Кафедра матеріалознавства та термічної обробки металів (ДМетІ)

Permanent URI for this communityhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14633

UK: Кафедра матеріалознавства та термічної обробки металів (Дніпровський металургійний інститут, ДМетІ) EN: Department of Material Science and Heat Treatment of Metals (Dnipro Metallurgical Institute, DMetI)

Browse

Now showing 1 - 40 of 146

Структурування формувальних та стрижневих сумішей за способом паро-мікрохвильового затвердіння
(ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР», 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович
UKR: Мета – дослідити властивості піщано-рідкоскляних сумішей, які структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі (ПМЗ-процес). Методика. В дослідженнях для порівняння властивостей виготовляли стрижні за СО2-процесом та за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Суміші виготовляли з кварцового піску марки 1К3О3016 та натрієвого рідкого скла з питомою щільністю 1440 кг/м3 та силікатним модулем МSiO2 = 2,93. Межу міцності на стиск отриманих зразків визначали відповідно до ГОСТ 23409.7-78, обсипальність зразків – до ГОСТ 23409.9 і газотвірну здатність – до ГОСТ 23409.12-78. Результати. Виготовлені ливарні форми та стрижні за способом паро-мікрохвильового затвердіння (ПМЗ-процесом) відразу після структурування придатні до використання, оскільки мають високу міцність, практично не містять вологи і, відповідно, практично негазотвірні, тобто не потребують послідуючого сушіння. Спосіб ПМЗ завдяки можливості отримувати ливарних форм та стрижнів із сумішей з вмістом РС від 0,5 до 1,5 % придатний для виготовлення в них виливів із сталі, чавуну і кольорових сплавів. Таким способом можливо виготовляти стрижні і форми будь-якої складності, а їх обмеження за масою і розмірами будуть обумовлені тільки вантажопідйомністю і розмірами робочого простору камери використовуваємої мікрохвильової (надвисокочастотної) печі. Наукова новизна. Вперше встановлено властивості піщано-рідкоскляних сумішей, які структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі (за ПМЗ-процесом), з використанням 1...3 % (за масою) висушеного пилоподібного рідкого скла в кварцовому піску, та кварцового піску, плакованого 2...6 % рідкого скла і висушеного до сипучого стану. Практична цінність. Структурування за ПМЗ-процесом можна використовувати для виготовлення піщано-рідкоскляних форм та стрижнів масою до 6 кг при одиничному, мало- та дрібносерійному виробництві виливків з залізовуглецевих та кольорових сплавів.
On Some Aspects of the Study of Pulverized Coal and Fuel Mixtures Combustion in a Drop Tube Furnace
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Stupak, Yurii O.; Khokhlova, Tatyana S.
ENG: Analysis of the operation of fluid friction bearings (FFB) of mills 630 showed that the loss of oil on the cages 630 reaches up to 10 tons per year. The reason for this is the imperfection of the seal design, which in turn does not provide the required mode of lubrication of the FFB and leads to high-intensity wear of the surfaces of the sleeve and bearing liner. Which leads to the failure of the FFB before the deadline for replacement of the sleeve and liner. The aim of the study is to determine the load of FFB by mathematical modeling to determine the energy and power parameters of rolling on the example of channel No14, determine the coefficient of friction, study the wear of the surface of the sleeve and liner FFB and provide recommendations for possible ways to improve FFB seals 630. To determine the energy and power parameters of the rolling profile of the channel profile, mathematical modeling was performed using the software product QForm 9. The QForm program is designed for mathematical modeling, based on the finite element method, technological processes of metal forming by taking into account thermomechanical processes of heating and cooling of metal, including in the process of deformation, as well as the interaction of the deformable workpiece with technological tools and equipment. The greatest rolling forces and, accordingly, the load on the FFB will act in the cage No4 and reach 2.8 MN when the roll is captured. The obtained result indicates that the increase in the load acting on the bearing does not significantly affect the change in the coefficient of friction in it, which is in the range of 0.0027 - 0.00274. The value of the friction coefficient μ will be most affected by the viscosity of the oil η and the value of the radial gap δ. The calculation confirmed the transition to the maximum friction during wear to a radial gap of 4 mm, which was observed during the operation of the FFB. The value of the gap δ = 1.8 mm, at which the replacement of the liner and the bearing sleeve will be obtained after 8.8 years of operation. But operational data show that such a gap is reached in 3 years of operation. The reduction in bearing life is due to inadequate friction, namely non-compliance with the viscosity parameters of the oil and its insufficient amount in the bearing. The reason for this is the leakage of oil due to unreliable sealing and ingress of abrasive and coolant rolls. An improved design of seals using V-shaped cuffs is proposed.
Корозійна стійкість бронзових виробів
(Національна металургійна академія України, Дніпро; Технічний університет м. Варна, Болгарія, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Усенко, Руслан Вікторович; Солоненко, Людмила Ігорівна
UKR: На сьогодні все більш широке застосування в різних галузях промисловості знаходять сплави на основі міді. Це пояснюється поєднанням високої корозійної стійкості таких сплавів в різних середовищах з високими ливарними властивостями, здатністю до пластичної деформації, високої електро- і теплопровідності, тощо. У зв'язку з цим певний науковий і практичний інтерес представляє визначення базових положень які забезпечують бронзам потрібний рівень корозійної стійкості в середовищах різних складів (при різних умовах експлуатації). За результатами аналізу встановлено, що завдяки сукупності високої корозійної стійкості, конструкційної міцності та експлуатаційної надійності, найбільш широке застосування в промисловості знайшли алюмінієві бронзи. Ці сплави найчастіше застосовують в обладнанні, де завдяки стійкості до корозії, вони мають перевагу в порівнянні, наприклад, з олов'яними і крем'янистими бронзами. Істотним фактором, що визначає корозійну стійкість алюмінієвих бронз, є їх структура. При цьому сплави, які складаються тільки з α-фази, мають більш високу корозійну стійкість, в порівнянні з двофазними сплавами.
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 Вікторович
UKR: 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.
Features of Using the Distance Learning Model
(Ukrainian State University of Science and Technologies; Aalto University Helsinki, Finland, 2021) Shvachych, Gennady G.; Khokhlova, Tetiana S.; Stupak, Yurii O.; Moroz, Boris; Kabak, Leonid
ENG: Purpose. To analyze models of distance learning (DL) that have been implemented in the world and have shown effectiveness in order to determine promising directions for the development of DL: testing, educational research, contextual learning, mobile learning, development of social networks, application of mobile educational games, implementation of mobile voice content with interactive assessment etc. Methodology. Literature review of open access information sources. Findings. It has been determined that special attention should be paid to the technologies of educational institutions, in which it is possible to involve highly qualified teachers in reading lectures; there is a significant saving of teachers' time; there is a possibility of increasing the amount of material presented within the budget allocated for regular classroom activities in the curriculum. Originality. It consists in a certain set of criteria, based on the analysis, which are necessary and sufficient to achieve the final goal. Practical value. The methods of selection of educational tools make it possible to increase the effectiveness of the educational process, make it attractive and exciting for students and motivate them to an active educational process always and everywhere, which allows students to receive a quality education.
