Статті КПМ і ЗМ (ДМетІ)

Permanent URI for this collectionhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14629

Browse

Now showing 1 - 40 of 40

08пс Steel Structure and Properties as a Result of Rolling in the Subcritical Temperature Range
(CPN Publishing Group; Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2024) Kotova, Tetiana V.; Nosko, Olha A.; Aiupova, Tetiana A.
ENG: The 08пс steel structure and properties formation after rolling at subcritical temperatures with air cooling are studied. The development differs in the temperatures of the beginning and end of rolling, as well as the cooling rate in the post-deformation period. It allows to expand theoretical ideas about the patterns of 08пс deformed steel structure formation. The results of the investigation can be applied in determining rational processing modes, which involve rolling at subcritical temperatures, to increase the complex metal properties and obtain high-quality parts by cold stamping.
Effect of Manganese Concentration and Calcination Temperature on Photochemical Properties of TiOF2/MnO(OH)
(MDPI AG, Basel, Switzerland, 2025) Sofronov, Dmytro; Frolova, Liliya A.; Rucki, Miroslaw; Mateychenko, Pavel; Baranov, Vyacheslav
ENG: The heterostructures TiOF2/(0.5–5 wt.%)MnO(OH) attract attention as potential catalysts for pollutant removal from water. In this paper, a novel synthesis route was proposed through the precipitation of MnO(OH) particles out of an alkaline solution on the TiOF2 particles. The formation of manganese oxyhydroxide was confirmed by X-ray diffraction analysis. The presence of manganese in proportions up to 1 wt.% recalculated to MnO(OH) did not affect the morphology of TiOF2/MnO(OH) particles. Higher concentrations of Mn caused the appearance of mostly spherical particles of dimensions ca. 100 nm. The effect of calcination temperatures 300–600 °C on the structure and photocatalytic activity of the particles was analyzed. It was found that calcination of the powder formed TiO2 phase with mainly anatase structure as well as Mn3O4. After calcination at 600 °C, the appearance of fluorine was detected, indicating the formation of fluorinated titanium dioxide. For higher manganese concentrations, the fluorine proportion in F-TiO2 samples decreased. Increased Mn content in TiOF2/MnO(OH) significantly improved its photocatalytic activity, shortening the degradation time and increasing the degradation degree of methylene blue (MB). However, an increase in the calcination temperature decreased the degradation degree of MB. It was found that the optimal concentration of MnO(OH) was 5 wt.%.
Effects of Etching and Delamination on Biocompatibility of Ti-Based MXenes
(ACS Publications, Washington, DC, USA, 2025) Diedkova, Kateryna; Roslyk, Iryna; Kanas, Nikola; Grine, Lita; Deineka, Volodymyr; Blacha-Grzechnik, Agata; Boroduskis, Martins; Iatsunskyi, Igor; Anastaziak, Błażej; Konieva, Anastasia; Shubin, Pavlo; Simka, Wojciech; Truhins, Marks; Sulaieva, Oksana; Yanko, Ilya; Zahorodna, Veronika; Stojanovic, Goran; Gogotsi, Oleksiy; Gogotsi, Yury; Pogorielov, Maksym
ENG: MXenes, a class of two-dimensional transition metal carbides and nitrides, have emerged as promising candidates for biomedical applications due to their electrical conductivity, photothermal response, and rich surface chemistry. However, their biocompatibility is highly sensitive to synthesis conditions, particularly etching and delamination strategies. In this study, we systematically investigated the influence of different synthesis routes─using acidic (concentrated or diluted HF/HCl) etching and Li+ versus Na+ intercalation─on the surface chemistry, structural integrity, and biological behavior of Ti3C2Tx and its carbonitride analog Ti3C1.5N0.5Tx. Detailed physicochemical characterization revealed that water-assisted etching and Na+ intercalation enhanced hydroxylation and reduced fluorine terminations. Biological assays using human keratinocytes (HaCaT) demonstrated that Ti3C1.5N0.5Tx exhibited superior biocompatibility compared to Ti3C2Tx, with lower cytotoxicity, diminished ROS generation, minimal inflammatory signaling (IL-6 and IL-8 interleukins), and preserved wound healing capacity. Among Ti3C2Tx variants, the combination of diluted etchant and Na+ intercalation significantly improved biological tolerance, minimizing apoptosis and oxidative stress. These findings underscore the critical role of surface chemistry in MXene-cell interactions and offer a practical guide to engineering safer MXenes for biomedical use.
Influence of Physico-Chemical Processing in Solid and Liquid States on Hypereutectic AlSi18(B-Sn) Alloy Structure and Properties
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна, 2023) Aiupov, Oleksandr; Nosko, Olha A.; Aiupova, Tetyana A.; Kupchinska, Alina
ENG: The peculiarities of AK18 alloy (B-Sn) structure formation, mechanical properties, friction and wear parameters formation depending on the regimes of physical and chemical melt processing and thermocycling in the solid state have been established. Observed structural changes (the β-Si and eutectics ratio, the primary and eutectic β-Si crystals shape and size, eutectics differentiation increasing, the pseudoprimary aluminum solid solution (α-A1) dendrites appearance provide an improvement in the complex of mechanical properties and a reduction in wear friction parameters. The obtained experimental data allow to recommend a complex treatment "hydrogen treatment for 40 min + thermal cycling in the solid state at 475-485°C for 5 cycles" to improve the complex of mechanical properties and reduce the wear friction parameters.
Influence of Surfactants on Copper-CNTs Electrodeposition
(Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine, 2021) Roslyk, Iryna; Stovpchenko, Ganna; Galchenko, Galyna
ENG: Influence of different types of surfactants on electrodeposition of copper- and carbon-bearing (graphite, carbon nanotubes (CNTs)) composite powder has been experimentally investigated. The size of powder particles decreased, and corrosion resistance increased when surfactants were added. Addition of cationic surfactant CTAB to the electrolyte with simultaneous ultrasonic treatment for CNTs dispersion gives maximum effect.
Influence of Synthesis pH on Structural, Dielectric and Magnetic Properties of MnFe2O4
(Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, 2025) Frolova, Liliya A.; Saltykov, Dmytro Yu.; Holub, Iryna V.; Bila, Оlena V.
ENG: Dispersed manganese ferrite particles were obtained by a combined co-precipitation method at different pH of the initial solution (7–12). The structural, morphological, optical and magnetic properties of the synthesized nanoparticles were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and vibrational magnetometry. The XRD results showed that MnFe2O4 has a cubic spinel crystal structure with an average crystallite size of 14–65 nm. The presence of additional phases is observed at low pH and pH greater than 12. Ferritization significantly depends on pH, which affects the phase composition of the products and the size of the crystallites. In addition, with an increase in pH from 7 to 12, the percentage of microstresses and the density of dislocations decreases. The obtained MnFe2O4 samples exhibit ferrimagnetic properties, the highest saturation magnetization value of 56.8 Emu/g is achieved at pH 10. In addition, the coercive force changes from 5 to 50 Oe with increasing pH due to the increase in crystallite size.
Investigation of Structural, Magnetic, Optical, and Photocatalytic Properties of Fe/CoFe2O4 Composite
(MDPI AG, Basel, Switzerland, 2025) Frolova, Liliya A.; Protsenko, Vyacheslav S.; Butyrina, Tetiana E.
