Кафедра ливарного виробництва (ІПБТ)
Permanent URI for this community
Browse
Browsing Кафедра ливарного виробництва (ІПБТ) by Issue Date
Now showing 1 - 20 of 66
Results Per Page
Sort Options
Item Вплив піщано-рідкоскляних форм, структурованих паро-мікрохвильовим затвердінням, на пригар і шорсткість поверхні виливків(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Білий, Олександр ПетровичUKR: Метою цієї роботи є вивчення впливу піщано-рідкоскляних форм, структурованих за способом паро-мікрохвильового затвердіння (ПМЗ-процес), на пригар і шорсткість виливків. У дослідженнях використовували форми, що були виготовлені за Сold-box-amin-процесом, Resol-CO2-процесом, СО2-процесом та ПМЗ-процесом, які заливали сталлю 30Л. Зразки виливків зі сталей 30Л, 20Х27Н18С2Л, сірого чавуну СЧ20, бронз БрА9Ж3Л, БрО5Ц5С5, БрО4Ц4С17 і алюмінієвого сплаву АЛ2 відливали в форми, що виготовлені за ПМЗ-процесом. Перегрів всіх сплавів над температурою ліквідус при заливці становив 120 ± 7 °C. Мікроструктуру зразків сталі 30Л досліджували на оптичному мікроскопі МБС-10 до і після їх травлення ніталем. Параметри шорсткості визначали на профілометрі в комплекті з інформаційно-обчислювальним комплексом мод. 170622. Встановлено, що якість поверхні виливків, виготовлених за ПМЗ-процесом, не поступається якості поверхні виливків, виготовлених в формах за Сold-box-amin, Resol-CO2, СО2-процесами, і для виливків зі сплаву АЛ2 знаходиться на рівні якості (по чистоті поверхні) з виливками, що виготовляють в оболонкових формах. Якщо врахувати, що ПМЗ-процес екологічно безпечніший, ніж Сold-box-amin, Resol-CO2-процес, і економічніший, ніж Сold-boxamin, Resol-CO2 і СО2-процес, то цей спосіб виготовлення форм і стрижнів, з числа перерахованих способів, при наявності відповідного обладнання та оснащення, є найбільш перспективним для виготовлення середнього і дрібного литва загальномашинобудівного призначення із залізовуглецевих і легкоплавких кольорових сплавів. Виходячи з викладеного, перспективні дослідження повинні бути спрямовані на встановлення закономірностей впливу ряду основних параметрів плакованих рідкоскляних сумішей і умов виготовлення форм і стрижнів за способом ПМЗ на якість литва та оптимізацію умов структурування подібних сумішей в умовах виробництва виливків в сучасних ливарних цехах.Item 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 ІгорівнаUKR: 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.Item Кулястий графіт в заевтектичному чавуні(НМетАУ, Дніпро, 2021) Іванова, Людмила Харитонівна; Колотило, Євген ВікторовичUKR: Мета. Дослідження розподілу гадолінію в структурних складових валкового чавуну. Методика. Для дослідження впливу гадолінію на структурні складові плавку проводили в силітовій печі. Розплав чавуну перегрівали і методом примусового занурювання оброблювали зростаючими кількостями металевого гадолінію. Зразки охолоджувалися зі швидкістю, яка є в осерді реальної валкової ливарної форми – 0,5 град/c. Металографічний аналіз проводили на металомікроскопі моделі Neophot 21, рентгеноспектральний мікроаналіз проводили на установці MS-46 за прискорювального напругу 20 кВ і струму зонда 25 нА на зразках, виплавлених в індукційній печі ВЧИ-10 з охолодженням сплаву зі швидкістю 10 град/хв. Результати. Лабораторними дослідженнями були встановлені залишкові вмісти гадолінію в чавуні серцевини і шийок валків, що забезпечують отримання кулястого графіту з фактором форми 0,8...0,9. Визначено, що гадоліній зосереджений в основному в оболонці графітного включення, прилеглої до його центрального ядра. Після статистичної обробки результатів встановлено, що вміст гадолінію в центральному ядрі графітного включення – 0,015%. Встановлено, що розподіл гадолінію носить подібний з ітрієм характер, а в порівнянні з церієм – зворотний характер. Наукова новизна. Вперше проведено аналіз розподілу гадолінію в кулястому графіті заевтектичного чавуну. Практична значущість. Визначення ролі модифікатора в процесі формоутворення графіту дозволить створити найбільш ефективні модифікатори і розробити раціональну технологію отримання чавуну з кулястим графітом. Результати роботи будуть використані при виготовленні литих прокатних валків із