Кафедра теорії, технології та автоматизації металургійних процесів (ДМетІ НФ)

Permanent URI for this community

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/15109

ENG: Department of Theory, Technology and Automation of Metallurgical Processes

Browse

Now showing 1 - 20 of 83

Accelerated Transport of Substances During Severe Plastic Deformation
(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Balakin, Valerii F.; Beygelzimer, Y.; Davydenko, O.; Kyryliuk, S.; Kitranov, D.; Havryliak, V.
ENG: The Severe Plastic Deformation (SPD) of the powder mixture is studied using the High Pressure Torsion method. Using the example of a mixture of aluminum, titanium and carbon powders, it is shown that SPD leads to accelerated mass transfer, which is expressed in an increase in the effective diffusion coefficient by more than 6 orders of magnitude. A hypothesis regarding the physical causes of this effect is put forward and substantiated
Determination of Residual Stresses in the Production of Welded Pipes by Magnetic Memory
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Savkyn, S. V.; Balakin, Valerii F.
ENG: The article proposes the use of the metal magnetic memory method for the purpose of detecting and measuring residual stresses in welded seams and heat-affected zones of longitudinal welded pipes. The experimental study was divided into the following stages: measurement of residual stresses in the weld section of a pipe that has not undergone heat treatment; measurement of residual stresses in the weld section of the heat-treated pipe; analysis of the results obtained. The measurements were carried out in the cross section of the samples, which made it possible to obtain data on the residual stresses contained in the weld, the near-weld zone and the base metal of the pipe. The study confirmed the feasibility of using the metal magnetic memory method to measure residual stresses in welded pipes for further development and modernization of the technological process for the production of longitudinal welded pipes.
Experimental Study of the Influence of Vibration on the Microstructure of the Weld of a Pipe Billet
(Sergeieva&Co, Karlsruhe, Germany, 2021) Balakin, Valeriy F.; Kadylnykova, Tetyana M.; Savkyn, Svyatoslav V.; Kadylnykova, Anastasia V.
ENG: The article discusses the results of an experimental study of the microstructure of the weld metal of pipe billets subjected to vibration processing during the welding process. The experimental study was divided into the following stages: welding of longitudinal preformed pipe blanks using vibration action; production of thin sections and study of their microstructure in the zones of the welded seam; processing of the data obtained during the experiment. When studying the microstructure, special attention was paid to the areas of overheating and normalization, as the areas of the heat-affected zone most characterizing the quality of the weld. The tendency of change in the grain size of the weld metal at various frequencies of vibration used in the welding process, as well as in its absence, has been investigated. An important place in the study was given to the study of the degree of graininess of the studied structure.
Experimental Study of the Process of Welding of Pipe Bills under Vibration Impact
(D.A. Tsenov Academy of Economics, Svishtov, Bulgaria, 2021) Balakin, Valeriy F.; Savkyn, Svyatoslav V.; Kadylnykova, Tetyana M.; Kadylnykova, Anastasia V.
ENG: The article proposes an effective way to reduce the residual stresses arising in the welded seams of pipes, based on the use of vibration in the welding process. The experimental study was divided into the following stages: welding of longitudinal preformed pipe blanks using vibration action; fixing the value of residual stresses in the weld and the heat-affected zone of the samples obtained during the experiment; the processing of the data obtained during the experiment. Measurements were carried out in the cross-section of the samples, which made it possible to obtain data on the residual stresses contained in the weld, near-seam zone, and the base metal of the pipe. The tendency of changes in residual stresses at various frequencies of vibration, as well as in its absence, has been investigated, which made it possible to estimate, in percentage terms, the efficiency of removing residual stresses depending on the frequency of vibration.
