Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні - 2021, №1
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27179
Browse
Recent Submissions
Item Фахове спрямування навчання фізики майбутніх інженерів: практичний аспект(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Гуляєва, Людмила Володимирівна; Gulyaeva, L.Item Мoдель поверхневого перерозподілу домішки впровадження під дією імпульсного лазеру(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Тітов, І. М.; Недоля, А. В.; Titov, I.; Nedolya, A.Item Проблема формоутворення та ергономіки екологічного компактного електротранспорту(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Кардашов, В. М.; Кашуба, О. В.; Kardashov, V.; Kashuba, O.Item Розрахунок напружено-деформованого стану двох ортогонально спряжених пластин при крайових умовах симетрії за допомогою матриць типу Гріна(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Левчук, С. А.; Швидка, С. П.; Хмельницький, А. А.; Levchuk, S.; Shvydka, S.; Khmelnytskyi, A.UK: Мета роботи. Розрахувати напружено-деформований стан двох ортогонально спряжених пластин за допомогою спеціально побудованих матриць типу Гріна. Методи дослідження. Основи теорії тонких пластин, апарат тригонометричних рядів Фур’є, методи: гранично-складених задач, варіації довільних сталих, матриць типу Гріна. Отримані результати. Було розглянуто задачу про пружну рівновагу пари пластин, з’єднаних під прямим кутом. На паралельних ребру з’єднання краях складеного тіла були обрані спеціальні крайові умови – умови симетрії. Відзначимо, що з фізичної точки зору досліджуване тіло може бути моделлю бічних стінок паралелепіпеда. Це забезпечується спеціальними умовами симетрії на обох краях складеного тіла, що паралельні ребру з’єднання пластин. Спосіб розрахунку, запропонований у роботі, дозволяє розраховувати напружено-деформований стан просторової конструкції з двох пластин в умовах довільного поверхневого навантаження. Як приклад застосування методу, наведено результати розрахунку (у вигляді ліній рівня) основних характеристик статичного деформування розглянутого прямокутного з’єднання двох пластин. Наукова новизна. В даній статті був удосконалений метод розрахунку пари пластин, з’єднаних під прямим кутом, при крайових умовах симетрії, з подальшою графічною ілюстрацією отриманих результатів. Практичне значення. Досліджувана у роботі задача моделює явища, які відбуваються, зокрема, при деформуванні елементів вулканізаційного обладнання. Одержані результати дозволяють виявити особливості роботи елементів конструкції складної структури і, у кінцевому рахунку, підвищити її ефективність шляхом оптимізації параметрів складових частин. EN: Results. A task of elastic elastic equilibrium of plate pairs connected at right angle was considered. On parallel edges of component body to connection rib special edge conditions – conditions of symmetry – were chosen. From the physical point of view the probed body can be the model of lateral walls of parallelepiped. It is provided the special terms of symmetry on both edges of component body, which are parallel to the rib of connection of plates. The method of calculation allows to calculate the tense-deformed state of spatial construction consisting of two plates in edge conditions of arbitrary surface loading. The results of calculation (as lines of level) of basic characteristics of static deformation of considered rectangular connection of two plates are given. Scientific novelty. The method of calculation of pair of plates, united at right angles was improved at the regional terms of symmetry, with subsequent graphic illustration of achived results. Practical value. The task probed in-process designs the phenomena which take place, at deformation of elements of vulcanization equipment. Achived results allow to find pequliarities of elements work of construction of complext structure and to promote its efficiency by optimization of component parameters parts.Item Расчет балки переменного сечения на упругом основании квазианалитическим методом с учетом граничных условий(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Штанько, Пётр Константинович; Рягин, Сергей Львович; Гелетий, И. А.; Кононенко, А. В.; Рягін Сергій Львович; Гелетій, І. А.; Кононенко, А. В.; Shtanko, P.; Ryagin, S.; Geletiy, I.; Kononenko, A.RUS: Цель работы. Совершенствование квазианалитического метода решения нелинейных дифференциальных уравнений и его апробация применительно к балкам переменного сечения на упругом основании с двумя коэффициентами постели. Методы исследования. К системе линейных алгебраических уравнений, получающейся после подстановки в нелинейное дифференциальное уравнение аппроксимирующей функции с постоянными коэффициентами (например – степенной) и задания набора фиксированных значений переменной, граничные условия добавляются в виде необходимого числа соответственно преобразованных уравнений. В случае последующего аналитического решения общее количество уравнений должно соответствовать количеству постоянных коэффициентов. Полученные результаты. В ходе апробации была определена упругая линия трапециевидной бетонной балки с прямоугольным сечением переменной высоты на упругом основании с двумя коэффициентами постели. Усредненная погрешность решения составила 0,06 %. Были исследованы распределения по длине балки изгибающих моментов и нормальных напряжений. Научная новизна. Авторам не встречался в литературных источниках такой метод решения нелинейных дифференциальных уравнений. Практическая ценность. Предложенный квазианалитический метод с реализованным учетом граничных условий может быть использован для решения дифференциальных уравнений любого порядка с нелинейностями различного типа, в том числе – при расчетах балок переменного сечения на упругом основании. UK: Мета роботи. Удосконалення квазіаналітичного методу рішення нелінійних диференційних рівнянь та його апробація стосовно балок змінного перерізу на пружній основі з двома коефіцієнтами постелі. Методи досліджень. До рішення системи лінійних алгебраічних