комплексно модифікованих чавунів.Item Розрахунок кінетики просування фронту кристалізації ізосолідус залізовуглецевих сплавів у кокільних циліндричних формах(Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, Київ, 2021) Семенов, О. Д.; Хричиков, Валерій Євгенович; Куцова, Валентина Зіновіївна; Меняйло, Олена ВалеріївнаUKR: Мета роботи – оцифрування експериментальних термографічних вимірів процесів твердіння в кокілі циліндричних виливків із залізовуглецевих сплавів, їх інтерполяція для діапазону вмісту вуглецю 0,1...4,83 % і розробка графоаналітичної методики побудови кінетики просування фронту ізосолідус. Сучасні аналітичні розрахунки твердіння і охолодження виливків методом інтегрального теплового балансу Стефана-Шварца, А. І. Вейника, М. І. Хворінова не дозволяють встановити вплив хімічного складу сплаву, повітряного зазору між затверділим шаром металу і кокілем, ступінь чорноти поверхні, розширення кокілю при нагріванні, усадки метала виливка та залежність теплофізичних коефіцієнтів від температури. Програми комп’ютерного моделювання процесів затвердіння підвищують точність розрахунків тільки за умови адаптації з результатами експериментальних вимірювань температур твердіння виливків, що мають конкретний хімічний склад. В роботі оцифровано результати дев’яти експериментальних досліджень процесів твердіння циліндричних виливків зі сплавів Fe-C, отримані Б. Б. Гуляєвим, О. Н. Магницьким, Л. М. Постновим в координатах параметричного критерію (τ/R2) і відносної товщини (х/R) затверділого шару металу (х). Отримані залежності кристалізації 100 % твердої фази з кроком 0,05 х/R інтерполювали в діапазоні вмісту вуглецю 0,04...4,83 %. Наведено приклади розрахунку тривалості твердіння циліндричних виливків різних хімічних складів, а за гіпотезою приведеної товщини М. І. Хворінова можливо встановити в першому наближенні тривалість затвердіння виливків у формі куля і плита. Отримані результати рекомендовано використовувати для оцінки точності комп’ютерного моделювання процесів затвердіння еталонних сплавів Fe-C і подальшого корегування теплофізичних коефіцієнтів, які взято в розрахунках. Побудовано кінетику просування фронту ізосолідус для сплаву Fe-0,3%C, який охолоджується в циліндричній виливниці, розрахована його загальна тривалість затвердіння. Використовуючи графіки в координатах τ/R2 і х/R можна розрахувати тривалість кристалізації виливків різних розмірів, мінімальний час безпечного переміщення виливниці зі злитком з кесона до ділянки охолодження виливків для виконання технології гарячого посаду злитка в термічну піч, реалізувати технологію впливу на рідкий метал в ливарній формі або газодинамічного тиску в процесі кристалізації рідкої фази.Item Efficient Algorithms for Parallelizing Tridiagonal Systems of Equations(НМетАУ, Дніпро, 2021) Shvachych, Gennady Grygorovych; Vozna, Nataliіa; Ivashchenko, Olena Valerievna; Bilyi, Oleksandr; Moroz, DmytroENG: The article is devoted to the development of the maximal parallel forms of mathematical models with a tridiagonal structure. The example of solving the Dirichlet and Neumann problems by the method of straight lines and the sweep method for the heat equation illustrates the direct fundamental features of constructing parallel algorithms. It is noted that the study of the heat and mass transfer processes is run through their numerical modeling based on modern computer technology. It is shown that with the multiprocessor computing systems’ development, there disappear the problems of increasing their peak performance. On the other hand, building such systems, as a rule, requires standard network technologies, mass-produced processors, and free software. The noted circumstances aim at solving the so-called big problems. It should be borne in mind that the classical approach to solving the tridiagonal structure models based on multiprocessor computing systems is far more time-consuming compared to single-processor computing facilities. That is explained by the recurrence relations that make the basis of classical methods. Therefore, the proposed studies are relevant and aim at the distributed algorithms development for solving applied problems. The proposed