Технічні науки
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/338
Browse
Recent Submissions
Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Вдосконалення обладнання та технології плазмового ротаційного розпилення для виготовлення металевих порошків адитивного призначення»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Завгородній, Олександр Васильович; Zavgorodny, Olexandr V.UK: Об’єкт дослідження – процес плазмового ротаційного розпилення для виробництва сферичних порошків із титанових та нікелевих сплавів, процеси консолідації порошків із застосуванням адитивних технологій. Предмет дослідження – технологічні режими та обладнання плазмового ротаційного розпилення для виробництва сферичних порошків з титанових та нікелевих сплавів та параметри адитивних технологій виготовлення різних деталей з них. Основні висновки та положення, що характеризують наукову новизну роботи, полягають у наступному: 1. Отримали подальший розвиток залежності впливу технологічного параметру ротаційного плазмового розпилення (швидкість обертання витратного електроду) на розмір порошків із жароміцних нікелевих сплавів Inconel 718, ВЖ98 та титанового сплаву Ti-6Al-4V. Удосконалено кінематичну схему системи обертання витратного електроду в обладнанні для ротаційного плазмового розпилення (PREP). Отримано максимальну кількість (d50) дрібнодисперсного (30…100 мкм) металевого порошку для виготовлення деталей ГТД адитивними технологіями. 2. Вперше встановлені регресійні залежності впливу складу плазмоутворюючих газів (аргон, гелій) в умовах надвисоких швидкостей обертання розпилюванної заготовки (20-30 тис. хв-1) на фракційний склад виготовлених металевих порошків зі сплавів Inconel 718, ВЖ98 та Ti-6Al-4V за технологією PREP. Відповідно отриманим рівнянням встановлено, що для виготовлення порошків розмірами 30…50 мкм із нікелевих жароміцних сплавів Inconel 718 і ВЖ98 швидкість обертання має становити 25 тис. хв-1, а співвідношення аргон / гелій – 30 / 70 %. При максимальній швидкості обертання (30 тис. хв-1) достатньо вводити в плазмоутворюючу газову суміш 40 % гелію. Для одержання порошків із титанового сплаву Ti-6Al-4V розміром 30…60 мкм необхідно забезпечити швидкість обертання до 30 тис хв-1 при вмісті гелію не менше 70 %, що пов’язано із низькою питомою вагою титану і більш складним відривом крапель у процесі розпилення. 3. Розвинуте наукове обґрунтування впливу фракційних складів розроблених порошків на технологічні характеристики адитивних методів виробництва (лазерний 3D-друк, мікроплазмове та електронно-променеве пошарове наплавлення). Встановлено оптимальні режими розпилення для одержання в дослідних і виробничих умовах металевих порошків різного призначення: - для лазерного 3D-друку – 20…50 мкм; - для мікроплазмового пошарового наплавлення – 100…120 мкм; - для електронно-променевого вирощування виробів – 45…105 мкм. EN: The object of the study is the process of plasma rotary spraying for the production of spherical powders from titanium and nickel alloys, powder consolidation processes using additive technologies. The subject of the study is the technological modes and equipment of plasma rotary spraying for the production of spherical powders from titanium and nickel alloys and the parameters of additive technologies for manufacturing various parts from them. The main conclusions and provisions characterizing the scientific novelty of the work are as follows: 1. We have further developed the dependence of the influence of the technological parameter of rotary plasma spraying (consumable electrode rotation speed) on the size of powders from heat-resistant nickel alloys Inconel 718, VZh98 and titanium alloy Ti-6Al-4V. The kinematic scheme of the consumable electrode rotation system in the equipment for rotary plasma spraying (PREP) has been improved. The maximum amount (d50) of finely dispersed (30…100 μm) metal powder for the manufacture of gas turbine engine parts by additive technologies was obtained. 2. For the first time, regression dependences of the influence of the composition of plasma-forming gases (argon, helium) under conditions of ultra-high rotation speeds of the sprayed workpiece (20-30 thousand hv-1) on the fractional composition of metal powders manufactured from Inconel 718, VZh98 and Ti-6Al-4V alloys using PREP technology were established. Accordingly, the obtained equation established that for the manufacture of powders with sizes of 30…50 μm from nickel heat-resistant alloys Inconel 718 and VZh98, the rotation speed should be 25 thousand hv-1, and the argon / helium ratio should be 30 / 70%. At the maximum rotation speed (30 thousand min-1) it is sufficient to introduce 40% helium into the plasma-forming gas mixture. To obtain powders from titanium alloy Ti-6Al-4V with a size of 30…60 μm, it is necessary to ensure a rotation speed of up to 30 thousand min-1 with a helium content of at least 70%, which is associated with the low specific gravity of titanium and more complex droplet separation during the spraying process. 3. Scientific substantiation of the influence of fractional compositions of the developed powders on the technological characteristics of additive manufacturing methods (laser 3D printing, microplasma and electron beam layer-by-layer deposition) has been developed. Optimal spraying modes have been established for obtaining metal powders for various purposes in experimental and production conditions: - for laser 3D printing – 20…50 μm; - for microplasma layer-by-layer deposition – 100…120 microns; - for electron beam growth of products – 45…105 microns.Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Оптимізація процесу виготовлення анатомічних моделей для ортопедичної хірургії методом пошарового наплавлення»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Тумарченко, Лариса Олександрівна; Tumarchenko, Larysa O.UK: Об’єктом дослідження є процес виготовлення анатомічних моделей методом пошарового наплавлення. Предметом дослідження є закономірності впливу параметрів процесу пошарового наплавлення та термічної обробки на функціональні характеристики анатомічних моделей. Наукова новизна роботи полягає у встановленні комплексних закономірностей впливу параметрів процесу пошарового наплавлення і термічної обробки на функціональні характеристики анатомічних моделей для ортопедичної хірургії. При цьому: 1. Вперше встановлено комплексні закономірності впливу основних параметрів процесу FDM на розмірну точність, шорсткість поверхні, пористість та час виготовлення моделей з акрилонітрилбутадієнстиролу (ABS+), модифікованого поліетилентерефталату (CoPET) та поліаміду-6 (PA6, нейлону). Це дозволило провести оптимізацію параметрів процесу FDM відповідно до вимог, які висуваються до анатомічних моделей, які використовуються в ортопедичній хірургії. 2. Удосконалено уявлення про взаємозалежний вплив параметрів процесу FDM та термічної обробки на якість анатомічних моделей. Обґрунтовано необхідність урахування комплексної дії технологічних параметрів при проєктуванні процесу виготовлення, що сприяє підвищенню ефективності використання анатомічних моделей у клінічній практиці ортопедичної хірургії. 3. Отримано подальший розвиток уявлення про оптимальні параметри процесу FDM, залежно від вибраного термопластичного матеріалу та вимог до моделі в конкретному клінічному сценарії. Це дозволило сформувати обґрунтовані технологічні ре-комендації щодо підбору матеріалу, параметрів процесу FDM та термічної обробки анатомічних моделей для різних етапів хірургічного планування та навчання. EN: The object of the study is the process of manufacturing anatomical models using the Fused Deposition Modelling method. The subject of the research is the patterns of influence of printing process parameters and heat treatment conditions on the functional characteristics of anatomical models. The scientific novelty of the research lies in establishing comprehensive patterns of the influence of Fused Deposition Modelling (FDM) process parameters and thermal treatment on the functional characteristics of anatomical models for orthopedic surgery. In particular: 1. For the first time, comprehensive patterns of the influence of key FDM parameters on dimensional accuracy, surface roughness, porosity, and fabrication time of models made from acrylonitrile butadiene styrene (ABS+), modified polyethylene terephthalate (CoPET), and polyamide-6 (PA6, nylon) have been identified. This enabled the optimization of FDM parameters according to the specific requirements of anatomical models used in orthopedic surgery. 2. The understanding of the interdependent effects of FDM process parameters and thermal treatment on the quality of anatomical models has been enhanced. The necessity of considering the combined impact of technological parameters during process planning has been substantiated, which contributes to improving the clinical effectiveness of anatomical models in orthopedic surgical practice. 3. The understanding of optimal FDM process parameters has been further developed depending on the selected thermoplastic material and the specific clinical requirements for the model. This made it possible to formulate well-founded technological recommendations for the selection of materials, FDM parameters, and thermal treatment methods for anatomical models used at various stages of surgical planning and medical training.Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Удосконалення технологічного процесу виготовлення литих робочих лопаток з жароміцних нікелевих сплавів для забезпечення експлуатаційних властивостей турбіни низького тиску»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Тьомкін, Дмитро Олександрович; Tomkin, Dmytro O.UK: Об’єкт дослідження – є технологічні процеси впливу на структуроутворення ЖНС для забезпечення формування сприятливої структури і забезпечення поліпшених показників механічних властивостей та експлуатаційних характеристик, відповідно до вимог галузевої нормативної документації. Предметом дослідження було обрано структурні характеристики та показники механічних і експлуатаційних властивостей ЖНС після комплексного технологічного впливу на процеси виплавки ливарних сплавів і отримання виливків. Наукова новизна роботи полягає у наступному: Вперше систематизовано та узагальнено відомості щодо впливу сумарного вмісту (Ті+Al) на зміцнювальну ɣ’- фазу в ЖНС з різними типами зміцнення. Уточнено граничну межу легування сумою елементів (Ті+A1). Металографічними дослідженнями встановлено, що за суми Ті+Al ≥ 8,2 % y структурі сплаву формуються грубі границі зерен, по яких виділяються евтектичні фази, в результаті відбувається зменшення часу до руйнування при випробуванні на тривалу міцність. При введенні в розплав 0,136 % нікель-ітрієвої лігатури забезпечує формування тонких меж зерен практично без виділень знеміцнюючих фаз. Вперше розрахунками встановлено, що для проведення реакції карбідоутворення ітрію 0,015 мас.% при гафнію 0,25 мас.% достатньо 0,02 мас.% вуглецю. Додавання 0,15…0,25 мас.% гафнію до ЖСЗДК-ВІ формує глобулярні карбіди по межах зерен. Вірогідно первинні карбіди ітрію формуються з розплаву і сприяють зростанню глобулярних карбідів типу МеС. Отриманої за розрахунками кількості ітрію і гафнію, є достатнім для утворення тільки глобулярних карбідів у сплаві ЖСЗДК-ВІ за умови зменшення кількості вуглецю. Отримано подальший розвиток уявлення про процес утворення високотемпературних карбідів ніобію, гафнію і титану. Показано, що при вмісті вуглецю 0,06 мас.% і нижче, буде визначатися дефіцит вуглецю, а отже, легуючі елементи витрачалися на зміцнення структури сплаву, а саме: – гафній перешкоджає руйнуванню меж зерен за рахунок пригнічення виділення вторинних карбідів, і входить в ɣ’- фазу; – ніобій додатково легує ɣ’- фазу; – титан додатково утворює ɣ’- фазу. EN: The object of the study is the technological processes of influencing the structure formation of the nickel-based superalloys (NBS) to ensure the formation of a favorable structure and ensuring improved indicators of mechanical properties and operational characteristics, in accordance with the requirements of industry regulatory documentation. The subject of the study was chosen to be the structural characteristics and indicators of mechanical and operational properties of the NBS after a complex technological impact on the processes of smelting foundry alloys and obtaining castings. The scientific novelty of the work is as follows: For the first time, information on the influence of the total content (Ti + Al) on the strengthening ɣ’- phase in the NBS with different types of strengthening has been systematized and generalized. The limit of alloying with the sum of elements (Ti + A1) has been specified. Metallographic studies have established that for amounts of Ti + Al ≥ 8.2% in the alloy structure, coarse grain boundaries are formed, along which eutectic phases are distinguished, as a result of which the time to fracture during long-term strength testing is reduced. When 0.136% of nickel-yttrium alloy is introduced into the melt, it ensures the formation of thin grain boundaries with practically no precipitation of weakening phases. For the first time, calculations have established that 0.02% carbon is sufficient for the carbide formation reaction of 0.015 wt. % yttrium and 0.25 wt. % hafnium. Adding 0.15…0.25 wt. % hafnium to ZhSZDK-VI forms globular carbides along grain boundaries. It is likely that primary yttrium carbides are formed from the melt and contribute to the growth of globular carbides of the MeS type. The amount of yttrium and hafnium obtained by calculations is sufficient for the formation of only globular carbides in the ZhSZDK-VI alloy, provided that the amount of carbon is reduced. Further development of the idea of the process of formation of high-temperature carbides of niobium, hafnium and titanium was obtained. It was shown that at carbon content of 0.06 wt. % and below, a carbon deficiency will be determined, and therefore, alloying elements were spent on strengthening the alloy structure, namely: – hafnium prevents the destruction of grain boundaries by suppressing the release of secondary carbides, and enters the ɣ’- phase; – niobium additionally alloys the ɣ’- phase; – titanium additionally forms the ɣ’- phase.Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Забезпечення механічних властивостей об’ємних виробів із жароміцних нікелевих сплавів, отриманих адитивним мікроплазмовим наплавленням для виробництва деталей авіаційних двигунів»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Чигілейчик, Сергій Леонідович; Chygileychyk, SergiyUK: Об’єкт дослідження – процес адитивного мікроплазмового порошкового наплавлення жароміцних нікелевих сплавів. Предмет дослідження – формування об’ємних виробів із нікелевих жаростійких сплавів при заданих механічних властивостях, що відповідають вимогам до умов експлуатації соплових апаратів, жарових труб та камер згоряння авіаційних двигунів. Наукова новизна роботи полягає у проведені комплексу теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на забезпечення механічних та службових властивостей жароміцних нікелевих сплавів при плазмовому вирощуванні заготовок, необхідних для експлуатації соплових апаратів, жарових труб та камер згоряння авіаційних двигунів (АД). При цьому вперше встановлено, що використання порошків, отриманих газовим розпиленням розплаву інертним газом, на відміну від відцентрового плазмового розпилення циліндричних заготовок, для адитивного мікроплазмового наплавлення, у яких спостерігається внутрішня аргонова пористість, призводить до суттєвого падіння характеристик міцності та пластичності, унаслідок утворення лінійних ділянок скупчення пор довжиною приблизно 2–3 мм та тріщин, що виникають під час вирощування. Уперше встановлено, що в порошку зі сплаву ЭП-648ВИ при вмісті азоту в кількості [N] ≥ 0,03 ваг. % або кисню [О] ≥ 0,02 ваг. % у наплавленому металі при температурі 1100°С фіксується значне зниження його деформаційної здатності (ε ≤ 3,8 %), що під впливом термічних напруг призводить до виникнення гарячих тріщин, а, як наслідок, у поздовжньому напрямі ми бачимо значне падіння властивостей міцності та пластичності. Уперше встановлено критерій максимального вмісту азоту та кисню в порошку зі сплаву ЭП-648ВИ, який використовують для адивного мікроплазмового наплавлення, з погляду забезпечення необхідних вимог до механічних властивостей деталей соплових апаратів, жарових труб та камер згоряння авіаційних двигунів, а саме: [N] ≤ 0,03 ваг. %, або кисню у [О] ≤0,02 ваг. %. На основі отриманих результатів моделювання теплових процесів та параметрів напружено-деформованого стану під час адитивного мікроплазмово-порошкового наплавлення вперше запропонована оптимальна технологічна схема вирощування об’ємних зразків за траєкторією «змійка», яка за рахунок рівномірного розподілу температур по всіх шарах забезпечує гарантоване сплавлення між валиками по всьому перерізу вирощеної заготовки. EN: The object of research is the process of additive microplasma powder deposition of heat-resistant nickel alloys. The subject of the research is the formation of volumetric products from nickel heat-resistant alloys with specified mechanical properties that meet the requirements for the operating conditions of nozzle devices, heat pipes and combustion chambers of aircraft engines. The scientific novelty of the work is to a set of theoretical and experimental studies aimed at ensuring the mechanical and service properties of heat-resistant nickel alloys during plasma growth of workpieces necessary for the operation of nozzle devices, heat pipes and combustion chambers of aircraft engines (AEs). At the same time, it was established for the first time that use of powders obtained by gas spraying of the melt with an inert gas, unlike centrifugal plasma spraying of cylindrical workpieces, for additive microplasma deposition, in which internal argon porosity is observed, it leads to a significant decrease in strength and plasticity characteristics due to the formation of linear areas of pore accumulation 2–3 mm long and cracks that occur during growth. It was established for the first time that in powder from the EP-648VI alloy with a nitrogen content of [N] ≥ 0.03 wt. %, or oxygen [O] ≥ 0.02 wt. % in the deposited metal at a temperature of 1100°C, a significant decrease in its deformability (ε ≤ 3.8 %), which under the influence of thermal stresses leads to the occurrence of hot cracks, and, as a result, in the longitudinal direction we see a significant decrease in the strength and ductility properties. For the first time, a criterion for the maximum nitrogen and oxygen content in the EP-648VI alloy powder used for additive microplasma deposition has been established in terms of meeting the requirements for the mechanical properties of nozzles, heat pipes and combustion chambers of aircraft engines, namely: ([N] ≤ 0.03 wt. %, or oxygen in [O] ≤0.02 wt. %). Based on the obtained results of modeling thermal processes and the stress-strain state during additive microplasma-powder deposition, a feasible technological scheme for growing volumetric samples along a “snake” trajectory was first proposed, which, due to the uniform temperature distribution in all layers, ensures guaranteed fusion between the rollers over the entire cross-section of the grown workpiece.Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Розробка технології комплексного модифікування жароміцного нікелевого сплаву для великогабаритних лопаток авіаційних газотурбінних двигунів»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Данилов, Сергій Миколайович; Danylov, SerhiiUK: Об’єкт дослідження – процеси структуроутворення при комплексному модифікуванні, що сприяють отриманню раціональної структури жароміцного сплаву на нікелевій основі, й відповідному забезпеченню рівня механічних, жароміцних та експлуатаційних властивостей, котрі задовольняють вимогам галузевої нормативної документації. Предметом дослідження було обрано характеристики структури, механічних, жароміцних та втомних характеристик жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ після комплексного застосування модифікаторів 1 и 2 роду, а також інокулювального впливу. Наукова новизна роботи полягає у наступному: Вперше встановлено закономірності формування раціональної структури, яка забезпечує підвищення властивостей виливків із жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, отриманих з використанням комплексного модифікування –(0,05%Ti(C,N)+0,01%Y+5%CoAl2O4), гарячого ізостатичного пресування та термічної обробки. Вперше отримано структури жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, сформовані під одночасним впливом інокулювальної дії керамічної форми, виготовленої з використанням алюмінату кобальту та об’ємного модифікування карбонітридами титану й поверхнево активним елементом – ітрієм, котрі характеризувалися зміною морфології карбідної складової із шрифтової на глобулярну, дрібнодисперсністю карбонітридних включень, сприятливою морфологією інтерметалідної γ΄-фази та їх рівномірним розподілом, що підтверджено методами оптичної й електронної мікроскопії. Вперше встановлено склад комплексного модифікатору для отримання крупногабаритних виливків із жароміцного сплаву та визначено раціональну кількість його складових – (0,05%Ti(C,N)+ +0,01%Y+5%CoAl2O4). Розроблено технологію введення його у нікелевий розплав, визначено характер зміни структурного стану жароміцного сплаву під дією модифікатору та механічних властивостей – підвищено показники пластичності й ударної в’язкості, тривалу міцність у порівнянні із сплавом, що отриманий за серійною технологією вакуумного рівновісного литва. Вперше отримано відомості щодо впливу комплексного застосування модифікаторів різного механізму дії на втомні характеристики зразків жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ та визначено границю витривалості σ-1 при багатоциклових втомних випробуваннях, що дозволило розширити уявлення про вплив комплексного модифікування на втомну витривалість виливків із відповідального жароміцного литва. EN: The object of research is the structure formation processes during complex modification that contribute to obtaining a rational structure of nickel-based heat-resistant alloy, and corresponding provision of mechanical, heat-resistant, and operational properties that meet the requirements of industry normative documentation. The subject of the research was the structural characteristics, mechanical properties, heat resistance, and fatigue characteristics of the heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI after complex modification with modifiers of types 1 and 2, as well as inoculating effects. The scientific novelty of the work consists of the following: For the first time, patterns of rational structure formation have been established, which ensure improved properties of castings made from heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI, obtained using complex modification -(0.05%Ti(C,N)+ +0.01%Y5% CoAl2O4), hot isostatic pressing, and heat treatment. For the first time, structures of the heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI have been obtained, formed under the simultaneous influence of the inoculating action of a ceramic mold manufactured using cobalt aluminate and bulk modification with titanium carbonitrides and a surface-active element - yttrium, which were characterized by a change in the morphology of the carbide component from lamellar to globular, fine dispersion of carbonitride inclusions, favorable morphology of the intermetallic γ′-phase and their uniform distribution, as confirmed by optical and electron microscopy methods. For the first time, the composition of a complex modifier for producing large-sized castings from heat-resistant alloy has been established, and the rational quantity of its components has been determined - (0.05%Ti(C,N)+0.01%Y+5%CoAl2O4). A technology for introducing it into the nickel melt has been developed, the nature of changes in the structural state of the heat-resistant alloy under the influence of the modifier and mechanical properties has been determined - indicators of plasticity and impact toughness, stress-rupture strength have been increased compared to the alloy obtained through serial technology of vacuum equilibrium casting. For the first time, information has been obtained regarding the effect of the complex application of modifiers with different action mechanisms on the fatigue characteristics of heat-resistant nickel alloy ZhS3DK-VI samples, and the endurance limit σ₋₁ under high-cycle fatigue testing has been determined, which expanded the understanding of the effect of complex modification on the fatigue resistan-ce of castings made from critical heat-resistant cast material.Item Методи, моделі та інформаційна технологія аналізу енергозбереження металургійного підприємства(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Юськів Олеся Ігорівна; Yuskiv, Olesya IgorіvnaUK: У дисертаційній роботі розроблено моделі, методи та інформаційну технологію аналізу енергозбереження на металургійних підприємствах, які забезпечать вирішення науково-практичної проблеми управління процесами енергозбереження з урахуванням динаміки енергоспоживання, економічних та екологічних ризиків. Основні результати роботи. 1. Вперше запропоновано концепцію підвищення енергозбереження на металургійному підприємстві на основі інформаційної технології управління процесами енергозбереження, на основі якої розроблено послідовність завдань, до якої входить технологія експрес-енергоаудиту, зниження похибки прогнозування енергоспоживання, візуалізація відхилень від нормативних показників, що дає можливість попереджати економічні та екологічні ризики. 2. В результаті експрес-енергоаудиту на основі даних про погодинне споживання електроенергії «ДНІПРОСПЕЦСТАЛЬ» і цінових зон день-ніч було показано, як можна отримати економічний ефект від заощадження енергоспоживання з урахуванням цінових зон та дано відповідні рекомендації. 3. При побудові моделей прогнозування в роботі проведено порівняння декількох архітектур нейронних мереж та обрано дві найкращі, які дають найбільшу точність прогнозування енергоспоживання на добу вперед – модель нелінійної авторергесії з алгоритмом навчання Levenberg-Marquardt та мережа LSTM. Економічний ефект від виконання даної роботи утворюється за рахунок зниження загальної похибки прогнозування споживання електроенергії. 4. За результатами дослідження впливу метеофакторів (температури, освітленості) на процеси енергоспоживання металургійних підприємств зроблено висновок, що в зимовий період року енергоспоживання значно залежить від температури і зовсім не залежить від хмарності. Щодо літнього періоду можна також стверджувати про залежність енергоспоживання від температури, але вона значно слабша. У зв’язку з кліматичними змінами (щорічне підвищення температури) рекомендовано проводити моніторинг зміни температур, як засіб економії при розігріві печей. 5. Аналіз енергоспоживання та на основі рекурентного аналізу металургійного підприємства за сезонами зима-літо показав, що літній період характеризується більшою передбачуваністю, а також значно вищим показником затримки, який характеризує середній час, коли система може провести в більш-менш незмінному стані. 6. Удосконалення інформаційної технології моніторингу еколого-економічних ризиків металургійних підприємств за рахунок розробки інфологічної моделі аналітичної панелі дозволить оперативно реагувати на відхилення від нормативних показників, завдяки чому відбудеться підвищення екологічної дієвості, забезпечення економічно ефективного функціонування та сприяння розвитку гармонійної взаємодії громади та підприємств металургійного комплексу. Моніторинг еколого-економічних ризиків дозволить отримати більш точну вихідну інформацію для прийняття управлінських рішень щодо їх впровадження в умовах різного навантаження обладнання у зв’язку з різною інтенсивністю виробництва. EN: The dissertation work developed models, methods and information technology for analyzing energy conservation at metallurgical enterprises, which will provide a solution to the scientific and practical problem of managing energy conservation processes, taking into account the dynamics of energy consumption, economic and environmental risks. Main results of the work. 1. For the first time, a concept for increasing energy conservation at a metallurgical enterprise was proposed based on information technology for managing energy conservation processes, on the basis of which a sequence of tasks was developed, which includes the technology of express energy audit, reducing the error in predicting energy consumption, visualization of deviations from regulatory indicators, which makes it possible to prevent economic and environmental risks. 