рівнянь, що утворюється після підстановки у нелінійне диференційне рівняння апроксимуючої функції з постійними коефіцієнтами (наприклад – степеневої) та задання набору фіксованих значень змінної, граничні умови додаються у вигляді необхідної кількості відповідним чином перетворених рівнянь. У випадку подальшого аналітичного вирішення загальна кількість рівнянь має відповідати кількості постійних коефіцієнтів. Отримані результати. У ході апробації була визначена пружна лінія трапецієподібної бетонної балки з прямокутним перерізом змінної висоти на пружній основі з двома коефіцієнтами постелі. Усереднена похибка рішення склала 0,06 %. Було досліджено розподіли по довжині балки згинальних моментів та нормальних напружень. Наукова новизна. Автори не зустрічали у літературних джерелах такий метод рішення нелінійних диференційних рівнянь. Практична цінність. Запропонований квазіаналітичний метод з реалізованим урахуванням граничних умов може бути використано для рішення диференційних рівнянь будь-якого порядку з нелінійностями різного типу, у тому числі – при розрахунках балок змінного перерізу на пружній основі. EN: Purpose. Improvement of the quasi-analytical method of nonlinear differential equation solution and its approbation with reference to beams of variable cross-section on the elastic base with two base factors. Research methods. Boundary conditions in the form of required number of correspondently transformed equations are added to the system of the linear algebraic equations which results from substitution of approximating function with constant factors (for example – power function) in the nonlinear differential equation and fixation of a set of variable values. The total number of the equations have to correspond to quantity of constant factors if the further solution will be carried out by an analytical method. Results. Deflection diagram of a trapezoid concrete beam with rectangular cross-section of variable height on the elastic base with two base factors has been calculated during approbation. Average solution error was equal to 0.06%. Distributions of the bending moments and normal stresses along the beam have been researched. Scientific novelty. The authors did not meet in literature such method of nonlinear differential equation solution. Practical value. The quasi-analytical method with realised consideration of boundary conditions that has been offered can be used for solution of differential equations of any order with various types of nonlinearity, including calculations of beams of variable cross-section on the elastic base.Item Stress-deformed state of the shell with a small initial deflection under the action of the end load(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Pozhuyeva, I. S.; Levitskaya, T. I.; Пожуєва, Ірина Сергіївна; Левицька, Тетяна ІгорівнаEN: Purpose of work. Construction of method for calculating the stress-strain state of cylindrical shell with small initial deflection, to which an end load is applied, using the method of characteristics. Comparison of the calculation results of the obtained model with the works of other authors in this area. Research methods. For the calculation, the equations of motion of the Timoshenko type shell were used, taking into account both the shear deformation and inertia of rotation, and some nonlinear terms, to which the method of characteristics was applied. To obtain the equations of shell motion, the Hamilton-Ostrogradsky variational principle was used. Results method is proposed for calculating the stress-strain state of a cylindrical shell with a small initial deflection using characteristics. Comparative analysis of the calculation results with research in this area by other authors, which showed the effectiveness of the proposed method. Scientific novelty. The equations of the classical theory of shells, based on the Kirchhoff-Love hypotheses, which do not take into account the shear deformation and inertia of rotation, as well as linear equations of the Timoshenko type, have become widespread. In this work, a model of the stress-strain state of an axisymmetric shell with small initial deflections is constructed, taking into account both shear deformation and rotational inertia, and some nonlinear terms. Practical value. The proposed method can be used to calculate the stress-strain state of structures in which thin shells are present as elements, taking into account small initial deflection. This method makes it possible to study the influence of the characteristics of the initial deflection on the stress-strain state of the entire structure. UK: Мета роботи. Побудова методики розрахунку напружено-деформованого стану циліндричної оболонки з малим початковим прогином, до якої прикладається торцеве навантаження, з використанням методу характеристик. Зіставлення результатів розрахунку отриманої моделі з роботами інших авторів у цій області. Методи дослідження. Для розрахунку було використано рівняння руху оболонки типу Тимошенко, що враховують як деформацію зсуву й інерцію обертання, так і деякі нелінійні члени, до яких був застосований метод характеристик. Для виводу рівнянь руху оболонки застосовувався варіаційний принцип Гамільтона-Остроградського. Отримані результати. Запропоновано метод розрахунку напружено-деформованого стану циліндричної оболонки з малим початковим прогином за допомогою характеристик. Проведено порівняльний аналіз результатів розрахунків з дослідженнями в цій області інших авторів, що показав ефективність запропонованого методу. Наукова новизна. Широке поширення одержали рівняння класичної теорії оболонок, засновані на гіпотезах Кірхгофа-Лява, що не враховують деформацію зсуву й інерцію обертання, а також лінійні рівняння типу Тимошенко. У даній роботі побудована модель напружено-деформованого стану осесиметричної оболонки з малими початковими прогинами, що враховує як деформацію зсуву й інерцію обертання, так і деякі нелінійні члени. Практична цінність. Запропонований метод може бути використаний для розрахунку