Experimental Study on the Influence of Vibrational Processing in the Course of Ballistic Testing of Metal Plates
(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Havryliak, V. R.; Sviridov, S. O.; Balakin, Valerii F.; Balakhanova, T. V.
ENG: The continuous increase in requirements for armored materials necessitates not only the development of new materials but also the enhancement of the resilience of traditional ones. An analysis of existing data identified a positive effect of vibrational processing on the level of residual stresses in materials, and also revealed the impact of plate deviation along coordinate axes on its ballistic characteristics. This work investigated the effect of vibrational processing on the ballistic properties of 30CrNi2Mo grade steel plates with a thickness of 6.5 mm. Following the ballistic tests, macro- and microstructural examinations of the samples were conducted, along with measurements of microhardness. The feasibility of vibration application was confirmed experimentally. It was determined that without the application of vibration, 100% of the studied samples failed the tests, resulting in a hole at the point of impact. More than 50% of the samples, which were subjected to vibration at frequencies of 10 and 20 Hz during the ballistic tests, were not destroyed. A dent formed at the point of impact. It is shown that the application of vibration significantly enhances the ballistic characteristics of 30CrNi2Mo grade steel plates. The characteristics of the bullet impact traces depend on the vibration frequency. No correlation with the amplitude of oscillation was found at this stage of the work. Analysis of the holes formed during the ballistic tests showed an increase in the plastic component during perforation. Metallographic studies revealed bright lines in the structure of the samples, which in their characteristics are similar to adiabatic shear bands. The use of vibration facilitates the deformation of the bullet, changes the morphology of perforation/deformation, which is confirmed by metallographic analysis.
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.
Improvement of the Process of Piercing Workpieces on the Horizontal Hydraulic Press of the Pilgrim Unit
(ProConferenceOrg in conjunction with Sergeieva&Co, Karlsruhe, Germany, 2024) Balakin, Valerii F.; Garmashov, D. Yu.; Ugryumov, D. Yu.; Ugryumov, Yu. D.; Nykolaienko, Yuliia М.
UKR: Метою цієї роботи є розробка нової технології прошивки заготовок (зливків) круглого поперечного перерізу на горизонтальному гідравлічному пресі пілігримового агрегату ПАТ "Інтерпайп НТЗ" для зниження поперечної різностінності одержаних стаканів. Відмінними рисами нової технології є: використання зливка стаціонарного розливання круглого поперечного перерізу з конічним потовщенням з боку донної частини та застосування нового калібрування прошивного інструменту. Виконані дослідні прокатки труб з використанням нової технології прошивки заготовки на горизонтальному пресі зусиллям 20 МН показали, що за рахунок поліпшення центрування зливка в матриці суттєво знижується різностінність, що дозволяє зменшити витратний коефіцієнт металу на 2-3%. Наведено рекомендації щодо використання нової технології для прошивки стаканів на пресі з безперервно-литої заготовки круглого поперечного перерізу.
Improving the Corrosion Resistance of Hot-Rolled Steel Pipes
(Sergeieva&Co, Karlsruhe, Germany, 2023) Bohdan, D. A.; Balakin, Valerii F.; Balakhanova, T. V.; Kuznetsov, Yevhen V.; Nykolayenko, Yuliia М.
ENG: Purpose. Substantiation of the use of surface plastic and dynamic surface deformation (SPD, DSD) combined with anticorrosion inhibitory treatment of general-purpose carbon steel pipes to increase wear resistance of pipelines. Methodology. Samples of hot-formed steel taken from test pipe fragments were subjected to various modes of surface plastic and dynamic surface deformation using corrosion inhibitors. Plastic deformation was carried out with a brush tool with different values of brush pressing against the pipe and processing time. Studies of the protective ability of inhibitors were carried out by an accelerated method with periodic moisture condensation according to DSTU ISO 6270-2:2015. A comparative metallographic study of the metal structure of pipes subjected to PPD and DPD with inhibitors was carried out. Results. The results of experimental