Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні - 2024, №1

Постійне посилання зібранняhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/25168

Переглянути

Нові надходження

Зараз показуємо 1 - 7 з 7
  • Документ
    Закономірності і механізми пітінгування сплаву 06ХН28МДТ (аналог сталь AISI 904L) в модельних оборотних водах підприємств
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Джус, Анна Вячеславівна; Нарівський, Олексій Едуардович; Сніжной, Геннадій Валентинович; Бєліков, Сергій Борисович; Субботін, Сергій Олександрович; Пуліна, Тетяна Веніамінівна; Dzhus, A.; Narivskyi, О.; Snizhnoi, G.; Byelikov, S.; Subbotin, S.; Pulina, T.
    UК: Мета роботи. Полягає у встановленні закономірностей і механізмів пітінгування сплаву 06ХН28МДТ в модельних оборотних водах з pH 4–8 і концентрацією хлоридів від 350 до 600 мг/л, які найчастіше використовують на промислових підприємствах. Методи дослідження. Розроблена математична модель, яка ґрунтується на деревах регресій та встановлює взаємозв’язок між критичними температурами пітінгування (КТП) сплаву 06ХН28МДТ та його хімічним складом, складовими структури і параметрами модельних оборотних вод (pH, концентрація хлоридів). Металографічний аналіз, енергодисперсійний аналіз, регресійний аналіз. Отримані результати. За результатами аналізу розробленої математичної моделі, хімічного складу, структурної гетерогенності сплаву та відомих літературних даних встановлено, що в модельних оборотних водах з pH від 4,5 до 7,5 КТП сплаву 06ХН28МДТ має стале значення близько 48,3 °С, яке не залежить від його хімічного складу, складових структури і концентрації хлоридів в модельних оборотних водах. В модельних оборотних водах з концентрацією хлоридів від 350 до 600 мг/л КТП сплаву підвищується, в середньому, до 59 °С, зі збільшенням їх pH від 7,5 до 8, але вона зменшується до 39 °С, з його зниженням від 5 до 4. Виявлено, що pH середовища суттєвіше впливає на КТП сплаву, ніж концентрація в ньому хлоридів. Наукова новизна. На підставі встановлених закономірностей між критичними температурами пітінгування сплаву 06ХН28МДТ та його хімічним складом, складовими структури і параметрами оборотних вод встановлено механізми його пітінгування, зокрема в слабокислих середовищах з pH 4, 5 його КТП мінімальна, що зумовлено зменшенням перенапруги іонізації водню на карбідній фазі (Cr, Mo, Ti, Si, Mn, C) в околі нітридів титану, де зароджуються пітінги, а в близьких до нейтральних модельних оборотних водах КТП сплаву більше в широкому інтервалі pH, що пов’язано з утворенням оксидної плівки з моношару атомів Cr на його поверхні внаслідок її твердофазної дифузії під впливом Mn, але в слаболужних модельних оборотних водах КТП сплаву найвища, що зумовлено зниженням активності іонів хлору та їх адсорбції на недосконалостях структури сплаву. Практична цінність. Розроблена математична модель запропонована для використання при виборі найбільш стійкого к пітінгу у промислових оборотних водах сплаву 06ХН28МДТ та передбачення утворення пітінгів при роботі теплообмінників. EN: Purpose. The aim of the study is to establish the patterns and mechanisms of pitting of the 06ХН28МДТ alloy in model recycled waters with a pH of 4–8 and a chloride concentration of 350 up to 600 mg/l, which are most often used in industrial enterprises. Research methods. A mathematical model based on regression trees to establish the relationship between the critical pitting temperatures (CPT) of the 06ХН28МДТ alloy and its chemical composition, structure components, and parameters of model recycled water (pH, chloride concentration) has been developed. Metallographic analysis, energy dispersion analysis, regression analysis. Results. Based on the results of the analysis of the developed mathematical model, chemical composition, structural heterogeneity of the alloy, and known literature data, it was found that in model recycled waters with a pH of 4.5 up to 7.5, the CPT of the 06ХН28МДТ alloy has a constant value of about 48.3 °C, which does not depend on its chemical composition, structural components, and chloride concentration in the model recycled waters. In