напружено-деформованого стану конструкцій, у яких присутні у якості елементів тонкі оболонки з наявністю малого початкового прогину. Даний метод дозволяє проводити дослідження впливу характеристик початкового прогину на напружено-деформований стан всієї конструкції.Item Оцінка якості обробки металевих поверхонь методом вейвлет-аналізу(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Дейнега, Лариса Юріївна; Бережний, О. Ю.; Козлов, В. В.; Судаков, В. Р.; Deineha, L.; Berezhnyi, O.; Kozlov, V.; Sudakov, V.UK: Мета роботи. Проаналізувати ефективність використання вейвлет-аналізу для оцінки якості поверхонь металів. Дослідити можливість використання вейвлет-аналізу при ультразвуковій дефектоскопії. Визначити оптимальні вейвлет-сімейства та їх критерії для оцінки якості обробки металевих поверхонь. Методи дослідження. Розглянуто ортогональні вейвлети: вейвлет Добеші, вейвлет Сімлета та вейвлет Койфлета, які забезпечують можливість здійснення процедури дискретного вейвлет-перетворення. Розглянуто критерії, які впливають на результативність фільтрації ультразвукового сигналу методами з використанням вейвлет-аналізу. Проведено фільтрацію ультразвукових сигналів за допомогою вейвлет функцій. Отримані результати. З’ясовано, що для успішної фільтрації сигналів обраний вейвлет-метод повинен забезпечувати дискретне вейвлет-перетворення, і мати схожість форми вейвлет-функції до локальних особливостей сигналів ультразвукового дефектоскопа. При проведенні роботи обрано жорсткий поріг обмеження коефіцієнтів деталізації вейвлет аналізу, оскільки він є найкращім для задач фільтрації. Ефективність фільтрації підтверджено відносно великим показником відношення сигналу до перешкоди, а також тим фактом, що форма імпульсу, відбитого від дефекту, залишилася майже без зміни. Наукова новизна. При використанні в якості базисних функцій вейвлетів Добеші і Койфлета в результаті вейвлет-фільтрації вдалося збільшити відношення сигналу до перешкоди на 20 дБ і впевнено виділити корисний сигнал на тлі перешкод, що свідчить про перспективність використання подібного роду перетворень в завданнях фільтрації. Практична цінність. Отримані рішення можна використовувати для впровадження в алгоритми фільтрації сигналів у блоках цифрової обробки автоматизованих систем неруйнівного ультразвукового контролю. EN: Purpose. Analyze the effectiveness of using wavelet analysis to assess the quality of metal surfaces. Investigate the possibility of using wavelet analysis in ultrasonic flaw detection. Determine the optimal wavelet families and their criteria for assessing the quality of metal surface processing. Research methods. Orthogonal wavelets are considered: Daubechies wavelet, Simlet wavelet and Coiflet wavelet, which provide the possibility of performing a discrete wavelet transform procedure. The criteria influencing the effectiveness of ultrasonic signal filtering by methods using wavelet analysis are considered. Ultrasonic signals were filtered using wavelet functions. Results. It has been determined that for successful signal filtering, the selected wavelet method must provide a discrete wavelet transformation and have a similarity in the wavelet function shape in the local features of the ultrasonic signals flaw detector. During the work, a rigid threshold for limiting the detail coefficients of wavelet analysis was chosen, as it is the best for filtering tasks. The filtering efficiency is confirmed by the relatively high signal to noise ratio, as well as by the fact that the shape of the pulse extracted from the defect remained almost unchanged. Scientific novelty. When using the Daubechies and Coiflet wavelets as basic functions, as a result of wavelet filtering, it was possible to increase the signal to noise ratio by 20 dB and confidently isolate the useful signal against the background noise, which indicates the prospects of using this kind of transformations in filtering problems. Practical value. The obtained solutions can be used for implementation in signal filtering algorithms in digital processing units of automated non-destructive ultrasonic control systems.Item Метод дугової активації основи при збільшенні дистанції плазмового напилення(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Єршов, Анатолій Васильович; Зеленіна, Олена Анатоліївна; Ershov, A.; Zelenina, E.UK: Мета роботи полягає у підвищенні працездатності плазмового покриття шляхом розробки метода іонно-дугової активації основи при використанні активуючого електрода, що призводить до збільшення міцності зчеплення покриття внаслідок розпилення поверхневих оксидів основи. Методи дослідження. Експериментальний та розрахунковий, механічні випробування, оптична мікроскопія. Розробка метода іонно-дугової активації основи деталі при збільшенні дистанції нанесення покриття полягає у використанні активуючого електрода, який розташовано біля поверхні основи для створення додаткової активуючої дуги. Визначено вплив активуючої дуги на міцність зчеплення покриття. Виконано оцінку густини струму активуючої дуги для розпилення поверхневих оксидів основи. Отримані результати. Знайдено метод дугової активації поверхні основи при збільшенні дистанції нанесення покриття. Показано, що використання активуючої дуги зворотної полярності, яка горить між додатковим електродом та основою призводить до іонного бомбардування поверхні, розпилення поверхневих оксидів та створення мікрократерів на поверхні основи. Внаслідок цього міцність зчеплення підвищується удвічі у порівнянні з міцністю зчеплення, отриманою без використання іонно-дугової активації основи. Проведено розрахунки швидкості катодного розпилення поверхневих оксидів основи та визначено мінімальну густину струму активації основи, що призводить до повного розпилення шару оксидів заданої товщини. Наукова новизна. Визначено, що незважаючи на швидке окисленні основи в атмосферних умовах, використання методу іонно- дугового очищення поверхні під час нанесення покриття призводить до значного підвищення міцності зчеплення покриття з основою. Практична