studies of the surface corrosion resistance and metallographic structure of 139x5 mm pipes made of steel grade 20 using three types of inhibitors and various modes of dynamic plastic deformation are presented. Scientific novelty. The dynamic surface deformation of metal, which refines its grain structure, creates conditions for formation of "penetration channels" for the inhibitor into the metal structure. The use of DPD makes it possible to reduce the grain size in the surface layer, which suggests possibility of controlling the depth of the inhibitor penetration and, as a result, the corrosion resistance of pipes, depending on the operational requirements. Practical value. It has been established that the use of dynamic surface deformation in combination with a certain inhibitor makes it possible to increase the corrosion resistance by 11–19 times.
Local High Pressure Torsion: A Process for Creating Targeted Heterogeneities in Metallic Materials
(Springer Nature, 2025) Beygelzimer, E.; Davydenko, O.; Beygelzimer, Y.; Tereshchenko, Y.; Bondarchuk, V.; Shyvaniuk, V.; Fataiev, R.; Shapiro, I.; Balakin, Valerii F.; Biba, N.; Orlov, D.
ENG: In the light of recent developments in the design of structural materials, micro-architected heterogenous-structure metals are considered among most structurally efficient. In this work, a new technique for Local High Pressure Torsion (L-HPT) enabling the creation of heterogeneous structures through localised deformation processing in sheet metals by impeding a rotating punch is proposed. Using AA5083 aluminium alloy as an example, we show experimentally that the rotation of the punch sets adjacent material layers in motion. This results in more than two-fold increase in material hardness over initial level in the workpiece bulk with rather sharp gradients in hardness level transition. The maximum hardness is observed at the peripheral edge of a punch tip. Finite-element modelling of the L-HPT process confirmed that the rotational flow of workpiece material leads to the accumulation of shear strain. The level of accumulated strain increases with an increase in friction at the contact surface. Further analysis based on dimensionality theory revealed that for such an L-HPT configuration the level of equivalent strain is directly proportional to the ratio of rotation-to-translation speeds at the punch.
Mathematical Model of a Pipe Welded Connection under Vibration
(Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, 2021) Balakin, Valeriy F.; Kadylnykova, T.; Savkyn, S.
ENG: The article discusses the theoretical foundations for improving pipe welding processes through the use of vibration. A mathematical model of a pipe welded joint has been constructed, which makes it possible to determine the residual stresses in welded seams exposed to vibration during the welding process and the optimal time of vibration exposure. The constructed mathematical model makes it possible to obtain analytical values of residual stresses for each specific processed object having data on the natural vibration frequency, vibration damping coefficient, amplitude and frequency of the driving force of vibration.
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.
Use of Artificial Intelligence as an Element of Student’s Cognitive Activity Activation during the Lecture
(Ukrainian State University of Science and Technologies; Jourfond, 2023) Stupak, Yurii O.
ENG: Purpose. Show the possibilities provided by the use of the artificial intelligence (AI) model - the language model ChatGPT (version 3.5) from the Open AI company to activate the cognitive activity of students during lectures. Methodology. Application of ChatGPT (version 3.5) during online lectures and collective search for possible inaccuracies in AI answers, based on previously acquired theoretical knowledge of the discipline. Findings. It is shown that the use of AI during online lectures can significantly revive the cognitive activity of students and their interest in the material of the lectures and increase the quality of assimilation of sections of disciplines that are difficult for students to perceive and, as a result, the quality of the formation of key competencies and program learning outcomes. Originality. Using the AI model as an active participant in the educational process and discussions on intricate issues of the academic discipline. Practical value. It is shown that the use of AI systems similar to ChatGPT in the educational process can be very useful in terms of modernizing didactics and learning design and can be applied in the online educational process.
