Факультет якості та інженерії матеріалів (ДМетІ) <br> Дніпровський металургійний інститут (ДМетІ)

Permanent URI for this community

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14588

UK: Факультет якості та інженерії матеріалів (ДМетІ)
Дніпровський металургійний інститут (ДМетІ) EN: Faculty of Quality and Engineering of Materials (DMetI)
Dnipro Metallurgical Institute

Browse

Now showing 1 - 20 of 234

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.
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.
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.
Вдосконалення методики і розробка програмного забезпечення розрахунку маршрутів виробництва труб безоправочним волочінням з урахуванням точності
(Національна металургійна академія України, Дніпро, 2021) Соловйова, Інна Анатоліївна; Николаєнко, Юлія Миколаївна
UKR: Наведено приклади дослідження прогнозування різностінності і визначення товщини стінки заготовки для отримання труби певного розміру, що сприяє підвищенню точності труб з вуглецевих марок сталей при проектуванні маршрутів виробництва. Виконаний кореляційно-регресійний аналіз, визначені фактори, що впливають на зміну різностінності і побудовані регресійні моделі. Результати аналізу доповнили програмне забезпечення визначення розмірів заготовки при проектуванні маршрутів волочіння вуглецевих холоднодеформованих труб безоправочним волочінням.
Дефекти зміцненого шару за лазерної дії
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2021) Губенко, Світлана Іванівна; Парусов, Е. В.; Парусов, О. В.
UKR: Постановка проблеми. Дослідження впливу неметалевих включень на утворення дефектів за лазерної обробки бачаться актуальними. Мета роботи − вивчення дефектів зміцненого шару сталей за лазерного впливу, пов'язаних із наявністю неметалевих включень. Методика. Матеріалами для досліджень були промислові сталі, які містять різні неметалеві включення. Зразки різних сталей з попередньо полірованою поверхнею піддавали лазерному нагріву на установках ГОС-30М і КВАНТ-16. Застосовували такі методи: петрографія, мікрорентгеноспектральний (MS-46 Cameca) і оптична мікроскопія (Неофот-21) для дослідження дефектів та ідентифікації включень. Результати. Встановлено, що за лазерного впливу на поверхні і в поверхневому шарі сталі виникають різного роду дефекти, не пов'язані і пов'язані з неметалевими включеннями. Показано, що неметалеві включення є причиною появи різного роду дефектів зміцненого шару сталевих виробів за лазерної обробки (тріщини, порожнини, порушення геометрії зміцненого шару). Обговорюються причини появи дефектів, пов'язаних з присутністю включень різних типів. Наукова новизна. Наведено класифікацію дефектів зміцненого шару. Встановлено природу й особливості утворення дефектів, які повʼязані з появою швидкісних термічних напружень, структурною неоднорідністю, а також із плавленням, тепловим руйнуванням і випаровуванням включень, що виходять на поверхню і містяться в межах зміцненого шару. Зазначено, що виявлені дефекти – це готові осередки руйнування сталевого виробу або деталі в умовах дії статичних і динамічних навантажень, а також контактних напружень. Практична значимість. Показано, що незадовільна якість зміцненого шару, пов'язана з наявністю різного роду дефектів поблизу неметалевих включень, спричинює зниження механічних і експлуатаційних характеристик сталевого виробу або деталі. Отримані результати допоможуть розробити технологію лазерної обробки сталей з регламентованими параметрами якості зміцненого шару, що дозволить попередити утворення різного роду дефектів.
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.
Контроль експлуатаційної стійкості валків гарячої прокатки з високохромистих чавунів та швидкорізальних сталей
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Полякова, Наталія Володимирівна; Бойко, Максим Миколайович; Журавльова, Світлана Валеріївна; Чеченєв, Володимир Андрійович; Іващенко, Валерій Петрович; Хричиков, Валерій Євгенович
UKR: Мета. Властивістю, що визначає якість матеріалів робочого шару прокатних валків вважається їх зносостійкістю. Однак в умовах гарячої прокатки на її стабільність можуть вплинути такі властивості як корозійна стійкість та термостійкість. Поширеними матеріалами для виконання прокатних валків гарячої прокатки є білий високохромистий чавун та швидкорізальна сталь, питанням термостійкості яких у сучасній літературі не приділено достатньо уваги. Метою роботи є контроль якості високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі як матеріалів валків гарячої прокатки за рахунок оцінки їх термостійкості. Методика. Експериментальні зразки високохромистого чавуну марки ІЧХ16НМФТ та швидкорізальної сталі марок Р5М5 та Р6М5 були піддані термоциклуванню за режимом: 200 циклів нагрівання до 600°С та охолодження до 20°С. Після випробувань оцінювали зміни мікроструктури та мікротвердості структурних. Результати. Представлені результати дослідження схильності матеріалів, що застосовуються для виробництва прокатних валків, до руйнування, викликаного термічною