цінність. Отримані результати підвищення міцності зчеплення збільшують працездатність, гарантований ресурс роботи плазмового покриття на деталях машин та механізмів. EN: Purpose. To increase the efficiency of the plasma coating by developing a method of ion-arc activation of the base using an activating electrode, which leads to an increase in the adhesion strength of the coating due to the sputtering of surface oxides of the base. Research methods. Experimental and computational, mechanical tests, optical microscopy. The development of the method of ion-arc activation of the part base with an increase in the distance of coating deposition consists in application of an activating electrode located at the surface of the base to create an additional activating arc. The influence of the activating arc on bases for creating an additional activating arc. The influence of the activating arc on the adhesion strength of the coating is determined. The estimation of the current density of the activating arc for the sputtering of surface base oxides is carried out. Results. A method of arc activation of the base surface with an increase in the coating distance is found. It is shown that application of an activating arc of reverse polarity that burns between the additional electrode and the base leads to ion bombardment of the surface by sputtering surface oxides and the creation of microcraters on the base surface. As a result, the bond strength is doubled compared to the bond strength obtained without the use of ion-arc activation of the base. The calculations of the rate of cathodic sputtering of the surface oxides of the base are carried out and the minimum activation current density of the base is determined, which leads to the complete sputtering of a layer of oxides of a given thickness. Scientific novelty. It has been determined that, despite the rapid oxidation of the base under atmospheric conditions, application of the method of ion-arc cleaning of the surface during coating leads to a significant increase in the adhesion strength of the coating to the base. Practical value. The obtained results of increasing the adhesion strength rise the efficiency, the guaranteed service life of the plasma coating on the parts of machines and mechanisms.Item Use of additive technologies in the manufacture of central impactors(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Tatarchuk, T. V.; Kravchuk, Yu. S.; Pelukh, V. P.; Татарчук, Тетяна Василівна; Кравчук, Ю. С.; Пелих, В. П.EN: Purpose. Analysis of methods of manufacturing centrifugal blades by 3D printing methods on the example of a modernized cooling system of the AI-450M engine of the Mi-2MSB helicopter. Research methods: calculation method of finite elements, analytical. Results. Studies have shown that the use of layer-by-layer printing technology of the centrifugal wheel of the cooling system provides the following opportunities and improvements: - reduce the percentage of rejection of finished products by 8–9 times; - reduce material consumption by 300–400 %; - increase the speed of production, experiments and testing the manufacture of working elements through the development of new technologies for rapid production (rapid fabrication); - easy printing of previously “impossible” geometry. The analysis of possible types of manufacturing of working centrifugal wheel and the calculated estimation of thermodynamic parameters in the course of step-by-step drawing of layers of metal is carried out. The problem of a large percentage of defects in the process of classical-mechanical milling of blades was solved by changing the type of production to additive one. Scientific novelty. In today's world, the spread of CAD / CAM / CAE / PLM technologies and the accumulation of a wide library of materials open up a large number of new and more efficient, in terms of economy and quality, methods of manufacturing components and units. Following the example of such giants in the production of aircraft engines as Rolls-Royce Motor, General Electric and Pratt & Whitney, it is clear that the use and development of the latest methods of three-dimensional printing is appropriate. Practical value. The obtained results are important in the further process of production and modernization of Mi-2 helicopter of all modifications with the latest engines, as well as for projects for the development of helicopter construction in Ukraine - МСБ-2 “Hope”, МСБ -6 “Otaman”, МСБ-8 and others. The ability to increase the efficiency of manufacturing the main working elements - blades allows you to reduce the cost of components, their further repair, operation. The most important factor is to increase reliability, as in the manufacture reduces the likelihood of defects, which will not be detected at the stages of intermediate and final control. UK: Мета роботи. Аналіз методів виготовлення відцентрових лопаток методами 3D друку на прикладі модернізованої системи охолодження двигуна АІ-450М гелікоптеру Мі-2МСБ. Методи дослідження: розрахунковий метод кінцевих елементів, аналітичний. Отримані результати. Проведені дослідження показали, що застосування технологій пошарового друку відцентрового колеса системи охолодження надають наступні можливості та покращення: - зменшити відсоток відбракування готових виробів у 8–9 разів; - знизити витрату матеріалу на 300–400 %; - підвищити швидкість виробництва, дослідів, експериментів та відпрацювання виготовлення робочих елементів за рахунок розробки нових технологій швидкого виробництва (rapid fabrication); - легкий друк раніше «неможливої» геометрії . Був проведений аналіз можливих видів виготовлення робочого відцентрового колеса, в роботі проведена розрахункова оцінка термодинамічних параметрів в процесі поетапного нанесення шарів металу. Проблема великого відсотку браку в процесі класичного – механічного фрезерування лопатей була вирішена за рахунок зміни виду виробництва на адитивний. Наукова новизна. У сучасному світі за рахунок розповсюдження CAD / CAM / CAE / PLM