The Use of X-Ray Research Methods to Clarify the Degree of Pulverized Coal Particles Thermal Destruction during Combustion under Conditions of It Injection into a Blast Furnace
(National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro; Technical University of Varna, Bulgaria, 2021) Stupak, Yurii O.
ENG: Purpose. To show one of the ways of using X-ray research methods to find out the degree of thermal destruction of pulverized coal particles during combustion under the conditions of blowing them into a blast furnace, as well as the effectiveness and informativeness of the proposed method. Methodology. A common method of X-ray structural analysis or X-ray diffraction (XRD) is applied, which allows to calculate structural parameters (interplanar distance and size of crystallites) of carbon materials directly from their diffraction patterns, which determine their structure. The diffractogram for pure graphite is used as a reference for comparison, comparing the reflections for the principal planes (hkl) - 002, 100, 101 and 004. Findings. A qualitative comparison of the obtained X-ray diffractograms showed that the addition of gaseous coal and peat to pulverized coal dust from lean coal affects the process of its combustion, but the nature of the action of these additives is different. For the burned lean coal and the burned mixture of lean coal with gas coal, the shape (width at half maximum) and the location of the characteristic maxima on the radiograph practically coincide. For the sample burned with the addition of peat, the half-width of the main maximum and the intensity of the maxima in the region of far corners differ from those for coal burned with and without the addition of gas coal. Originality. It consists in combining the laboratory method of modeling the combustion of pulverized coal particles in a blast furnace based on the laboratory "drop furnace" (drop furnace) with the proposed method. Practical value. It is shown the possibility of using the X-ray diffraction method in combination with other research methods in the evaluation (selection) of pulverized coal fuel and its additives for blowing into a blast furnace in order to achieve the best results in terms of the degree of combustion. and equivalent replacement of coke.
Аналіз виробництва холоднодеформованих труб з підвищеними фізико-механічними характеристиками (сплави титану та нержавіючих сталей)
(Collection of scientific papers «SCIENTIA», European Scientific Platform, 2023) Сиротенко, Алла Леонідівна; Балакін, Валерій Федорович; Зінченко, Світлана Михайлівна
UKR: Проведено аналіз результатів досліджень проблеми виробництва презиційних труб з підвищеними фізико-механічними характеристиками (сплави титану та нержавіючих сталей) пільгерної прокатки на станах ХПТ з використання пластичної деформації. Приведені відомості о властивостях титану, сплавів титану та їх вплив на фізико-механічні характеристики холоднодеформованих труб.
Аналіз та дослідження точності та якості холоднодеформованих нержавіючих та титанових труб
(Національна металургійна академія України, Дніпро; Технічний університет м. Варна, Болгарія, 2021) Соловйова, Інна Анатоліївна; Николаєнко, Юлія Миколаївна
UKR: Мета. Автори ставлять за мету дослідження впливу технологічних параметрів прокатки труб з титану та сплавів на точність та якість, отримання статистичних рівнянь впливу параметрів на різностінність та овальність труб. Методика. Детальний опис технологічних чинників, що впливають на точність труб зазначеного сортаменту дав змогу побудувати регресійні моделі, які сприяють прогнозуванню точності та визначенню оптимальних параметрів процесу прокатки для отримання прогнозованої точності. Результати. Отримані залежності параметрів точності від параметрів технологічного процесу використані при розрахунках маршрутів виробництва нержавіючих та титанових труб холодною прокаткою, при проектуванні ділянок та міні-заводів по виробництву нержавіючих та титанових труб холодною прокаткою. Наукова новизна. Авторами проаналізовано вплив подачі, витяжки та відносної різностінності заготовки на різностінність готової труби та розроблені регресійні моделі, які сприяють прогнозуванню точності та визначенню оптимальних параметрів процесу прокатки. Практична значимість. Отримані рівняння нададуть допомогу в прогнозуванні овальністі труб по вхідним даним розмірів труби та параметрам процесу прокатки.