втомою. Досліджено умови зародження та зростання тріщин термічної втоми у білому високохромистому чавуні, оцінені структурні зміни, що відбуваються при термоциклуванні. На поверхні зразків білого високохромистого чавуну у процесі випробувань було виявлено утворення макро- та мікротріщин термічної втоми. Мікротріщини проходять по евтектичних карбіду, значною мірою поширюючись на залишковий аустеніт, по межі розділу карбіду з продуктами розпаду аустеніту. На поверхні зразків швидкорізальної сталі в описаних умовах випробувань тріщиноутворення не спостерігалося. Внаслідок термоциклування білого високохромистого чавуну відбувається зниження мікротвердості металевої матриці, а мікротвердість евтектичного карбіду у порівнянні з вихідним литим станом збільшується. Мікротвердість структурних складових швидкорізальної сталі змінюється менш істотно. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу термоциклуваня білого високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі на зносостійкість робочого шару прокатних валків з цих матеріалів. Практична значущість. Відбувається зниження зносостійкості прокатних валків з робочим шаром з високохромистого чавуну в литому стані внаслідок термовтомного руйнування під час експлуатації в умовах гарячої прокатки. Підвищити термостійкість високохромистого чавуну ІЧХ16НМФТ можна, за рахунок застосування спеціальних методів термообробки, спрямованих на отримання бейнітної структури металевої матриці. Рекомендується враховувати показники термостійкості матеріалів прокатних валків гарячої прокатки як додатковий критерій контролю їх якості.
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.
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.
Дослідження підшипників рідинного тертя робочих клітей 630 стану 550
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Самсоненко, Андрій Анатолійович; Гануш, Василь Іванович; Бергеман, Сергій Володимирович
UKR: Аналіз експлуатації підшипників рідинного тертя (ПРТ) станів 630 показав, що втрати мастила на клітях 630 досягають до 10 тонн за рік. Причиною цього є недосконалість конструкції ущільнення, а це в свою чергу не забезпечує необхідний режим змащування ПРТ і призводить до високоінтенсивного зносу поверхонь втулки та вкладиша підшипника. Що призводить до виходу з ладу ПРТ раніше встановленого строку заміни втулки та вкладиша. Метою дослідження є визначення навантаженості ПРТ шляхом математичного моделювання для визначення енерго-силових параметрів прокатки на прикладі швелеру No14, визначення коефіцієнту тертя, дослідження процесу зносу поверхні втулки та вкладиша ПРТ та надання рекомендації, щодо можливого шляху удосконалення ущільнення ПРТ клітей 630. Розрахунок піддвердив перехід до граничного тертя при зносі до радіального зазору в 4 мм, що спостерігалось при експлуатації ПРТ. Запропонована удосконалена конструкція ущільнень з використанням V-подібних манжет.
Особливості організації рухової активності студентів в умовах дистанційного навчання
(Придніпровська державна академія фізичної культури і спорту, 2021) Кошелева, Олена; Татарченко, Лариса; Рузанов, Віктор; Максимов, Андрій Вячеславович
UKR: Вступ. Одним із основних чинників забезпечення повноцінного життя сучасної людини, збереження та зміцнення її здоров’я є раціонально організована рухова активність. На жаль, науковці зазначають, що більшість населення індустріально розвинених країн в своїй життєдіяльності не досягає належного обсягу рухової активності, який забезпечує необхідний рівень енергетичних витрат. Це в повній мірі відноситься і до студентів, адже як їх рухова активність під час вступу до закладу вищої освіти різко знижується внаслідок підвищення навчального навантаження. Недостатня рухова активність веде до зниження працездатності, підвищення стомлюваності, погіршення самопочуття. Вимушений перехід на дистанційне навчання в умовах карантинних обмежень ще більш загострив існуючу проблему. Перехід студентів на віддалене навчання із застосуванням дистанційних освітніх технологій, на думку фахівців, може спричинити несприятливі зміни функціонального стану внаслідок малого рухового компонента і значного психічного напруження. Така ситуація потребує розробки рекомендацій щодо раціональної організації рухової активності студентів в умовах дистанційного навчання. Гіпотеза дослідження полягала в тому, що раціональна організація рухової активності студентів на основі комплексного використання різних форм занять фізичними вправами буде сприяти покращенню показників їх фізичного стану та самопочуття. Мета дослідження: розробити модель спеціально організованої рухової активності студентів в умовах дистанційного навчання та дослідити особливості впливу запропонованого рухового режиму на показники фізичного стану досліджуваних. Матеріал і методи дослідження: аналіз науково-методичної літератури, педагогічне спостереження, соціологічні (анкетування, опитування), моделювання, метод функціональних проб, метод індексів, методи математичної статистики. Дослідження проводилися на