Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні - 2022, №1
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/25852
Browse
Recent Submissions
Item Покращення характеристик двигуна МЕМЗ-317 з системою ГБО шляхом встановлення варіатора випередження кута запалювання(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Слинько, Георгій Іванович; Євсєєва, Наталія Олексіївна; Курилов, М. С.; Сухонос, Роман Федорович; Слинько, Віра Василівна; Slyn’ko, G.; Yevsyeyeva, N.; Kurylov, M.; Sukhonos, R.; Slyn’ko, V.Item Використання стандартної термінології у порошковій металургії(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Плескач, Володимир Михайлович; Pleskach, V.Item Термодинамічні аспекти фазових перетворень в подвійних металевих системах(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Ольшанецький, Вадим Юхимович; Глотка, Олександр Анатолійович; Кононенко, Юлія Іванівна; Ol’shanetskii, V.; Glotka, O.; Kononenko, Yu.Item Експериментальне визначення модуля юнга зварного шва коробчастої балки із сталі 09Г2С(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Рягін, Сергій Львович; Ryagin, S.UK: Мета роботи. Експериментальне визначення без електричної тензиметрії значень модуля Юнга при різних навантаженнях для зразка із сталі 09Г2С з повздожнім розташуванням зварного шва та для основного металу, що використовується при виготовленні коробчастих балок. Порівняння отриманих результатів між собою та з даними літературних джерел. Методи дослідження. Експеримент, тензиметрія, метод щонайменших квадратів. Отримані результати. Для виготовлення зразка були зварені декілька полос металу із сталі 09Г2С, розташованих хрестообразно. З отриманої деталі був виготовлений зразок з повздожнім розташуванням зварного шва та прямокутним поперечним перерізом шляхом фрезеруванням з охолодженням. Були проведені випробування на повіреному обладнанні для визначення модуля Юнга зварного шва та основного металу. Під час експерименту деформації вимірювались важільним тензометром. Обробка експериментальних результатів здійснювалась методом щонайменших квадратів. Отримані результати порівняні між собою та з даними літературних джерел. Встановлено, що величини модуля Юнга основного металу за всіма джерелами співставимі, але відрізняються одна від одної. Величини модуля Юнга зварного шва відрізняються принципово. За експериментальними даними іншого автора, модуль Юнга зварного шва є дещо більшим за модуль Юнга основного металу. За отриманими експериментальними даними, модуль Юнга зварного шва є дещо меншим за модуль Юнга основного металу. Ця різниця може бути пов’язана, зокрема, з різними способами виготовлення зразків для визначення модуля Юнга зварного шва. Наукова новизна. Значення модуля Юнга для зразка із сталі 09Г2С з повздожнім розташуванням зварного шва експериментально визначено за допомогою механічної тензиметрії при різних навантаженнях та з обробкою результатів методом щонайменших квадратів. Практична цінність. Експериментально визначені значення модуля Юнга зварного шва та основного металу необхідні при фізичному та математичному моделюванні напруженого стану коробчастих балок із сталі 09Г2С. EN: Purpose. Experimental finding of Young’s modulus values of the specimen of steel 09Г2С with weld longitudinal arrangement and of the basic metal, which is used for box girder manufacturing, by means of non-electrical strain measurement under various loads. Comparison of the received results among themselves and with data of references. Methods of research. Experiment, strain measurement, least-squares technique. Results. Several metal strips of steel 09Г2С arranged crosswisely have been welded for making of a specimen. The specimen of steel 09Г2С with weld longitudinal arrangement and rectangular cross-section has been produced of the received detail by milling with cooling. Tests have been executed on calibrated equipment for finding of Young’s modulus values of the weld and of the basic metal. Strains have been measured by Huggenberger tensometer during experiment. Experimental results have been processed by least-squares technique. The received results have been compared among themselves and with data of references. It has been found out, that Young’s modulus values of the basic metal on all references are comparable, but differ one from another. Young’s modulus values of the weld differ essentially. Weld Young’s modulus is a little bigger than basic metal Young’s modulus according to experimental data of other author. Weld Young’s modulus is a little smaller than basic metal Young’s modulus according to the received experimental data. This difference can be explained, in particular, by different ways of production of specimens for finding of weld Young’s modulus. Scientific novelty. Young’s modulus values of the specimen of steel 09Г2С with weld longitudinal arrangement has been experimentally found by means of mechanical strain measurement under various loads and with result processing by least-squares technique. Practical value. Experimentally found Young’s modulus values of the weld of the basic metal are necessary at physical and mathematical modelling of a stress state of a box girders of steel 09Г2С.Item Вивчення особливостей механізованого електро-дугового наплавлення з періодичною зміною режимів