Дослідження впливу домішок в бронзі БрО3А3 на її механічні властивості
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Білий, Олександр Петрович; Білий, Андрій Петрович; Іванова, Людмила Харитонівна; Хричиков, Валерій Євгенович
UKR: Постановка проблеми. Дослідити вплив основних легуючих компонентів Sn, Al по 3…4% кожного без урахування впливу домішок, а також кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі системи Сu- Sn-Al на її механічні властивості. Мета. Встановити припустимі концентрації домішок кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі системи Сu-Sn-Al при вмісті олова та алюмінію 3…4% кожного. Методика. Сплави для досліджень готували сплавленням первинних шихтових матеріалів технічної чистоти в індукційній печі тигельній з використанням графітового тигля і деревного вугілля в якості покривного матеріалу. Механічні властивості досліджуваних сплавів розраховували за результатами випробувань відповідних зразків при їх статичному розтягуванні і ударному вигині при кімнатній температурі відповідно до діючих стандартів. Мікроструктурні дослідження проводили на металографічних мікрошліфах, приготовлених за стандартними методиками на оптичному мікроскопі Neophot-21. Контроль хіміч- ного складу сплавів здійснювали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L на зразках, вирізаних з трефовидних проб. Оцінку ступеня впливу кожної з домішок на механічні властивості оцінювали за коефіцієнтами регресії завдяки вирішенню системи відповідних лінійних рівнянь методом Г. Крамера. Результати та їх обговорення. За результатами досліджень у роботі встановлені припустимі концентрації домішок кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі системи Сu-Sn-Al при оптимальному вмісті олова та алюмінію 3…4% кожного. Висновки. Вперше встановлено вплив оптимальної кількості легуючих компонентів (Sn, Al по 3…4% кожного) без урахування впливу домішок, а також домішок кремнію, заліза, цинку та свинцю в бронзі БрО3А3 на її механічні властивості. Практичне використання одержаних закономірностей при приготуванні бронзи БрО3А3 є запорукою отримання виливків з заданим рівнем властивостей.
Фізичні та ливарні властивості сплавів системи Cu-Sn-Al
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп'ях, Сергій Іванович; Мазорчук, Володимир Федорович; Усенко, Руслан Вікторович; Іванова, Людмила Харитонівна
UKR: Мета. Визначення фізичних та ливарних властивостей олов'яно-алюмінієвої бронзи, що містить Sn – до 6,73 % та Al – до 7,53 %, за масою. Методика. Плавки проводили у графітовому тиглі в індукційній печі під шаром деревного вугілля. Температуру ліквідус і солідус сплавів визначали за результатами термографування розплаву, що твердіє. Величину вільної (С) та абсолютно утрудненої (АЗ) лінійної усадки та температуру переходу сплаву з пластичного в пружний стан при охолодженні в ливарній формі визначали за загальноприйнятими методиками. Рідкоплинність бронз оцінювали довжиною заповненого каналу спіральної проби за ГОСТ 16438.Оцінку схильності бронзи БрО3А3 до пригару та до утворення гарячих i холодних тріщин здійснювали за результатами візуального дослідження поверхні зразків. Питому щільність литої бронзи визначали розрахунковим шляхом. Механічні властивості досліджуваних сплавів розраховували за результатами випробувань відповідних зразків при їх ударному вигині при кімнатній температурі відповідно до діючих стандартів. Контроль хімічного складу сплавів здійснювали на прецизійному аналізаторі EXPERT 4L на зразках, вирізаних з трефовидних проб. Мікроструктурні дослідження проводили на металографічних мікрошліфах, приготовлених за стандартними методиками на оптичному мікроскопі Neophot-21. Величину достовірності апроксимації та відповідні залежності будували з використанням комп'ютерної програми EXEL. Результати. За якісними та кількісними показники та оцінки фізичних та ливарних властивостей бронз системи Cu-Sn-Al із вмістом Sn до 6,73 % та Al до 7,53 %, визначено, що з числа можливого вмісту олова і алюмінію в системі Сu-Sn-Al найбільш перспективною є бронза з 3...4% (мас.) кожного з зазначених легуючих компонентів. Наукова новизна. Вперше визначено ряд фізичних та ливарних властивостей бронз системи Cu-Sn-Al із вмістом Sn до 6,73 % та Al до 7,53 %. Вперше встановлено, що лінійна усадка таких бронз, температура переходу з пластичного в пружний стан при охолодженні після затвердіння та величина ударного вигину при нормальній температурі залежать від їх структури, тобто від фазового складу, який визначається вмістом в бронзі її легуючих елементів. Практична значимість. За результатами досліджень фізичних та ливарних властивостей бронзу БрО3АЗ рекомендовано використовувати як ливарний матеріал.
Структуроутворення в матриці дактильованих білих чавунів в процесі високотемпературної обробки
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Миронова, Тетяна Михайлівна; Пройдак, Светлана Вікторівна
UKR: На пластичність сплавів евтектичного типу впливає не лише поведінка при деформації евтектичної складової, але й структура твердого розчину, що оточує евтектичні колонії. У роботі розглянуто вплив режиміввідпалу на формування зеренної структури аустенітної матриці в білих дактильованих чавунах. Підвищення пластичності таких сплавів забезпечується за рахунок розвитку карбідного перетворення в легованому ванадієм евтектичному цементиті. Дослідження проводили на сплавах, що містять близько 2,1 ... 3,2% ванадію і різну кількість вуглецю: 2,35%; 2,85% і 3,38%. Гарячу прокатку проводили на лабораторному двохвалковому стані «300» з гладкою бочкою. Діапазон досліджуваних обтиснень 17 ... 65%. Температура початку деформації дорівнювала 1050°С. Після виходу з валків зразки гартували в воду. В процесі гарячої прокатки в ледебуритних доевтектичних чугунах при динамічному знеміцненні аустеніту в формуванні його зеренної структури переважає динамічна рекристалізація, яка призводить до формування подрібнених рівноосних зерен. При збільшенні об'ємної частки ледебуриту, особливо коли він утворює суцільну сітку (С%  2,85%), вплив попередньої обробки на зміну структури аустеніту послаблюється. У цьому випадку на першому плані залишається стимулювання карбідних перетворень, які порушують монолітність цементитного каркасу. Показано, що дрібнозернисту структуру аустеніту забезпечує застосування двоступінчатого (багаторазового) відпалу, що включає ізотермічні витримки в аустенітній області (850...950°С ) та при перлітизації (680°С). Крім того в процесі такого відпалу відбувається початкова стадія карбідного перетворення в цементиті і подальше підвищення його пластичності.
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 Валеріївна
UKR: 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.
Forecast and Control of Structure and Properties of Ultra-Low-Carbon Steels
(G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the N.A.S. of Ukraine, 2021) Koval, Yu. M.; Kutsova, Valentyna Zynoviivna; Kotova, T. V.; Kovzel, M. A.
ENG: Concentration ranges of elements’ containing to optimize the composition of 01YuTA, 01YuT steels and to ensure the required set of rolled products properties are obtained using the method of physico-chemical modelling. The effect of rolling deformation modes in the ferritic temperature range on the formation of the structure and on the properties of ultra-low-carbon steel is investigated. The obtained data can be used to control the processes of structure formation and to establish rational technological regimes for the processing of rolled sheet material for automobile and machine-building enterprises.
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%.
Аналіз впливу різних середовищ на корозійну стійкість мідних сплавів
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2021) Кімстач, Тетяна Володимирівна; Узлов, Костянтин Іванович; Реп’ях, Сергій Іванович; Солоненко, Людмила Ігорівна
UKR: Мета роботи – встановлення взаємозв'язку корозійних пошкоджень із хімічним складом, а також зовнішніми чинниками, що впливають на корозію міді і мідних сплавів у різних умовах експлуатації. Методика. Об’єкт аналізу – актуальна нормативно-технічна база даних щодо складів стандартних та перспективних сплавів на основі міді для експлуатації в умовах агресивних середовищ (атмосфери, газів, розчинів солей і лугів, водних середовищ). Застосовано метод зіставного аналізу з метою обґрунтування перспективи використання спеціальних бронз для виготовлення корозійностійких деталей машин і механізмів. Результати та їх обговорення. Проаналізовано поведінку мідних сплавів у різних умовах експлуатації і розглянуто фактори, що викликають їх руйнування. Показано взаємозв'язок корозійних пошкоджень із хімічним складом, а також зовнішніми чинниками, що викликають корозію. Наведено відомості про швидкість корозії мідних сплавів у різних середовищах. Розглянуто питання раціонального використання мідних сплавів стосовно до своєрідних умов роботи деталей і споруд. Наведено актуальну інформацію щодо проблеми підвищення надійності та довговічності роботи виробів із мідних сплавів, одним із методів вирішення якої бачиться цілеспрямований вибір матеріалу для їх виготовлення залежно від умов експлуатації. Практична значимість. За результатами досліджень у роботі обґрунтовано ефективні галузі використання технічної міді, латуней, олов’яних, крем’янистих, алюмінієвих, нікелевих бронз із точки зору особливостей їх опору корозійним пошкодженням. Висновки. Встановлено, що мідні сплави характеризуються високою корозійною стійкістю в різних середовищах. У морських і океанських середовищах корозійна стійкість алюмінієвих бронз перевершує в ряді випадків стійкість усіх інших мідних сплавів. Зазначено, що найбільшу корозійну стійкість серед мідних сплавів мають алюмінієві бронзи і мідно-нікелеві сплави.