Аналітичний огляд холодної пільгерної прокатки труб на станах ХПТ із чотирьохвалковою кліттю
(«Журфонд», Дніпро, 2022) Сиротенко, А. Л.; Зінченко, Світлана Михайлівна
UKR: Показано ефективність використання експлуатації станів дворядної холодної прокатки, яка дозволяє отримувати якісні труби з рівномірною дрібнозернистою, в деяких випадках, субдрібнозернистою структурою, підвищити продуктивність станів ХПТ у 1,5-2 рази, скоротити у 1,5-2 рази циклічність виробництва (кількість прокатних переходів, термообробки), підвищити стійкість прокатного інструменту, розширити діапазон труб, що прокатуються на одному трубопрокатному обладнанні.
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.
Використання нейромережевих технологій для вирішення задачі класифікації дефектів металопрокату
(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2023) Островська, Катерина Юріївна; Балакін, Валерій Федорович; Черський, Сергій Сергійович
UKR: Основною метою роботи є створення програмної системи, що виконує класифікацію дефектів поверхні металопрокату з високою точністю (понад 90%) та високою швидкістю (не більше 1 секунди на 1 зображення) за рахунок використання штучних нейронних мереж. Для досягнення мети необхідно виконати такі завдання: 1) виконати дослідження предметної галузі, визначити можливість використання нейронних мереж для вирішення задачі класифікації дефектів металопрокату; 2) побудувати модель нейронної мережі, придатну на вирішення завдання класифікації видимих дефектів металопрокату; 3) виконати генерацію навчальної, тестової та валідаційної вибірок на основі бази даних дефектів поверхні гарячого металопрокату, наданої Північно-східним університетом (NEU); зробити аугментацію згенерованих вибірок; 4) спроектувати та реалізувати систему класифікації дефектів; 5) провести тестування та обчислювальні експерименти. В результаті роботи було розроблено програмну систему для класифікації дефектів металопрокату на базі нейромережевих технологій, яка здатна менш ніж за 1с часу виконувати класифікацію дефекту на зображенні з точністю не менше 90%.
Використання рентгеноструктурного аналізу для дослідження продуктів термічної деструкції пиловугільного палива
(Журфонд, Дніпро, 2022) Ступак, Юрій Олександрович
UKR: Розглянуто результати моделювання процесу горіння пилоподібного палива в лабораторних умовах на установці типу «вертикальна трубчаста піч». Умови горіння часток були наближеними до умов горіння пилоподібного палива у фурмі та фурменому осередку доменної печі. Показано можливість використання методу рентгенівської дифракції (XRD) в комплексі з іншими методами досліджень при оцінці (підборі) ПВП та добавок до нього для вдування в доменну піч з метою досягнення найкращих результатів за ступенем спалювання та еквівалентною заміною коксу. Проведені дослідження підтвердили гіпотезу про те, що горіння коксового залишку вугілля відбувається у фурменому осередку доменної печі. У порожнині фурми встигають пройти лише початкові стадії горіння без помітної деструкції вуглецевого залишку.
Вплив вібрації на мікроструктуру шва зварних труб
(НМетАУ, Дніпро, 2023) Балакін, Валерій Федорович; Кадильникова, Т. М.; Савкін, С. В.; Балаханова, Т. Ю.
UKR: У статті розглядаються результати експериментального дослідження мікроструктури металу зварного шва трубних заготовок, схильних до вібраційної обробки в процесі зварювання. Експериментальне дослідження було поділено на такі етапи: зварювання прямошовних заздалегідь сформованих трубних заготовок із застосуванням вібраційної дії; виготовлення шліфів та вивчення їх мікроструктури в зонах зварного шва; обробка отриманих у процесі експерименту даних. Особливу увагу при вивченні мікроструктури було приділено ділянкам перегріву та нормалізації, як найбільш характеризує якість зварного шва ділянкам зони термічного впливу. Досліджено тенденцію зміни величини зерна металу зварного шва при різних частотах застосовуваної в процесі зварювання вібрації, а також за її відсутності. Важливе місце у дослідженні було відведено дослідженню ступеня різнозернистості структури, що вивчається.

Browse

Browsing Кафедра теорії, технології та автоматизації металургійних процесів (ДМетІ НФ) by Title

Results Per Page

Sort Options