ENG: A Fe/CoFe2O4 nanocomposite was synthesized in one step by a hydrothermal method by processing the created iron and cobalt hydroxocomplexes. For precise characterization of the structure and morphology, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and ultraviolet–visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-vis-DRS) were used. It was found that the obtained samples have a pronounced spinel crystalline structure, with the presence of metallic iron. The crystal size was determined by various methods and was 93–104 nm. The saturation magnetization, determined from the hysteresis loop, was 189.24 Emu/g, and the force coefficient was 602 Oe. UV-vis-DRS studies showed a band gap of 2.1 eV. The photocatalytic degradation of ibuprofen, streptocide, furacilin, methylene blue, and tetracycline was investigated under the influence of UV radiation in the presence of a photocatalyst. It was confirmed that the rate of degradation of pollutants obeys pseudo-first-order kinetics. Analysis of the constant rate of reactions showed that in order of decreasing stability, pharmaceutical drugs can be dissolved as follows: ibuprofen → streptocide → furatsilin → methylene blue → tetracycline. It was found that the ratio of photocatalyst and hydrogen peroxide concentrations is important for the destruction of more stable pollutants. The effect of hydrogen peroxide and catalyst concentrations is extremely strong. For unstable compounds, the most influential factor is the duration of treatment.
Multispectral Photonic Structural Colors via Enhanced Interfacial Interference of Ultrathin Cellulose Nanoﬁber/MXene Films
(John Wiley and Sons Inc, Germany, 2025) Poliukhova, Valeriia; Dimitrov, Botyo; Brackenridge, Justin; Killingsworth, Laura Mae; Roslyk, Iryna; Fitzpatrick, James; Gogotsi, Yury; Tsukruk, Vladimir V.
ENG: The study reports novel photonic properties of Ti3C2Tx MXene flakes horizontally self-assembled within cellulose nanofiber (CNF) matrix exhibiting unique bright multispectral colors combined with overall high transparency in the transmission regime. The intense reflection colors are reflected by individual flakes acting as effective micromirrors with shifts based on their subsurface positioning within the dielectric layers. Unique color appearances are controlled by an interplay of multiple bandgaps formed by constructive and destructive interferences at flake-matrix interfaces. These colors manifest at the microscale under bright field optical microscopy, while the total physical film retains high transparency up to 85% and a typical greenish hue characteristic of the MXene content below 1% volume fraction. The diverse spectral appearance of 4 µm ultra-thin films is ultimately controlled by the positioning of the horizontal flakes within the nanofiber matrix at diverse distances from the top surface. This work expands the understanding of thin films with assembled 2D materials within polymer matrix and their fundamental interactions creating new structural coloration functionalities with the potential for multispectral photonic applications such as camouflaging, photothermal treatment, and optical communication for flexible thin bio-derived films.
Promising Metal-Thermal Technologies for Titanium Production
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Ignatiev, Volodymyr S.; Holovachоv, Artem M.; Kolbin, Mykola O.; Yaroshenko, Ya. O.
ENG: This review discusses existing and new titanium production technologies, their advantages and disadvantages. The current global production of titanium metal is based on the production of titanium sponge by reducing titanium tetrachloride with liquid magnesium and then purifying it by electric arc remelting (Kroll's metallothermal method). The Kroll method has some disadvantages: periodicity of the process, low speed, and high cost of raw materials. The paper analyzes a number of fundamentally new technological schemes for titanium production: magnetism in salt melts; magnetism in a liquefied layer of magnesium particles (TIRO process); sodium jet thermionic (Armstrong process); steam process. In the near future, we can expect a breakthrough in titanium technology that will reduce its cost.
Reduction of Water Calcium Hardness in the Denitrifying Biofilter
(Taylor and Francis Ltd., United Kingdom, 2025) Borysov, Ivan A.; Kovalenko, Ihor L.; Gevod, Viktor S.; Frolova, Liliya A.
ENG: Sustainable development goals emphasize the need for cost-effective removal of nitrates from water of sources where there is no centralized tap water supply. This paper describes the properties of the carbonate system in the filtrate of the point of use handy submersible denitrifying biofilter. Device has a U-shaped design with open tops of both elbows and operates in displacement (piston) mode. These allows getting up to 5 liters of denitrified water daily in one gulp, reducing the concentration of nitrate ions in the water by 96-98% from its initial value of 3⋅10−3⁢𝑀−1.2⋅10−2⁢𝑀 and the water hardness to reduce depending of initial nitrate concentration. The denitrification process occurs with the consumption of ethyl alcohol as a bacterial food substrate injected to water and accompanies by the accumulation of alkaline bacterial exometabolites in the filtrate. During the microbiological transformation of 3⋅10−3⁢𝑀 nitrate ions into nitrogen gas, the filtrate enriches with 2.6⋅10−3⁢𝑀 bicarbonate ions and 3.9⋅10−4⁢𝑀 of hydroxyl ions. This results in a reduction of filtrate hardness from 3.75 mg-eq/L to 1.87 mg-eq/L when in contact with atmospheric air. Physical experiments and mathematical modeling verified the concentrations of carbonate components and calcium ions in both the initial and denitrified water.
Regulations of the Formation of Bainetic Component Matrix in Economy Alloyed Chromo-Manganese Alloys
(Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture, Dnipro, 2023) Pohrebna, N. E.; Nosko, Olha A.; Aiupova, Tetiana A.; Hrebenieva, А. V.; Aiupov, O. A.
ENG: Purpose. The purpose of the investigation is to establish the regularities of the kinetics of supercooled austenite decomposition in the bainite temperature range (400−200 °C) in chromium-manganese cast iron for the development of thermal hardening regimes that increase the service life of products. Methodology. The object of the study are samples of research and industrial smelting of chrome-manganese cast iron containing 3,1 % carbon, 13,1 % chromium, and 15,75 % manganese. The study of the supercooled austenite decomposition kinetics was carried out by the dilatometric method in the temperature range of 400−200 °C, the study of the microstructure, phase composition, as well as the measurement of microhardness and hardness was carried out according to standard methods. Scientific novelty. The peculiarities of the supercooled austenite decomposition kinetics in the bainite temperature range (400−200 °С) in chromium-manganese cast iron were determined, the structure of the cast iron after aging consists of eutectic carbides Me (Cr, Mn, Fe)7C3, products of austenite decomposition, secondary carbides Me (Cr, Mn, Fe)7C3, Me (Cr, Mn, Fe)3C, as well as untransformed austenite in the amount of 70...75 %. The maximum hardness of the experimental cast iron was established during isothermal exposure at 350 °C for 35 hours. Practical value. The established regularities of the chromium-manganese cast iron structure formation and the determined and optimized temperature-time intervals of the supercooled austenite isothermal decomposition in cast iron are the basis for the development of heat treatment regimes to increase the strength, wear resistance of the material and the service life of its products.