Water Resistance of Structured Sand-Sodium-Silicate Mixtures
(Dnipro University of Technology, 2021) Solonenko, L. I.; Repiakh, Serhii I.; Uzlov, Kostiantyn I.; Mamuzich, I.; Bilyi, Oleksandr P.; Kimstach, Tetiana V.
ENG: Purpose. To establish regularities of changes in sand-sodium-silicate mixtures (SSSM) relative water resistance, structured by steam-microwave solidification method (SMS), on their structuring parameters and sodium silicate solute (SSS) dissolution conditions. Methodology. Technical purity water, SSS with 2.8–3.0 silicate modulus, quartz sand with 0.23 mm average particle size were used in this work. Studies were carried out on quartz sand samples, which were preliminarily cladded with 0.5–2.5 % (by weight) SSS and structured by SMS method. The fracture time of structured mixtures was evaluated on cubic specimens with 20 mm rib length, which were immersed in water at different temperatures. Findings. Changes in SSSM water resistance in water regularities depending on their manufacturing, use and storage conditions were established. Recommendations for SSSM rods removal from castings in water were developed. Originality. For the first time, it has been established that relative water resistance of the SSSM structured by SMS method decreases along with increase in water temperature in which it is destroyed. Depending on SSS mass used for quartz sand cladding in range 0.5–2.5 %, water resistance dependence on treatment in steam-microwave environment with 2–7 minutes’ running time acquires an inversion character with inversion point ∼3.1 minutes into the processing. For the first time, it has been discovered that in boiling water the relative water resistance of SSSM, structured by SMS-process and having preheating, monotonically increases with preheating temperature rising from 100 to 600 °С, sharply increases when heated to 600–700 °С and practically becomes absolute after preliminarily preheating to higher temperatures. Practical value. Research results will be useful in concepts of processes accompanying destruction of structured sands with water-soluble binders expanding, as well as in technologies and equipment development designed for SSS rods and mold rests removing from castings.
Дослідження структури і властивостей штампових сталей для виготовлення трубного інструменту після проведення зміцнюючої термічної і хіміко-термічної обробки і нанесення зносостійких покрить
(ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР», 2021) Столбовий, В'ячеслав Олександрович; Кривчик, Лілія Сергіївна; Хохлова, Тетяна Станіславівна; Пінчук, Вікторія Леонідівна; Дейнеко, Леонід Миколайович
UKR: Мета. Метою дослідження є використання сучасних видів хіміко-термічної обробки і нанесення наноструктурних зносостійких покрить для зміцнення трубного інструменту для виробництва корозійностійких труб - трубопресового інструменту (голок-оправок і матричних кілець ) і інструменту для холодної роликової прокатки особливотонкостінних труб – опорних планок і роликів. Методика. Для проведення дослідження були виготовлені: - голки-оправки трубопрофільного пресу зусиллям 16 МН у кількості 3 (трьох) штук з сталі 4Х5МФ1С діаметром 50 мм і довжиною 1300 мм і піддані зміцнюючій термічній обробці (ступеневе загартування з 1050 – 1070°С та двократному відпуску при 550 – 570° (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; - матричні кільця трубопрофільного пресу зусиллям 16 МН у кількості 10 (десяти) штук: зі сталі 5Х3В3МФС (ДИ-23): 6 (шість) штук (1 штука діаметром 63,5 мм, 2 штуки діаметром 73,5 мм, 3 штуки діаметром 71,5 мм); зі сталі 4Х5МФ1С 4 (чотири) штуки діаметром 71,5 мм і 73,5 мм і піддані зміцнюючій термічній обробці ( ступеневе загартування з 1080 – 1100°С та двократному відпуску при 550 – 570°С (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; - ролики стану ХПТР у кількості 3 (трьох) штук з сталі 4Х5МФ1С шириною 65 мм під діаметр труби 16 мм і піддані зміцнюючій термічній обробці ( ступеневе загартування з 1070 – 1080°С та двократному відпуску при 550 – 570°С (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; - 6 (шість) опорних планок довжиною 210 мм, шириною 80 мм і висотою 47,42 мм і шириною дорожок 25 мм і 20 мм ( під трубу діаметром 15-22 мм і 23-30 мм відповідно) з сталі 4Х5МФ1С і піддані зміцнюючій термічній обробці ( ступеневе загартування з 1080 – 1100°С та двократному відпуску при 550 – 570°С (1 відпуск) та 530 – 550°С (2 відпуск) в цехових умовах; Для проведення дослідження також з поковок діаметром 250 мм були вирізані зразки-свідки розміром 20×20×20 мм і піддані аналогічній термічній обробці дослідним зразкам інструменту. Найбільш надійну оцінку результатів азотування, карбонітрації, комбінованої обробки з нанесенням зносостійких покрить дають металографічні дослідження, які дають відомості про товщину і будову шару з'єднань і дифузійного шару. Також були проведені електронні дослідження металографічних шліфів ( вихідні шліфи були порізані на тонкі зразки по 5 мм ), приготовлені і піддані вивченню на растровому електронному мікроскопі (РЕМ), висока дозволена здатність (до 60 А) і виняткова глибина різкості якого роблять його майже незамінним для металографічних досліджень. Замір твердості поверхні зразків після азотування, карбонітрації, комбінованої обробки був виконаний за допомогою мікротвердоміра (мікроскопа) - типу ПМТ-3 при навантаженні 100гс НV0,1. Рентгеноструктурний аналіз дослідних зразків інструменту був проведений на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-2.0 в кобальтовому Co-Kα випромінюванні із застосуванням Fe селективно поглинаючого фільтра. Дифраговане випромінювання реєструвалося сцинтиляційним детектором. Результати. Побудовані і досліджені графіки зміни мікротвердості від поверхні до центру зразків після хіміко-термічної і комбінованої обробки, запропонований оптимальний режим іонного азотування, карбонітрації, комбінованої обробок (що підтверджено результатами замірів мікротвердості) для отримання високих експлуатаційних властивостей трубопресового і трубопрокатного інструмента, проведено дослідження структури азотованого, карбонітрованого шару і шару покрить (мікроструктурне і електронне), проведено рентгеноструктурний аналіз дослідних зразків інструменту. Результатом роботи є розробка оптимальних режимів термозміцнення трубного інструмента , які забезпечують його високі експлуатаційні характеристики. В результаті сталь здобуває високу твердість на поверхні HV0,1 860-1150, що не змінюється при нагріванні до 600 – 650°С, високу опірність зношуванню, високі границі витривалості, корозійну стійкість. Наукова новизна. Вперше науково обґрунтовано вибір більш ефективного режиму термозміцнення трубного інструмента (з проведенням мікро і рентгеноструктурних досліджень), що дозволяє його використовувати в реальних умовах виробництва корозійностійких труб на трубних підприємствах «ПрАТ Сентравіс Продакшн Юкрейн», «ТОВ ВО Оскар» та ін. Практична цінність. Удосконалення технології термічної обробки трубного інструмента (загартування з відпуском і послідуючим іонним азотуванням, карбонітрацією, комбінованою обробкою з нанесенням одно і багатошарових покрить замість звичайної технології – загартування з відпуском) дозволить збільшити стійкість інструмента на 30- 40% та знизити витрати по переробці виготовлення корозійностійких труб, а також покращити якість внутрішньої поверхні труб.