базі Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара. У дослідженні взяли участь 120 здобувачів вищої освіти – 60 юнаків та 60 дівчат. Результати. Аналіз результатів анкетування свідчить, що перехід на дистанційне навчання призвів до зниження рухової активності студентів, збільшення тривалості їх перебування за комп’ютером, що супроводжувалося погіршенням їхнього самопочуття. Для оптимізації рухового режиму студентів нами була розроблена модель тижневої спеціально організованої рухової активності, яка включила: перелік форм фізичного виховання, кількість занять на тиждень, їх орієнтовну енергетичну вартість та визначення змісту кожної форми занять. Модель була спрямована на досягнення належних норм рухової активності та енерговитрат. Впровадження запропонованої моделі в режим життя студентів сприяло підвищенню показників їх фізичного стану та покращенню самопочуття. Висновки. Отримані результати свідчать про доцільність упровадження розробленої моделі спеціально організованої рухової активності в режим життєдіяльності студентів в умовах дистанційного навчання.
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.
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.
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.
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.
In situ Composites: A Review
(G. V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the N.A.S. of Ukraine (IMP NASU), Kyiv, 2021) Movchan, O.  V.; Chornoivanenko, Kateryna O.
ENG: The review of the works on the fabrication-technology studies, patterns of structure formation, and properties of in situ composites is presented. The main advantage of in situ (natural) composites is the thermodynamic stability of their composition and the coherence (conjugation) of the lattices of the contacting phases. All these ones provide the composite with a high level of the physical and mechanical properties. As shown, composite materials of this type are formed in the process of directed phase transformations, such as eutectic crystallization, eutectoid decomposition, etc., caused by a temperature gradient, as well as a result of diffusional changes in composition. The conditions for the growth of in situ composites are formulated. The mechanisms of growth of composite structures of the eutectic type are considered. The factors influencing on the morphology of structures of the eutectic type are indicated. The considered technological methods make it possible to obtain materials with predetermined properties, in which the size, volumetric composition, and spatial arrangement of phases are characteristic of in situ composites. The paper provides a large number of examples of in situ composites: from low-melting Bi-based alloys to refractory eutectics based on Mo and W (Bi–MnBi, Cd–Zn, Al–Al3Ni, Al–Al4La, Al–Al10CaFe2, Al–Al9FeNi, Al–Al3Zr, Al–Al3Sc, Au–Co, Si–TaSi2, Cr–HfC, Cr–ZrC, Cr–NbC, Cr–NbC, Cr–TaC, Nb–Nb5Si3, Mo–ZrC, Mo–HfC, W–TiC, W–ZrC, W–HfC, etc.). Processes and aspects of structure formation are considered. The influence of additional doping on the structure and properties of composite materials of the eutectic type of binary systems, as well as the features of the structure formation of ternary colonies in the composite are considered.
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.
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.
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.
Використання засобів CrossFit у фізкультурно-оздоровчих заняттях із жінками першого періоду зрілого віку
(Придніпровська державна академія фізичної культури і спорту, 2021) Сидорчук, Тетяна; Анастасьєва, Зінаїда; Хаджинов, Валерій Анастасійович; Чекмарьова, Наталія Григорівна
UKR: Вступ і мета дослідження. У статті представлено обгрунтування фітнес-програми CrossFit для покращення функціонального стану жінок першого періоду зрілого віку. Мета – визначити вплив фітнес-програми CrossFit на організм жінок першого періоду зрілого віку. Матеріал і методи. У ході дослідження використано методи: аналіз та узагальнення науково-методичної літератури, педагогічне спостереження, антропометричні методи, фізіологічні методи, педагогічний експеримент, методи математичної статистики. У досліджені взяли участь 36 жінок 22 – 29 років. Протягом експерименту досліджені були розподілені на контрольну та експериментальну групи по 18 жінок у кожній. Для жінок експериментальної групи запропоновано шість комплексів CrossFit, які виконувалися на кожному окремому занятті, для жінок контрольної групи – заняття на кардіотренажерах. Кратність занять в обох групах – три рази на тиждень по 60 хвилин. Тривалість експерименту – шість місяців. Результати. У експериментальній групі визначено достовірне зниження маси тіла, ЧСС та артеріального тиску. Достовірно збільшилися функціональні проби і з затримкою дихання – Штанге та Генча. Покращилая фізична роботоздатність. Висновки. Отримані дані дають підстави для використання фітнес-програми CrossFit у фізкультурно-оздоровчій діяльності жінок першого періоду зрілого віку.