Strengthening of Pipe Tools for Cold Roller Rolling of Corrosion-Resistant Pipes by Application of Amorphous Alloys
(Національний науковий центр «Харкiвський фiзико-технiчний інститут», 2021) Krivchik, Lilia; Khokhlova, Tatiana; Pinchuk, Victoria; Holovachov, Аrtem; Srebryansky, Grigory; Nosenko, Victor; Zagorodniy, Oleksiy
ENG: In the production of pipes from corrosion-resistant steels on pipe rolling plants, the current problem is the low stability of the pipe tool. Therefore, the creation of high-performance and durable tools is associated primarily with the production and processing of materials that could withstand harsh working conditions. The technology of heat hardening of the pipe tool for cold roller rolling of corrosion-resistant pipes (rollers and support laths of HPTR mills) from 4Х5МФ1С steel which excludes the third holiday and uses drawing of a covering from powders of amorphous alloys 100…150 µm thick is offered in the work. As a result of the offered technology durability, wear resistance, and also hardness to HV0.1 950–1050 (in comparison with HV 587–690 on existing technology of heat treatment in factory conditions) increases. A wide range of studies of the structure of the coating and industrial tests of rollers and support bars. It is shown that gas-plasma coating of amorphous alloy based on Fe–Si–B system increases the hardness of the tool surface by 1.3–1.6 times and their stability by ~ 30…50%.
Structure and Properties Evolution of the Al-Cu-Mg Alloy during the "Twin-Roll Casting – Hot Deformation – Heat Treatment" Technological Process
(Kharkov National Automobile and Highway University, Kharkiv, 2024) Nohovitsyn, Oleksii V.; Pryhunova, Adel G.; Aiupova, Tetyana A.; Nosko, Olha A.; Volyniuk, Diana A.
ENG: The influence of hot deformation and heat treatment on the wide solidification range 2024 alloy twin-rolled cast sheet billets structure and properties evolution at all stages of the technological process was studied. The maximum strength at a reduction ε = 50 % (ζB ≈ 450 MPa), and an increase in ductility with the degree of deformation (from 0–2 % in the cast state to 20–22 % after rolling and heat treatment) were established. The resulting mechanical properties of the 2024 alloy strip exceed existing analogs and standard requirements.
Study of the Effect of Gaseous Elements on Metal Macrostructure during Cooling
(Ukrainian State University of Science and Technologies, Dnipro, 2025) Holub, Iryna V.; Bila, Оlena V.
ENG: The article presents a study of the influence of gas elements (oxygen, hydrogen and nitrogen) during metal processing with a mixture of gases (argon, nitrogen) on the macrostructure of the metal after cooling. One of the most common methods of ladle processing of steel is the process of blowing metal with inert gases and its vacuuming. A mathematical model has been developed that allows us to consider the process of gas removal and calculate the quantitative indicators of the removal of dissolved gases from the metal during its processing. Taking into account the thermodynamic and kinetic features of the dissolution of gases in the metal during blowing metal in the ladle with inert gases and during vacuuming allowed us to clarify the physicochemical processes of gas behavior in the metal, which will lead to the possibility of developing a new technology of ladle processing of metal using mixtures of inert gases.
Study of the Influence of Synthesis Parameters on the Structural and Magnetic Properties of Cobalt Ferrite
(Oles Gonchar Dnipro National University, Dnipro, 2024) Frolova, Liliya A.; Sknar, Irina V.
ENG: The synthesis of cobalt ferrite by plasma chemical method was studied in the work. The influence of pH of the reaction medium, temperature and duration of treatment on magnetic properties, intensity of peaks on X-ray diffraction, average size of crystallites, value of dislocation density was determined using the central composite rotatable planning of the experiment, which is based on the results obtained by X-ray phase analysis, vibrational magnetometry, and electron microscopy. Statistical analysis made it possible to quantitatively assess the influence of the synthesis parameters on the selected response functions. The results showed that the pH of the reaction medium is the parameter that shows the greatest influence both on the growth of cobalt ferrite powder crystallites and on the magnetic properties of the samples obtained by the plasma chemical method.
Transition from Engineering Strain to the True Strain in Analytical Description of Metals Hardening
(Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture, Dnipro, 2021) Dolzhanskyi, A. M.; Ayupova, T. A.; Nosko, Olha A.; Rybkin, O. P.; Ayupov, О. А.
ENG: Purpose of the work is related with the impossibility of correctly estimating the strain hardening of metals (alloys) in the area of their large total deformations due to absence of additivity in the traditionally used value of engineering strain , its nonlinear change in the area of large values, and absence of data in the technical literature Hall-Petch coefficient Ai for logarithmic true deformations, which led to the task of correct transition from the values of the engineering strain 0 <  < 50...60 % to the value of the true logarithmic strainn 0 <  < 1...3. Methodology. The theoretical analysis of the regularities of deformation hardening of metals (alloys) from the engineering strain is carried out, the transition from engineering to logarithmic ("true") strain of metals (alloys) by analytical representation of metal hardening graphs as a function of logarithmic (true) strain. in contrast to the degree of engineering strain is presented. Originality. Analytical expressions are presented that allow the use of known theoretical data on the strain hardening of metals (alloys) at small (50...60 %) total engineering strains  during cold pressure treatment to transition to logarithmic (true) strain  with large total deformations. Practical value. The obtained mathematical expressions allow to use the accumulated in the technical literature experimental data on the hardening of metals and alloys with small engineering strains in the processes of cold processing of metals (alloys) by pressure to determine the hardening with large total logarithmic (true) strains. These data can also be used to solve metallophysical problems of metal processing by pressure associated with large total compressions.
Vivid Structural Coloration in Transparent MXene-Cellulose Nanocrystals Composite Films
(Wiley-VCH Verlag, Germany, 2025) Dimitrov, Botyo; Poliukhova, Valeriia; Joo, Claire; Buxton, Madeline; Roslyk, Irina; Gogotsi, Yury; Crossno, Jacob; Page, Kirt A.; Koerner, Hilmar; Nepal, Dhriti; McConney, Michael E.; Bunning, Timothy J.; Tsukruk, Vladimir V.
ENG: We demonstrate shear-printed layered photonic films with vivid structural coloration from bio-derived cellulose nanocrystals and highly aligned Ti3C2Tx MXene nanoflakes. These ultrathin films (700–1500 nm) show high light transmittance above 40% in the visible range. In reflectance mode, however, the films appear vividly colored and iridescent due to the multiple distinct photonic bandgaps in the visible and near-infrared ranges, which are rarely observed in CNC composites. The structural coloration is controlled by the stacking of MXene nanoscale-thin layers separated by the thicker cellulose nanocrystals matrix, as confirmed by photonic simulations. The unique combination of distinctly different optical appearances in transmittance and reflectance modes occurs in films printed with just a few layers. This is because of the molecularly smooth interfaces and the high refractive contrast between bio-based and inorganic phases, which result in a concurrence of constructive and destructive interference. These lamellar biophotonic films open the possibilities for advanced radiative cooling, camouflaging, multifunctional capacitors, and optical filtration applications, while the cellulose nanocrystals matrix strengthens their flexibility, robustness, and facilitates sustainability.
Аналіз досвіду використання корозійностійких насосно-компресорних труб в газовидобувних свердловинах й дослідження ефективності застосування інгібіторів корозії
(Національна металургійна академія України, Дніпро, 2021) Пінчук, Софія Йосипівна; Гальченко, Галина Юріївна; Рослик, Ірина Геннадіївна
UKR: Мета. Аналіз ефективності застосування інгібіторів корозії при видобутку природного газу у свердловинах Луценківського газоконденсатного родовища. Методика. Електрохімічні дослідження були отримані в 3%-ому хлориді натрію. Усі потенціали були отримані за порівнянням із хлорсрібним електродом. Потенціодинамічні криві отримані із швидкістю розгортки напруги 0,2 мВ/с. Результати. Визначено, що для захисту корозійностійких насосно-компресорних труб від корозії в агресивному середовищі Луценківського родовища ефективними є інгібітори марок SE-231-K і ACL-060. Наукова новизна. Вперше проведено аналіз ефективності інгібіторів корозії у вигляді пінних шашок у пакерних свердловинах Луценківського газоконденсатного родовища. Практична значущість. Результати роботи будуть використані при протикорозійному захисті пакерних свердловин Луценківського газоконденсатного родовища.