процесу(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Лебедєв, В. О.; Тіщенко, В. О.; Бриков, Михайло Миколайович; Lebedev, V.; Tishchenko, V.; Brykov, M.UK: Мета роботи. Дослідження впливу модулювання дугових процесів на характеристики металу наплавлених валиків з виявленням залежностей хімічного складу й геометричних розмірів наплавленого металу від параметрів модуляції, а також розробка математичних моделей цих залежностей з метою прогнозування результатів модуляції для підвищення якості наплавлюваних шарів. Методи дослідження. Використано відомі методи дослідження наплавленого металу: спектральний аналіз наплавленого металу, металографічний аналіз зразків поперечних перерізів наплавлених валиків. Застосовувалися спеціальні комп’ютеризовані програми вимірювання геометричних розмірів валика. Використовувалися методи регресійного аналізу для одержання узагальнених математичних моделей залежностей хімічних елементів і геометричних розмірів від параметрів модуляції. Результати. У процесі досліджень із застосуванням електродугового наплавлення електродним порошковим самозахисним дротом в узагальненому вигляді отримано залежності вмісту вуглецю, хрому, бору, ширини, посилення й проплавлення поперечного перерізу від частоти й скважності модуляції параметрів електродугового процесу. Розроблено методику математичного опису впливу модуляції на хімічний склад і форму наплавленого валика. Наукова новизна. Запропоновано при веденні електродугового процесу з періодичною зміною силових параметрів наплавлення струму за рахунок керування електроприводом механізму подачі електродного дроту, а також зі зміною напруги при керуванні вихідною напругою джерела зварювального струму проводити оцінку результатів із застосуванням математичних моделей. Практична цінність. Комплекс досліджень, що стосуються ефектів застосування модуляції силових параметрів наплавлювального процесу із використанням оригінальної розробки модулятора дозволяє на основі простих систем автоматичного й механізованого обладнання отримати керований процес впливу на характеристики наплавленого металу з їхнім поліпшенням для впровадження в промислове виробництво. EN: Purpose. Research of the influence of modulation of arc processes on characteristics of clad metal with revealing the dependences of chemical composition and geometrical dimensions of the clad metal on the modulation parameters, as well as the development of mathematical models of these dependences with the purpose of predicting the results of modulation to improve the quality of deposited layers. Methods of research. Well-known methods of surfacing metal research were used: spectral analysis of metal composition, metallographic analysis of the obtained samples of cross-sections of the cladding rolls. Special computerized programs were used to measure geometric dimensions of the roll. Methods of regression analysis were used in order to obtain generalized mathematical models of dependencies of chemical elements and geometrical dimensions on modulation parameters. Results. In the process of research with electric-arc cladding of electrode flux-cored self-shielded wire, generalized results of dependences of carbon, chromium and boron content, width, amplification and penetration of cross-sectional area on the frequency and modulation duty cycle of electric-arc process parameters were obtained. Method of mathematical description of modulation effect on chemical composition and shape of the weld bead was developed. Scientific novelty. It was suggested to carry out estimation of the results by applying mathematical models when carrying out the electric arc process with periodic change of power parameters of current surfacing due to controlling the electric drive of the electrode wire feeding mechanism and also with change of voltage when controlling the output voltage of the welding current source. Practical value. A set of studies concerning the effects of modulation of power parameters of the welding process using an original development of the modulator allows, based on relatively simple systems of automatic and mechanized equipmen makes it possible, to obtain a controlled process of influence on the characteristics of the fused metal with their improvement for the implementation in industrial production.Item Коливання математичного маятник з урахуванням обертання земної кулі 15 58-61(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Штанько, Петро Костянтинович; Рягін, Сергій Львович; Shtanko, P.; Ryagin, S.UK: Мета роботи. Розробка із застосуванням диференційних рівнянь Лагранжа другого роду моделі математичного маятника, яка враховує обертання земної кулі навколо власної осі, та паралель, на якій встановлено маятник. З’ясування, чи впливає на модель математичного маятника положення площини коливань відносно меридіана. Методи дослідження. Математичне моделювання, диференційні рівняння Лагранжа другого роду. Отримані результати. Розроблено дві розрахункові схеми математичного маятника, які враховують обертання земної кулі навколо власної вісі та місце встановлення маятника, та відрізняються лише положенням площини коливань відносно меридіана. Для обох схем записано вирази для кінетичної енергії та спільний вираз для потенційної енергії. Із застосуванням диференційних рівнянь Лагранжа другого роду отримано відповідні нелінійні