2. As a result of the express energy audit based on data on hourly electricity consumption of "DNIPROSPETSSTAL" and day-night price zones, it was shown how to obtain an economic effect from saving energy consumption, taking into account price zones, and appropriate recommendations were given. 3. When building forecasting models, the work compared several neural network architectures and selected the two best ones that provide the highest accuracy in forecasting energy consumption for the day ahead - a nonlinear autoregression model with the Levenberg-Marquardt learning algorithm and an LSTM network. The economic effect of this work is formed by reducing the overall error in forecasting electricity consumption. 4. According to the results of the study of the influence of meteorological factors (temperature, illumination) on the energy consumption processes of metallurgical enterprises, it was concluded that in the winter period of the year, energy consumption significantly depends on temperature and does not depend at all on cloudiness. Regarding the summer period, it can also be stated that energy consumption depends on temperature, but it is much weaker. In connection with climate change (annual temperature increase), it is recommended to monitor temperature changes as a means of saving when heating furnaces. 5. Analysis of energy consumption and based on recurrent analysis of the metallurgical enterprise by the winter-summer seasons showed that the summer period is characterized by greater predictability, as well as a significantly higher delay indicator, which characterizes the average time that the system can spend in a more or less unchanged state. 6. Improving the information technology for monitoring environmental and economic risks of metallurgical enterprises by developing an infological model of the analytical panel will allow for a prompt response to deviations from regulatory indicators, thereby increasing environmental efficiency, ensuring cost-effective operation and promoting the development of harmonious interaction between the community and enterprises of the metallurgical complex. Monitoring of environmental and economic risks will allow for more accurate initial information for making management decisions regarding their implementation under conditions of different equipment loads due to different production intensities.Item Підвищення механічних властивостей вторинних силумінів комплексною технологією модифікування(Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Фролов, Роман Олександрович; Frolov, Roman O.UK: Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-практичної задачі – розробці комплексної технології отримання виливків із вторинних силумінів за допомогою удосконалення процесів модифікування і залучення механізму впливу спадковості шихти. Основними результатами роботи є дослідження впливу обробки модифікувальними комплексами K2ZrF6 та МК-1 на вторинні сплави АК7ч та А356.2. Доведена можливість отримання високої якості литва на сплавах з концентрацією заліза до 0,6 мас. %. Розширено уявлення про вплив спадковості шихти для вторинних сплавів АК7ч, А356.2. Розроблено технологію отримання дрібнокристалічної шихти із сприятливою мікроструктурою для спадкового модифікування з розміром поперечного перерізу дендриту α-твердого розчину алюмінію 10…15 мкм, розміром евтектичного кремнію та інтерметалідних включень 1…2 мкм. Вперше показано, що під впливом саме спадкового модифікування вторинного сплаву АК7ч дрібнокристалічною шихтою, відбуваються зміни його мікроструктури, які супроводжуються зменшенням розміру зерен α-твердого розчину у 1,5…2,5 рази, евтектичного кремнію у 1,2…1,7 разів і інтерметалідних фаз у 1,3…1,9 разів відповідно. За допомогою комплексного застосування модифікувальної обробки та дрібнокристалічної шихти отримано, для вторинного силуміну АК7ч, виливки у кокіль з рівнем механічних властивостей, що задовольняють вимогам ДСТУ 2839-94. Показано, що комплексний підхід до модифікування вторинних силумінів із залученням різних механізмів впливу на розплав, дозволяє скоротити кількість застосовуваних модифікувальних комплексів, при збереженні стабільно високого рівня механічних властивостей виливків. Застосування такої комплексної обробки дозволяє розширити номенклатуру деталей, що виготовляються із звороту. Такий підхід сприяє зменшенню витрат на первинну сировину, сприяє зменшенню шкідливих викидів, та вирішує проблему утилізації відходів власного виробництва. EN: The dissertation is aimed at solving an important scientific and practical problem - the development of a comprehensive technology for producing castings from secondary silumins by improving modification processes and incorporating the mechanism of influence of charge heredity. The study’s primary results include examining the effects of modifying complexes K2ZrF6 and MK-1 on secondary alloys AK7ch and A356.2, demonstrating the possibility of high-quality castings from alloys with iron concentrations up to 0.6 wt. %. was proven. The understanding of the influence of charge heredity for secondary alloys AK7ch and A356.2 was expanded. The technology of obtaining a fine-crystalline charge with a favorable microstructure for hereditary modification with a cross-sectional size of the dendrite of an α-solid aluminum solution of 10...15 μm, and the size of eutectic silicon and intermetallic inclusions of 1...2 μm was developed. For the first time, it was shown that it is precisely under the influence of hereditary modification of the secondary alloy AK7ch with a fine-crystalline charge, changes in its microstructure occur, accompanied by a decrease in the grain size of the α-solid solution by 1.5...2.5 times, eutectic silicon by 1.2...1.7 times, and intermetallic phases by 1.3...1.9 times, respectively. By means of the complex application of modifying treatment and fine-crystalline charge, castings made of secondary silumin AK7ch, with a level of mechanical properties that meet the requirements of DSTU 2839-94 were obtained. It was shown that a complex approach to modifying secondary silumins using various mechanisms of influence on the melt allows reducing the number of modifying complexes used while maintaining a consistently high level of mechanical properties of castings. The use of such complex processing makes it possible to expand the range of parts made from the return. This approach helps to reduce the cost of primary raw materials, helps to reduce harmful emissions, and solves the problem of waste disposal from own production.Item Підвищення механічних властивостей вторинних силумінів комплексною технологією модифікування(Національний університет «Запорізька політехніка», 2025) Фролов, Роман Олександрович; Frolov, Roman O.UK: Дисертація присвячена розробці комплексної технології отримання виливків із вторинних силумінів за допомогою удосконалення процесів модифікування і залучення механізму впливу спадковості шихти. Досліджено вплив обробки модифікувальних комплексів K2ZrF6 та МК-1 на вторинні сплави АК7ч та А356.2. Доведена можливість отримання високої якості литва на сплавах з концентрацією заліза до 0,6 мас. %. Розширено уявлення про вплив спадковості шихти для вторинних сплавів АК7ч, А356.2. Розроблено технологію отримання дрібнокристалічної шихти із сприятливою мікроструктурою для спадкового модифікування. За допомогою комплексного застосування модифікувальної обробки та дрібнокристалічної шихти отримано, для вторинного силуміну АК7ч, виливки у кокіль з рівнем механічних властивостей, що задовольняють вимоги ДСТУ 2839-94 при перевищенні вмісту Fe у 1,84 рази. EN: The content of the dissertation. The dissertation is devoted to solving an important scientific and practical problem – the development of the complex technology for producing castings from secondary silumins by improving modification processes and involving the mechanism of influence of the charge heredity. The paper analyses modern domestic and foreign methods of influencing the melt to obtain a fine-grained structure and a high level of mechanical properties. In this work spectral analysis of the chemical composition of the alloys, optical microscopy, X-ray spectral, X-ray diffraction, fractographic analyses, as well as determination of mechanical properties (strength, ductility, hardness) were used. The effect of treatment with modifying complexes K2ZrF6 and MK-1 on secondary alloys AK7ch and A356.2 was studied. The possibility of obtaining high quality castings from alloys with iron concentrations up to 0.6 wt. %. The understanding of the impact of charge heredity on secondary alloys AK7ch and A356.2 was expanded. The technology of producing a fine-crystalline charge with a favourable microstructure for hereditary modification with a cross-sectional size dendrite of α-solid aluminium solution of 10...15 µm and a size of eutectic silicon and intermetallic inclusions of 1...2 µm was developed. With the help of the complex application of modifying treatment and fine-crystalline charge, for secondary silumin AK7ch, the mold castings with the level of mechanical properties that meet the requirements of DSTU 2839-94, at an excess of Fe content by 1.84 times were obtained. The regression equations obtained for the first time demonstrate the possibility of obtaining castings with high mechanical properties Ϭв > 300 MPa, δ > 5% and HRB > 50 when used in the charge up to 42.05 wt. % fine-crystalline charge and modifying treatment of 0.1 wt. % MK-1. The application of such complex processing allows expanding the range of parts made from the foundry return. The positive effect of external pressure on the macro and microstructure of parts cast using the complex modification technology has been demonstrated. This effect will reduce the cost of purchasing primary materials, which will reduce the cost of manufacturing products by 20...30% and solve the problem of waste disposal.Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Покращення керованості процесу формоутворення шарів металу при 3D-друці на основі електродугового зварювання»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2024) Молочков, Денис Євгенійович; Molochkov, DenysUK: Об’єкт дослідження – нерівномірності поверхонь об’єктів, вирощених методом WAAM. Предмет дослідження – відхилення присадного дроту від центральної точки інструменту. Наукова новизна роботи полягає у встановленні залежності нерівномірності поверхонь вирощуваних об’єктів від напружено-деформованого стану присадного дроту, зносу контактного наконечника і від динамічних процесів у ванні розплавленого металу, що комплексно впливають на процес формоутворення валиків із жароміцних сплавів при адитивному виробництві на основі електродугового зварювання плавким електродом в середовищі захисних газів. При цьому вперше встановлено залежність нелінійної зміни інтенсивності зношування контактного наконечника в процесі адитивного виробництва методом WAAM від напружено-деформованого стану присадного дроту. Вперше запропоновано метод нанесення матеріалу з обмеженням часу існування постійної ванни розплавленого металу. Вперше розроблено методику компенсації відхилення присадного дроту від центральної точки інструменту для WAAM на основі GMAW програмним шляхом. Object of study – surface irregularities of WAAM parts. The subject of the study is the deviation of the filler wire from the tool center point. EN: The scientific novelty of the work is to establish the dependence of the surface irregularities of the WAAM parts on the stress-strain state of the filler wire, the contact tip wear and the dynamic processes in the molten pool, which comprehensively affect the process of bead formation from heat-resistant alloys in GMAW-based WAAM. At the same time, the dependence of the nonlinear variation of the contact tip wear intensity during WAAM on the stress-strain state of the filler wire was established for the first time. A limited-life constant melt pool deposition method is proposed. For the first time, a software compensation method for the filler wire deviation from the tool center point for GMAW-based WAAM was developed.Item Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії на тему «Методи синтезу рекурентних нейромережевих моделей для діагностування»(Національний університет «Запорізька політехніка», 2023) Леощенко, Сергій Дмитрович; Leoshchenko, Serhii D.UK: Об’єкт дослідження – процес синтезу діагностичних нейромоделей на основі історичних даних. Основні результати, які визначають наукову новизну роботи, полягають у наступному. Вперше запропоновано генетичний метод синтезу діагностичних моделей на основі рекурентних нейронних мереж. Вперше запропоновано паралельний генетичний метод синтезу діагностичних моделей на основі рекурентних нейронних мереж з імплементацією механізмів селективного тиску. Вперше запропоновано метод структурної оптимізації діагностичних нейромоделей для підвищення характеристик інтерпретабельності моделей. Удосконалено систему індикаторів для оцінювання рівня складності задачі з метою визначення механізмів доналаштування параметрів нейронних мереж. EN: The object of research is the process of synthesizing diagnostic neuromodels based on historical data. The main results that determine the scientific novelty of the work are as follows. For the first time, a genetic method for synthesizing diagnostic models based on recurrent neural networks is proposed. For the first time, a parallel genetic method for synthesizing diagnostic models based on recurrent neural networks with the implementation of selective pressure mechanisms is proposed. For the first time, a method for structural optimization of diagnostic neuromodels is proposed to improve the characteristics of model interpretability. The system of indicators for assessing the level of complexity of the problem has been improved in order to determine the mechanisms for additional adjustment of neural network parameters.Item Макромоделі на основі В-елементів для автоматизованого схемотехнічного проектування пристроїв силової електроніки(Київський Політехнічний Інститут, 2002) Василенко, Ольга Валентинівна; Vasylenko, Olga V.; Василенко, Ольга ВалентинівнаUK: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата присвячена проблемам підвищення ефективності автоматизованого проектування схем шляхом використання гібридних макромоделей силових електронних пристроїв та джерел живлення на базі програмованих залежних джерел (В – елементів). Використання єдиного формалізованого методу побудови макромоделі та мінімізації схем-замінників, кількості вхідних параметрів та відсутності проблеми збіжності підвищує економічні параметри етапів синтезу та аналізу САПР. Встановлено, що використання універсальної функціонально-логічної поведінкової макромоделі дозволяє спростити аналіз аналого-цифрових пристроїв, виключивши «п’ятизначний» алгоритм моделювання. За запропонованими методами розроблено гібридні макромоделі потужних електронних блоків, таких як тиристори Power BT, DMOS FET, IGBT, SIT, SCR та GTO, та гібридні макромоделі високопотужних електронних пристроїв, таких як IGCT, DC-DC перетворювачі, інвертори. досліджено. Основні результати роботи реалізовані при розробці каскодних вимикачів та імпульсних блоків з інтелектуальними силовими модулями та перетворювальної техніки з цифровими драйверами. EN: Thesis for scientific degree of candidate is devoted to the problems of computer aided circuit design efficiency increasing by the using of hybrid macromodels of power electronic devices and supplies on the base of programmable depended sources (B – elements). Using of the single formalized macromodel building method and minimizing of substitute schemes, quantity of input parameters and absence of convergence problem increases economic parameters of the CAD`s synthesis and analysis steps. It’s found that usage of universal functional-logic behavioural macromodel allows to simplify the analogue-digital device analysis by excluding of “five-digit” modelling algorithm. According to the proposed methods the hybrid macromodels of high power electronic units such Power BT, DMOS FET, IGBT, SIT, SCR and GTO thiristors and the hybrid macromodels of high power electronic devices such IGCT, DC-DC Converters, Invertors have been designed and investigated. The main results of the work are implemented in designing of caskode switches and impulse Supplies with intellectual power modules and convertortechnic devices with digital drivers. RU: Диссертация на соискание ученой степени кандидата посвящена проблемам повышения эффективности автоматизированного схемотехнического проектирования за счет использования гибридных макромоделей силовых электронных устройств и источников питания на основе программируемых зависимых источников (Б-элементов). Использование единого метода построения формализованной макромодели и минимизация замещающих схем, количества входных параметров и отсутствие проблемы сходимости повышают экономические показатели этапов синтеза и анализа САПР. Установлено, что использование универсальной функционально-логической поведенческой макромодели позволяет упростить анализ аналогово-цифровых устройств за счет исключения «пятиразрядного» алгоритма моделирования. В соответствии с предложенными методами были разработаны гибридные макромодели мощных электронных устройств, таких как тиристоры Power BT, DMOS FET, IGBT, SIT, SCR и GTO, а также гибридные макромодели мощных электронных устройств, таких как IGCT, преобразователи постоянного тока, инверторы. расследовано. Основные результаты работы реализованы при проектировании каскодных выключателей и импульсных источников питания с интеллектуальными силовыми модулями и преобразовательно-технических устройств с цифровыми драйверами.