Вибір сталей й ефективних інгібіторів корозії для насосно-компресорних труб газодобувних свердловин
(ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР», 2021) Рослик, Ірина Геннадіївна; Гальченко, Галина Юріївна
UKR: Мета – підбір матеріалів для насосно-компресорних труб та методів захисту від корозії в умовах вуглекислотної корозії. Методика. Досліджені захисні властивості пінних шашок інгібіторів марки SE-231-K (БХР) і марки ACL-060. Поляризаційні криві отримували на потенціостаті IPC-Pro (з вбудованим мікропроцесором і виходом на персональний комп'ютер) при швидкості розгортки 0,2 мВ/с. В якості допоміж-ого використовувався платиновий електрод, в якості електрода порівняння - хлорсрібний. Вимірювання густини струму здійснювали при постійному перемішуванні електролітів. Результати – проведений аналіз ефективності застосування інгібіторів корозії при видобутку природного газу в умовах свердловин Луценківського газоконденсатного родовища. Рекомендовано інгібітори корозії, що значно гальмують швидкість корозії стальної поверхні. Наукова новизна. Вперше визначено ефективність захисту корозійностійких НКТ у пакерних свердловинах Луценківського газоконденсатного родовища за допомогою пінних шашок інгібіторів, які містять імідазоліни, зокрема інгібіторів марки ACL-060. Практична цінність. Результати роботи можуть бути використані для захисту поверхні насосно-компресорних труб від вуглекислотної корозії.
Використання газарів у двигуні внутрішнього згорання
(Cognum Publishing House, London, United Kingdom; Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Карпов, Володимир Юрійович; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзик, Анатолій Миколайович
UKR: У сучасному автомобілебудуванні існує кілька напрямків покращення двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ). Окрім боротьби за зниження споживання палива та токсичності вихлопних газів стоїть питання про необхідність зниження зносу та ваги двигунів. Існує можливість частково вирішувати ці проблеми одночасно, використовуючи у двигунах нові пористі матеріали – газари [1, 2]. Одним із найважчих елементів двигунів є його гільзи, які виготовляються з чавуну [3]. Зниження їхньої ваги помітно полегшить весь ДВЗ. Однак використання пористого чавуну не порушує герметичність об'єму циліндра. Отже, необхідно створити в гільзі таку макроструктуру, яка зберігає герметичність об'єму та одночасно її полегшує.
Вплив водню на крапку Кюрі металів
(BoScience Publisher, Chicago, USA; Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”, 2023) Карпов, Володимир Юрійович; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзик, Анатолій Миколайович
UKR: Монолітні зразки для магнітних вимірювань виготовлялися обробкою литої заготовки. Для цього виготовлялися зразки з заліза (домішок менш 0,01%С), кобальту (чистота біля 99,95%) та нікелю (чистота 99,8%). Зразки мали форму циліндрів діаметром 6 та 10 мм, та довжину 20-25 мм. Ці розміри дозволяли розміщувати їх у високотемпературному контурі та проводити дослідження магнітних властивостей. Для цього використовували установку, яка дозволяла проводити заміри з великій точністю при заданій температурі.
Вплив водню на структуру виливків металів
(CPN Publishing Group, 2022) Карпов, Володимир Юрійович; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзік, Анатолій Миколайович; Аюпова, Тетяна Анатоліївна
UKR: Розглянуто особливості технології отримання газарів та принципи керування параметрами їхної структури (розмір, орієнтація пор) в результаті газар-процесу. Встановлений вплив пористості на розмірні параметри пор мідних газарів, а також на їхній тимчасовий опір руйнуванню. Встановлені закономірності структуроутворення та формування комплексу механчних властивостей газарів підчас пластичної деформації прокаткою та волочінням.
Вплив Н-шарів на залізовуглецеві та корозійностійкі сталі та сплави
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Карпов, Володимир Юрійович; Носко, Ольга Анатоліївна; Аюпова, Тетяна Анатоліївна
UKR: Мета. Розглядається взаємодія водненасичених шарів (Н-шарів) з різними марками залізовуглецевих та корозійностійких сталей та сплавів. Методика. Виявлено помітний вплив Н-шарів як на мікроструктуру сталей, так і на їх властивості. Зразки сталей у вигляді пластин поміщалися в установку, де одночасно піддавалися термоциклюванню або у водні, або в аргоні. Далі проводили їхній металографічний аналіз. Результати. Для чистого заліза відзначалося різке збільшення пластичності, більш ніж удвічі. Мікроструктура зразків після ТЦО в аргоні та водні змінилася дуже сильно. Бал зерна змінився з 9 до 1. Було визначено, що виділення водню при охолодженні відбувається при евтектоїдному перетворенні у звичайних вуглецевих сталях. Мікроскопічне вивчення структур сталей показало їхню різку зміну і найчастіше в гірший бік. Дослідження показали, що є можливість керувати процесом навуглецювання - зневуглецювання вуглецевих сталей, їх строчковістю після деформації прокатаної сталі. Вивчення легованих сталей типу Х18Н9Т та 40Х13 дало розуміння зміни їх властивостей у процесі ТЦО у водні. Особливо цікавим є факт, що сталь Х18Н9Т практично не змінює своїх властивостей після ТЦО у водні в широкому інтервалі температур та тисків. Інша сталь 40Х13 дуже різко змінює свої механічні властивості – стає твердою та крихкою. При виготовленні виробів з цієї сталі неприпустима їх робота при температурі, що циклічно змінюється. Наукова новизна. Основна наукова новизна полягає у детальному дослідженні структури та властивостей ряду сталей, які широко використовуються у промисловості. Практична значущість. Отримані результати дозволяють зробити однозначний висновок, що термоциклювання залізовуглецевих та корозійностійких сталей дуже сильно змінює їх властивості. Це вимагає детального вивчення будь-якої сталі, яка має працювати в подібних умовах.
Вплив процесу прокатування за субкритичних температур на формування структури та властивості низьковуглецевої сталі
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2023) Котова, Тетяна Володимирівна; Носко, Ольга Анатоліївна; Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Волинчук, Владислав Олегович
UKR: Проблема. На практиці прокатка листа з низьковуглецевої сталі внаслідок значних тепловтрат завершується в області двофазної структури аустеніт – ферит, що призводить до утворення неоднорідної структури металу, що погіршує властивості листової сталі та її здатність до витяжки. Несприятливих температурні умови, характерні для традиційної технології гарячої прокатки, можна запобігти обробкою металу в однофазній феритній області нижче критичної точки Ar1. Прокатка тонкого листа в докритичному діапазоні температур забезпечить отримання однорідної структури металу, що визначає рівень його механічних властивостей, а також якість штампованих деталей. Мета. Метою роботи є дослідження впливу режимів прокатки при докритичних температурах на формування структури та властивостей низьковуглецевої сталі. Методологія. Мікроструктуру зразків сталі 08пс досліджували на металографічному та електронному мікроскопі JSM-840 з системою мікроаналізу «Link-860/500», тонку структуру поперечного перерізу зразків сталі 08пс досліджували на електронному мікроскоп JEM-200Сx. Комплекс механічних властивостей металу визначали стандартними методами випробувань на розтягнення. Результати. Досліджено структуру та властивості сталі 08пс після прокатки при докритичних температурах. Проведено порівняльний аналіз тонкої структури вихідних заготовок і деформованих зразків з низьковуглецевої сталі. Встановлено, що в структурі деформованих зразків та вихідної заготовки спостерігаються зміни, які свідчать про здійснення процесів полігонізації та рекристалізації та не забезпечують рівень механічних властивостей металу, передбачений ДСТУ 2834-94. Наукова новизна. Досліджено тонку структуру листа сталі 08пс, деформованого в докритичному діапазоні температур з повітряним охолодженням. Розробка відрізняється температурами початку і кінця прокатки, а також швидкістю охолодження в післядеформаційний період. Це дозволяє розширити теоретичні уявлення про закономірності формування конструкцій деформованої сталі 08пс та використати їх на практиці. Практична цінність. Результати роботи можуть бути використані при визначенні раціональних режимів обробки, які передбачають прокатку при докритичних температурах, для підвищення комплексних властивостей металу та отримання високоякісних деталей холодним штампуванням.