диференційні рівняння. Аналіз отриманих результатів показує, що на період коливань математичного маятника впливають не тільки амплітуда, а й паралель, на якій відбуваються випробування, а також положення площини коливань відносно меридіана. Наукова новизна. Із застосуванням диференційних рівнянь Лагранжа другого роду була розроблена модель математичного маятника, яка враховує обертання земної кулі навколо власної вісі та місце встановлення маятника. Практична цінність. Встановлено, що на період коливань математичного маятника, крім амплітуди, впливають положення площини коливань відносно меридіана, а також паралель, на якій відбуваються випробування. Це має суттєве значення, зокрема, при пошуці корисних копалин за допомогою гравіметрії, що здійснюється маятниковими приладами, коли оцінюються щонайменші зміни гравітаційної сталої. EN: Purpose. Development of mathematical pendulum model which considers rotation of globe roundit’s own axis and parallel at which pendulum has been installed with use of Lagrange’s differential equations of the second kind. Checking whether oscillation plane position with respect to a meridian influences mathematical pendulum model. Methods of research. Mathematical modelling, Lagrange’s differential equations of the second kind. Results. Two design schemes of a mathematical pendulum have been developed which consider rotation of globe roundit’s own axis and pendulum installation place. They differ only by oscillation plane position with respect to a meridian. Formulas for kinetic energy for both schemes and the general formula for potential energy have been developed. The corresponding nonlinear differential equations are received by means of Lagrange’s differential equations of the second kind. The analysis of the received results show, that oscillation period of a mathematical pendulum depends not only on amplitude but as well on parallel at which the the test has been executed, and also oscillation plane position with respect to a meridian. Scientific novelty. The model of a mathematical pendulum has been developed with use of Lagrange’s differential equations of the second kind, which considers rotation of globe roundit’s own axis and pendulum installation place. Practical value. It’s found out, that not only amplitude, but position of oscillation plane with respect to a meridian, and also a parallel at which the the test has been executed influences mathematical pendulum oscillation. In particular, it has essential value when search of minerals is carried out by means of gravimetry using pendular devices, when smallest changes of a gravitational constant are estimated.Item Підвищення довговічності зварних барабанів роторів компресорів обробкою в псевдозрідженому шарі абразиву(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Качан, Олексій Якович; Уланов, Сергій Олександрович; Kachan, A.; Ulanov, S.UK: Мета роботи. Підвищення довговічності роторів компресорів ГТД обробкою в псевдозрідженому шарі абразиву. Методи дослідження. Дослідження проводилися на зварених барабанах роторів компресора високого тиску (КВТ) авіаційного двигуна Д-36. Барабани оброблялися у псевдозрідженому шарі абразиву (ПША) установки АПС-600 без сопел та із застосуванням спеціальних повітряних сопел. Зразки для випробувань на довговічність вирізалися з дисків І і IV ступенів КВТ після виконання різних варіантів їхньої обробки. Випробування на довговічність зразків, вирізаних з диска IV ступеня КВТ, проводилося на машині УМЭ-1 ТМ при Т = 400 °С. Випробування на довговічність зразків, вирізаних з диска І ступеня КВТ, проводилося на машині ЭДЦ-20 при Т = 20 °С. Отримані результати. Установлено, що середня циклічна довговічність титанових зразків із сплаву ВТ-9, оброблених у ПША у складі барабана із застосуванням повітряних сопел в 2,2 рази більше, ніж середня циклічна довговічність зразків, оброблених у ПША без застосування сопел, при температурі випробувань Т = 400 °С. При обробці барабана ротора КВТ у ПША із застосуванням сопел забезпечується більш якісна обробка по дну паза і у кутах його торців. Низькотемпературний відпал барабана при Т = 550 °С є більш кращим, ніж при Т = 750 °С, тому що циклічна довговічність зразків, відпалених при Т = 550 °С, дещо більша. Відпал при Т = 750 °С повністю знімає ефект зміцнення, отриманий при обробці у ПША. Повторна обробка диска у складі барабана методом ПША відновлює його довговічність до вихідного стану. Наукова новизна. Показано, що обробка зварених барабанів роторів компресорів у ПША із застосуванням спеціальних повітряних сопел підвищує якість обробки і циклічну довговічність у порівнянні з обробкою без повітряних сопел. Встановлено температуру відпалу барабана ротора компресора, що забезпечує більш високу середню циклічну довговічність. Практична цінність. Запропоновано технологічну схему і відпрацьовано режими обробки зварних барабанів КВТ авіаційного двигуна Д-36 у ПША із застосуванням спеціальних повітряних сопел, що забезпечують підвищення довговічності в 2,2 рази у порівнянні із обробкою без сопел. EN: Purpose. Improvement in durability of welded drums of compressor rotors of the gas turbine engines by treatment in fluidized bed of abrasive material. Methods of research. The investigations were carried out on the welded drums of rotors of high pressure compressor (HPC) of the