а.Item Удосконалення процесів формування поверхневого корозійностійкого шару литих виробів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Кондрашова, Світлана Георгіївна; Kondrashova, Svitlana G.; Кондрашова, Светлана ГеоргиевнаUK: В представленій роботі розглянуто удосконалення існуючого технологічного процеса формування поверхневого корозійностійкого шару литих виробів хімічного устаткування, що забезпечує значне підвищення їх експлуатаційної стійкості. В роботі розглянуто вплив характеру активаторів на формування структури та властивостей дифузійного титанового, хромованого, силіційованого шару. Отримано результати дослідження додаткових присадок до суміші, яка насичує, на фазовий склад, структуру та властивості дифузійного шару. На основі результатів проведених досліджень розроблена нова суміш, яка насичує, для дифузійного титанування, що містить поряд з основними компонентами приблизно 7% CdCl2, що забезпечує значне підвищення експлуатаційних властивостей дифузійних шарів на сірому чавуні та сталі. EN: In the presented work the improvement of the existing technological process of formation of a surface corrosion-resistant layer of cast products of the chemical equipment that provides considerable increase of their operational stability is considered. The paper considers the influence of the nature of activators on the formation of the structure and properties of the diffusion titanium, chrome-plated, siliconized layer. The results of the study of additional additives to the saturating mixture on the phase composition, structure and properties of the diffusion layer are obtained. Based on the results of the research, a new saturating mixture was developed for diffusion titanium, containing along with the main components approximately 7% CdCl2, which provides a significant increase in the performance properties of diffusion layers on gray cast iron and steel. RU: В представленной работе рассмотрено усовершенствование существующего технологического процесса формирования поверхностного коррозионностойкого слоя литых изделий химического оборудования, что обеспечивает значительное повышение их эксплуатационной стойкости. В работе рассмотрено влияние характера активаторов на формирование структуры и свойств диффузного титанового, хромированного, силиционированного слоя. Получены результаты исследования дополнительных присадок к насыщающей смеси на фазовый состав, структуру и свойства диффузионного слоя. На основе результатов проведенных исследований разработана новая насыщающая смесь для диффузионного титанирования, содержащая наряду с основными компонентами примерно 7% CdCl2, что обеспечивает значительное повышение эксплуатационных свойств диффузионных слоев на сером чугуне и стали.Item Удосконалення технології виготовлення литих катодів з нікелевого сплаву для нанесення жаростійких покриттів на лопатки авіадвигунів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Єфанов, Володимир Сергійович; Ефанов, Владимир Сергеевич; Yefanov, Volodymyr S.UK: В представленій роботі розглянуто удосконалення існуючого технологічного процеса отримання матеріалу жаростійких покриттів для лопаток газотурбінних двигунів, а саме катодів, що використовуються для нанесення покриттів за технологією конденсаційного осадження. В роботі розглянуто вплив модифікуючих елементів на структуру та властивості сплаву, застосовано широку гаму технологічних методів виплавлення жаростійкого сплаву системи Ni-Cr-Al-Y, а також технологію отримання якісного витратного матеріалу для жаростійких покриттів у вигляді циліндричних катодів. Обґрунтовано вибір модифікаторів (Y, La, Hf) та їх комплексів для поліпшення властивостей катодів та отриманих з них покриттів. Розкрито вплив цих елементів на структурний стан сплаву. На основі результатів проведених досліджень розроблено технологію нанесення градієнтного покриття на лопатки турбіни з підвищеною товщиною, що дозволило підвищити ресурс робочої лопатки. EN: The presented paper considers improvement of heat resistant coating manufacturing proces for gas turbine engine blades, namely improvement of cathodes used to produce coatings by PVD method. The paper discusses effect of the modifying elements on structure and properties of the alloy, both wide range of manufacturing methods for heat resistant Ni-Cr-Al-Y alloy melting, and a manufacturing process of high quality consumables, such as cylindrical cathodes, for heat resistant coatings, were used. A choice of modifiers (Y, La, Hf) and their complexes was justified to improve properties of the cathodes and coatings produced from them. The effect of these elements on structural condition of the alloy has been discovered. Based on research results, a deposition process of gradient coating with the increased thickness on turbine blades has been developed, which allowed to increase life of the turbine rotor blade. RU: В представленной работе рассмотрено усовершенствование существующего технологического процесса получения материала жаростойких покрытий для лопаток газотурбинных двигателей, а именно катодов, которые используются для нанесения покрытий по технологии конденсационного осаждения. В работе рассмотрено влияние модифицирующих элементов на структуру и свойства сплава, применено широкую гамму технологических методов выплавки жаростойкого сплава системы Ni-Cr-Al-Y, а так же технологию получения качественного расходного материала для жаростойких покрытий в виде цилиндрических катодов. Обосновано выбор модификаторов (Y, La, Hf) и их комплексов для улучшения свойств катодов и получения из них покрытия. Раскрыто влияние этих элементов на структурное состояние сплава. На основании результатов проведенных исследований разработана технология нанесения градиентного покрытия на лопатки турбин з повышенной толщиной, что позволило повысить ресурс рабочей лопатки.Item Удосконалення методів прогнозування ризиків порушення роботи розподільчих пристроїв високої напруги(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Доморощин, Сергій Вікторович; Доморощин, Сергей Викторович; Domoroshchyn, Serhii V.UK: Дисертація присвячена вирішенню питань щодо удосконалення існуючої системи розподілення фінансових активів на планово-попереджувальні ремонти обладнання розподільчих пристроїв високої напруги електроенергетичних підприємств. Удосконалення ґрунтується на прогнозуванні ризиків порушення роботи розподільчих пристроїв високої напруги за даними системи безперервного контролю про поточний технічний стан відповідального електрообладнання. Вперше розроблена узагальнена нечітка математична модель оцінки технічного стану основного відповідального електрообладнання розподільчих пристроїв високої напруги, в якій інтегровані основні діагностичні чинники впливу на залишковий ресурс електрообладнання. В роботі розроблені нечіткі математичні моделі оцінки технічного стану наступних елементів розподільчих пристроїв: апарату захисту від перенапруг, елегазового вимикача, трансформатора струму, роз’єднувача. Розроблені нечіткі моделі використані при проведенні експериментально-модельних досліджень розподільчих пристроїв високої напруги електроенергетичних систем. Запропоновано удосконалений експертно-статистичний метод прогнозу залишкового ресурсу електрообладнання в режимі «on-line», який реалізується поєднанням ймовірнісно-статистичного та евристичного методів прогнозу. Вперше розроблено ймовірнісно-топологічний метод прогнозування порушення роботи розподільчих пристроїв високої напруги, в якому поєднуються ймовірнісні показники залишкового ресурсу електрообладнання з топологічним впливом, який визначається структурною схемою електроустановки. Використання отриманих результатів передбачається їхнім впровадженням в системах безперервного контролю електрообладнання розподільчих пристроїв високої напруги підприємств електроенергетики. EN: The dissertation is devoted to the solution of issues of improvement of the existing system of distribution of financial assets for planned preventive repairs of high-voltage switchgear equipment of electric power enterprises. The improvement is based on forecasting the risks of disruption of the high-voltage switchgear according to data on the current technical state of the continuous monitoring systems of the responsible electrical equipment. For the first time, a generalized fuzzy mathematical model for assessing the technical state of the main responsible electrical equipment of high-voltage switchgears was developed, in which the main diagnostic parameters of the impact on the residual life of electrical equipment are integrated. The work has developed fuzzy mathematical models for evaluating the technical state of the following elements of switchgears: arrester, gas-insulated circuit breaker, instrument transformer, disconnector. The developed fuzzy models were used in experimental model studies of the high-voltage switchgear of electrical power systems. An improved expert-statistical method of predicting the residual life of electrical equipment in the "on-line" mode is proposed, which is implemented by a combination of probabilistic-statistical and heuristic prediction methods. For the first time, a probabilistic-topological method for determining disruption of high-voltage switchgears was developed, which combines probabilistic indicators of the residual life of electrical equipment with topological impact, which is determined by the structural diagram of the electrical installation. The use of the obtained results is envisaged by their implementation in the continuous monitoring systems of electrical equipment of high-voltage switchgear of electric power plants. RU: Диссертация посвящена решению вопросов усовершенствования существующей системы планово-предупредительного обслуживания и ремонтов электрооборудования распределительных устройств высокого напряжения за счет прогнозирования рисков нарушения нормальной работы элементов схемы электроустановки. Впервые разработана обобщенная нечеткая математическая модель оценки технического состояния основного ответственного электрооборудования распределительных устройств высокого напряжения, в которой интегрированы основные диагностические параметры воздействия на остаточный ресурс электрооборудования. В работе разработаны нечеткие математические модели оценки технического состояния следующих элементов распределительных устройств: аппарата защиты от перенапряжений, элегазового выключателя, трансформатора тока, разъединителя. Предложен усовершенствованный экспертно-статистический метод прогноза остаточного ресурса электрооборудования в режиме «on-line», который реализуется объединением вероятностно-статистического и эвристического метода