Газові кисневі електроди в йонних розплавах: типи, оборотність, електроди порівняння та шкали кислотності
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Малишев, В. В.; Габ, А. І.; Шахнін, Д. Б.; Воляр, Р. М.; Головачов, Артем Миколайович
UKR: Мета. Обгрунтувати застосування кисневого електроду порівняння з β-Al2O3 мембраною у вольфраматно-молібдатних розплавах, побудувати шкалу кислотності та запропонувати її використання для оцінки можливості електроосадження молібдену, вольфраму та їх сполук з карбоном, силіцієм та бором у цих розплавах. Методика. Вимірювання електрорушійних сил електрохімічних ланцюгів у галогенідних та вольфраматно-молібдатних розплавах з використанням платино-кисневих індикаторних електродів та мембранних електродів порівняння з додаванням різних донорів та акцепторів оксигенових йонів. Результати. Можливість використання кисневого електроду порівняння з β-Al2O3 мембраною та шкал кислотності (основності) у вольфраматно-молібдатних розплавах для здійснення електрометалургійних процесів осадження та рафінування. Наукова новизна. Сформульовано умови застосування електродної системи в якості електроду порівняння. Як електроліти електродів порівняння вибрано розплави на основі натрій вольфрамату і хлоридні вольфрамато (молібдато)вмісні розплави. Доведено, що потенціал кисневого електроду відносно електроду порівняння визначається відношенням активностей йонів оксигену в досліджуваному розплаві та в розплаві електроду порівняння. Запропоновано шкалу кислотності (основності) в розплавах на основі вольфраматів і молібдатів лужних та лужноземельних металів. Практична значущість. В якості мембрани електродів порівняння показана можливість використання матеріалу на основі β-Al2O3. Доведено його стійкість як у кислих, так і в основних розплавах. Експериментально визначено температурні межі застосування цього матеріалу як мембрани та доведено стабільність і відтворюваність значень потенціалів. Виміряно електрорушійні сили електрохімічних ланцюгів з платино-кисневими індикаторними електродами та мембранними електродами порівняння. Досліджені розплави систематизовано за значеннями показників кислотності (основності). Ключові слова: кисневий електрод, розплави солей, β-Al2O3 мембрана, мембранні електроди, електрохімічні ланцюги, шкала кислотності (основності).
Дослідження властивостей спеченої хром-нікель-ніобієвої сталі
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Голуб, Ірина Валеріївна; Носко, Ольга Анатоліївна; Коваль, Данило Олегович; Ковзік, Анатолій Миколайович; Кушнір, Юлія Олександрівна
UKR: Мета. Проведення аналізу сучасних технологій виготовлення порошкових матеріалів для адитивних технологій виробництва, визначення їх ключових характеристик та з’ясування впливу виробництва на кінцеву якість виробів при заданих умовах експлуатації. Дослідження механічних властивостей та корозійної стійкості виробу з спеченої хром-нікель-ніобієвої сталі виготовленого адитивною технологією. Методика. Теоретичні та експериментальні дослідження зразків спечених порошкових сталей за ISO 2738, ISO 4003 для порошків, а також для механічних властивостей зразків за ISO 3325:2017; ISO 3928:2014; ISO 6892:2019; ISO 6506-1:2019. Результати. Досліджено механічні властивості та корозійну стійкість спеченої хром-нікель-ніобієвої сталі при заданих умовах експлуатації виробів. Встановлено вплив пористості на жаростійкість та механічні властивості спечених матеріалів при виробництва виробів методом Selective laser melting. Наукова новизна. Отримання нової інформації, що до механічних та жаростійких характеристик для сталей які запропоновані для адитивної технології при підвищених температурних умовах експлуатації виробів. З’ясування впливу контактів спечених частинок порошку на механічні властивості порошкового виробу. Практична значущість. Встановлено, що спечені матеріали, що містять більшу кількість термостійких компонентів, мають нижню відкриту пористість та більш корозійностійкі при підвищених температурах. Запропоновані технологічні методи підвищення корозійної стійкості спечених хром-нікель-ніобієвої сталей. Розширення сортаменту порошкових матеріалів для адитивних технологій.
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.
Дослідження поведінки азоту при обробці металу
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2023) Голуб, Ірина Валеріївна; Біла, Олена Вікторівна; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзік, Анатолій Миколайович
UKR: Мета. Вивчення поведінки азоту при обробці металу газовою сумішшю та при розкисленні металу, тому що одним з найбільш поширених способів обробки сталі в ківші є процеси розкислення металу, продування металу інертними газами та вакуумування сталі. Методика. Термодинамічні та кінетичні розрахунки, математична модель, що дозволяє розраховувати кількісні показники при розкислені металу та при видаленні розчинених газів з металу при позапічній обробці та аналізувати процеси, які досліджуються. Результати. При продуванні аргоном металу на установці ківш-піч його поверхня повинна бути відкритою від шлаку, але при цьому відбувається паралельний перехід газу з атмосфери в метал, оскільки шлак є захисним покривом металу від атмосфери. Також доказано, що спінювання шлаку впливає лише на вміст азоту в металі та дозволяє знизити його концентрацію на 0,001 %. Також доказано що азот не є причиною виникнення макродефектів в металевій заготовці. З’ясовано вплив азоту, алюмінію та титану на утворення нітридів в металі, який попередньо оброблявся газовою суміщу, яка у своєму складі вміщувала азот. Наукова новизна. Розгляд термодинамічних та кінетичних особливостей розчинення азоту в металі при розкисленні, продувці газами металу в ківшу дозволили з'ясувати тепло та масообміні процеси поведінки азоту у металі, що буде сприяти перспективі розробки нової технології ковшової обробки металу. Практична значущість. Можливість використовувати суміш газів, що містить азот, при продувці сталей більш широкого сортаменту з урахуванням поведінки азоту при розкисленні металу, який може мати підвищений вміст розчиненого азоту. За допомогою достатніх кількостей присадженого титану можливо нейтралізувати дію азоту в сталях, що містять алюміній, і тим самим сприяти усуненню дефектів та покращенню якості литої заготовки також за рахунок ведення процесу обробки металу під спіненим шлаком.