технологій та накопиченню широкої бібліотеки матеріалів відкривається велика кількість новітніх та більш ефективних, з точки зору економії та якості, методів виготовлення вузлів та агрегатів. На прикладі таких гігантів виробництва авіаційних двигунів Rolls-Royce Motor, General Electric та Pratt & Whitney зрозуміло, що використання та розробка новітніх методів об’ємного друку є доцільною. Практична цінність. Одержані результати мають важливе значення в подальшому процесі виробництва та модернізації гелікоптеру Мі-2 усіх модифікацій з новітніми двигунами, а також для проектів по розвитку будівництва гелікоптерів Україні – МСБ-2 «Надія», МСБ-6 «Отаман», МСБ-8 та інших. Можливість підвищення ефективності виготовлення основних робочих елементів – лопатей дає змогу знизити собівартість вузлів, їх подальшого ремонту, експлуатації. Найголовнішим чинником є підвищення надійності, тай як при виготовленні знижується ймовірність дефектів, що потім не будуть виявлені на етапах проміжного та кінцевого контролю.Item Особенности процесса горячего выдавливания заготовок рабочих лопаток компрессора ГТД(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Качан, Алексей Яковлевич; Уланов, Сергей Александрович; Качан, Олексій Якович; Уланов, Сергій Олександрович; Kachan, A.; Ulanov, S.RUS: Методы и оборудование для исследования. Исследование проводились с использованием кривошипного пресса с усилием 1000 кН, в разъемных штампах в соответствии с серийным технологическим процессом. Штампы нагревали до 150…200 С, для улучшения работы при выдавливании заготовок рабочих лопаток из титанового сплава ВТ8. Толщину медного покрытия измеряли магнитоиндукционным прибором ИТМП-3, имеющим погрешность 2 мкм. Рентгеноспектральный микроанализ проводили на растровом микроскопе ISM-6360ALA. Нагрев заготовок производили в печи МП-2У. Полученные результаты. Установлено, что на качество заготовок лопаток из титанового сплава ВТ8, полученных горячим выдавливанием, оказывает влияние состояние медного покрытия, которое предварительно наносят на поверхность исходной заготовки. При нагревании исходных заготовок медь окисляется и в интервале температур 250…700 С скорость окисления протекает по линейной закономерности, а после 700…750 С – по параболической закономерности. Окисление медного покрытия происходит неравномерно не только в пределах одной заготовки, но и в пределах партии, что приводит к снижению стойкости и ухудшению качества поверхности заготовок лопаток, получаемых горячим выдавливанием. Исследование, проведенное РСМА медного покрытия выявило наличие оксидов алюминия разной степени дисперсности. Источником этого материала в медном покрытии является шаржирование в поверхность заготовки корунда, используемого при обдувке, что является причиной появления задиров на пере заготовки лопатки. Установлено также, что продольные риски на пере лопатки, являются следствием проявления на рабочей поверхности фильеры матрицы бугорков (наплывов), вызванных адгезией деформируемого материала лопатки к основе металла инструмента. Научная новизна. Установлена закономерность влияния температуры нагрева исходной заготовки лопатки на скорость окисления медного покрытия. Раскрыт механизм влияния окисления медного покрытия и адгезии контактирующих материалов при горячем выдавливании на состояние поверхности получаемых заготовок. Практическая ценность. Полученные результаты позволяют повысить качество изготавливаемых заготовок рабочих лопаток компрессора горячим выдавливанием. UK: Мета роботи. Підвищення якості виготовлення заготовок робочих лопаток компресора гарячим видавлюванням. Методи й обладнання для дослідження. Дослідження проводилися з використанням кривошипного преса із зусиллям 1000 кН, у роз’ємних штампах відповідно до серійного технологічного процесу. Штампи нагрівали до 150…200С, для поліпшення роботи при видавлюванні заготовок робочих лопаток з титанового сплаву ВТ8. Товщину мідного покриття вимірювали магнітоіндукційним приладом ИТМП-3, що має погрішність 2 мкм. Рентгеноспектральний мікроаналіз проводили на растровому мікроскопі ISM-6360ALA. Нагрівання заготовок робили в печі МП-2В. Отримані результати. Установлено, що на якість заготовок лопаток з титанового сплаву ВТ8, отриманих гарячим видавлюванням, впливає стан мідного покриття, що попередньо наносять на поверхню вихідної заготовки. При нагріванні вихідних заготовок мідь окисляється й в інтервалі температур 250…700С швидкість окислювання протікає по лінійній закономірності, а після 700…750С – по параболічній закономірності. Окислювання мідного покриття відбувається нерівномірно не тільки в межах однієї заготовки, але й у межах партії, що приводить до зниження стійкості й погіршенню якості поверхні заготовок лопаток, одержаних гарячим видавлюванням. Дослідження, проведене РСМА мідного покриття виявило наявність оксидів алюмінію різного ступеня дисперсності. Джерелом цього матеріалу в мідному покритті є шаржування в поверхню заготовки корунду, використовуваного при обдуванні, що є причиною появи задирів на пері заготовки лопатки. Установлено також, що поздовжні риски на пері лопатки, є наслідком прояву на робочій поверхні фільєри матриці бугорків (напливів), викликаних адгезією деформованого матеріалу лопатки до основи металу інструмента. Наукова новизна. Встановлено закономірність впливу температури нагрівання вихідної заготовки лопатки на швидкість окислювання мідного покриття. Розкрито механізм впливу окислювання мідного покриття й адгезії контактуючих матеріалів при гарячому видавлюванні на стан поверхні одержуваних заготовок. Практична цінність. Отримані результати дозволяють підвищити якість заготовок робочих лопаток компресора виготовлених гарячим видавлюванням. EN: Purpose. Improving the quality of manufacturing of blanks for compressor rotor blades by hot extrusion. Research methods and equipment. The research was carried out using a crank press with a force of 1000 kN, in split dies in accordance with a serial technological process. The dies were heated up to 150 ... 