model recycled waters with a chloride concentration of 350 up to 600 mg/l, the alloy’s CPT increases, on mean, to 59 °C, with an increase in their pH from 7.5 up to 8, but it decreases to 39 °C, with its decrease from 5 to 4. It has been found that the pH of the media has a more significant effect on the CPT of the alloy than the concentration of chlorides in it. It was found that the pH of the media has a more significant effect on the CTE of the alloy than the concentration of chlorides in it. Scientific novelty. Based on the established patterns between the critical pitting temperatures of the 06ХН28МДТ alloy and its chemical composition, structure components, and parameters of recycled water, the mechanisms of its pitting has been determined, in particular, in low acidic media with pH 4.5, its CPT is minimal, which is due to a decrease in the hydrogen ionisation overvoltage on the carbide phase (Cr, Mo, Ti, Si, Mn, C) in the vicinity of titanium nitrides, where pitting occurs, and in close to neutral model recycled waters, the alloy’s CPT is higher in a wide pH range, which is associated with the formation of an oxide film from a monolayer of Cr atoms on its surface due to its solid-phase diffusion under the influence of Mn, but in low alkaline model recycled waters, the alloy’s CPT is the highest, which is due to a decrease in the activity of chlorine ions and their adsorption on the imperfections of the alloy structure. Practical value. The developed mathematical models are proposed to be applied to the selection of the most resistant melts to pitting in recirculating industrial waters of the alloy 06KhN28MDT melts and prediction of its pitting during the operation of heat exchangers.
  • Документ
    Лабораторні дослідження процесу розкриття ільменітового концентрату за енергоефективною технологією із застосуванням фториду амонію
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Шевченко, Володимир Григорович; Баженов, Євгеній. В.; Попов, Сергій Миколайович; Шалева, Наталія Валеріївна
    UA: Мета роботи. Полягає в дослідженні основних технологічних можливостей інноваційного напряму отримання з ільменітового концентрату матеріалів, що містять титан, шляхом гідрофторування. Методи дослідження. Лабораторні дослідження процесу розкриття концентрату ільменіту шляхом гідрофторування в водному розчині при різних концентраціях і температурних режимах, поділ отриманих продуктів шляхом вилуговування і фільтрації, визначення складу продуктів методами хімічного аналізу. Отримані результати. У дослідженнях використовувався сировинний компонент – концентрат ільменіту Малишевського родовища (Вольногорський ГМК, Україна). Як реагент використано твердофазний фторвмісний комплексоутворювач – фторид амонію (NH4F). Як робочий варіант організації процесу обрана схема розтину ільменітового концентрату в розчині при температурах від 170 °С до 200 °С. Побічні продукти реакції у вигляді парогазової суміші (ПГС), що не містить фтор-компоненти, евакуювали з реактора. Фтор залишається у продуктах проведеної реакції. У реакторі утворюється водяна суспензія розчинних комплексних солей титану і кремнію, фториду амонію, що не прореагував, та комплексних солей заліза, що не розчиняються. Утворена суспензія використовується у подальших операціях поділу компонентів. Дослідження, що проведені при температурах не вище 200 °С, показали ефективність процесу розкриття ільменітового концентрату з отриманням фторметалатів амонію, що поділяються у наступних гідрометалургійних операціях. Наукова новизна. Встановлено залежності параметрів процесу від співвідношення реагентів, вплив заповнення реактора і температури процесу на характер протікання та швидкість реакції, на повноту вилучення титану. Практична цінність. Отримані показники чистоти продуктів реакції підтверджують перспективи дослідженої технології для оптимізації ряду виробничих схем отримання матеріалів, що містять титан, і ефективного використання попутних оксидів – кремнію і заліза. EN: Purpose. It consists in evaluating the main technological possibilities of the innovative direction of obtaining titanium-containing