Development of a Model for Calculating Changes in K76f Rail Steel Temperature to Determine the Heat Treatment Parameters
(National Academy of Sciences of Ukraine, 2021) Babachenko, Oleksandr; Kononenko, Ganna; Podolskyi, Rostyslav
ENG: Introduction. The conditions of operation of the railways of Ukraine and the prospects for their entry into the international system of transport corridors require the development and modernization of railway tracks, including rails. Problem Statement. Given the necessity to ensure the main operational parameter of the rails (wear resistance), regulatory and technical documents standardize hardness. The most progressive European standard EN 13674-1-2011 establishes that the hardness of the rail head at a depth of 20 mm shall be, at least, 321 HB, while STU 4344:2004 requires, at least, 321 HB at a depth of 11 mm. At the same time, according to EN 13674-12011, the rail surface hardness without the formation of needle structures shall be, at least, 405 HB. Purpose. To determine the possibility of achieving hardness without needle structures for rail head made of steel 0,80% C, 0,25% Si, 0,97% Mn, 0,055% V (hereinafter referred to as K76F), which complies with the world requirements, based on the calcination experiment and calculations with the use of the model; to determine the rational cooling rate for K76F steel during heat treatment. Materials and Мethods. K76F rail steel with 0.80% C, 0.25% Si, 0.97% Mn, 0.055% V. Techniques: metallographic studies, hardness measurements, determination of calcination by end quenching, modeling by means of mathematical calculation with the use of QForm heat treatment software package. Results. The change in temperature, the formation of structure and hardness across the section of a K76F steel sample for calcination tests according to GOST5657 has been modeled. The changes in the hardness and microstructure has been experimentally established, depending on the distance to the heat sink surface; the cooling rate in the points where the hardness meets the requirements of EN 13674-1-2011 for rails has been determined. Conclusions. The analysis of the model has shown a high accuracy of the model and the convergence of the experimental results with the calculated ones. It has been established that the requirements of EN 13674-1-2011 can be achieved up to a hardness of 405 HB without the formation of needle structures on steel that meets the chemical composition of K76F according to DSTU 4344: 2004.
Технічне регулювання та контроль на підприємстві
(Видавництво «Свідлер А. Л.», Дніпро, 2021) Должанський, Анатолій Михайлович; Максакова, Оксана Сергіївна; Бондаренко, Оксана Анатоліївна; Чорноіваненко, Катерина Олександрівна; Аюпова, Тетяна Анатоліївна; Петльований, Євген Олександрович; Ломов, Ілля Миколайович; Мосьпан, Наталія Миколаївна; Полякова, Наталія Володимирівна; Казановська, Оксана Борисівна
UKR: Підручник охоплює весь комплекс завдань, що виникають при запровадженні та реалізації заходів технічного регулювання (стандартизації, оцінки відповідності, законодавчої метрології) та організації технічного контролю якості продукції, процесів і систем на підприємстві, зокрема, на металургійному з використанням метрологічних і кваліметричних методів та засобів проведення вимірювань, оцінкою їх застосовності і точності. Він узгоджений з вимогами Галузевого стандарту вищої освіти України з підготовки фахівців за спеціальністю 152 - Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка і базується на узагальненому світовому та національному досвіді проведення вказаних робіт, зокрема, на основі законів України та стандартів ISO серії 9000. Рекомендується для студентів, аспірантів, викладачів вишів, а також - підприємців керівників і професіоналів організацій, установ, підприємств і фірм, які діють у сферах технічного регулювання, забезпечення та технічного контролю якості.
Дослідження причин незадовільних результатів ультразвукового контролю дослідних поковок з аустенітних високолегованих сталей
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2021) Дейнеко, Леонід Миколайович; Сухомлин, Г. Д.; Дергач, Т. О.; Борисенко, А. Ю.
UKR: Мета роботи – встановити основні причини браку при ультразвуковому контролі (УЗК) дослідних поковок із високолегованої аустенітної сталі 08Х18Н10Т на основі комплексних порівняльних досліджень зразків забракованих і придатних поковок. Методики. Хімічний аналіз поковок проводили на високочутливому спектрометрі «SPECTROMAX» фірми «SPECTRO», Німеччина; дослідження макро- і мікроструктури (лікваційної неоднорідності, зеренної й зернограничної структури, неметалевих включень, надлишкових фаз тощо) здійснювали методами: металографічним і електронномікроскопічним із мікрорентгеноспектральним аналізом; випробування поковок на тривкість проти міжкристалітної корозії (МКК) проводили методом АМУ, ГОСТ 6032. Результати. Встановлено, що забраковані за УЗК дослідні поковки, на відміну від придатних, характеризувалися: наявністю ділянок лікваційної неоднорідності сталі, в тому числі підвищеним умістом δ-фериту; аномальною різнозернистою мікроструктурою з величиною зерна від –2 до 8 балів за ГОСТ 5639; виділеннями карбідів хрому на границях аустенітних зерен; схильністю до міжкристалітної корозії (МКК). Вони містили неметалеві включення у допустимих межах за ГОСТ 1778, а також карбіди титану. Наукова новизна. Вперше на основі комплексних досліджень доведено, що імовірна причина незадовільних результатів УЗК дослідних поковок із високолегованої аустенітної сталі – це аномальна різнозерниста структура, пов¢язана з нестабільним температурно-деформаційним режимом кування зливків. Практична значимість. Розроблено рекомендації для поліпшення структури і підвищення якісних характеристик промислових поковок із високолегованих аустенітних сталей в умовах промислового виробництва.
Kinetics of Quartz Sand and Its Mixtures Drying by Microwave Radiation
(Dnipro University of Technology, 2021) Solonenko, Lyudmila I.; Repiakh, Serhii I.; Uzlov, Kostiantyn I.; Mamuzich, I.; Kimstach, Tetiana V.; Bilyi, Oleksandr P.
ENG: Purpose. Kinetics research and description of drying by microwave radiation mechanism development of quartz sand and its mixes with sodium silicate in limited quantity of water steam medium. Methodology. Distilled water, sodium silicate solute and quartz sand have been used in this research. Study has been performed on sand samples weighing 200 g. Mixtures drying and structuring have been performed by microwave radiation with power of 700W with frequency of 2.45 GHz in air and in saturated water weighing 1 g steam medium. Accuracy of temperature measurement is 1, mass is 0.02 g. Realized in this investigation drying kinetics has been specified as specimen weight change dependence and moisture evaporation from this mixture rate vs. drying duration. Dependencies have been built on the results of video recording and corresponding chrono-gravimetric measurements data digitalization. Mixtures during heating by microwave radiation temperature changes registration has been performed with an interval of 1560 s. Samples average heating rate has been estimated by calculation based on results in their temperature change determination during first 2 minutes of heating with microwave radiation. Findings. For the first time, microwave drying kinetics of quartz sand and its mixtures with sodium silicate in limited water medium (structured by SMS-process) has been studied. For the first time, based on SMS-process material balance, analytical dependence has been developed. This dependence application allows sand-sodium-silicate mixture structured by SMS-process maximum mass to calculate when using sodium silicate solute (silicate module 2.83.0) for quartz sand cladding and 1 g of saturated water steam for mixture structuring. It has been established that when mixtures structuring according to SMS-process water extraction from them takes place in three stages at ~100, 100108 and at 125138. Maximum appropriate heating temperature of sand-sodium-silicate mixture during structuring by SMS-process has been recommended as ~125. Exceeding of specified temperature leads to hydrated water from mixture releasing in steam form and its condensation on colder working surface of model-rod rigging. Resulting condensate leads to mixture restructuring in contact with equipment places and, accordingly, sharp quality deterioration in prepared molds and rods. For manufactured molds and rods quality stabilization, it has been recommended to pre-dry the quartz sand cladded with sodium silicate solute in microwave field for at least 3 minutes before structuring according to SMS-process. Originality. For the first time, data on drying kinetics has been obtained and quartz sand and its mixtures with sodium silicate in limited water steam medium microwave drying mechanism description has been developed. Influence of number of SMS-process basic parameters on structured quartz sand weight regularities has been established. Practical value. Research results will be useful in terms of ideas expanding about the processes that accompany granular materials drying, as well as in technologies and equipment for drying and structuring fine-grained dielectric materials and their mixtures development, creating new capillary-porous media, etc. under microwave radiation influence.