D-36 aero engine. The drums were treated in the fluidized bed of abrasive material of the АПС-600 installation without the nozzles and with the use of special air-blast nozzles. Test specimens for checking durability were cut of HPC stages 1 and 4 discs after carrying out various machining processes. Durability testing of test specimens cut of HPC stage 4 disc was carried out at the УМЭ-1 ТМ machine at temperature Т = 400 °С. Durability testing of test specimens cut of HPC stage 1 disc was carried out at the ЭДЦ-20 machine at temperature Т = 20 °С. Results. It was found that averaged cyclic life of the test specimens made of titanium alloy ВТ-9, treated in the fluidized bed of abrasive material being a part of the drum with the use of air-blast nozzles, is 2.2 times higher than the averaged cyclic life of the test specimens treated in the fluidized bed of abrasive material without the use of air-blast nozzles at temperature Т = 400 °С. When treating the drum of the HPC rotor in the fluidized bed of abrasive material without the use of air-blast nozzle, better treatment of the bottom of the slot and corners of its end faces is ensured. Low-temperature annealing of the drum at temperature Т = 550 °С is preferable than at Т = 750 °С, since cyclic life of the test specimens annealed at Т = 550 °С is somewhat higher. Annealing at Т = 750 °С removes completely strengthening effect obtained by treatment in the fluidized bed of abrasive material. Successive treatment of the disc as a part of the drum in the fluidized bed restores its durability to the initial state. Scientific novelty. It was demonstrated that treatment of the welded drums of the compressor rotors in the fluidized bed of abrasive material with the use of special air-blast nozzles improves the quality of treatment and cyclic life if compared to the treatment without air-blast nozzles. Annealing temperature for the compressor rotor drum, which ensures high average cyclic life, was established. Practical value. There were offered technological procedure and modes of treatment of the welded drums of the HPC of the D-36 aero engine in the fluidized bed of abrasive material with the use of special air-blast nozzles, ensuring durability 2.2 times higher than without the use of the air-blast nozzles.Item Штампова сталь 4Х4Н5М4Ф2 для гарячого деформування міді(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Сидорчук, О. М.; Sydorchuk, O.UK: Мета роботи. Одержання кованої штампової сталі (4Х4Н5М4Ф2) з регульованим аустенітним перетворенням під час експлуатації, електрошлаковим переплавом та встановлення оптимальних режимів термо-деформаційної обробки (відпал, ковка, гартування та відпуск). Виготовлення великогабаритних деталей типу коліс екструдерів з кованої сталі марки 4Х4Н5М4Ф2 з проведенням дослідно-промисловим випробуванням для гарячого деформування міді за температури експлуатації нижче критичної точки А1. Методи дослідження. Металографічний аналіз дослідних штампових сталей 4Х4Н5М4Ф2 та Н13 (аналог 4Х5МФ1С). Наукова новизна. В процесі часткової перекристалізації легованої конструкційної кованої сталі 4Х4Н5М4Ф2 утворюється сфероїдизована карбідна складова, що спричинює на поліпшення механічної обробки заготовки для виготовлення деталей типу коліс екструдерів. Одержані результати. Дослідно-промислові випробування з деталей типу коліс екструдерів з кованої сталі 4Х4Н5М4Ф2 для гарячого деформування міді марки М1, показало підвищену стійкість у порівнянні зі сталлю Н13, яка застосовується на одному з китайських підприємств. Практична цінність. Показана можливість використання сталі (4Х4Н5М4Ф2) з регульованим аустенітним перетворенням при експлуатації для широкого інтервалу температур експлуатації (нижче критичної точки А1 та вище критичної точки А3) для гарячого деформування міді (до 630 °С), мідно-нікелевого (900–950 °С) та алюмінієвого сплаву (450–500 °С) з підвищеним ресурсом експлуатації. Для полегшення механічної обробки різанням заготовки при виготовленні матриць з штампової сталі 4Х4Н5М4Ф2, було запропоновано провести часткову перекристалізацію, а саме неповний відпал за температури 750±20 °С. Досліджувана кована сталь 4Х4Н5М4Ф2 характеризується підвищенням твердості та порогу міцності у порівнянні зі сталлю Н13, після експлуатації коліс екструдерів (виготовлення більше 60 тон виробів з міді). EN: Purpose. Obtaining forged die steel (4Х4Н5М4Ф2) with adjustable austenitic transformation during operation, electroslag remelting and installation of optimal modes of heat-deformation treatment (annealing, forging, hardening and tempering). Manufacture of large parts such as wheels of extruders from forged steel brand 4Х4Н5М4Ф2with experimental and industrial tests for hot deformation of copper at operating temperatures below the critical point A1. Research methods. Metallographic analysis of experimental die steels 4Х4Н5М4Ф2 and Н13 (analog 4Х4Н5М4Ф2). Results. Experimental-industrial tests of 4Х4Н5М4Ф2 forged steel extruder wheels for hot deformation of M1 copper have shown increased stability compared to H13 steel used at one of the Chinese enterprises. Scientific novelty. In the process of partial recrystallization of alloyed structural forged steel 4Х4Н5М4Ф2 a spheroidized carbide component is formed, which leads to improved machining of the workpiece for the manufacture of parts such as extruder wheels. Practical value. The possibility of using steel (4Х4Н5М4Ф2) with adjustable austenitic transformation in operation for a wide range of operating temperatures (below the critical point A1 and above the critical point A3) for hot deformation of copper (up to 630 °C), copper-nickel (900–950 °C) and aluminum alloy (450–500 °C) with increased service life was shown. To facilitate machining by cutting the workpiece in the manufacture of dies from steel 4Х4Н5М4Ф2, it was proposed to conduct a partial recrystallization, namely incomplete annealing at a temperature of 750±20 °C. The studied forged steel 4Х4Н5М4Ф2 is characterized with increased in hardness and strength limit compared to H13 steel, after operation of the wheels of extruders (manufacture of more than 60 tons of copper products).Item Експлуатаційні характеристики конструкцій з нікельвмісних сталей при механізованому зварюванні-наплавленні з модифікованою (дозованою) імпульсною подачею електродного дроту(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Лебедєв, В. О.; Жук, Г. В.; Бриков, Михайло Миколайович; Lebedev, V.; Zuck, G.; Brykov, M.UK:Мета роботи. Вивчити та проаналізувати в порівняльному порядку вплив чинників керованого імпульсного процесу подавання електродного дроту на деякі основні механічні характеристики швів та наплавлених валиків в процесах зварювання та наплавлення нікельвмісних сталей. Методи дослідження. Вивчення механічних характеристик швів та наплавлених валиків велося з застосуванням сучасного лабораторного обладнання і відповідних методик. Це дало змогу визначити як параметри імпульсної подачі впливають на характеристики міцності шва та біля шовної зони по всій площині поперечного перерізу шва або наплавленого шару. Детальні характеристики імпульсів подачі визначалися за допомогою аналізатора зварювальних процесів з отриманням осцилограм силових параметрів горіння дуги з їх аналізом, в тому числі з визначенням стабільності протікання дугового процесу для різних типів формування імпульсів руху. Важливим для покращення результатів зварювання є керований характер переносу електродного металу синхронний з імпульсним рухом електрода. Відзначено, витрати енергії при на дуговий процес при імпульсній подачі електродного дроту з зазначенням його зменшення в порівняні з традиційним зварюванням. Експериментальні роботи виконувались з застосуванням спеціального електродного дроту, який використовується зазвичай для зварювання та наплавлення нікельвмісних сталей. Ці процеси здійснювались в захисному середовищі СО2 в автоматичному режимі. Отримані результати. Зважаючі на те, що міцністні характеристик шва є одними з найбільш важлими приділено увагу їх визначенню та аналізу. Характеристики міцності залежть від багатьох параметрів, зокрема теплових характеристик процесу, структури металу шва, наявності неметалічних включень і таке інше. Всі ці чинники вивчалися за допомогою відповідних приладів, та на основі численних порівняльних фото мікроструктур на шлифах поперечного перерізу. З аналізу шліфів виявлено типи отриманих мікрострукт, наявнівсть включень та інше. Візначено, зокрема, що структура метоалу шва при зварюванні з імпульсним рухом електродного дроту суттєво відрізняється від структури від традійного зварювання в бік зменшення включень, більш дрібного зерна та інше, що забезпечує підвищення механічних властивостей шва та біляшовної зони. Наукова новизна. На основі циклу експериментальних досліджень запроновано використання імпульсних алгоритмів руху електродного дроту з визначеними параметрами в автоматичному режимі для зварювання та наплавлення нікельвмісних сталей для забезпечення покращення механічних характеристик швів та наплавлених валиків. Практическая ценность. Визначено, що спосіб зварювання з імпульсною подачею електродного дроту вкерованому варіанті, в тому числі нікельвмісних сталей е ефективним і може широко застосовуватись в промисловості з використанням спеціально розробленого обладнання, яке забезпечує відповідний процес з отриманням більш міцних характеристик. EN: Purpose. To study and analyze in a comparative order the influence of factors of the controlled pulse process of electrode wire supply on some basic mechanical characteristics of seams and welded rollers in the processes of welding and surfacing of nickel-containing steels. Methods of research. The study the mechanical characteristics of seams and welded rollers was carried out using modern laboratory equipment and appropriate techniques. This made it possible to determine how the pulse feed parameters affect the strength characteristics of the weld and near the weld zone over the entire cross-sectional area of the weld or weld layer. Detailed characteristics of feed pulses were determined using a welding process analyzer to obtain oscillograms of power parameters of arc combustion with their analysis, including determining the stability of the arc process for different types of pulses. Important for the improvement of welding results is the controlled nature of the electrode metal transfer synchronous with the pulsed movement of the electrode. It is noted that the energy consumption of the arc process during the pulse supply of the electrode wire with an indication of its reduction compared to traditional welding. Experimental