materials from ilmenite concentrate by hydrofluorination. Research methods. Laboratory experiments on the opening of ilmenite concentrate by hydrofluorination in an aqueous solution at different concentrations and temperature regimes, separation of the obtained products by leaching and filtration, evaluation of the composition of products by chemical analysis methods. Obtained results. The research used a raw material component – ilmenite concentrate from the Malyshev deposit (Volnogorsk HMC, Ukraine). A solid-phase fluorine-containing complexing agent - ammonium fluoride (NH4F) was used as a reagent. As a working version of the organization of the process, the scheme of dissection of ilmenite concentrate in solution at temperatures from 170 °С to 200 °С was chosen. By-products of the reaction in the form of a steam-gas mixture (VGM), which does not contain fluorine components, were evacuated from the reactor. Fluorine remains in the products of the reaction. In the reactor, an aqueous suspension of soluble complex salts of titanium and silicon, unreacted ammonium fluoride and poorly soluble iron complex salts are formed. The resulting suspension is used in further procedures for the separation of components. Studies conducted at temperatures no higher than 200 °С showed the effectiveness of the process of opening ilmenite concentrate to obtain ammonium fluorometalates, which are divided into the following hydrometallurgical procedures. Scientific novelty. The dependencies of the process parameters were determined – the ratio of reagents, the degree of filling of the reactor on the process, the influence of the process temperature on the reaction rate and the completeness of titanium extraction. Practical value. The obtained data on the degree of purity of the reaction products confirm the prospects of the researched technology for the optimization of a number of production schemes for obtaining materials containing titanium, and the effective use of accompanying oxides – silicon and iron.
  • Документ
    Пост-обробка деталей фрезеруванням на верстаті з ЧПК після 3D друку методом наплавлення
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Комісаров, О. О.; Пухальська, Гульнара Вікторівна; Дядя, Сергій Івановіч; Komisarov, O.; Pukhalska, H.; Dyadya, S.
    UA: Мета роботи. Провести дослідження можливості фрезерування зразків з різних полімерних матеріалів після їх виготовлення 3D-друком Моделювання Методом Наплавлення – Fused Deposition Modeling (FDM), визначити оптимальні режими фрезерування, які поліпшують якість поверхні та точність розмірів. Методи дослідження. Експериментальним шляхом визначено шорсткість та точність зразків з полімерних матеріалів, які були виготовлені FDM методом на 3D-принтері RepSystem V2.1 з програмою для створення G-коду PrusaSlicer та оброблені з різними режимами на фрезерному верстаті з ЧПК Profi+Wood. Точність розмірів визначалась за допомогою механічного мікрометра МК 25 ГОСТ 6507-90 з точністю 0,01 мм. Для дослідження поверхні оброблених зразків використовувався цифровий мікроскоп MikroView 500x. Отримані результати. Визначені точність розмірів та шорсткість поверхні друкованих зразків з полімерних матеріалів після обробки фрезами різних конструкцій з різними режимами різання. Наукова новизна. Досліджено можливості використання механічної обробки методом фрезерування зразків з різних полімерних матеріалів, які використовуються для 3D-друку. Практична цінність. Проведений аналіз фрез для обробки і проведено тестування можливості їх використання для деталей, надрукованих FDM методом. Рекомендовані режими фрезерування для матеріалів, які використовуються для 3D-друку, які значно поліпшують якість поверхні: для однозубої фрези числа обертів – 22000 об/хв та подача – 1800 мм/хв.; для тризубої фрези: числа обертів – 22000 об/хв та подача 2700 мм/хв. При обробці на цих режимах шорсткість знижується на 95%. Встановлено, що при пост-обробці пластиків після 3D-друку фрезеруванням можливо досягти точність розмірів до 10 квалітету. Визначені полімерні матеріали, вироби з яких після FDM друку рекомендовано остаточно обробляти