200 С, to improve the work when extruding the blanks of the rotor blades made from the titanium alloy ВT8. The thickness of the copper coating was measured with an ИTMП-3 magnetic induction device with an error of 2 μm. X-ray spectral microanalysis was performed on an ISM-6360ALA scanning microscope. The billets were heated in an MП-2В furnace. Results. It has been established that the quality of blade blanks made of ВT8 titanium alloy obtained by hot extrusion is influenced by the state of the copper coating, which is preliminarily applied to the surface of the original blank. When the initial blanks are heated, copper is oxidized and in the temperature range of 250…700 С the oxidation rate proceeds according to a linear pattern, and after 700…750 С – according to a parabolic pattern. Oxidation of the copper coating occurs unevenly not only within one workpiece, but also within the batch, which leads to a decrease in durability and deterioration of the surface quality of the blade workpieces obtained by hot extrusion. Research carried out by X-ray spectral microanalysis of the copper coating revealed the presence of aluminum oxides of varying degrees of dispersion. The source of this material in the copper coating is caricature of corundum used in blowing into the surface of the billet, which is the reason for the appearance of scoring on the blade blank. It was also found that longitudinal marks on the blade are a consequence of the appearance of a matrix of tubercles (sagging) on the working surface of the die, caused by the adhesion of the deformable material of the blade to the base metal of the tool. Scientific novelty. The regularity of the influence of the heating temperature of the initial blank of the blade on the oxidation rate of the copper coating has been established. The mechanism of the influence of the oxidation of the copper coating and the adhesion of contacting materials during hot extrusion on the surface condition of the resulting blanks is disclosed. Practical value. The results obtained make it possible to improve the quality of the manufactured blanks of the compressor rotor blades by hot extrusion.Item Оптимізація конструкції матриць прес-форм(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Плескач, Володимир Михайлович; Ольшанецький, Вадтм Юхимович; Pleskach, V.; Ol’shanetskii, V.UK: Мета роботи. Оптимізація методики проєктування і розрахунку складених матриць прес-форм для виготовлення виробів з порошкових матеріалів. Методи дослідження. Аналіз напружень у стінках суцільного і складеного товстостінного циліндрів та їх існуючих розрахунків. Отримані результати. У ході роботи досліджено особливості формування напружень у стінці суцільного і складеного товстостінного циліндрів під дією внутрішнього тиску. Проаналізована можливість застосування отриманих результатів для визначення міцності та жорсткості стінки матриці прес-форми для виготовлення виробів з порошкових матеріалів. Визначено обмеження можливості забезпеченні міцності матриці за рахунок лише збільшення її товщини. Показано, що використання матриці, складеної з внутрішнього циліндра і зовнішньої обойми, дозволяє використати оптимальний перерозподіл напружень у стінках такої матриці з метою зменшення її розмірів і відповідно – економії матеріалів на її виготовлення Проаналізовано можливість використання різних, краще пристосованих матеріалів для виготовлення внутрішньої стінки матриці і обойми, що дозволяє знизити витрати на виготовлення прес-форми. Узагальнено методику розрахунку напружень у небезпечних точках стінок матриці при оцінюванні їх міцності і жорсткості. Наведено формули для визначення гарантованого натягу, який забезпечить ефективний перерозподіл напружень у стінках складеної матриці при заданих умовах експлуатації. Наукова новизна. Оптимізовані та узагальнені підходи до аналізу напружень у стінках складених матриць прес-форм під дією внутрішнього тиску. Наведені математичні залежності, які надають можливість визначити оптимальні розміри елементів прес-форми при дії тиску пресування. Практична цінність. Запропоновані принципи проєктування і методика розрахунку складених матриць прес-форм для виготовлення виробів з порошкових матеріалів. EN: Purpose. Optimization of the method of design and calculation of the composite matrices of molds for the manufacture of products from powder materials. Research methods. Analysis of stresses in the walls of solid and composite thick-walled cylinders and their existing calculations. Results. The peculiarities of stress formation in the wall of solid and composite thick-walled cylinders under the action of internal pressure are investigated. The possibility of applying the obtained results to determine the strength and stiffness of the wall of the mold for the manufacture of products from powder materials is analyzed. Limitations in ensuring the strength of the matrix by only increasing its thickness are determined. It is shown that the use of a matrix composed of an inner cylinder and an outer holder allows to use optimal stress redistribution in the walls of such matrix in order to reduce the size and, accordingly, save materials for its manufacture. The possibility of using various, better adapted materials for the manufacture of the inner wall of the matrix and permiting the reduction of the cost of manufacturing the mold are analyzed. The method of calculation of stresses in dangerous points of walls of a matrix at an estimation of their strength and stiffness is generalized. Formulas for determination of the guaranteed tension which will provide effective redistribution of stresses in walls of the composite matrix under the set operating conditions are given. Scientific novelty. Approaches to the analysis of stresses in the walls of composite matrices of molds under the influence of internal pressure are optimized and generalized . Mathematical dependences are given, which make it possible to determine the optimal dimensions of mold elements at action of pressing pressure. Practical value. The principles of design and