work was performed using a special electrode wire, which is usually used for welding and surfacing of nickel-containing steels. These processes were carried out in a protective environment of CO2 in automatic mode. Results. Due to the fact that the strength characteristics of the weld are among the most important, attention is paid to their definition and analysis. The strength characteristics depend on many parameters, in particular the thermal characteristics of the process, the structure of the weld metal, the presence of non-metallic inclusions and so on. All these factors were studied with the help of appropriate instruments, and on the basis of numerous comparative photos of microstructures on sections of the cross section. The analysis of the sections revealed the types of microstructures obtained, the presence of inclusions and more. It is determined, in particular, that the structure of weld metal in pulsed electrode wire welding differs significantly from the structure of traditional welding in reducing inclusions, finer grains, etc., which improves the mechanical properties of the weld and seam area. Scientific novelty. Based on a series of experimental studies, the use of pulse algorithms for the movement of the electrode wire with certain parameters in automatic mode for welding and surfacing of nickel-containing steels to improve the mechanical properties of seams and welded rollers. Practical value. It is determined that the method of pulse welding of electrode wire to the controlled variant, including nickel-containing steels is effective and can be widely used in industry using specially designed equipment that provides a suitable process with stronger characteristics.Item Підвищення механічних властивостей маловуглецевих низьколегованих сталей нормалізацією і гартуванням з витримкою у міжкритичному інтервалі температур(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Малінов, Л. С.; Малінов, В. Л.; Бурова, Д. В.; Malinov, L.; Malinov, V.; Burova, D.UK: Мета роботи. Показати можливість підвищення у досліджених конструкційних сталей механічних властивостей застосуванням технологій нормалізації та гартування, що включають витримку в МКІТ, а також нагрівання на типову температуру аустенітизації до або після витримки в МКІТ. Методи дослідження. Застосовувалися дюрометрічний, металографічний та рентгенівський методи дослідження. Визначалися механічні властивості при розтягуванні та ударна в’язкість. Ці властивості порівнювалися з отриманими у досліджуваних сталей після типової термообробки. Результати. Показано, що технології нормалізації та гартування з витримкою в МКІТ, а також нагріванням до або після неї на типову температуру аустенітизації підвищують механічні властивості досліджених сталей порівняно з рівнем їх після типової термообробки. Наукова новизна. Використані інноваційні технології, які включають витримку у МКІТ, а також нагрівання до або після неї на типову температуру аустенітизації, що показали свою ефективність. Практична цінність. Запропоновано для практичного застосування технології нормалізації та гартування, які включають витримку у МКІТ, а також нагрівання до або після неї на типову температуру аустенітизації. EN: Purpose. The possibility of increasing the mechanical properties of the investigated structural steels by using technologies including holding in ICIT, as well as heating to a typical temperature of austenitization before or after holding in ICIT is shown. Methods of research. Durometric, metallographic and X-ray research methods were used. The tensile properties and impact strength were determined. These properties were compared with those obtained for the studied steels after a typical heat treatment. Results. It is shown that the technologies of normalization and quenching with holding in ICIT, as well as heating before or after it to a typical austenitizing temperature increasing of the mechanical properties of the studied steels in comparison with theirs level after a typical heat treatment. Scientific novelty. Innovative technologies of normalization and quenching, which includs holding in ICIT, as well as heating before or after it to a typical austenitizing temperature, were used and showed their effectiveness. Practical value. The technologies of normalization and quenching, which includs holding in ICIT, as well as heating before or after it to the typical temperature of austenitization are proposed for practical application.Item Евтектична кристалізація Fe-C сплавів за участю зацементитного карбіду(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Мазур, В. І.; Mazur, V.UK: Мета роботи. Дослідити особливості структуроутворення в білих чавунах за участю карбідів Fe3C та Fe7C3. Методи дослідження. Методом співставлення деталізованої мікроскопічної та теплової (ДСК) кінетики процесів плавлення та кристалізації визначити закономірності евтектичного перетворення в білих чавунах при значному переохолодженні рідкої фази. Мікроскопічний аналіз зразків на світловому мікроскопі Jenaphot 2000 фірми Carl Zeiss, термічний аналіз методом диференціальної скануючої калориметрії (DSC) на приладі STA 449C «Jupiter» (Netzsch Geratebau GmbH, Німеччина). Отримані результати. Показано, що евтектична кристалізація в білих чавунах за значних переохолоджень розплаву є складним