прогнозирования. Впервые разработан вероятностно-топологический метод прогнозирования нарушения работы распределительных устройств высокого напряжения, в котором сочетаются вероятностные показатели остаточного ресурса электрооборудования с топологическим воздействием, который определяется структурной схемой электроустановки. Использование полученных результатов предусматривается их внедрением в системах непрерывного контроля электрооборудования распределительных устройств высокого напряжения предприятий электроэнергетики.Item Підвищення ресурсу швидкозношуваних деталей зносостійкими накладками з високовуглецевої низьколегованої сталі(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Калінін, Юрій Анатолійович; Kalinin, Yurii A.; Калинин, Юрий АнатольевичUK: В роботі вирішено актуальне завдання вдосконалення наявного матеріалу високої якості, а саме високовуглецевої низьколегованої сталі 120Г3С2. Досліджено структуру і властивості приповерхневих шарів загатрованої на залишковий аустеніт сталі після інтенсивного механічного зношування. Розроблено також засіб з’єднання ремонтних накладок з термічно обробленої сталі 120Г3С2 з деталями з інших сталей, які потребують захисту від інтенсивного механічного зношування. Показано, що для отримання якісного зварного з’єднання високовуглецевої низьколегованої сталі необхідно забезпечити прискорене охолодження зони термічного впливу (ЗТВ) під час зварювання. Це забезпечує утворення прошарку аустеніту, якій знижує вірогідність утворення тріщин і значно підвищує якість зварних з’єднань. EN: The task of improving the available material of high quality, namely, high carbon low-alloy steel 120Mn3Si2, is solved in this work. The structure and properties of the surface layers of retained austenite in steel after severe mechanical wear were investigated. A mean for connecting repair linings of heat-treated steel 120Mn3Si2 with parts from other steels that require protection from severe mechanical wear is also developed. It is shown that for obtaining a high quality welded joint of high carbon low alloy steel, it is necessary to provide rapid cooling of the heat affected zone (HAZ) during welding. This provides the formation of austenite layer, which reduces the likelihood of cracks and significantly improves the quality of welded joints. RU: Механическое, в том числе абразивное, изнашивание является наиболее интенсивным процессом разрушения поверхностей трения промышленного оборудования. Диссертация посвящена решению актуальной научно-практической задачи получения качественных сварных соединений износостойкого материала – закалённой высокоуглеродистой низколегированной стали 120Г3С2. Также проведены исследования микроструктуры поверхности трения данной стали со структурой нестабильного аустенита после абразивного изнашивания и микроструктуры нестабильного аустенита на начальных стадиях бейнитного превращения при температуре 250 оС. В процессе абразивного изнашивания стали 120Г3С2, закалённой от 900 оС, на поверхности трения формируется сплошной слой мартенсита. Глубина слоя составляет 7…10 µm. Микротвёрдость поверхности трения достигает 1400 HV0.05. Бейнитное превращение начинается меньше, чем через 1 час после начала изотермической выдержки закалённой от 900 оС стали 120Г3С2. Наряду с бейнитом игольчатой морфологии во время изотермической выдержки формируются участки значительно более дисперсного бейнита с межпластинчатым расстоянием менее 100 нм. Твёрдость стали во время изотермической выдержки изменяется по кривой с минимумом, соответствующим выдержке 1 час. Целесообразно быстрое охлаждение сварного соединения для получения в зоне термического влияния полностью аустенитной структуры, идентичной начальной структуре закалённой стали. Также быстрое охлаждение необходимо для исключения или минимизации выделения карбидов из аустенита, что предотвращает образование мартенсита в ЗТВ. После ручной дуговой сварки закалённой стали 120Г3С2 с ускоренным охлаждением в воде структура ЗТВ является набором слоёв переменной твёрдости от аустенита до мартенсита. Сварка с ускоренным охлаждением в воде стали 120Г3С2 позволяет получать сварные соединения с прочностью большей, чем у основного материала.Item Підвищення ресурсу швидкозношуваних деталей зносостійкими накладками з високовуглецевої низьколегованої сталі(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Калінін, Юрій Анатолійович; Kalinin, Yurii A.; Калинин, Юрий АнатольевичUK: В роботі вирішено актуальне завдання вдосконалення наявного матеріалу високої якості, а саме високовуглецевої низьколегованої сталі 120Г3С2. Досліджено структуру і властивості приповерхневих шарів загатрованої на залишковий аустеніт сталі після інтенсивного механічного зношування. Розроблено також засіб з’єднання ремонтних накладок з термічно обробленої сталі 120Г3С2 з деталями з інших сталей, які потребують захисту від інтенсивного механічного зношування. Показано, що для отримання якісного зварного з’єднання високовуглецевої низьколегованої сталі необхідно забезпечити прискорене охолодження зони термічного впливу (ЗТВ) під час зварювання. Це забезпечує утворення прошарку аустеніту, якій знижує вірогідність утворення тріщин і значно підвищує якість зварних з’єднань. EN: The task of improving the available material of high quality, namely, high carbon low-alloy steel 120Mn3Si2, is solved in this work. The structure and properties of the surface layers of retained austenite in steel after severe mechanical wear were investigated. A mean for connecting repair linings of heat-treated steel 120Mn3Si2 with parts from other steels that require protection from severe mechanical wear is also developed. It is shown that for obtaining a high quality welded joint of high carbon low alloy steel, it is necessary to provide rapid cooling of the heat affected zone (HAZ) during welding. This provides the formation of austenite layer, which reduces the likelihood of cracks and significantly improves the quality of welded joints. RU: Механическое, в том числе абразивное, изнашивание является наиболее интенсивным процессом разрушения поверхностей трения промышленного оборудования. Диссертация посвящена решению актуальной научно-практической задачи получения качественных сварных соединений износостойкого материала – закалённой высокоуглеродистой низколегированной стали 120Г3С2. Также проведены исследования микроструктуры поверхности трения данной стали со структурой нестабильного аустенита после абразивного изнашивания и микроструктуры нестабильного аустенита на начальных стадиях бейнитного превращения при температуре 250 оС. В процессе абразивного изнашивания стали 120Г3С2, закалённой от 900 оС, на поверхности трения формируется сплошной слой мартенсита. Глубина слоя составляет 7…10 µm. Микротвёрдость поверхности трения достигает 1400 HV0.05. Бейнитное превращение начинается меньше, чем через 1 час после начала изотермической выдержки закалённой от 900 оС стали 120Г3С2. Наряду с бейнитом игольчатой морфологии во время изотермической выдержки формируются участки значительно более дисперсного бейнита с межпластинчатым расстоянием менее 100 нм. Твёрдость стали во время изотермической выдержки изменяется по кривой с минимумом, соответствующим выдержке 1 час. Целесообразно быстрое охлаждение сварного соединения для получения в зоне термического влияния полностью аустенитной структуры, идентичной начальной структуре закалённой стали. Также быстрое охлаждение необходимо для исключения или минимизации выделения карбидов из аустенита, что предотвращает образование мартенсита в ЗТВ. После ручной дуговой сварки закалённой стали 120Г3С2 с ускоренным охлаждением в воде структура ЗТВ является набором слоёв переменной твёрдости от аустенита до мартенсита. Сварка с ускоренным охлаждением в воде стали 120Г3С2 позволяет получать сварные соединения с прочностью большей, чем у основного материала.Item Матеріалознавчі основи процесів отримання жароміцних нікелевих сплавів для лопаток турбін з використанням технологічного звороту(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Клочихін, Володимир Валерійович; Klochikhin, Volodymyr V.; Клочихин, Владимир ВалерьевичUK: Дисертацію присвячено розвитку матеріалознавчих основ процесів отримання якісних жароміцних нікелевих сплавів із використанням технологічного звороту та застосуванням сучасних методів рафінування. В цих сплавах, а також в готових литих виробах, забезпечені механічні, технологічні та експлуатаційні властивості на рівні виробів з первинних матеріалів. В результаті досліджень отримали подальший розвиток теоретичні уявлення про вплив температурного градієнту на фронт кристалізації нікелевих сплавів в умовах високошвидкісної спрямованої кристалізації (ВСК) та високотемпературне оброблення розплаву ливарних відходів. Вивчено кластерний механізм поведінки мікроугрупувань Ti(C,N) ∙ Ni3(Ti,Al) в умовах високотемпературної обробки розплаву при температурах вище 1800ºС. Випробувано у виробничих умовах та налагоджено серійне виробництво сплавів ЖС6К-ВІ, ЖС3ДК-ВІ, ЖС26-ВІ та ЖС32-ВІ з використанням в шихті до 100% технологічного звороту. EN: The dissertation is devoted to solving an important scientific and practical task – the development of materials bases of processes of obtaining high - quality heat - resistant nickel alloys with the use of technological return and application of modern methods of refining. In these alloys, as well as in finished cast products, mechanical, technological and operational properties are provided at the level of products made of primary materials. As a result of the research, theoretical