Інформаційні технології в матеріалознавстві
(Національна металургійна академія України, Дніпро, 2021) Носко, Ольга Анатоліївна; Савчук, Лариса Миколаївна; Карпов, Володимир Юрійович; Аюпова, Тетяна Анатоліївна
UKR: Відповідає робочій програмі навчальної дисципліни «Інформаційні технології в матеріалознавстві». Розглянуті основні визначення та класифікація інформаційних технологій, безпека інформації, можливості використання комп’ютерних технологій в матеріалознавстві. Наведений короткий огляд інформаційних систем, що використовуються при дослідженні матеріалів. Описані бази знань і бази даних, що використовуються для аналізу досліджень. Призначений для студентів спеціальностей (бакалаврський рівень) 121 – Інженерія програмного забезпечення 122 – Комп’ютерні науки. 132 – Матеріалознавство.
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.
Прогнозування властивостей піщано-рідкоскляних сумішей, що структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович; Білий, Олександр Петрович; Усенко, Руслан Вікторович; Білий, Андрій Петрович; Іванова, Людмила Харитонівна
UKR: Багатофакторність, нерівнозначність і різновекторність впливу умов виробництва на якість виливків – характерні риси будь-якої ливарної технології. Ці особливості призводять до постійного «дрейфу» в часі оптимуму поєднання властивостей ливарних форм і стрижнів, співвідношень значущості факторів і технологічної вагомості параметрів в процесі формування якості виливків і стабільності технології їх виробництва. Тому робота, що присвячена розробці методики прогнозування властивостей піщано-рідкоскляних сумішей, що структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі (ПМЗ-процес), є актуальною. Мета. Розробити методику розрахунку властивостей піщано-рідкоскляних сумішей, що структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі. Методика.Для встановлення загальної структури передбачуваної залежності між обраними параметрами, заснованої тільки на інваріантності фізичної залежності при зміні масштабів одиниць, використовували -теорему аналізу розмірностей. З цією метою припустили, що між n даних фізичних величин (відібраних параметрів) існує якась залежність, у якій вид постійний навіть при зміні масштабів одиниць в деякому класі систем одиниць. Тобто, вона еквівалентна залежності між меншим числом p=n–k безрозмірних величин, де k – найбільше число величин з незалежними розмірностями серед вихідних n величин. Наукова новизна. Вперше розроблена методика розрахунку властивостей піщано-рідкоскляних сумішей, що структуровані за ПМЗ-процесом, що дозволяє на теоретичному рівні корегувати як склад суміші, так і її властивості. Практична значущість. Використання методики розрахунків властивостей піщано-рідкоскляних сумішей, структурованих за ПМЗ-процесом, дозволить підвищити точність аналізів і прогнозування властивостей сумішей та при необхідності, відповідним чином змінити склад суміші, скорегувати відповідні технологічні параметри виробництва формувальних та стрижневих сумішей, зменшити витрати на процес оптимізації складу цих сумішей.
Comparative Analysis of Technologies for the Production of Hardened Steel Products
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Perchun, Halyna
ENG: Comparative analysis of the known technologies for manufacturing hardened steel products using the methods of heat hardening and the methods of thermomechanical hardening shows that the developed technology favourably differs from the others by using only one type of hardening – deformation, which gives better logistics and ecology due to exclusion of the technological operations of high-temperature heating and rapid cooling; reduces the price of the billet, since the cold deformation does not require alloying. In the known methods of hardening of steel products, the corresponding structural state is formed most often by the heat treatments leading to various phase and structural transformations. At the same time, during operation these products are subjected primarily to deformation effect. In the products manufactured by the new technology, their structural state is formed by the deformation effect, i.e. effect of the same type as during operation. This makes it possible to state that their operational reliability is higher, including under the cyclic loading.
Зміцнення трубного інструменту шляхом проведення комбінованої обробки – іонного азотування з нанесенням зносостійких покриттів
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Кривчик, Лілія Сергіївна; Хохлова, Тетяна Станіславівна; Дейнеко, Леонід Миколайович; Пінчук, Вікторія Леонідівна; Столбовий, В'ячеслав Олександрович
UKR: У зв’язку з низькою стійкістю трубного інструменту виникла необхідність в удосконаленні зміцнюючих технологій трубного інструменту, оптимізації режимів таких технологій, розробці нових методів зміцнення з використанням нових матеріалів, покрить і нанотехнологій. Проведення комбінованої обробки матричних кілець, роликів, опорних планок станів ХПТР, яка включає азотування з наступним осадженням керамічних покриттів в єдиному технологічному процесі з використанням ДВДР в вакуумно-дугових установках типу «Булат» (ННЦ ХФТІ) значно підвищує стійкість інструменту внаслідок високих показників поверхневої твердості. Проведення хіміко-термічної обробки після загартування з відпуском інструментальної сталі 4Х5МФ1С (іонного азотування в плазмі ДВДР), а також нанесення зносостійких покрить TiN, TiZrN, NbN, TiZrN/NbN, TiN/СrN на робочі поверхні інструменту значно на 30-40% збільшує експлуатаційні властивості інструменту і термін його експлуатації, а також якість його поверхні, що значно збільшує якість внутрішньої поверхні корозійностійких труб.
Перспективные направления развития технологий производства высокопрочного стального крепежа
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Перчун, Галина Ивановна; Ивченко, Александр Васильевич; Чмелева, Валентина Степановна
UKR: На основі системного аналізу існуючих технологій виробництва кріпильних виробів та нових технічних рішень щодо отримання кріпильних виробів класу міцності не нижче 8.8 визначено та обґрунтовано напрямки удосконалення та розвитку технологій отримання високоміцних кріплень. Нові технологічні рішення дозволять отримати високоміцні кріпильні вироби, що забезпечують високий рівень механічних властивостей та експлуатаційної надійності.
Use of the Dactyling Effect to Obtain a Compositional Structure in White Iron during Forming
(IOP Publishing, 2021) Myronova, T.; Ashkelianets, A.; Chukhlib, V.; Biba, N.; Gubskii, S.; Okun, A.
ENG: Cast iron is traditionally used as a casting alloy for the manufacture of products operating in various industries. White cast irons are used for parts with high wear resistance due to the presence in their composite structure a large number of eutectic carbides, which are located around the dendrites of the solid solution and provide a high level of hardness and strength. The location of eutectic colonies in the form of a mesh causes a low level of ability to withstand impact loading, facilitates the chipping of individual "grains" in abrasive wear and limits the use of these alloys. The use of forming process allows us to grind the eutectic mesh in the structure of white cast iron, which significantly improves the complex of mechanical and operational properties. But the low level of plasticity of white cast iron in the cast state does not allow widespread using white cast iron plastic deformation. The possibility of hot deformation of cast iron workpieces with different speeds and schemes was investigated. The deformation rate of alloys was varied due to the use of different equipment for mass and small-series production using different types of metal forming.
Вплив параметрів SLM-процесу на формування області кордонів деталей з жароміцного нікелевого сплаву Inconel 718
(ВД Академперіодика, НАНУ, Київ, 2021) Аджамський, С. В.; Кононенко, Г. А.; Подольський, Ростислав Вячеславович
UKR: Роботу присвячено удосконаленню режимів технології селективного лазерного плавлення на основі розрахункової моделі для зниження рівня залишкових напружень та запобігання відхилень в геометрії деталі. Приводяться результати моде- лювання на універсальній воксельній структурі і спрощеному об’єкті для прогнозування поведінки металу в залежності від щільності питомої енергії в області кордонів металевої деталі з Inconel 718. Проведено експеримент для вивчення впливу різних стратегій і режимів процесу на викривлення деталей в результаті впливу залишкових напружень з метою їхньої мінімізації. Друк здійснювався на 3D-принтері «Alfa-150» (ТОВ «ALT Україна») при постійній потужності і відстані між треками в кожній зоні (up-skin, down-skin, in-skin) зі зміною швидкості руху променя лазера, а також різними схемами нарощування зразків способом 3D-принтінгу з поворотом 67˚ кожного нового шару відносно попереднього. З метою визна- чення дефектів і відхилень від вихідної моделі до твердого тіла (зразок) був виконаний металографічний аналіз за допомо- гою оптичної мікроскопії (Carl Zeiss AXIOVERT 200M). Встановлено, що симуляція процесів друку, виконана на платформі Magics, за допомогою розбивки моделі на воксельну структуру дає можливість аналітичної оцінки напружень і деформа- цій. Аналіз зовнішнього вигляду дослідних зразків показав, що найкращі показники down-skin формуються при потужності 80 Вт і щільності питомої енергії (40...38 Дж/мм3). При використанні стратегії друку в шаховому порядку з поворотом 67° при оптимальній щільності питомої енергії можливо мінімізувати залишкові внутрішні напруження, що призводять до викривлення виробу. У майбутньому результати можуть бути доповнені дослідженнями впливу залишкових напружень сил стиснення при впливі променя лазера при постійній підведеній потужності. З використанням розрахункової моделі, яка дозволяє обчислювати залишкові напруження при нанесенні наступного шару в залежності від швидкості руху лазера, потужності і відстані між нанесеними треками можливе отримання високоточних деталей з заданими властивостями. Виконано адаптацію моделі, яка дозволяє отримати кількісну оцінку залишкових термічних напружень в залежності від швидкості пересування і потужності лазера для жароміцного сплаву Inconel 718. Визначено оптимальні режими для міні- мізації цих напружень і зменшення викривлення деталі.
Features of the Ferrite-Bainite Structure Low-Alloy Low-Carbon Steel after Heat Hardening and Subsequent Tempering
(Prydniprovska State Akademy of Civil Engineering and Architecture, 2021) Deineko, Leonid M.; Borysenko, A. Yu.; Taranenko, A. A.; Zaitseva, T. O.; Romanova, Nataliia Serhiivna
ENG: Problem statement. In recent decades, there has been a tendency to increase the mechanical properties of low-carbon, low-alloyed steel plate iron by using controlled rolling or hardening heat treatment of finished steel parts. At the same time, for welded parts, the most suitable is a metal having a ferrite-bainite (or bainite) structure. The work investigated the features of the ferrite-bainite structure of low-carbon and low-alloyed steel 15ХСНД for the production of connecting pipeline parts. Purpose of the article. To establish the laws of formation of a ferritic-bainitic structure in low-carbon low-alloy steels depending on the parameters of heat treatment. Determine the effect of heat treatment parameters on the properties of the connecting parts of pipelines made of these steels. Conclusion. The regularities of the influence of heat treatment parameters on the structure, mechanical properties and topography of fractures of impact samples of 15ХСНД steel with a ferrite-bainitic structure are established.
Структура і властивості листового прокату після дресирування за різними технологічними схемами виробництва
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2021) Куцова, Валентина Зіновіївна; Ковзель, Максим Анатолійович; Котова, Тетяна Володимирівна
UKR: Постановка проблеми. Розробка ефективної технології процесу дресирування дозволить випускати гарячекатаний листовий прокат із показниками якості, які відповідають вимогам стандартів до холоднокатаного листа. Споживачі із значним економічним ефектом замість дорогого холоднокатаного листа зможуть використовувати порівняно недорогий гарячекатаний. Мета статті: встановлення впливу дресирування за різними технологічними схемами виробництва гарячекатаного тонко- і товстолистового прокату для холодного штампування на структуру і властивості металу. Висновки. Встановлено закономірності формування структури і властивостей дресованого за різними технологічними схемами виробництва гарячекатаного тонко- і товстолистового прокату для холодного штампування. Показано, що зі збільшенням ступеня деформації під час дресирування в агрегаті поперечного різання спостерігається зниження пластичності гарячекатаних товстолистових штаб із низьковуглецевих сталей. В результаті термообробки і дресирування на окремо розташованому стані гарячекатаної тонколистової низьковуглецевої сталі підвищується пластичність металу та формується однорідна структура згідно з вимогами ДСТУ 2834-94. Отримання гарячекатаного тонколистового прокату з показниками якості на рівні вимог до холоднокатаного металу дозволить використовувати гарячекатаний прокат замість холоднокатаного, що забезпечить зростання продуктивності праці, зниження витратного коефіцієнта металу й економію електроенергії та природного газу.
Випаровування малих мас води при їх обертанні в області стоячих хвиль мікрохвильового випромінювання
(ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР», 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович
UKR: Мета роботи – дослідити швидкість нагріву та випаровування води з одиночних та парних наважок води масою до 600 г в залежності від їх числа, маси та розміщення на обертовому столі мікрохвильової печі. Методика. Визначення впливу маси, кількості і місця положення наважок води на тривалість її випаровування проводили з використанням картонних стаканів, які встановлювали у центрі та рівновіддалено від центру обертання робочого столу мікрохвильової печі. Зміну маси наважок під час їх обробки мікрохвильовим випромінюванням проводили шляхом їх зважування через кожні 1...4 хв обробки. Обробку наважок мікрохвильовим випромінюванням проводили в печі з об'ємом робочої камери 32 літри, з номінальною потужністю магнетрону 900 Вт, частотою мікрохвильового випромінювання 2,45 ГГц. Результати. Встановлено, що для реалізації процесу структурування піщано-рідкоскляних сумішей за способом паро-мікрохвильового затвердіння використання наважок води (водяних зарядів) в резонаторі мікрохвильової печі більше 3 г недоцільно. Це зумовлено тим, що подальше збільшення маси наважок призводить до збільшення тривалості нагрівання та випаровування води з неї. При збільшенні маси води у наважок, що розташовані у центрі обертового столу, тривалість її випаровування мало залежить від маси наважок, розташованих на краю обертового столу. При цьому тривалість нагріву і випаровування води з парних наважок малої маси, розташованих як у центрі, так і на краю, зростає зі збільшенням їх маси. Наукова новизна. Вперше досліджено та встановлено час тривалості нагрівання та випаровування малих парних наважок води, розташованих на краю і в центрі обертового столу мікрохвильової печі, від їх вихідної маси. Практична цінність. Отримані дані будуть корисні для розробки технології структурування формувальних та стрижневих піщано-рідкоскляних сумішей за способом паро-мікрохвильового затвердіння.
Regularities of Formation of Structure, Phase Composition and Properties of Chromium–Manganese Alloys in the Initial Cast State during the Process of Friction Wear
(G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the N.A.S. of Ukraine, 2021) Koval, Yu. M.; Kutsova, Valentyna Zynoviivna; Kovzel, Maksim A.
ENG: Structural and phase transformations, as well as changes in the microhardness of the matrix, austenite-carbide eutectic, and total hardness that occur in chromium–manganese alloys in the cast state during wear by friction under different loads are studied. As shown, a high wear resistance of chromium–manganese alloy (C—3.1%, Cr—13.1%, Mn—15.75%, Ni—1.15%) is associated with high microhardness of the matrix, austenitic-carbide eutectic based on Me7C3 carbide and determined by the degree of doping and the parameter of the shape of the eutectic carbide, as well as due to the deformation-phase transformations that occur in the investigated alloys during friction wear.
Анализ тенденций при разработке современных поршневых сплавов для тяжело нагруженных форсированных двигателей внутреннего сгорания.
(Карагандинский индустриальный университет, г. Темиртау, 2021) Романова, Наталья Сергеевна; Мандрико, Богдан Анатольевич; Карпова, Татьяна Петровна
RUS: Цель. Провести анализ патентов и научных публикаций в области разработки современных поршневых сплавов для тяжело загруженных дизельных двигателей. Проанализировать уязвимые места в конструкции поршня, которые подвергаются наиболее интенсивному износу и разрушению при эксплуатации, а также значительно усложняют технологию их производства. Результаты и практическая значимость. Выделены четыре группы материалов как на основе алюминиевых сплавов, так и на основе композитов, которые можно отнести к наиболее перспективным материалам, отвечающим современным требованиям и тенденциям в области дизелестроения.
Взаимодействие Н-слоев с легированными сталями
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Карпов, Владимир Юрьевич
UKR: Раніше в дослідженнях, коли визначалися умови виникнення Η-шарів у залізі, було зроблено висновок, що у Fe-C сплавах Н-шар не утворюється, якщо концентрація вуглецю вище 0,2%. Однак детальне вивчення зразків показало, що існують помітні відмінності її мікроструктури після традиційного відпалу. Для досліджень було обрано дві найбільш поширені, але відмінні за класами марки сталей - аустенітна Х18Н9Т та феритомартенситна 40X13. З цих сталей виготовлялися зразки для механічних випробувань, які зазнавали термоциклювання у водні за різних режимів. Після обробки зразки зазнавали випробувань, а потім досліджувалася їхня мікроструктура. В результаті досліджень встановлено, що сталі типу Х18Н9Т практично не змінюють своїх механічних властивостей навіть після тривалого термоциклювання (понад 500 годин). Інакше змінювалися властивості сталі 40X13 після ТЦО у водні. Проведені дослідження дозволяють зробити однозначний висновок - феритомартенситні хромисті сталі типу 40X13 неприпустимі для використання у водневмісних середовищах.
Вплив піщано-рідкоскляних формувально-стрижневих сумішей, структурованих за способом паро-мікрохвильового затвердіння, на якість дрібних виливків
(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович; Білий, Олександр Петрович
UKR: Мета досліджень – оцінити вплив способу виготовлення форм з піщано-рідкоскляних сумішей, що структуровані за способом паро-мікрохвильового затвердіння, на якість поверхні і точність розмірів литих виробів та встановити придатність способу паро-мікрохвильового затвердіння для виготовлення дрібних виливків загальномашинобудівного призначення. Ступінь точності литої поверхні за ДСТУ 8981:2020 та параметри її шорсткості досліджували на виливках Ø30×150 мм зі сталі 40Х24Н18С2Л, 30Л, сірого чавуну СЧ200, бронзи БрО5С5Ц5 і БрА9Ж3Л. Виливки отримували у ливарних формах, що виготовляли шляхом структурування кварцового піску, плакованого рідким склом, в паро-мікрохвильовому середовищі. Визначення параметрів шорсткості проводили на профілографі в комплекті з інформаційно-обчислювальним комплексом мод. 170622. Визначення впливу способу структурування формувальної суміші на точність розмірів лиття проводили на виливку «Плита решітки» зі сталі 40Х24Н18С2Л. Дослідження проводили порівнянням величин відхилень габаритних розмірів виливка «Плита решітки» від їх номінальних значень, а також зіставленням числа бракованих виливків, що були виготовлені у формах, які структурували за СО2-процесом та за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Розміри виливків вимірювали штангенциркулем з величиною похибки вимірювань до 0,01 мм. Якість поверхні виливків на наявність поверхневих дефектів оцінювали візуально. За результатами досліджень встановлено, що відповідно до ДСТУ 8981:2020 ступінь точності литої поверхні виливків розміром від 100 до 250 мм відповідає 7–10 класу, що знаходиться на рівні ступеня точності бронзового лиття в оболонкові форми з термореактивних сумішей, а сталевих і чавунних виливків – на рівні лиття під низьким тиском в кокіль без піщаних стрижнів і вище, ніж у виливків, що виготовляють в піщано-глинистих, вакуум-плівкових формах і формах з рідкоскляних самотвердіючих сумішей. Точність розмірів виливків, виготовлених в формах за способом паро-мікрохвильового затвердіння, дещо вища, ніж виливків, виготовлених в формах за СО2-процесом. При цьому, у виливках, отриманих в формах за способом паро-мікрохвильового затвердіння, відсутні газові раковини і спаї, а остаточний брак за невідповідністю розмірів і виправний брак за поверхневими дефектами виливків, відповідно, в 3,7 і 13,5 рази нижче, ніж у виливків, що були виготовлені у формах за СО2-процесом. Вперше досліджено і відповідно до ДСТУ 8981:2020 встановлено ступінь точності литої поверхні та параметри її шорсткості для виливків з розмірами 100–250 мм зі сталі 40Х24Н18С2Л, 30Л, сірого чавуну СЧ200, бронзи БрО5С5Ц5 і БрА9Ж3Л, що були залиті в ливарні форми, суміш яких була структурована за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Отримані дані будуть корисні при виборі способу виготовлення ливарних форм та стрижнів для виробництва дрібних виливків загальномашинобудівного призначення.
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.
Сталі для броньового захисту
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Бабаченко, О. І.; Кононенко, Г. А.; Подольський, Р. В.; Сафронова, О. А.; Кімстач, Тетяна Володимирівна
UKR: На підставі порівняльного аналізу сталей, що використовуються у світовій практиці для виготовлення броні визначені перспективні напрями вдосконалення їх хімічного складу. З урахуванням отриманих даних, встановлені шляхи підвищення експлуатаційних характеристик броні.
Склеювання рідким склом структурованих піщано-рідкоскляних сумішей
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп’ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович; Іванова, Людмила Харитонівна
UKR: Мета – дослідження способу склеювання чистим рідким склом (РС) форм і стрижнів з структурованих піщано-рідкоскляних сумішей (ПРС), затвердіння якого здійснюють мікрохвильовим випромінюванням та розробка інженерної методики розрахунку мінімально припустимої міцності при розтягуванні клейового шва для структурованих сумішей. Методика. В дослідженнях використовували кварцовий пісок марки 1К3О3016 та РС (ГОСТ 13078-81) з силікатним модулем 2,9 і питомою щільністю 1,44 г/см3. Обробку зразків, що склеювали мікрохвильовим випромінюванням, проводили в печі мікрохвильового випромінювання з номінальною потужністю магнетрона 700 та 900 Вт і частотою випромінювання 2,45 ГГц. Міцність сумішей при розтягуванні визначали на приборі LRu-2e на зразках-вісімках. Результати. Розроблено методику розрахунку мінімально допустимої міцності клейового з'єднання при розтягуванні, урахування величини якого під час розробки виготовлення ливарних форм та стрижнів дозволить забезпечити цілісність залитим розплавом формам і попередить зміщення або відрив стрижнів, встановлених в них. Встановлено, що рідке скло в чистому вигляді можна використовувати в якості клейового матеріалу, що затверджується в мікрохвильовому випромінюванні, для склеювання ПРС, структурованих паро-мікрохвильовим затвердінням (за ПМЗ-процесом). Не рекомендовано використовувати РС в чистому вигляді в якості клейового матеріалу, що затверджується в мікрохвильовому випромінюванні, для склеювання ПРС, структурованих тепловим сушінням. Наукова новизна. Вперше встановлено явище одночасного переносу рідкого скла та кварцового піску, насиченого рідким склом, в структурованих піщано-рідкоскляних сумішах під час їх обробки паро-мікрохвильовим випромінюванням и виникнення нових капілярно-пористих структур з підвищеним вмістом в них силікату натрію. Практична значущість. Методика розрахунку мінімально припустимої міцності клейового з'єднання при розтягуванні дозволить отримати практичні дані врахування яких при розробці технології виготовлення ливарних форм та стрижнів забезпечить цілісність форм при їх заливці розплавом і попередить зміщення або відрив стрижнів, встановлених в них, що в цілому покращить якість виливків. Використання чистого рідкого скла при виготовленні клейових з'єднань в ливарних формах та стрижнях, що виготовлені за ПМЗ-процесом, дозволить знизити собівартість виготовлення виливків за рахунок відмови від використання інших видів клею.