процесом, який складається з декількох парціальних процесів кристалізації та синхронного розчину кристалічних фаз – аустеніту та двох метастабільних карбідів: Fe3C та Fe7C3. В цілому кристалізація проходить за схемою L → L+ Fe7C3 +γ → L+ F Fe7C3 + γ + Fe3C → Fe7C3 +γ+ Fe3C В результаті утворюються пластиноподібна евтектика Fe7C3 +γ з аустенітною та ледебурит γ+ Fe3C з цементитною матрицею. Наукова новизна. Досліджена мікроскопічна кінетика зародження та росту пластино подібної евтектики на базі метастабільного карбіду Fe7C3+γ та показана його стійкість при нормальних умовах. Запропоновано схему метастабільних фазових рівноваг за участю зацементитного карбіду Fe7C3 в системі Fe- Fe3C - Fe7C3 Практична цінність. Розроблено просту технологію термоциклічної обробки розплаву з метою генерації значного переохолодження, яке спричиняє утворення природного композиційного матеріалу з матрицею з перетвореного аустеніту та карбідними армуючими фазами. EN: Рurpose. To investigate the peculiarities of the structure formation in white cast irons with the participation of Fe3C and Fe7C3 carbides. Methods of research. By the comparing detailed both microscopic and thermal (DSC) kinetics of the melting and crystallization process to determine the regularities of the eutectic transformation of the white cast iron under significant undercooling of the liquid phase. Microscopic analysis of samples using a light microscope Jenaphot 2000 (Carl Zeiss, Germany). Thermal analyses using differential scanning calorimeter (DSC) STA 449C “Jupiter” (Netzsch Geratebau GmbH, Germany). Results. It is shown that eutectic crystallization of white cast irons with great undercooling of the melt is a complex process that consists of crystallization and simultaneous dissolution of crystalline phases: γ austenite and two metastable carbides Fe3C and Fe7C3. In general, crystallization proceeds according to scheme L → L+ Fe7C3 +γ → L+ + Fe7C3 + γ + Fe3C → Fe7C3 +γ+ Fe3C. As a result, two eutectics are formed, one Fe7C3 +γ (plate-like) with austenitic, second ledeburite γ+ Fe3C with cementite matrix. Scientific novelty. The microscopic kinetics of nucleating and growth of plate-like Fe7C3 +γ eutectics was investigated and relative stability of Fe7C3 carbide under normal conditions was found. A scheme of metastable phase equilibria with the participation of Fe7C3carbide in system Fe- Fe3C - Fe7C3is proposed. Practical value. A simple liquid phase processing technology is proposed in order to generate significant undercooling of the melt that causes formation a natural composite material with both a matrix of transformed austenite and carbide reinforcing phases.Item Закономірності впливу хімічного складу на морфологію і тип карбідів в жароміцному нікелевому сплаві(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Глотка, Олександр Анатолійович; Грешта, Віктор Леонідович; Ольшанецький, Вадим Юхимович; Glotka, O.; Greshta, V.; Ol’shanetskiy, V.UK: Мета роботи. Полягає в оптимізації хімічного складу та морфології карбідів зварюваного жароміцного нікелевого сплаву шляхом зміни хімічного складу, що дозволяє збільшити експлуатаційні властивості корпусних деталей шляхом удосконалення форми та розмірів карбідної складової. Методи дослідження. Моделювання процесів здійснювалось методом CALPHAD. Вихідними даними були хімічні склади модельних сплавів з різною концентрацією карбідоутворюючих елементів. Результатом обчислення були хімічні склади карбідів, що виділяються у відповідних системах. Експериментальні значення оброблялися методом найменших квадратів з отриманням кореляційних залежностей типу «параметр-властивість» та встановленням математичних рівнянь регресійних моделей, які оптимально описують ці залежності. Отримані результати. Встановлено закономірності впливу хімічного складу металу на морфологію та тип карбідів. Показано, що залежно від введених хімічних елементів у системі можуть змінюватись типи карбідів та їх хімічний склад, що призводить до зменшення процесів тріщиноутворення у матеріалі. Показано, що зміна складу матеріалу впливає на форму, розмір та склад первинних карбідів. Наукова новизна. Встановлені залежності багатокомпонентної системи Ni-22,5Cr-19Co-1,9Al-3,7Ti-2W-1,4Та-1Nb-0,15C дозволяють визначати хімічний склад карбідів по хімічному складу сплаву. Це дає змогу змінювати типи карбідів, їх склад та морфологію, цим самим покращуючи механічні властивості матеріалу, на сам перед втомні та жароміцні характеристики. Практична цінність. Запропоновано ефективне рішення по встановленню структурно-фазового стану жароміцних нікелевих сплавів шляхом оптимізації їх хімічного складу, що дало змогу підвищити експлуатаційні властивості матеріалу. Встановлені залежності можуть бути використані при оптимізації складу промислових жароміцних ливарних нікелевих сплавів та при розробці нових композицій. EN: Purpose. It consists in optimizing the chemical composition and morphology of carbides of the welded nickel-based superalloy by changing the chemical composition, which allows to increase the performance properties of body parts by improving the shape and size of the carbide component. Methods of research Process modeling was performed by CALPHAD method. The initial data were the chemical compositions of model alloys with different concentrations of carbide-forming elements. The result of the calculation was the chemical compositions of carbides released in the respective systems. The experimental values were processed by the method of least squares to obtain correlation dependences of the "parameter-property" type and to establish mathematical equations of regression models that optimally describe these dependences. Results. Regularities of influence of chemical composition of metal on morphology and type of carbides are established. It is shown that depending on the introduced chemical elements in the system, the types of carbides and their chemical composition can change, which leads to a reduction of crack formation processes in the material. It is shown that the change in the composition of the material affects the shape, size and composition of the primary carbides. Scientific novelty. The established dependences of the multicomponent system Ni-22,5Cr-19Co-1,9Al-3,7Ti-2W-1,4Ta-1Nb-0,15C allow to determine the chemical composition of carbides by the chemical composition of the alloy. This makes it possible to change the types of carbides, their composition and morphology, thereby improving the mechanical properties of the material, first of all the fatigue and heat-resistant characteristics. Practical value. An effective solution for establishing the structural-phase state of nickel-based superalloys by optimizing their chemical composition, which allowed to improve the performance properties of the material. The established dependences can be used in optimizing the composition of industrial nickel-based superalloys and in the development of new compositions.Item Дослідження впливу співвідношення вмісту Si/Mn на дендритну структуру сталей для залізничних осей(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Бабаченко, О. І.; Балаханова, Т. В.; Сафронова, О. А.; Кононенко, Г. А.; Babachenko, О.; Balakhanova, T.; Safronova, О.; Kononenko, G.UK: Мета роботи. Дослідження впливу різної загальної концентрації та співвідношення вмісту Si і Mn на дендритну структуру і лікваційну неоднорідність литої вуглецевої сталі, та її трансформацію після гарячої пластичної деформації. Методи дослідження. Для визначення впливу вмісту Si і Mn були виготовлені дослідні зливки зі змінюваним хімічним складом в межах марочного для трьох марок сталі, які використовуються для виготовлення залізничних осей – марка ОС за ДСТУ 31334, F за AAR M 101 і EA1N за EN 13261. Для визначення дендритної структури використовувався мікроструктурний аналіз після травлення у пікраті натрію. Отримані результати. Виконано порівняльний аналіз мікроструктури дослідних плавок сталей зі змінюваним хімічним складом. Встановлено співвідношення вмісту в сталі Si і Mn в литому стані. Показано істотний вплив загальної розкисненості в сталі на формування неоднорідності мікротвердості за перерізом зливка вуглецевої сталі і мікронеоднорідність структури окремих ділянок. Було виявлено, що після деформації найбільш пророблюваними виявилися центральні зони (особливо в сталі з хімічним складом в межах марки EA1N, яка характеризується підвищеним вмістом Mn). Наукова новизна. Вивчення впливу коливань вмісту базових елементів вуглецевої сталі призводить для розвитку уявлень про формування дендритної структури і лікваційної неоднорідності в сталях для залізничних осей. Практична цінність. Знання принципів утворення ліквації необхідне для визначення подальших режимів деформаційної і термічної обробки не тільки безперервно литих заготовок або зливків, а й кінцевої продукції. EN: Purpose. Investigation of the effect of different total concentration and ratio of Si and Mn content on the dendritic structure and segregation inhomogeneity of cast carbon steel and its transformation after hot plastic deformation. Methods of research. To determine the effect of the content of Si and Mn, experimental ingots with a variable chemical composition within the grade were made for three steel grades used for the manufacture of railway axles – grade OS according to DSTU 31334, F according to AAR M 101 and EA1N according to EN 13261. To determine the dendritic structure microstructural analysis was used after etching in sodium picrate. Results. A comparative analysis of the microstructure of the experimental heats of steels with a variable chemical composition has been carried out. The ratio of content in steel Si and Mn in the cast state and after deformation is established. A significant effect of the total deoxidation in steel on the formation of microhardness inhomogeneity over the cross section of a carbon steel ingot and microinhomogeneity of the structure of individual sections is shown. It was found that after deformation, the central zones turned out to be the most worked out (especially for steel with a chemical composition within the EA1N grade, characterized by an increased content of Mn). Scientific novelty. The study of the influence of fluctuations in the content of the basic elements of carbon steel leads to the development of ideas about the formation of a dendritic structure and segregation heterogeneity in railway axle steels. Рractical value. Knowledge of the principles of segregation formation is necessary to determine further modes of deformation and heat treatment not only for continuously cast billets or ingots, but also for final products.