research aims to construct the maximal parallel forms of mathematical models with a tridiagonal structure. The paper proposes the schemes to implement parallelization algorithms for applied problems and their mapping to parallel computing systems. Parallelization of tridiagonal mathematical models by the method of straight lines and the sweeping method allows designing absolutely stable algorithms with the maximum parallel form and, therefore, the minimum possible time for their implementation on parallel computing devices. It is noteworthy that in the proposed algorithms, the computational errors of the input data are separated from the round-off errors inherent in a PC. The proposed approach can be used in various branches of metallurgical, thermal physics, economics, and ecology problems in the metallurgical industry.Item Тривалість нагріву та випаровування води з парних наважок масою до 100 г мікрохвильовим випромінюванням(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”; SSPG Publish, Stockholm, Sweden, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Мазорчук, Володимир ФедоровичUKR: У роботі досліджується вплив маси та місця положення наважок води масою до 100 г на тривалість їх нагрівання та випаровування. Встановлено взаємний вплив парних наважок води розташованих як на краю, так і в центрі робочого столу мікрохвильової печі. При цьому, зі збільшенням маси однієї наважки зростає і тривалість нагрівання та випаровування води з іншої наважки. В області малих мас наважок характер їхнього взаємного впливу змінюється і коли сумарне значення мас наважок води не перевищує 140 г, їх час випаровування прагне до однакових значень.Item Corrosion Resistance of Reinforced Layers of 15х11МФ Steel Steam Turbine Blades(Національний науковий центр «Харкiвський фiзико-технiчний інститут», 2021) Hlushkova, D. B.; Bahrov, V. A.; Hrinchenko, O. D.; Hnatiuk, A. A.; Kalinina, N. E.; Kalinin, V. T.ENG: The reliability of the vane apparatus of steam turbines largely determines the operation of the turbine as a whole. The results of scientific research indicate that the surface operation of the blades in the wet-steam flow is caused by a combination of corrosion and drip erosion. The presence of chemical elements and compounds in the working fluid intensifies the process of blade wear. The pH value of the working environment, which can fluctuate significantly during operation, has a significant effect on the wear characteristics. The influence of methods of strengthening the leading edges of steam turbine blades made of steel is analyzed 15H11MF on corrosion resistance. Corrosion tests of blade samples were carried out, the inlet edges of which were strengthened in three ways: high current amplification, electrospark alloying with T15K6 alloy, electrospark alloying with steel 15H11MF. According to the results of the tests, the layer strengthened by hardening by high-frequency currents has the lowest corrosion rate, the layer strengthened by electrospark alloying with T15K6 hard alloy has the highest. The corrosion rate of the layer reinforced by electrospark alloying of steel 15H11MF is 2.1 less than that of the layer reinforced with T15K6 alloy.Item Complex of Mathematical Models and Methods to Calculate Pressure Effect on Sulfide Distribution in Steel(Хмельницький національний університет, Україна, 2021) Selivyorstova, Tetjana V.; Selivyorstov, Vadim Yu.; Kuznecov, Vitaliy V.ENG: Primary objective is to develop computational method to analyze digital pictures of sulfide prints, helping obtain qualitative image characteristics, and to formulate mathematical model of the distribution of sulphide inclusions to determine specific features of the pressure effect on the macrostructure formation of carbon steel castings flooded into the uncooled mold. The research was carried out using images of sulfide prints of templates cut of steel cylindrical castings; L500 steel was applied. The castings result from industrial tests of a method of gas-dynamic effect on the fusion in the foundry forms under the conditions of a casthouse of Dnipropetrovsk aggregate plant PJSC. Digital pictures of sulfide prints, obtained in terms of the increased rate of gas pressure and maximum pressure, were binarized; defective fra gments were removed; and zo ning took place. The developed computational method has been applied for fragments of images, representing different zones; data arrays have been received containing sizes and amounts of inclusions in the fragment. The developed computational method to analyze digital images of sulfide prints has been implemented. ASImprints software support has helped obtain qualitative characteristics of images; namely, distribution of amount of the certain-size sulfide inclusions. The computational method to analyze digital images of sulfide prints has made it possible to study the set of patterns of sulfide prints. The dependences have been obtained, describing specific features of sulfide inclusion distribution while varying gas-dynamic pressure method in terms of fusion in the casting form. It has been demonstrated that the distribution describes effectively the power-series distribution to compare with the exponential one. Mathematical model of the power -series distribution parameter dependence upon pressure has been developed. Deviation of the distribution parameters in terms of the experimental values and the model values has been evaluated. The research demonstrates the ways to apply an algorithm of simple recursive casting for quantitative analysis of digital images of sulfide prints. Use of ASImprints, being software implementation of the computational method to analyze digital images of sulfide prints making it possible to obtain qualitative characteristics of images, has helped identify that the increased pressure within a casting-device for gas injection system results in the increased specific amount of inclusions and the decreased specific zone of sulfide inclusions respectively. It has been defined that exponential function describes reliably the nature of sulfide inclusion distribution in the digital image of sulfide print. The research has demonstrated that fragments of a sulfide print, belonging to one zone, are statistically homogeneous. Thus, it is possible to analyze quantitively digital image zone of a sulfide print on its fragment. Mathematical model of dependence of sulfide inclusion distribution in carbon-steel castings in terms of gas-dynamic effect on fusion solidifying in a mold has been developed. The model may be applied to predict sulfide inclusion distribution within the selected zones of cross section of the cylindrical castings solidifying in the uncooled mold in terms of the preset mode of gas-dynamic effect.Item Вплив розмірів та положення наважок води на обертовому столі мікрохвильової печі на тривалість їх випаровування(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”; SSPG Publish, Stockholm, Sweden, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій ІвановичUKR: У роботі досліджується характер зміни та ступінь впливу потужності мікрохвильового випромінювання від радіусу видалення точкової та великої наважки від центру осі обертання обертового столу мікрохвильової печі. Встановлено, що характер зміни потужності мікрохвильового випромінювання від радіусу видалення як точкової, так і великої наважки ідентичний і носить статечний характер. Відмінність у ступені впливу віддалення від осі обертання мікрохвильової печі на зміну інтенсивності нагріву наважок зумовлено як їх габаритними розмірами, так і відстанню від осі обертання робочого столу мікрохвильової печі. Найбільш інтенсивне нагрівання відбувається при положенні наважок на відстані від 70 до 110 мм від центру обертання робочого столу використовуваної мікрохвильової печі, при цьому інтенсивність зростає при зменшенні габаритних розмірів самої наважки.Item Моделювання впливу технологічних факторів на процес утворення газової пористості у відливках з вторинних алюмінієвих сплавів(НМетАУ, Дніпро, 2021) Трегубенко, Ганна Василівна; Меняйло, Олена ВалеріївнаUKR: Мета. Дослідити вплив різних технологічних факторів на процес газовиділення водню при кристалізації вторинних алюмінієвих сплавів. Методика. Виконано моделювання процесу утворення газової пористості у відливках із вторинних алюмінієвих сплавів. Результати. Визначено, що для пізнішого виділення водню в газові бульбашки при затвердінні алюмінію та його сплавів необхідно підвищувати ступінь пересичення твердого металу воднем, зменшувати вихідний вміст водню в розплаві, підвищувати щільність і поверхневий натяг розплаву, збільшувати роботу утворення зародка газової бульбашки. Встановлено, щоб знизити інтенсивність виділення водню в газові бульбашки при затвердінні вторинних алюмінієвих сплавів потрібно зменшувати швидкість кристалізації та ступінь пересичення розплаву воднем. Наукова новизна. Вперше отримано математичну модель для прогнозування газовиділення водню в процесі затвердіння вторинних алюмінієвих сплавів. Практична значущість. Результати роботи можна застосовувати при виробництві конструкційних вторинних алюмінієвих сплавів для оптимізації технологічного процесу та мінімізації кількості газових пор та їх розмірів, а також отримання закритої газової пористості навіть після термо- або механічної обробки. Крім того, використання на практиці отриманих виразів дозволяє при отриманні литих алюмінієвих пористих сплавів (газарів) активно керувати процесом газовиділення водню при кристалізації та отримувати відливки з потрібною газовою пористістю.Item Контроль експлуатаційної стійкості валків гарячої прокатки з високохромистих чавунів та швидкорізальних сталей(НМетАУ, Дніпро, 2021) Полякова, Наталія Володимирівна; Бойко, Максим Миколайович; Журавльова, Світлана Валеріївна; Чеченєв, Володимир Андрійович; Іващенко, Валерій Петрович; Хричиков, Валерій ЄвгеновичUKR: Мета. Властивістю, що визначає якість матеріалів робочого шару прокатних валків вважається їх зносостійкістю. Однак в умовах гарячої прокатки на її стабільність можуть вплинути такі властивості як корозійна стійкість та термостійкість. Поширеними матеріалами для виконання прокатних валків гарячої прокатки є білий високохромистий чавун та швидкорізальна сталь, питанням термостійкості яких у сучасній літературі не приділено достатньо уваги. Метою роботи є контроль якості високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі як матеріалів валків гарячої прокатки за рахунок оцінки їх термостійкості. Методика. Експериментальні зразки високохромистого чавуну марки ІЧХ16НМФТ та швидкорізальної сталі марок Р5М5 та Р6М5 були піддані термоциклуванню за режимом: 200 циклів нагрівання до 600°С та охолодження до 20°С. Після випробувань оцінювали зміни мікроструктури та мікротвердості структурних. Результати. Представлені результати дослідження схильності матеріалів, що застосовуються для виробництва прокатних валків, до руйнування, викликаного термічною втомою. Досліджено умови зародження та зростання тріщин термічної втоми у білому високохромистому чавуні, оцінені структурні зміни, що відбуваються при термоциклуванні. На поверхні зразків білого високохромистого чавуну у процесі випробувань було виявлено утворення макро- та мікротріщин термічної втоми. Мікротріщини проходять по евтектичних карбіду, значною мірою поширюючись на залишковий аустеніт, по межі розділу карбіду з продуктами розпаду аустеніту. На поверхні зразків швидкорізальної сталі в описаних умовах випробувань тріщиноутворення не спостерігалося. Внаслідок термоциклування білого високохромистого чавуну відбувається зниження мікротвердості металевої матриці, а мікротвердість евтектичного карбіду у порівнянні з вихідним литим станом збільшується. Мікротвердість структурних складових швидкорізальної сталі змінюється менш істотно. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу термоциклуваня білого високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі на зносостійкість робочого шару прокатних валків з цих матеріалів. Практична значущість. Відбувається зниження зносостійкості прокатних валків з робочим шаром з високохромистого чавуну в литому стані внаслідок термовтомного руйнування під час експлуатації в умовах гарячої прокатки. Підвищити термостійкість високохромистого чавуну ІЧХ16НМФТ можна, за рахунок застосування спеціальних методів термообробки, спрямованих на отримання бейнітної структури металевої матриці. Рекомендується враховувати показники термостійкості матеріалів прокатних валків гарячої прокатки як додатковий критерій контролю