фрезеруванням для виготовлення точних макетів, майстер-моделей для лиття, форм для формування деталей вакуумом і як закінчену пластикову деталь при одиничному та дрібносерійному виробництві. EN: Purpose. Conduct research on the possibility of milling samples from various polymer materials after their production by 3D-printing Fused Deposition Modeling (FDM), determine the optimal milling modes that improve surface quality and dimensional accuracy. Research methods. The roughness and accuracy of the samples of polymer materials, which were manufactured by the FDM method on a RepSystem V2.1 3D printer with the PrusaSlicer G-code creation program and processed with different modes on a Profi+Wood CNC milling machine, were experimentally determined. The accuracy of the dimensions was determined using a mechanical micrometer MK 25 GOST 6507-90 with an accuracy of 0,01 mm. A MikroView 500x digital microscope was used to examine the surface of the treated samples. Results. The dimensional accuracy and surface roughness of printed samples made of polymer materials after processing with cutters of various designs with different cutting modes were determined. Scientific novelty. The possibility of using mechanical processing by the method of milling of samples from various polymer materials used for 3D-printing was investigated. Practical value. An analysis of milling cutters for processing was carried out and the possibility of their use for parts printed by the FDM method was tested. Recommended milling modes for materials used for 3D-printing, which significantly improve the quality of the surface: for a single-tooth cutter, the number of revolutions is 22,000 rpm and the feed is 1800 mm/min; for a three-tooth milling cutter: the number of revolutions is 22,000 rpm and the feed is 2,700 mm/min. When processing in these modes, the roughness is reduced by 95 %. It has been established that during the post-processing of plastics after 3D-printing by milling, it is possible to achieve dimensional accuracy of up to 10 quality. Identified, polymer materials, products from which after FDM printing are recommended to be finished by milling for the production of accurate mock-ups, master models for casting, forms for forming parts by vacuum and as a finished plastic part for single and small-scale production.
  • Документ
    Вплив наповнювачів на структуру та властивості полімерної матриці
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Підковинська, У. В.; Савченко, Віра Олександрівна; Pidkovynska, U.; Savchenko, V.
    UA: Мета роботи. Підвищення механічних властивостей полімерної матриці шляхом додавання в неї дрібнодисперсних наповнювачів оксиду алюмінію та тальку, які можуть бути модифікаторами. Методи дослідження. Було проведено дослідження зразків з полімеру на розтяг за ДСТУ EN ISO 527-5:2018. Випробування проводили на розривній машині УРМ-5 з максимальним зусиллям 50 кН. Металографічний аналіз проводили на мікроскопі KEYENCE VHX при збільшеннях 50 та 500. Мікроструктуру полімерної матриці визначали шліфах без травлення. Отримані результати. Показано що введення дрібнодисперсних частинок оксиду алюмінію збільшило показник міцності з 4,69 МПа до 13,07 МПа, порівняно зі зразком без наповнювачів. Також було дослід-жено, що введення дрібнодисперсних частинок тальку в кількості 0,75 % мас. призвело до збільшення показників міцності з 4,69 МПа до 12,74 МПа, в порівнянні зі зразком без наповнювачів. Наукова новизна. Отримано полімерну матрицю з підвищеними механічними властивостями за допомогою додавання наповнювачів, як модифікаторів. Знайдено оптимальний варіант концентрації добавок оксиду алюмінію та тальку. Порівнюючи результати з попередніми дослідженнями, де використовувались оксид алюмінію та тальк у різних концентраціях з різними типами полімерних матриць, можна визначити, що досліджені концентрації модифікаторів з епоксидною смолою ЕД-20 привели до отримання полімерного композита з більшими механічними характеристиками. Отримані результати свідчать про значний потенціал оксиду алюмінію та тальку як ефективних модифікаторів для покращення міцності та інших