ideas about the influence of the temperature gradient on the crystallization front of nickel alloys under conditions of high-speed directional crystallization was further developed. Theoretical ideas about high-temperature treatment of foundry melt were further developed. The cluster mechanism of Ti(C,N) ∙ Ni3(Ti,Al) microgroups behavior in the conditions of high-temperature processing of the melt at temperatures above 1800ºС has been studied. Тested in production conditions and production of Zh6K-VI, ZhS3DK-VI, ZhS26-VI and ZhS32-VI alloys using in the charge up to 100% foundry return. RU: Диссертация посвящена развитию материаловедческих основ процессов получения качественных жаропрочных никелевых сплавов с использованием технологического оборота и применением современных методов рафинирования. В этих сплавах, а также в готовых литых изделиях, обеспечены механические, технологические и эксплуатационные свойства на уровне изделий из первичных материалов. В результате исследований получили дальнейшее развитие теоретические представления о влиянии температурного градиента на фронт кристаллизации никелевых сплавов в условиях высокоскоростной направленной кристаллизации (ВНК) и высокотемпературная обработка расплава литейных отходов. Изучен кластерный механизм поведения микрогруппировок Ti(C,N) ∙ Ni3(Ti,Al) в условиях высокотемпературной обработки расплава при температурах выше 1800°С. Испытано в производственных условиях и налажено серийное производство сплавов ЖС6К-ВИ, ЖС3ДК-ВИ, ЖС26-ВИ и ЖС32-ВИ с использованием в шихте до 100% технологического возврата.Item Безренієвий жароміцний нікелевий сплав для виготовлення виливків зі спрямованою та монокристалічною структурою(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Мілонін, Євген Володимирович; Milonin, Yevhen V.; Милонин, Евгений ВладимировичUK: В представленій роботі із використанням розрахунково-аналітичних методів прогнозування фазової та структурної стабільності розроблено хімічний склад жароміцного нікелевого сплаву для виготовлення литих робочих лопаток методом спрямованої (моно) кристалізації ЗМІ-М5, що не містить реній. Сплав після термообробки за режимом, що передбачений для сучасних сплавів IV покоління, продемонстрував при температурі 20 ºC межу міцності в вище 1300 МПа при задовільній пластичності ( 6,0%), а також час до руйнування при температурі випробування 975 ºC і навантаженні 300 МПа 60…90 годин, що відповідає вимогам до серійного сплаву ЖС32-ВІ і при цьому є значно дешевшим. EN: In the presented work, using the calculation and analytical methods for forecasting phase and structural stability, the chemical composition of the heat-resistant nickel alloy for the manufacture of cast rotor blades by the method of directional (mono) crystallization ZMI-M5, which does not contain rhenium, is developed. The alloy after heat treatment, under the regime provided for modern IV generation alloys showed a tensile strength в above 1300 MPa with satisfactory ductility ( 6.0%) at a temperature of 20 ºC, as well as time to failure at a test temperature of 975 ºC and a load of 300 MPa 60...90 hours, which meets the requirements for the serial alloy ZhS32-VI and it is much cheaper. RU: В представленной работе с использованием расчетно-аналитических методов прогнозирования фазовой и структурной стабильности разработан химический состав жаропрочного никелевого сплава для изготовления литых рабочих лопаток методом направленной (моно) кристаллизации ЗМИ-М5, не содержит рений. Сплав после термообработки по режиму, который предусмотрен для современных сплавов IV поколения, продемонстрировал при температуре 20 ºC предел прочности в выше 1300 МПа при удовлетворительной пластичности ( 6,0%), а также время до разрушения при температуре испытания 975 ºC и нагрузке 300 МПа 60 ... 90 часов, что соответствует требованиям к серийному сплава ЖС32-ВИ и при этом значительно дешевле.Item Безренієвий жароміцний нікелевий сплав для виготовлення виливків зі спрямованою та монокристалічною структурою(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Мілонін, Євген Володимирович; Milonin, Yevhen V.; Милонин, Евгений ВладимировичUK: В представленій роботі із використанням розрахунково-аналітичних методів прогнозування фазової та структурної стабільності розроблено хімічний склад жароміцного нікелевого сплаву для виготовлення литих робочих лопаток методом спрямованої (моно) кристалізації ЗМІ-М5, що не містить реній. Сплав після термообробки за режимом, що передбачений для сучасних сплавів IV покоління, продемонстрував при температурі 20 ºC межу міцності в вище 1300 МПа при задовільній пластичності ( 6,0%), а також час до руйнування при температурі випробування 975 ºC і навантаженні 300 МПа 60…90 годин, що відповідає вимогам до серійного сплаву ЖС32-ВІ і при цьому є значно дешевшим. EN: In the presented work, using the calculation and analytical methods for forecasting phase and structural stability, the chemical composition of the heat-resistant nickel alloy for the manufacture of cast rotor blades by the method of directional (mono) crystallization ZMI-M5, which does not contain rhenium, is developed. The alloy after heat treatment, under the regime provided for modern IV generation alloys showed a tensile strength в above 1300 MPa with satisfactory ductility ( 6.0%) at a temperature of 20 ºC, as well as time to failure at a test temperature of 975 ºC and a load of 300 MPa 60...90 hours, which meets the requirements for the serial alloy ZhS32-VI and it is much cheaper. RU: В представленной работе с использованием расчетно-аналитических методов прогнозирования фазовой и структурной стабильности разработан химический состав жаропрочного никелевого сплава для изготовления литых рабочих лопаток методом направленной (моно) кристаллизации ЗМИ-М5, не содержит рений. Сплав после термообработки по режиму, который предусмотрен для современных сплавов IV поколения, продемонстрировал при температуре 20 ºC предел прочности в выше 1300 МПа при удовлетворительной пластичности ( 6,0%), а также время до разрушения при температуре испытания 975 ºC и нагрузке 300 МПа 60 ... 90 часов, что соответствует требованиям к серийному сплава ЖС32-ВИ и при этом значительно дешевле.Item Матеріалознавчі основи процесів отримання жароміцних нікелевих сплавів для лопаток турбін з використанням технологічного звороту(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Клочихін, Володимир Валерійович; Klochikhin, Volodymyr V.; Клочихин, Владимир ВалерьевичUK: Дисертацію присвячено розвитку матеріалознавчих основ процесів отримання якісних жароміцних нікелевих сплавів із використанням технологічного звороту та застосуванням сучасних методів рафінування. В цих сплавах, а також в готових литих виробах, забезпечені механічні, технологічні та експлуатаційні властивості на рівні виробів з первинних матеріалів. В результаті досліджень отримали подальший розвиток теоретичні уявлення про вплив температурного градієнту на фронт кристалізації нікелевих сплавів в умовах високошвидкісної спрямованої кристалізації (ВСК) та високотемпературне оброблення розплаву ливарних відходів. Вивчено кластерний механізм поведінки мікроугрупувань Ti(C,N) ∙ Ni3(Ti,Al) в умовах високотемпературної обробки розплаву при температурах вище 1800ºС. Випробувано у виробничих умовах та налагоджено серійне виробництво сплавів ЖС6К-ВІ, ЖС3ДК-ВІ, ЖС26-ВІ та ЖС32-ВІ з використанням в шихті до 100% технологічного звороту. EN: The dissertation is devoted to solving an important scientific and practical task – the development of materials bases of processes of obtaining high - quality heat - resistant nickel alloys with the use of technological return and application of modern methods of refining. In these alloys, as well as in finished cast products, mechanical, technological and operational properties are provided at the level of products made of primary materials. As a result of the research, theoretical ideas about the influence of the temperature gradient on the crystallization front of nickel alloys under conditions of high-speed directional crystallization was further developed. Theoretical ideas about high-temperature treatment of foundry melt were further developed. The cluster mechanism of Ti(C,N) ∙ Ni3(Ti,Al) microgroups behavior in the conditions of high-temperature processing of the melt at temperatures above 1800ºС has been studied. Тested in production conditions and production of Zh6K-VI, ZhS3DK-VI, ZhS26-VI and ZhS32-VI alloys using in the charge up to 100% foundry return. RU: Диссертация посвящена развитию материаловедческих основ процессов получения качественных жаропрочных никелевых сплавов с использованием технологического оборота и применением современных методов рафинирования. В этих сплавах, а также в готовых литых изделиях, обеспечены механические, технологические и эксплуатационные свойства на уровне изделий из первичных материалов. В результате исследований получили дальнейшее развитие теоретические представления о влиянии температурного градиента на фронт кристаллизации никелевых сплавов в условиях высокоскоростной направленной кристаллизации (ВНК) и высокотемпературная обработка расплава литейных отходов. Изучен кластерный механизм поведения микрогруппировок Ti(C,N) ∙ Ni3(Ti,Al) в условиях высокотемпературной обработки расплава при температурах выше 1800°С. Испытано в производственных условиях и налажено серийное производство сплавов ЖС6К-ВИ, ЖС3ДК-ВИ, ЖС26-ВИ и ЖС32-ВИ с использованием в шихте до 100% технологического возврата.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »