатами термографування розплаву, що твердіє. Величину вільної (С) та абсолютно утрудненої (АЗ) лінійної усадки та температуру переходу сплаву з пластичного в пружний стан при охолодженні в ливарній формі визначали за загальноприйнятими методиками. Рідкоплинність бронз оцінювали довжиною заповненого каналу спіральної проби за ГОСТ 16438.Оцінку схильності бронзи БрО3А3 до пригару та до утворення гарячих i холодних тріщин здійснювали за результатами візуального дослідження поверхні зразків. Питому щільність литої бронзи визначали розрахунковим шляхом. Механічні властивості досліджуваних сплавів розраховували за результатами випробувань відповідних зразків при їх ударному вигині при кімнатній температурі відповідно до діючих стандартів. Контроль хімічного складу сплавів здійснювали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L на зразках, вирізаних з трефовидних проб. Мікроструктурні дослідження проводили на металографічних мікрошліфах, приготовлених за стандартними методиками на оптичному мікроскопі Neophot-21. Величину достовірності апроксимації та відповідні залежності будували з використанням комп'ютерної програми EXEL. Результати. За якісними та кількісними показники та оцінки фізичних та ливарних властивостей бронз системи Cu-Sn-Al із вмістом Sn до 6,73 % та Al до 7,53 %, визначено, що з числа можливого вмісту олова і алюмінію в системі Сu-Sn-Al найбільш перспективною є бронза з 3...4% (мас.) кожного з зазначених легуючих компонентів. Наукова новизна. Вперше визначено ряд фізичних та ливарних властивостей бронз системи Cu-Sn-Al із вмістом Sn до 6,73 % та Al до 7,53 %. Вперше встановлено, що лінійна усадка таких бронз, температура переходу з пластичного в пружний стан при охолодженні після затвердіння та величина ударного вигину при нормальній температурі залежать від їх структури, тобто від фазового складу, який визначається вмістом в бронзі її легуючих елементів. Практична значимість. За результатами досліджень фізичних та ливарних властивостей бронзу БрО3АЗ рекомендовано використовувати як ливарний матеріал.
Шляхи підвищення стійкості та живучості листового прокату із броньової сталі (огляд)
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Кононенко, Ганна Андріївна; Кімстач, Тетяна Володимирівна; Сафронова, Олена Анатоліївна; Подольський, Ростислав Вячеславович
UKR: Постійне підвищення вимог до захисту бронетехніки, викликане удосконаленням високоефективних стрілецьких засобів ураження та диктує необхідність пошуку нових підходів до підвищення динамічної стійкості броньових сталей з використанням сучасних металургійних, матеріалознавчих та конструктивних досягнень. Розробка та проектування працездатних матеріалів та конструкцій броньового захисту є складною науково-технічною проблемою. Метою роботи є визначення перспективних напрямків удосконалення складів та технологій обробки високоміцних сталей для виготовлення товстолистового прокату відповідального призначення, що забезпечить підвищення експлуатаційних характеристик броні. В роботі розглянуті вимоги щодо фізіко-механічних та балістичних характеристик листового прокату для виготовлення бронеперешкод. Проаналізовано вплив легування на властивості високоміцних сталей, що застосовуються в даний час для виготовлення засобів бронезахисту. Розглянуті сучасні тенденції до підвищення їх якості. Проаналізовано види термічного оброблення товстолистового прокату, їх вплив на формування структури та комплексу механічних властивостей, бронестійкості та живучості елементів спецпродукції. За результатами досліджень у роботі встановлено, що перспективним напрямом отримання високого комплексу міцності і в’язкості, а також балістичних характеристик конструкційних сталей є формування структури дрібнодисперсного бейнітного фериту без виділення карбідів цементитного типу в поєднанні зі стабільним залишковим аустенітом. Формування такої структури досягається завдяки комплексному легуванню сталі хімічними елементами, що дозволяють практично повністю пригнічити процеси утворення карбідів у бейнітному фериті (кремній, алюміній, кобальт, нікель).