важливих властивостей композитних матеріалів. Практична цінність. Отримані результати вказують на великий потенціал використання оксиду алюмінію та тальку в якості модифікаторів для полімерних матриць з метою покращення їхніх механічних характеристик. У практичному плані, використання цих наповнювачів може мати значний вплив на розробку нових композитних матеріалів з покращеними властивостями, що може знайти застосування у виробництві композитної арматури. Враховуючи підвищену міцність та стійкість отриманих матеріалів, ці композити можуть бути ефективно використані для створення легших та міцніших конструкцій у будівництві та інших сферах. Також, їхнє використання може призвести до зменшення витрат на ремонт та обслуговування завдяки підвищеній довговічності та стійкості до механічних навантажень. Таким чином, впровадження отриманих результатів може мати вагомий вплив на практику виготовлення композитних матеріалів та забезпечити створення продуктів з покращеними характеристиками для різноманітних застосувань. EN: Purpose. Enhancement of the mechanical properties of the polymer matrix through the incorporation of finely dispersed fillers, namely aluminum oxide and talc, as potential modifiers. Research methods. Research was conducted on polymer specimens subjected to tensile testing according to DSTU EN ISO 527-5:2018. The tests were performed using a URM-5 tensile testing machine with a maximum force of 50 kN. Metallographic analysis was carried out using a KEYENCE VHX microscope at magnifications of 50 and 500. The microstructure of the polymer matrix was assessed through etching-free procedures. Results. The study demonstrates that the incorporation of finely dispersed aluminum oxide particles increased the strength parameter from 4.69 MPa to 13.07 MPa, as compared to the unfilled sample. Additionally, it was observed that the introduction of finely dispersed talc particles at a concentration of 0.75 % by mass led to an enhancement in strength values from 4.69 MPa to 12.74 MPa, in comparison to the unfilled sample. Scientific novelty. A polymer matrix with enhanced mechanical properties was achieved through the addition of fillers acting as modifiers. The optimal concentration of aluminum oxide and talc additives was determined. By comparing the results with previous studies involving aluminum oxide and talc at various concentrations in different types of polymer matrices, it can be concluded that the investigated concentrations of modifiers with epoxy resin ED-20 led to the production of a polymer composite with superior mechanical characteristics. The obtained results underscore the significant potential of aluminum oxide and talc as effective modifiers for improving the strength and other crucial properties of composite materials. Practical value. The obtained results highlight the significant potential of utilizing aluminum oxide and talc as modifiers for polymer matrices to enhance their mechanical characteristics. From a practical standpoint, the use of these fillers can exert a substantial impact on the development of new composite materials with improved properties, finding application in composite reinforcement production. Considering the heightened strength and resilience of the resulting materials, these composites can be effectively employed to create lighter and stronger structures in construction and other industries. Additionally, their application may lead to reduced repair and maintenance costs due to increased durability and resistance to mechanical loads. Thus, the implementation of the obtained results could have a substantial influence on the practice of composite material manufacturing, ensuring the creation of products with enhanced characteristics for various applications.
  • Документ
    Дослідження впливу структури волокнистих композитів на їх механічні властивості
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Вініченко, Валерій Степанович; Плескач, Володимир Михайлович; Єршов, Анатолій Васильович; Волков, Григорій Петрович; Іванченко, Е. Ю.; Vinichenko, V.; Pleskach, V.; Yershov, A.; Volkov, G.; Ivanchenko, E.