їх якості.Item 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 ЄвгеновичUKR: 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.Item Дробно-дифенційний підхід для опису процесу живлення металів і сплавів, що твердіють в умовах регульованого газового тиску(НМетАУ, Дніпро, 2021) Селівьорстова, Тетяна Віталіївна; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Мала, Юлія АнатоліївнаUKR: Для опису процесів фільтрації в складних дендритно-пористих середовищах запропонований ряд дробно-диференційних математичних моделей дифузійного типу. Описано нелінійне рівняння, що містить дробові похідні Рімана-Ліувілля за часом, яке може бути застосовано для коректного опису однофазної фільтрації не ньютонівської рідини в пористому середовищі.Item Дослідження умов утворення усадкової раковини в нижній шийці прокатних валків виконання СПХН-60(НМетАУ, Дніпро, 2021) Білий, Олександр Петрович; Солоненко, Людмила Ігорівна; Осипенко, Ірина Олександрівна; Усенко, Руслан Вікторович; Реп'ях, Сергій Іванович; Хричиков, Валерій ЄвгеновичUKR: В роботі досліджена можливість попередження виникнення усадкових раковин закритого типу в нижніх шийках чавунних прокатних валків виконання СПХН-60 за рахунок зміни теплофізичних та розмірних параметрів елементів комбінованої ливарної форми, яку на сьогодні використовують в ливарних цехах. Дослідження виконано за результатами термографування реальних валків виконання СПХН-60, адаптування отриманих даних та комп’ютерного моделювання процесу затвердіння чавунних валків в комбінованій кокільно-піщаній формі, а також вперше розробленого параметричного критерію послідовного затвердіння в системі нижня шийка валку та його бочки. Встановлено закономірності комплексного впливу діаметрів бочки і нижніх шийок валків, розмірів і теплофізичних параметрів матеріалів комбінованої форми на послідовність затвердіння даних елементів виливка. Отримані дані свідчать про те, що підвищення рівня теплофізичних властивостей формувальної суміші для нижньої шийки валка в межах використання відомих на сьогодні вогнетривких неметалевих матеріалів не дозволяє попередити виникнення усадкової раковини в нижній шийці валків виконання СПХН-60. Підвищення рівня теплоакумулюючої здатності формувальної суміші для нижньої шийки валка до 10000 Вт с0,5/(м²град) дозволить попередити виникнення усадкової раковини в нижній шийці валків виконання СПХН-60, але не є доцільним у зв'язку з появою шару вибіленого чавуну в нижній шийці, що неприпустимо для будь-якого прокатного валку. Для вирішення даної задачі рекомендовано для валків виконання СПХН-60 використовувати екранування валкової комбінованої форми в певний момент часу затвердіння розплаву в бочці. Мета роботи – дослідити можливість попередження виникнення усадкових раковин закритого типу в нижніх шийках прокатних валків за рахунок змін теплофізичних параметрів їх формувальних сумішей. Методика. В роботі використано метод термографування та комп'ютерного моделювання за програмою LVMFlow. Наукова новизна. Вперше встановлено закономірності комплексного впливу теплофізичних та розмірних параметрів елементів комбінованої ливарної форми на виникнення усадкової раковини в нижньої шийки прокатних валків виконання СПХН-60. Практична значущість. Використання результатів досліджень дозволить скоротити час та витрати на технологічні зміни виготовлення прокатних валків виконання СПХН-60 з метою попередження виникнення в їх нижніх шийках усадкових раковин шляхом зміни використуємих формувальних матеріалів та розмірів конструктивних елементів комбінованої ливарної форми.Item Дослідження особливостей цифрових зображень металоструктур, що містять карбіди(НМетАУ, Дніпро, 2021) Захаров, Олександр Олександрович; Селівьорстова, Тетяна Віталіївна; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Балакін, Валерій Федорович; Камкіна, Людмила ВолодимирівнаUKR: Стаття присвячена розробці інформаційної моделі призначеної для аналізу цифрових зображень металоструктур з карбідними вкрапленнями. Проведений аналіз літературних джерел, встановлено, що дослідження металоструктур є актуальним інструментом оцінки якісних характеристик. Наявність карбідів в структурі металу має значний вплив на його