Розроблення методики моделювання фазово-структурних перетворень у легованих Fe-C сплавах
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Подольський, Ростислав Вячеславович; Сафронова, О. А.; Меркулов, О. Є.; Клемешов, Є. С.; Кононенко, Ганна Андріївна; Бабаченко, О. І.
UKR: Побудова діаграм ТТТ чи ССТ є важливим та завжди актуальним завданням для матеріалознавців, оскільки вони надають повну інформацію, необхідну для призначення раціональних режимів термічної обробки сталей. Однак, велика кількість сплавів в поєднанні з високою чутливістю розміру зерен до зміни хімічного складу вказує на те, що неможливо створити достатню кількість діаграм для спільного застосування. Одним із сучасних матеріалознавчих завдань була розробка універсальних моделей, які дозволяють розрахунковим методом отримати ТТТ та ССТ діаграми найбільш наближені до експериментальних даних. Мета досліджень – розробка методики моделювання фазово-структурних перетворень у легованих Fe-C сплавах для прикладного матеріалознавства. Для побудови ССТ діаграм дані про фактичний хімічний склад та вплив базових хімічних елементів на утворення структури було визначено через відомі ТТТ діаграми. В рамках даних досліджень було проведено аналіз літературних даних та проведено математичне моделювання за допомогою програмних забезпечень: QForm, JmatPro, MathLAB, Call Phad. Прикладом одночасного використання розрахунку та експериментальних методів можуть служити діаграми ССТ. За основу яких береться відома ТТТ діаграма та фактичний хімічний склад та шляхом моделювання перетворення аустеніту в центрі заготовок різного перерізу, охолодження яких відбувається в однорідному охолоджуючому середовищі будується структурні діаграми. В даній роботі розроблено методику, яка базується на застосуванні стандартних пакетних термодинамічних моделей в поєднанні з кінетичною моделлю, що дозволяє оперативно враховувати найменші коливання хімічного складу в межах однієї марки сталі (від плавки до плавки) або зміни умов охолодження (від вироба до вироба). Побудовано та проаналізовано ССТ діаграми для сталей 30ХГС з діапазонами хімічного складу 0,28...0,29% С, 1,00...1,49% Si, 0,92...1,10% Mn, 0,91...1,10% Cr, 0,12...0,13% Ni; сталі 45ХГС 0,43% С, 1,38% Si, 0,95% Mn, 1,06% Cr, 0,10% Мо; сталі 50ХГСМ 0,50% С, 1,48% Si, 1,05% Mn, 1,20% Cr; сталі 60ХГСМ 0,58% С, 0,89% Si, 0,81% Mn, 1,27% Cr, 0,06% Ni. Дана методика може бути застосована для коригування режимів термічної обробки або хімічного складу Fe-C сплавів поточного виробництва; а також для прогнозування структурного складу дослідних сплавів при розробці нових матеріалів.
Підвищення конструкційної міцності труб нафтового сортаменту, що працюють в агресивному середовищі
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2021) Чмельова, Валентина Степанівна; Перчун, Галина Іванівна
UKR: Постановка проблеми. Розглянуто питання щодо шляхів підвищення конструкційної міцності труб нафтового сортаменту. Легування і термічна обробка середньолегованих сталей повинні забезпечувати: прогартованість на структуру мартенситу і нижнього бейніту за мінімального вмісту вуглецю (С ≤ 0,3 %), високий опір крихкому руйнуванню і водневому окрихченню, формування рівномірно розподілених дрібнодисперсних карбідів і сульфідів округлої форми для зниження дифузійно-рухомого водню, що абсорбується сталлю. Запропоновано режими термічної обробки обсадних труб, що забезпечують необхідний рівень механічних та експлуатаційних властивостей і підвищення конструкційної міцності. Методика. Застосовано стандартні методики визначення механічних властивостей за розтягу, випробувань на динамічний вигин і дослідження зламів. Результати. Запропоновано режими термічної обробки обсадних труб категорії міцності Е, Л, що забезпечують необхідний рівень механічних та експлуатаційних властивостей. Наукова новизна. Проведено системний аналіз впливу різних чинників на конструкційну міцність труб нафтового сортаменту, що працюють в агресивному середовищі. Показано високий ступінь кореляції між величиною ударної в'язкості і в'язкою складовою у зламі. Запропоновано охолодження труб форсунковим спреєром конструкції кафедри термічної обробки металів НМетАУ, яке забезпечує високий опір крихкому руйнуванню за рахунок підвищення частки в’язкої складової та зміни мікрорельєфу чашкового зламу. Практична значимість. Запропоновано технологію термічної обробки труб нафтового сортаменту, що працюють в агресивному середовищі, яка забезпечує необхідний рівень механічних властивостей та стійкість проти сірководневого розтріскування.
Влияние термической обработки на структуру и свойства дактилированных белых чугунов после горячей деформации
(Український державний університет науки і технологій; Університет Аалто Гельсінкі, Фінляндія, 2021) Миронова, Татьяна Михайловна; Забродская, Анна Андреевна
UKR: Обробка тиском чавунів стала можливою завдяки розробці складів дактильованих білих чавунів. Досліджено вплив режимів відпалу та загартування з відпуском на структуру та властивості цих сплавів після гарячої деформації. Розроблено оптимальні режими термічної обробки виробів із деформованого чавуну, у тому числі при використанні швидкісного поверхневого нагрівання струмами високої частоти.
Оптимізація зернового складу піщано-рідкоскляних сумішей для структурування способом паро-мікрохвильового затвердіння
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Солоненко, Людмила Ігорівна; Реп'ях, Сергій Іванович; Узлов, Костянтин Іванович
UKR: В роботі досліджено вплив розмірів піщано-рідкоскляних конгломератів суміші і вмісту в них натрієвого рідкого скла на основні фізико-технологічні показники формувальних та стрижневих сумішей структурованих в паро-мікрохвильовому середовищі, оптимізовано склад піщано-рідкоскляної суміші, структурованої в паро-мікрохвильовому середовищі (спосіб паро-мікрохвильового затвердіння – ПМЗ-процес). В дослідженнях використано стандартні і загальноприйняті методи і методики дослідження формувальних сумішей. Для виготовлення сумішей використовували: кварцовий пісок марки 1К2О202; натрієве рідке скло з силікатним модулем 2,8...3,0 і питомою щільністю 1,42...1,44 г/см3. Плакування кварцового піску проводили 0,5 і 2,5 % рідкого скла (за масою, понад 100% піску). Піщано-рідкоскляні конгломерати розсіювали в ситах і для досліджень використовували конгломерати з розмірами менш 0,315 мм, а також з розмірами від 0,315 до 0,63 мм. Оптимізацію складу суміші проводили за результатами симплекс-планування та реалізації експерименту шляхом побудови симплекс-трикутників та накладення їх форматованих зображень одне на одного із затемненими полями між ізолініями, які не відповідають необхідному рівню кожного з параметрів. Для побудови симплексних решіток використали модельза симплекс-решітчастим планом неповного куба в трійній системі Г. Шеффе. Вперше встановлено вплив розмірів піщано-рідкоскляних конгломератів суміші і вмісту в них натрієвого рідкого скла на основні показники формувальних та стрижневих сумішей структурованих в паро-мікрохвильовому середовищі, а також оптимізовано їх склад. Отримані дані будуть корисні при виготовлені ливарних форм та стрижнів, що структуровані за ПМЗ-процесом, які будуть мати прогнозовані показники властивостей, що відповідають допустимому їх рівню. Оптимальній склад піщано-рідкоскляної суміші, що структурована за ПМЗ-процесом, є суміш кварцового піску, частина якого пройшла крізь сито з осередком 0,315 мм та мають вміст рідкого скала (МSiO2=2,8...3,0, 2=1,42...1,44 г/см3) у кількості 1,5 % (за масою, поверх 100 % кварцового піску).