    UA: Мета роботи. Полягає у встановленні впливу неперервних волокон і достатньо пластичної матриці з жароміцного сплаву у структурі композиту, призначеного для роботи при підвищених температурах, та надання рекомендацій щодо оптимального виду структури для досягнення оптимальної міцності даного композиту при температурах 20 …1300 С. Методи дослідження. Проведений теоретичний аналіз можливого руйнування виробів при використанні неперервних волокон, а також аналіз зразків композиту на основі є жароміцної матриці, армованої дротом з вольфраморенієвого сплаву. Дослідження проводилося із застосуванням металографічного методу. Міцність композиту визначали проведенням випробувань на розтяг із застосуванням установки ІМАШ-20-75. Отримані результати. Встановлені закономірності впливу структури на міцність волокнистих композитів, на основі яких можливо досконаліше проаналізувати процеси, які відбуваються як при руйнуванні композиту, так і при його формуванні і, при необхідності, скорегувати їх, таким чином, щоб забезпечити максимально можливу міцність матеріалу в цілому. Наукова новизна. Встановлено закономірність впливу загальної структури композиту і шару матриці, що оточує волокна, на міцність композиту жароміцний сплав – вольфраморенієві волокна, яка дозволяє кількісно аналізувати вплив структурних і технологічних факторів процесу формування на міцність вказаного матеріалу. Практична цінність. Робота може бути корисною конструкторам при виборі складу композиту, орієнтуючись на очікуваний механізм руйнування, а також технологам для продуктивнішого використання виробничого обладнання та зменшення витрат матеріалів на виробництво продукції. EN: Purpose. It consists in establishing the influence of continuous fibers and a sufficiently plastic matrix of heat-resistant alloy in the structure of a composite intended for work at elevated temperatures, and providing recommendations on the optimal type of structure to achieve optimal strength of this composite at temperatures of 20...1300 С. Research methods. Theoretical analysis of the possible destruction of products when using continuous fibers was carried out, as well as an analysis of composite samples based on a heat-resistant matrix reinforced with a wire made of tungsten-rhenium alloy. The research was conducted using the metallographic method. The strength of the composite was determined by carrying out tensile tests using the IMASH-20-75 device. Results. The regularities of the influence of the structure on the strength of fibrous composites have been established, on their basis it is possible more thoroughly analyze the processes that occur both during the destruction of the composite and during its formation and, if necessary, to adjust them in such a way as to ensure the maximum possible strength of the material as a whole. Scientific novelty. The regularity of the effect of the general structure of the composite and the matrix surrounding the fibers on the strength of the heat-resistant alloy – tungsten-rhenium fiber composite is established, which allows quantitative analysis of the influence of structural and technological factors of the forming process on the strength of the specified material. Practical value. The work can be useful to designers when choosing the composition of the composite, focusing on the expected mechanism of destruction, as well as to technologists for more productive use of production equipment and reducing the consumption of materials for the production of products.
  • Документ
    Зміна сруктури та властивостей алюмінієвих сплавів при модифікуванні порошковими композиціями
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Давидюк, А. В.; Davidyuk, A.
    UA: Мета роботи. Встановити вплив модифікування порошковими композиціями на структуру та механічні властивості ливарних та деформованих алюмінієвих сплавів. Методи дослідження. Металографічний аналіз, стеріометрична металографія, випробування міцносних та пластичних властивостей, ливарних сплавів АЛ4, АЛ4С системи Al-Si та деформованих сплавів 1545 системи Al-Mg-Sc, 2219 системи Al-Cu-Mn у вихідному та модифікованому стані. Отримані результати. Проведені плавки сплавів АЛ4, АЛ4С, 1545, 2219 у вихідному стані та з обробкою розплавів комплексним нанодисперсним модифікатором силіциду магнію Mg2Si і карбіду кремнію SiC з розміром часток від 50…100 нм. Визначено оптимальний вміст Mg2Si+SiC (0,10 %) для підвищення σ0,2 алюмінієвих сплавів. Досягнуто подріблення зеренної структури литих сплавів у 1,6 рази. Встановлено залежності розміру частинок та