methods of calculation of composite matrices of molds for the manufacture of products from powder materials are proposed.Item Пoвышение свойств сталей экологичным способом изотермической и ступенчатой закалки(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Малинов, Л. С.; Малинов, В. Л.; Бурова, Д. В.; Малінов, Л. С.; Малінов, В. Л.; Бурова, Д. В.; Malinov, L.; Malinov, V; Burova, D.RUS: Актуальность работы. Повышение механических свойств сталей позволяет увеличить эксплуатационную стойкость деталей машин, что является важной задачей материаловедения. Одним из перспективных направлений в ее решении является получение у них многофазной структуры, одной из основных составляющих которой является метастабильный аустенит, претерпевающий при нагружении динамическое деформационное мартенситное превращение (ДДМП)-эффект самозакалки при нагружении (СЗН). Способами, обеспечивающее требуемую структуру, являются изотермическая и ступенчатая закалка. Однако в настоящее время при их проведении для охлаждения с температуры аустенитизации и выдержки при постоянной. температуре используются неэкологичные вещества: нагретое масло, расплавы солей или щелочей. В связи с этим актуальной проблемой является их исключение из технологического процесса. В работе на ряде сталей показана возможность решения этой проблемы. Цель работы – показать возможность повышения механических свойств исследованных сталей 30ХГСА, 38ХС, 45Г, 40ХН, 10Г12, 60Х18 применением рациональных режимов экологичного способа закалки сталей (изотермической – для низколегированных и ступенчатой – для высоколегированных) за счет получения в их структуре наряду с другими составляющими метастабильного остаточного аустенита и реализации эффекта СЗН. Методы исследования. Образцы исследованных сталей после аустенитизации (в ряде случаев с выдержкой в межкритическом интервале температур – МКИТ) охлаждались в воде до температуры образования нижнего бейнита (изотермическая закалка) или стабилизации переохлажденного аустенита к мартенситному превращению при охлаждении (ступенчатая закалка), после чего выдерживались в печи, и охлаждались на воздухе до комнатной температуры. Применялись дюрометрический, металлографический и рентгеновский методы исследования. Определялись механические свойства при растяжении и ударная вязкость. Эти свойства сравнивались с полученными у исследуемых сталей после типовой термообработки, включающей закалку в масле и отпуск. Результаты. Показано, что изотермическая и ступенчатая закалка исследованных сталей без использования неэкологичных веществ, проведенная по рациональным режимам, позволяет повысить механические свойства по сравнению с их уровнем после обычно применяемой закалки в масле (пожароопасно, пары концерогенны), и отпуска. Это достигается поучением многофазной структуры с метастабильным аустенитом. Научная новизна. Предложено для повышения механических свойств исследованных сталей получать у них многофазную структуру с метастабильным аустенитом проведением изотермической и ступенчатой закалки экологичным способом без использования нагретого масла, расплавов солей или щелочей. Практическая ценность. Для исследованных сталей определены режимы изотермической и ступенчатой закалки экологичным способом, позволяющие повысить механические свойства по сравнению с уровнем, достигаемым закалкой и отпуском. При этом в отличие от аналогичного типового способа закалки исключены затраты на приобретение солей или щелочей, их утилизацию, промывку изделий от них. По сравнению с закалкой и отпуском новый способ не требует применения масла и отпуска. Последнее улучшает экологию и снижает энергозатраты при термообработке. UK: Актуальність роботи. Підвищення механічних властивостей сталей дозволяє збільшити експлуатаційну стійкість деталей машин, що є важливим завданням матеріалознавства. Одним з перспективних напрямків в її вирішенні є отримання у них багатофазної структури, однією з основних складових якої є метастабільний аустеніт, що зазнає при навантаженні динамічне деформаційне мартенситне перетворення (ДДМП) – ефект самогартування при навантаженні (СГН). Способами, що забезпечують необхідну структуру, є ізотермічний і ступінчатий гарт. Однак в даний час при їх проведенні для охолодження з температури аустенітизації і витримки при постійній температурі використовуються неекологічні речовини: нагріте масло, розплави солей або лугів. У зв’язку з цим актуальною проблемою є виключення їх з технологічного процесу. В роботі на ряді сталей показана можливість вирішення цієї проблеми. Мета роботи – показати можливість підвищення механічних властивостей досліджених сталей 30ХГСА, 38ХС, 45Г, 40ХН, 10Г12, 60Х18 застосуванням раціональних режимів екологічного способу гартування сталей (ізотермічного для низьколегованих і ступінчастого для високолегованих) за рахунок отримання в їх структурі поряд з іншими складовими метастабільного залишкового аустеніту і реалізації ефекту СГН. Методи дослідження. Зразки досліджених сталей після аустенітизації (в ряді випадків з витримкою в межкрітіческій інтервал температур МКІТ) охолоджувалися в воді до температури утворення нижчого бейнита (ізотермічний гарт) або стабілізації переохолодженого аустеніту до мартенситного перетворення при охолодженні (ступінчатий гарт), після чого витримувалися в печі, і охолоджувалися на повітрі до кімнатної температури. Застосовувалися дюрометрічний, металографічний і рентгенівський методи дослідження. Визначалися механічні властивості при розтягуванні і ударна в’язкість. Ці властивості порівнювалися з отриманими у досліджуваних сталей після типовий термообробки, що включає гартування в маслі і відпуск. Результати. Показано, що ізотермічний і ступінчатий гарт досліджених сталей без використання неекологічних речовин, проведений по раціональним режимам, дозволяє підвищити механічні властивості в порівнянні з їх рівнем після гартування в маслі (пожаронебезпечне, пари канцерогенні) і відпуску, що зазвичай застосовується. Це досягається отриманням багатофазної структури з метастабільним аустенітом. Наукова