якість. Наведений огляд методики вивченні структури металу, визначено важливість етапу обробки зображення металоструктур. Описані основні способи отримання цифрових зображень структури металу. Представлені зразки металоструктур, з карбідами. Запропоновано процедуру цифрової обробки зображень металоструктур з карбідними вкрапленнями, яка складається з переведення зображення в напівтонове, контрастування та порогової бінарізації. Продемонстровані результати визначення карбідних вкраплень із застосуванням процедури цифрової обробки зображень. Показані переваги та недоліки підходу, визначені напрямки вдосконалення.Item Intelligent Decision Support System(RS Global Sp. z O.O., Poland, 2021) Shvachych, Gennady; Pobochij, Ivan; Sazonova, Maryna; Bilyi, Oleksandr; Moroz, DmytroENG: Here one of the new efficient approaches to solving problems of intelligent support of making decisions of a cooperate enterprise scale is analyzed, bearing in mind that the enterprise is oriented towards integration of two interconnected information technologies: a technology of constructing information storages and a technology of intelligent data analysis. A new conception of the role of informating-controlling systems in controlling and operating pipe manufacturing process is suggested. It broadens a traditional view over information systems just as if it were only an instrument of a computer data analysis. The role of the modern information systems in the manufacturing as an independent scientific and applied direction serving as a connecting link in the triad “raw product – ngineering process – end product” is substantiated. Some problems connected with plantation of the informating-controlling systems in the pipe manufacturing is formulated. It broadens a traditional view over information systems just as if it were only an instrument of a computer data analysis. The practical application of this product permits the operating personnel of the enterprise to control the engineering process, analyze the processes passing in each mill, adjust the PRP mills’ engineering characteristics in the pipe-manufacturing process. The suggested approach influences quite strongly the production’s quality improving and enables to work stably in the thin-walled pipe grades sphere.Item Внутрішні тріщини у стрижнях, що структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій ІвановичUKR: Метою дослідження є з'ясування механізму виникнення внутрішніх тріщин в ливарних формах та стрижнях, що виготовляють за процесом паро-мікрохвильового затвердіння (ПМЗ), з піску, що плакований рідким склом. У дослідженнях використовували кварцовий пісок марки 1К1О102, який плакували содовим натрієвим рідким склом з величиною силікатного модуля 2,9 і питомою щільністю 1440 кг/м3 при 20 °С. Дилатометричні вимірювання проводили в камері спеціально пристосованої для цього мікрохвильової печі з потужністю магнетрону 700 Вт і частотою 2,45 ГГц. Лінійну зміну висоти піску в ємності фіксували шляхом відеореєстрації показань індикатора годинникового типу у часі. Випробування пісків проводили як в середовищі мікрохвильового, так і паро-мікрохвильового випромінювання з попереднім просіюванням сухого плакованого піску через сито з осередком0,4 мм і 0,63 мм. В статті представлено результати дилатометричних досліджень зміни розмірів зразків з чистого піску і піску, що плакований рідким склом, від часу їх обробки мікрохвильовим випромінюванням на повітрі і в середовищі водяної пари. Показано, що причиною появи внутрішніх тріщин в ливарних формах та стрижнях, які виготовляють за ПМЗ-процесом, є тимчасове припинення мікрохвильового впливу на суміш під час її структурування. В результаті цього через різницю у характері і величини зміни розмірів шарів структурованої і неструктурованої суміші в опоці (стрижневому ящику) на фронті структурування з'являється шар зі слабким механічним зв'язком між сусідніми піщинками, а згодом і внутрішня тріщина. Наукова новизна роботи полягає в з'ясуванні причин і механізму виникнення внутрішніх тріщин в ливарних формах і стрижнях, що виготовляють за процесом паро-мікрохвильового затвердіння з піску, що плакований рідким склом.Item Удосконалення системи класифікації зв’язувальних матеріалів, формувальних і стрижневих сумішей у ливарному виробництві(НМетАУ, Дніпро, 2021) Лютий, Ростислав Володимирович; Ямшинський, Михайло Михайлович; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Іванов, Валерій ГригоровичUKR: Поява нових наукових і технологічних розробок, зокрема створення зв’язувальних компонентів (ЗК) із раніше не дослідженою будовою та властивостями, потребує встановлення їх місця серед інших матеріалів, що зрештою зумовлює галузь їх застосування та створює умови для запровадження у виробництво. Кафедрою ливарного виробництва КПІ ім. Ігоря Сікорського протягом 2010-2021 рр. створено ряд нових екологічних ЗК фосфатного класу, які мають оригінальні схеми синтезу та значною мірою відрізняються від раніше відомих у ливарному виробництві металофосфатних ЗК. Створення цих матеріалів та позитивні результати їх лабораторних випробувань визвали необхідність проведення їх порівняльного аналізу з іншими ЗК та класифікації за загальноприйнятими ознаками. У статті представлено стислу характеристику 12 розроблених ЗК. Створено удосконалену системну класифікацію за хімічною природою та питомою міцністю, яка охоплює усі відомі світові зразки, а також створені нові матеріали. Проаналізовано усі можливі варіанти фізико-хімічних процесів, які призводять до твердіння формувальних та стрижневих сумішей і на цій основі створено нову системну класифікацію. Вказану систему можна розглядати як наукову основу для вибору технологічних режимів зміцнення ливарних форм і стрижнів, аналізу їх поведінки після заливання та під час вибивання форм, можливості повторного використання і регенерації сумішей.Item Вибиваємість з виливків піщано-рідкоскляних стрижнів, що структуровані паро-мікрохвильовим затвердінням(НМетАУ, Дніпро, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович; Білий, Олександр Петрович; Усенко, Руслан ВікторовичUKR: Мета досліджень – встановити вплив температури попереднього нагрівання та вмістрідкого скла в піщано-рідкоскляняних сумішах, що структуровані за ПМЗ-процесом на роботу їх руйнування під дією ударного навантаження. Методика.У роботі використовували кварцовий пісок марки 1К2О202, воду, натрієве рідке склоз питомою щільністю 1,42...1,44 г/см3 і силікатним модулем 2,8...3,0. Структурування сумішей проводили в мікрохвильовій печі з випромінюванням частотою 2,45 ГГц і потужністю магнетрона 0,9 кВт. Термічну обробку зразків проводили в лабораторній печі опору в інтервалі температур від 100 до 1100 С з ізотермічною витримкою зразка при заданій температурі впродовж 45...50 хв. Роботу вибивання зразків розраховували за методикою ЦНДІТМАШ. Руйнування зразків структурованих сумішей за ПМЗ-процесом проводили на лабораторному копрі марки 5033А. Структуру зразків досліджували на оптичному мікроскопі при збільшенні 100. Результати. Зі збільшенням температури попереднього нагріву робота вибивання піщано-рідкоскляних сумішей структурованих в паро-мікрохвильовій середовищі за способом ПМЗ, що містять від 0,5 до 2,5 % рідкого скла з модулем 2,8...3,0 знижується за експонентною залежністю і при температурі попереднього нагріву від 800 до 1100 °С, практично, стає рівною нулю. Робота вибивання сумішей, попередньо нагрітих до 600 °С, не перевищує 20 Дж. З цього випливає, що такі стрижні або їх окремі частини можуть бути видалені з виливків ударно-вібраційних способом навіть із сплавів на основі міді та алюмінію. Вибивання стрижнів або їх частин, у яких після контакту з залитим в ливарну форму розплавом температура не перевищила 600 °С, рекомендовано здійснювати шляхом занурення виливків в воду. Наукова новизна. Структурування формувальних і стрижневих сумішей в паро-мікрохвильовому середовищі вирішує проблему вибивання піщано-рідкоскляних сумішей, що містять рідкого скла до 2,5%, з виливків з більшості ливарних сплавів, що використовують в промисловості. Практична значущість. Результати досліджень будуть корисні при розробці технологій та обладнання, призначених для видалення піщано-рідкоскляних стрижнів та форм, що структуровані за ПМЗ-процесом.Item 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 ХаритонівнаUKR: 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.