кількості модифікатора на механічні властивості сплавів. У промислових експериментах встановлено найбільш ефективний розмір часток Mg2Si+SiC для підвищення σ0,2 сплаву АЛ4, АЛ4С з 115 до 135 МПа у литому стані. Підвищення міцносних властивостей модифікованих сплавів складає 18 % в порівняні з вихідним станом. Наукова новизна. Отримано подальший розвиток, уявлення про вплив модифікування розплавів на параметри структури та властивостей алюмінієвих сплавів. Запропоновано використання нанодисперсного комплексного модифікатора Mg2Si+SiС з розміром часток 50…100 нм. Підтверджено, що використання комплексних нанодисперсних модифікаторів дозволяє активно впливати на структуру та механічні властивості алюмінієвих сплавів. Практична цінність. Експериментально доведено, що раціональна кількість введеного комплексного модифікатора складає 0,10 % від маси розплави. Досягнуто значне подрібнення зеренної структури та підвищення міцносних властивостей ливарних та деформованих алюмінієвих сплавів в результаті модифікування. EN: Purpose. To determine the effect of modification with powder compositions on the structure and mechanical properties of cast and deformed aluminium alloys. Research methods. Metallographic analysis, stereometric metallography, testing of strength and plastic properties of cast alloys AL4, AL4C of the Al-Si system and deformed alloys 1545 of the Al-Mg-Sc system, 2219 of the Al-Cu-Mn system in their original and modified state. Results. Meltings of AL4, AL4C, 1545, 2219 alloys were carried out in the initial state and with melt treatment with a complex nano-disperse modifier of magnesium silicide Mg2Si and silicon carbide SiC with a particle size of 50...100 nm. The optimal content of Mg2Si+SiC (0.10%) for increasing σ0.2 of aluminium alloys was determined. A 1.6-fold reduction in the grain structure of cast alloys was achieved. The dependence of the particle size and the amount of the modifier on the mechanical properties of the alloys was established. In industrial experiments, the most effective particle size of Mg2Si+SiC was established for increasing σ0.2 of AL4, AL4C alloy from 115 to 260 MPa in the as-cast state. The increase in the strength properties of the modified alloys is 44 % compared to the original state. Scientific novelty. Further development, insight into the influence of melt modification on the parameters of the structure and properties of aluminium alloys was obtained. The use of nanodispersed complex modifier Mg2Si+SiС with a particle size of 50...100 nm is proposed. It has been confirmed that the use of complex nanodisperse modifiers allows you to actively influence the structure and mechanical properties of aluminium alloys. Practical value. It has been experimentally proven that the rational amount of the introduced complex modifier is 0.10 % of the mass of the melt. A significant grinding of the grain structure and an increase in the strength properties of cast and deformed aluminium alloys were achieved as a result of the modification.
  • Документ
    Структура та механічні властивості ряду конструкційних сталей після термообробки з витримкою у міжкритичному інтервалі температур (МКІТ)
    (Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Бурова, Д. В.; Burova, D.
    UA: Мета роботи. Показати ефективність різних способів термообробки досліджених сталей з нагрівом в МКІТ, в результаті яких підвищуються їх механічні властивості, що обумовлене здобуттям багатофазної структури, однією зі складових якої у ряді випадків є метастабільний аустеніт. Методи дослідження. Досліджено сталі 14Г2, 20ГЛ, 20ГФЛ 45Г. Проводилися різноманітні види термічної обробки з нагрівом у міжкритичний інтервал температур. В сталях, які досліджували, була отримана багатофазна дисперсна за хімічним складом структура. Використовувались дюрометричний, металографічний і рентгенівський методи дослідження. Визначали механічні властивості при розтягненні і ударна в’язкість. Ці властивості порівнювались з отриманими у досліджених сталей після типової термообробки. Отримані результати. Показано, що в досліджених сталях при здійсненні різних способів термообробки немає необхідності при нагріванні отримувати однофазну однорідну за хімічним складом аустеніту структуру. Створення в досліджених сталях багатофазної дисперсної мікронеоднорідної структури способами термообробки, що включають регламентовані нагрівання і витримку в МКІТ, дозволяє отримати після нормалізації, гарту і високого або низького відпускання, а також ізотермічного гарту хороше поєднання міцнісних і пластичних