Дослідження поведінки шлакової системи при обробці металу газовою сумішшю з підвищеним вмістом азоту
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Голуб, Ірина Валеріївна
UKR: Мета. Вивчення впливу шлакового покрову на видалення газів (водню та азоту) при обробці металу газовою сумішшю. Одним з найбільш поширених способів ковшової обробки сталі є процес продування металу інертними газами та її вакуумування. Методика. Математична модель, яка дозволяє розглядати процес видалення і розраховувати кількісні показники видалення розчинених газів з металу при позапічній обробці. Результати. При продуванні аргоном метал на установці ківш-піч поверхня металу повинна бути відкритою від шлаку, але при цьому відбувається паралельний перехід газу з атмосфери в метал, оскільки шлак є захисним покривом металу від атмосфери також доказано, що спінювання шлаку впливає лише на вміст азоту в металі. Наукова новизна. Розгляд термодинамічних та кінетичних особливостей розчинення азоту в металі при продувці інертними газами металу в ковші та при вакуумуванні дозволили з'ясувати тепло та масообміні процеси поведінки газів у металі що приведе до можливостей розробки нової технології ковшової обробки металу із застосуванням інертних газових сумішей. Практична значущість. Використовувати суміш газів, що містить азот, при продувці можливо за рахунок ведення процесу обробки металу під спіненим шлаком, бо процес видалення азоту йде значно швидше тому є можливість розширити класу для якого можливо використовувати суміш газів при продувці сталі.
Еволюція структури та властивостей екстремально деформованих спечених мідних нанокомпозитів
(УДУНТ, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2024) Рослик, Ірина Геннадіївна; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзік, Анатолій Миколайович; Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Аюпов, Олександр Альбертович
UKR: Мета роботи – визначення структури та механічних властивостей спеченої міді (в тому числі такої що містить вуглецеві нанотрубки) після інтенсивної пластичної деформації скручуванням. Об’єкт дослідження – зразки з порошку міді ПМС – 1 (ГОСТ 4960-75), порошку міді фракцій 45 мкм, порошку міді ПМС – 1 з додаванням 1 % мас. вуглецевих нанотрубок, виготовлені двократним пресуванням – спіканням, з кінцевим тиском 700 МПа, за температури 950°С та піддані інтенсивній пластичній деформації скручуванням на ковадлі Бріджмена. Досліджували структуру з використанням електронного сканувального мікроскопа Tescan Micra 3 LMU. Мікромеханічні випробування проводили за допомогою приладу «Мікрон – Гамма». Наукова новизна. Вперше досліджено мікроструктуру і механічні властивості спеченої міді та наноматеріалу «мідь – вуглецеві нанотрубки» після обробки інтенсивною пластичною деформацією скручуванням. Установлено, що інтенсивна пластична деформація скручуванням суттєво впливає на структуру та механічні властивості зразків спеченої міді. Форма зерен спеченої міді від близької до сферичної змінюється на витягнуту у напрямку деформації, розмір зерен зменшується у 5−7 разів. За інтенсивної деформаційної обробки наноматеріалу складу «мідь + 1 % ВНТ» ефект подрібнення зерна проявляється значно менше. Встановлено суттєве підвищення механічних властивостей спеченої міді у разі інтенсивної пластичної деформації. Найвищі показники отримані для матеріалу системи «мідь + 1 % ВНТ». Практична цінність. Результати роботи можуть бути використані для виготовлення мідних виробів електротехнічного та теплотехнічного призначення з підвищеною зносостійкістю.
Зміцнення трубопресового інструменту для виробництва корозійностійких труб нанесенням покрить аморфних сплавів
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Сребрянський, Григорій Олександрович; Кривчик, Лілія Сергіївна; Хохлова, Тетяна Станіславівна; Головачов, Артем Миколайович; Підгорний, Cергій Миколайович
UKR: Мета. Створення й обробка високопродуктивних, стійких в експлуатації інструментів для виробництва труб із корозійностійких сталей на трубопресових установках, які могли б протистояти жорстким умовам роботи. Методика. Аналітичні та експериментальні дослідження в умовах ТОВ ВО «ОСКАР». Мікротвердість зразків отриманих на основі вториннотвердіючих напівтеплостійких сталей мартенситного класу 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС вимірювали на приладі ПМТ-3 на підготовленій поверхні покриття. Для вивчення структурного стану, комплексу фізико-механічних властивостей, фазового складу, стану поверхневого шару інструменту і зразків використовували такі методи дослідження і випробувань: металографічний аналіз виробів і зразків з використанням оптичного металографічного мікроскопу «Аxiovert 200 MAT Zeiss»; метод електронної мікроскопії з застосуванням растрового електронного мікроскопу «РЕМ-106И» (прискорювальна напруга 100кВ). Результати. Внаслідок запропонованої технології підвищуються міцність, зносо- і теплостійкість, а також твердість до HV0,1 980 ÷ 1150 для сталей 5Х3В3МФС (ДИ-23) і HV0,1 860 ÷ 980 для 4Х5МФ1С (в порівнянні із HV 587 –590 за існуючою технологією термічної обробки в заводських умовах). Також трубний інструмент здобуває високу твердість поверхні, що в комплексі забезпечує роботу інструменту при нагріванні до 600 ÷ 650 °С. Наукова новизна. В роботі запропонована технологія термозміцнення трубопресового інструмента (матричних кілець складних матриць) горизонтальних пресів зі сталей 4Х5МФ1С і 5Х3В3МФС, яка виключає третій відпуск і використовує нанесення покриття із порошків аморфних сплавів товщиною 100 ÷ 150 мкм. Практична значущість. Показано, що газоплазмове нанесення покрить з аморфного сплаву на основі системи Fe – Si – B збільшує твердість поверхні матриць в 1,6 ÷ 2,2 рази і їх стійкість на ~ 40 ÷ 60 %.
Использование газаров в двигателе внутреннего сгорания
(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”; Perfect Publishing, 2023) Карпов, Владимир Юрьевич; Носко, Ольга Анатольевна; Ковзик, Анатолий Николаевич
RUS: В современном автомобилестроении существует несколько направлений улучшения двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Кроме борьбы за снижение потребления топлива и токсичности выхлопных газов стоит вопрос о необходимости снижения износа и веса двигателей. Существует возможность частично решать эти проблемы одновременно, используя в двигателях новые пористые материалы – газары. Одним из наиболее тяжелых элементов двигателей являются его гильзы, которые изготавливаются из чугуна. Снижение их веса заметно облегчат весь ДВС. Однако использование пористого чугуна не должно нарушать герметичность объема цилиндра. Следовательно, необходимо создать в гильзе такую макроструктуру, которая сохраняет герметичность объема и одновременно ее облегчает.
Корозійна поведінка насосно-компресорних труб з легованих хромовмісних сталей
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пінчук, Софія Йосипівна; Рослик, Ірина Геннадіївна; Гальченко, Галина Юріївна; Амбражей, М. Ю.
UKR: В роботі виконаний порівняльний аналіз якості насосно-компресорних труб, виготовлених зі сталей, які містять хром, типу 20Х13 мартенситного класу (група міцності L80 13Cr) різних виробників і дуплексної аустеніто-феритної сталі типу 02Х25Н7М4 (SAF 2507) на відповідність вимогам стандартів API Spec 5CT, API Spec 5CRA. На підставі наявних даних, результатів проведених металографічних та електрохімічних корозійних досліджень у модельних розчинах та економічній доцільності, рекомендовано матеріал для роботи в умовах конкретного газоконденсатного родовища.
Литі пористі матеріали
(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”; Cognum Publishing House, 2022) Карпов, Володимир Юрійович; Носко, Ольга Анатоліївна; Ковзік, Анатолій Миколайович
UKR: Пористі сплави (ПС) - особливий ефективний клас функціональних матеріалів сучасного машинобудування. Вони мають у своєму складі газову фазу (до 95%) як повноправну структурну складову, що визначає особливі властивісті цих матеріалів: малу щільність, високу газопроникливість, енергопоглинання тощо. Виготовленню складніших заготовок, форма яких була б наближена до форми виробів, запобігала відсутність відомостей про закономірності кристалізації газарів при наявності кількох центрів затвердіння, що пов’язано зі зміною напрямків фронтів кристалізації та ускладнення кінетики структуроутворення. Внаслідок цього спотворюється рівномірність структури та однорідність розміру пор, що важливо при виготовленні виробів.
Литі пористі матеріали газо-евтектичного типу
(Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”; BoScience Publisher, 2022) Карпов, Володимир Юрійович; Носко, Ольга Анатоліївна
UKR: В серії експериментів розглядалася взаємодія двох рівнобіжних фронтів кристалізації. Умови експериментів: тиск насичення збільшений до Рнас = 0 ÷ 8 ати. Вивчення дендритної структури виливків газарів із двома різними фронтами кристалізації показало, що для початку кристалізації кожного фронту характерно радіальне розташування стовпчастих кристалів, потім кожен фронт кристалізації розвивається в одному напрямку і дендрити в них розташовані паралельно один одному.
Одержання та властивості нанокомпозитів мідь–ВНТ
(Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, 2022) Рослик, Ірина Геннадіївна; Стовпченко, Г. П.; Ніколенко, Анатолій Васильович
UKR: Під час створення металоматричних композитів з використанням у якості армувального компонента вуглецевих нанотрубок (ВНТ) виникають труднощі з рівномірним розподілом їх у матриці. Тому питання додавання ВНТ у метал-матрицю та вибір технологічної схеми виготовлення композиційного матеріялу є актуальними завданнями. Мета роботи — виготовлення методами порошкової металурґії композитного матеріялу на основі порошків міді, яких одержано електроосадженням, сумісним з ВНТ, в присутності поверхнево-активних речовин (ПАР) різної дії, та дослідження структури й властивостей цього матеріялу. Для виготовлення спечених зразків у якості матриці використовували мідний порошок, одержаний електролізою з сірчанокислого електроліту, до складу якого додавали ПАР різної дії: аніоноактивний ПАР лаурилсульфат натрію (SDS), катіоноактивний ПАР бромідцетилтриметил амонію (CTAB), а також багатостінні ВНТ, виготовлені CVD-методом. З метою розділення конґломератів ВНТ електроліт обробляли ультразвуком. Зразки для досліджень компактували однобічним пресуванням за тиску у 400 МПа і спіканням за температури у 950C в атмосфері водню. Дослідження структурних характеристик спечених зразків виконано з використанням електронного сканувального мікроскопа (Tescan Mira 3 LMU). Для визначення елементного складу зразків використовували метод локальної аналізи — систему енергодисперсійної спектроскопії (ЕДС) з детектором випромінення ‘X-max 80’ (‘Oxford Instruments’, Англія). Для резистометричних досліджень спечених зразків було використано метод амперметра та вольтметра. Результати досліджень свідчать, що ВНТ після спікання зберігаються в мідній матриці та розташовуються по межах зерен і в порах. Показано, що з підвищенням вмісту ВНТ електричний опір спеченого матеріялу зменшується. Найбільший вміст ВНТ мають порошки, яких одержано електролізою з електроліту, що містив ПАР СТАВ і ВНТ. Результати роботи можуть бути використані для виготовлення матеріялів електротехнічного призначення.
Природа інтерметаліду Al8Si6Mg3Fe в сплаві АК7ч, мікролегованому комплексом Ti-B-Sr
(НМетАУ, УДУНТ, Дніпро, 2024) Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Носко, Ольга Анатоліївна; Єлагін, А. С.; Коваль, Данило Олегович
UKR: Мета. Метою дослідження є визначення структури та особливостей формування залізовмісного інтерметаліду Al8Si6Mg3Fe в сплаві АК7ч, при комплексній дії мікролегуванння Ti-B-Sr та термочасової обробки розплаву. Методика. Об’єктом дослідження служив сплав АК7ч, мікролегований комплексом Ti-B-Sr після термочасової обробки розплаву за різними режимами. Дослідження особливостей структуроутворення інтерметаліду Al8Si6Mg3Fe проводили за допомогою металографічного, локального рентгеноспектрального аналізу та методом диференційно-скануючої калориметрії. Результати. Визначений хімічний склад залізовмісного інтерметаліду Al8Si6Mg3Fe, вивчена його морфологія та встановлена температурна залежність його об’ємної долі в сплаві АК7ч (Ti-B-Sr) від температури термочасової обробки розплаву. Встановлена причина зменшення об’ємної долі Al8Si6Mg3Fe. Наукова новизна. Виявлено зменшення кількості залізовмісної інтерметалідної фази Al8Si6Mg3Fe в сплаві АК7ч, що містить комплекс Ti-B-Sr, після термочасової обробки при 80ׄ 0°С. Практична значущість Зменшення негативного впливу заліза завдяки формуванню меншої кількості інтеметалідної сполуки Al8Si6Mg3Fe у структурі сплаву АК7ч, що містить комплекс Ti-B-Sr після термочасової обробки розплаву при 800°С дозволило покращити одночасно характеристики міцності і пластичності сплаву, а також його корозійну стійкість.
Структура та механічні властивості сплаву АЛ9 в технологічному ланцюжку «модифікування-обробка в рідкому стані»
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2022) Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Носко, Ольга Анатоліївна; Красніков, В. О.; Чередник, В. О.
UKR: Метою дослідження є вирішення актуальної задачі задоволення потреби машинобудування в алюмінієвих сплавах, що деформуються, за одночасної фактичної відсутності їх вітчизняного виробництва за рахунок розробки деформованого сплаву на основі ливарного сплаву АЛ9. Для досягнення поставленої мети необхідно встановити закономірності впливу комплексної дії на розплав мікролегування стронцієм та скандієм та технологічних параметрів оброблення в рідкому стані на структуроутворення та формування комплексу механічних властивостей доевтектичного силуміну АЛ9 для розширення сфер його використання, зокрема для виготовлення продукції обробкою тиском. Методи. У роботі досліджували доевтектичні силуміни АЛ9 – вихідного складу та АЛ9 з добавками стронцію та скандію в оптимальній концентрації. Гідроциркуляційну та водневу обробки проводили при температурі 750оС на обладнанні ФТІМС НАНУ за методикою, розробленої на ФТІМС НАНУ під керівництвом член-кореспондента НАНУ Г. П. Борисова. Мікроструктуру вивчали на оптичному мікроскопі "Axiovert - 200MAT". Ідентифікацію фаз проводили методом рентгеноструктурного аналізу на дифрактометрі ДРОН - 3М в Соk фільтрованому випромінюванні за стандартною методикою. Випробування на розтягнення проводили на п'ятикратних зразках з діаметром робочої частини 10 мм на випробувальній машині INSTRON при навантаженні 2 кН. Результати. Наукова новизна. Встановлено закономірності структуроутворення та формування комплексу механічних властивостей при спільному впливі Sr, Sc в оптимальній концентрації та термо-часових параметрів гидроциркуляційної та водневої обробок. Підчас гідроциркуляційної обробки протягом 5...15 хв та водневої обробки 20 хв, в обох випадках, спостерігається підвищення диференціювання евтектики, практично повне зникнення залізовмісних фаз, що в результаті обумовлює підвищення одночасно і міцносних, і пластичних властивостей. Перевищення оптимального часу обробки приводить до нівелювання отриманого ефекту – відновлення грубо диференційованої структури, виділення залізовмісних фаз та зниження комплексу властивостей. Практична цінність. Оптимізували термочасові параметри гідроциркуляційної та водневої обробок сплаву АЛ9 та АЛ9(Sr,Sc). Гідроциркуляційна обробка АЛ9(Sr,Sc) протягом 5...15 хвилин забезпечує підвищення механічних властивостей сплаву: - відносного подовження на 40%; межі плинності на 16%; межі міцності на 20%; воднева обробка протягом 20 хв забезпечує підвищення межі міцності на 5-10% та пластичності на 15%.