властивостей, рівень яких перевищує одержуваний після звичайного процесу. Наукова новизна. Розглядається альтернативна точка зору, згідно з якою для підвищення механічних і службових властивостей сталей необхідне отримання в них багатофазних дисперсних мікронеоднорідних структур, що складаються з мартенситу, бейніту, фериту, карбідів, карбонітридів і метастабільного залишкового аустеніту, а також їх різноманітних поєднань. Для отримання таких структур доцільно при проведенні термообробки доевтектоїдних сталей використовувати нагрівання і витримку в МКІТ, в яких утворюється аустеніт, поряд з ним присутні ферит і карбіди. При цьому аустеніт має хімічну мікронеоднорідність, тому що на його межі з карбідом концентрація вуглецю істотно вища, ніж на межі з феритом. Практична цінність. Підвищення механічних властивостей сталей дозволяє збільшити експлуатаційну стійкість деталей машин, що є важливою задачею матеріалознавства. Одним із напрямків її вирішення є отримання в сталях багатофазної структури, однією зі складових якої є метастабільний аустеніт, в якому відбувається при навантаженні динамічне деформаційне мартенситне перетворення (ДДМП) та ефект самогартування при навантаженні (СГН). Способи термообробки з нагріванням у МКІТ легко реалізуються в умовах виробництва та дозволяють забезпечити енергозбереження. Режими їх проведення слід вибирати з урахуванням отримання необхідних властивостей, вихідної структури, її дефектності та перерізу виробів. EN: Purpose. To show the effectiveness of various methods of heat treatment of the studied steels with heating in ITI, as a result of which their mechanical properties are increased, which is due to the acquisition of a multiphase structure, one of the components of which in some cases is metastable austenite. Research methods. Steels 14Г2, 20ГЛ, 20ГФЛ 45Г were investigated. Various types of heat treatment were carried out with heating in the intercritical temperature interval. In the studied steels, a multiphase structure dispersed in chemical composition was obtained. Durometric, metallographic and X-ray research methods were used. Mechanical properties under tension and impact toughness were determined. These properties were compared with those obtained from the studied steels after typical heat treatment. Obtained results. It is shown that in the investigated steels, when performing various methods of heat treatment, there is no need to obtain a single-phase austenite structure, which is homogeneous in terms of its chemical composition, during heating. The creation of a multiphase dispersed micro-inhomogeneous structure in the studied steels by heat treatment methods, which include regulated heating and holding in ITI, allows to obtain after normalization, hardening and high or low tempering, as well as isothermal tempering, a good combination of strength and plastic properties, the level of which exceeds that obtained after the usual process. Scientific novelty. The paper considers an alternative point of view, according to which to improve the mechanical and service properties of steels, it is necessary to obtain multiphase dispersed micro-inhomogeneous structures in them, consisting of martensite, bainite, ferrite, carbides, carbonitrides and metastable residual austenite, as well as their various combinations. In order to obtain such structures, it is advisable to use heating and holding in ITI during the heat treatment of pre-eutectoid steels, in which austenite is formed, along with ferrite and carbides. At the same time, austenite has chemical micro-heterogeneity, because the carbon concentration at its boundary with carbide is significantly higher than at the boundary with ferrite. This makes it possible to obtain a multiphase dispersed micro-inhomogeneous structure after heat treatment. Practical value. Increasing the mechanical properties of steels makes it possible to increase the operational stability of machine parts, which is an important task of materials science. One of the directions of its solution is to obtain a multiphase structure in steels, one of the components of which is metastable austenite, in which the dynamic deformation martensitic transformation (DSMT) and the effect of self-hardening under load (SHL) occur under load. Methods of heat treatment with heating at ITI are easily implemented in production conditions and allow for energy savings. Modes of their implementation should be chosen taking into account obtaining the necessary properties, the initial structure, its defects and the cross-section of the products.