Формування структури і властивостей ливарного алюмінієвого сплаву в гранично деформованому стані
(ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР», 2021) Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Носко, Ольга Анатоліївна; Аюпов, Олександр Альбертович
UKR: Метою дослідження є вирішення актуальної задачі задоволення потреби машинобудування в алюмінієвих сплавах, що деформуються, за одночасної фактичної відсутності їх вітчизняного виробництва за рахунок розробки деформованого сплаву на основі ливарного сплаву АК7ч. Для досягнення поставленої мети необхідним є вивчення впливу мікролегування та умов кристалізації на структуроутворення гранично деформованого сплаву АК7ч для управління структурою та властивостями при розробці деформівних сплавів на основі АК7ч. Методи. У роботі досліджували гранично деформовані доевтектичні силуміни на базі АК7ч з добавками стронцію та скандію. Експеримент проводили за планом ортогональних латинських квадратів. Мікроструктуру вивчали на оптичному мікроскопі "Axiovert - 200MAT". Параметри кількісних характеристик структури визначали за стандартними методиками. Мікротвердість евтектики вимірювали на ПМТ-3 за ДСТУ ISO 6507-1:2007. Ідентифікацію фаз проводили методом фазового рентгеноструктурного аналізу на дифрактометрі ДРОН - 3М у Соka фільтрованому випромінюванні. Із залученням розрахункової методики визначення граничного ступеня деформації при прокатці клиноподібних зразків вивчали залежність технологічної деформованості від хімічного складу сплаву на базі АК7ч та режиму водневої обробки його розплаву. Результати. Визначено закономірності структуроутворення гранично деформованого ливарного алюмінієвого сплаву АК7ч. Отримано залежності параметрів структури дослідного сплаву в литому та гранично деформованому стані від вмісту елементів-модифікаторів та швидкості кристалізації. Встановлено суттєве підвищення параметра кристалічної решітки a-Al у деформованому стані порівняно з литим для всіх сплавів на основі АК7год незалежно від мікролегування та швидкості кристалізації. У a-Al у деформованому стані збільшується розчинність скандію та заліза. Отримано залежності технологічної деформівності від складу сплаву АК7ч та режиму водневої обробки його розплаву. Встановлено підвищення деформованості сплаву на 60% при комплексному фізико-хімічному впливі мікролегування стронцієм, скандієм та водневої обробки розплаву протягом 20 хвилин порівняно з литим сплавом вихідного складу. Наукова новизна. Вперше встановлено закономірності структуроутворення та формування комплексу механічних властивостей при спільному впливі Sr, Sc та швидкості кристалізації гранично деформованого доевтектичного сплаву АК7ч. Дані отримані для сплаву АК7ч при варіюванні вмісту стронцію 0…0,2%, скандію 0…0,5% та швидкості охолодження при кристалізації 6,67∙10-4…103 град/с. Практична цінність. У ході експерименту проведеного за планом ортогональних латинських квадратів оптимізували склад сплаву АК7ч, отримали інструмент на його структуроутворення, що забезпечує необхідний рівень механічних властивостей. Холодною деформацією прокаткою із заготівлі сплаву АК7ч (Sr, Sc) з максимальною толщиною 11 мм була отримана смуга завтовшки 2,4 мм. Справжня деформація металу АК7ч(Sr, Sc) після водневої обробки (протягом 20 хв) склала 1,19.
Фрактографічне дослідження руйнування вала-шестерні зі сталі 34ХН1М
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2023) Носко, Ольга Анатоліївна; Погребна, Наталія Емілівна; Гребенєва, Анна Вікторівна; Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Аюпов, Олександр Альбертович
UKR: Метою даної дослідної роботи є встановлення причин та механізмів руйнування шестерні зі сталі 34ХН1М, надання рекомендацій щодо методів запобігання даного виду пошкодження виробу. Методика. Досліджували зруйновану в процесі експлуатації шестерню зі сталі 34ХН1М. Поверхню зламу дослідної сталі вивчали методом макроаналіза, та методом растрової електронної мікроскопії за допомогою мікроскопу РЕМ – 100У при збільшенні 1500-10000 разів. Мікроструктурний аналіз сталі марки 34ХН1М проводили на оптичному мікроскопі Neophot-21 при збільшенні 250; 300; 800 разів. Вимірювання мікротвердості проводили за стандартною методикою на мікротвердомірі ПМТ-3М при навантаженні 50 г. Результати. Проаналізовано причини та характер експлуатаційного руйнування шестерні, виготовленої зі сталі марки 34ХН1М. Визначений втомний характер руйнування. Встановлена незадовільна якість поверхні дослідного виробу: наявні раковини, пори, подряпини, сколи. Руйнування почалось в місці геометричного концентратору напружень (дефект поверхні - раковина) через викришування металу. Наукова новизна. Встановлені особливості руйнування деталі: на зламі спостерігається істотна відстань між втомними борознами свідчить про досить високу швидкість розповсюдження тріщини, втомні борозни мають слабовиражений, нерегулярний характер, що свідчить про обмежені можливості сталі валу-шестерні до пластичної деформації. Фрактографічна поверхня зони блискуча та складається з фасеток сколу, вкрита грубими рубцями, які віялоподібно розходяться від фокусу, має грубокристалічну будову, характерну для крихкого руйнування. Методом скануючої електронної мікроскопії підтвердили крихку природу зламу. В мікрорельєфі поверхні наявні фасетки сколу, мікротріщини та осередки міжзереного відколу. Виявлені неметалеві включення MnS, які є додатковими структурними концентраторами напружень. Мікротріщини зароджуються біля неметалевих включень; на межах колишніх аустенітних зерен, особливо в їх потрійних стиках; на межах поділу матриці і вторинних фаз. Встановлене підвищення мікротвердості з 2500 до 4750HV після нагріву до 840…860оС з наступним охолодженням на повітрі, що можна пояснити з ймовірним загартуванням дослідної сталі, яке поряд з підвищенням твердості зумовлює зниження пластичності сталі. Практична цінність. Рекомендовано використання сталі зі зниженим вмістом сірки, додаткової обробку поверхні деталі для запобігання утворення концентраторів напружень в місцях поверхневих несуцільностей, а також дотримання номінального температурного режиму для запобігання мимовільного загартування матеріалу виробу.