новизна. Запропоновано для підвищення механічних властивостей досліджених сталей отримувати у них багатофазну структуру з метастабільним аустенітом проведенням ізотермічного і ступінчатого гартування екологічним способом без використання підігрітого масла, розплавів солей або лугів. Практична цінність. Для досліджених сталей визначені режими ізотермічного і ступінчастого загартування екологічним способом, що дозволяють підвищити механічні властивості в порівнянні з рівнем, що досягається при загартуванні і відпуску. При цьому на відміну від аналогічного типового способу гарту виключені витрати на придбання солей або лугів, їх утилізацію, промивку виробів від них. У порівнянні з гартуванням і відпуском новий спосіб не вимагає застосування масла та відпуску. Останнє покращує екологію, знижує енерговитрати при термообробці. EN: The relevance. Improving the mechanical properties of steels makes it possible to increase the service life of machine parts, which is an important task in materials science. One of the promising directions in its solution is to obtain in steel a multiphase structure, one of the main components of which is metastable austenite, which undergoes a dynamic deformation martensitic transformation (DDMT) - self-hardening effect under loading (SHL). Methods providing the required structure are isothermal and step quenching. However, at present, when they are carried out for cooling from the austenitizing temperature and holding at the constant temperature used non-environmentally friendly substances: heated oil, molten salts or alkalis. In this regard the actual problem is the exclusion of them from the technological process. The possibility of solving this problem on several steels has shown. Purpose is to show the possibility of increasing the mechanical properties of the studied steels 30ХГСА, 38ХС, 45Г, 40ХН, 10Г12, 60Х18 by using rational modes of an environmentally friendly method of steels quenching (isothermal - for low-alloyed and step - for high-alloyed) due to obtaining in their structure along with other components of metastable residual austenite and the implementation of the SHL effect. Research methods. Samples of the investigated steels after austenitization (in some cases with holding in IСIT) were cooled in water to the temperature of lower bainite formation (isothermal quenching) or stabilization of supercooled austenite to martensitic transformation upon cooling (step quenching), after which they were kept in a furnace and cooled in air to room temperature. 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, including quenching in oil and tempering. Results. It is shown that isothermal and step quenching of the investigated steels without the use of non-environmentally friendly substances, carried out according to rational modes, makes it possible to increase the mechanical properties in comparison with their level after the commonly used quenching in oil (fire hazard, the vapors are cancerogenic) and tempering. This is achieved by obtaining a multiphase structure with metastable austenite. Scientific novelty. It is proposed to obtain a multiphase structure with metastable austenite in them to improve the mechanical properties of the studied steels by conducting isothermal and step quenching in an environmentally friendly way without using heated oil, molten salts or alkalis. Practical value. For the studied steels the modes of isothermal and step quenching are determined in an environmentally friendly way, which make it possible to increase the mechanical properties in comparison with the level achieved by quenching and tempering. Wherein in contrast to a similar typical quenching method are excluded the costs of purchasing salts or alkalis, their disposal and washing of products from them. Compared to quenching and tempering, the new method does not require the use of oil and tempering. The latter improves ecology and reduces energy consumption during heat treatment.Item Одержання трубних заготовок з мідно-нікелевого сплаву МНЖ 5-1 при використанні інструменту з штампової сталі регулюванням аустенітного перетворення при експлуатації(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Сидорчук, О. М.; Sydorchuk, O. M.UK: Мета роботи. Виготовлення штампового інструменту зі сталі з регулюванням аустенітного перетворення при експлуатації для підвищення рівня ресурсу експлуатації при гарячому деформуванні мідно-нікелевого сплаву. Методи дослідження. Металографічний, високо-температурний рентгено-фазовий, та дилатометричний аналізи дослідної сталі. Одержані результати. Представлений режим термічної обробки (неповний відпал) сталі 4Х3Н5М3Ф за температури 750±20 °С, одержаної електрошлаковим переплавом, дало змогу одержати перліто-сорбітну структуру при твердості 33–34 НRС і, дозволило краще механічно обробляти різанням заготовки для виготовлення філь’єр-матриць для гарячого деформування мідного сплаву. Запропонований режим кінцевої термічної обробки (гартування 1030±10 °С та відпуск 600±5 °С) дослідженої сталі, дає можливість розігрівати матрицю в процесі експлуатації до температури 600 °С. Наукова новизна. Термічна стійкість інструменту для гарячого деформування може бути значно підвищена при використанні сталі з регулюванням аустенітного перетворення при експлуатації. Така сталь у вихідному стані має феритну основу, а при нагрівні до температур експлуатації відбувається від α-Fe до γ-Fe перетворення і, у подальшому зберігається аустенітна структура на протязі усього періоду високотемпературної експлуатації штампового інструменту. Підтверджено, що штамповий інструмент зі сталі 4Х3Н5М3Ф при пресуванні мідно-нікелевого сплаву працює в інтервалі температур, що відповідають процесу аустенізації. Практична цінність. Скорочено технологічну операцію, а саме термо-деформаційну обробку (ковку) зливків, одержаних електрошлаковим переплавом. Проведено дослідно-промислове випробування штампового інструменту сталі 4Х3Н5М3Ф при виготовленні трубних заготовок Ø 67±0,1 мм з мідно-нікелевого сплаву марки МНЖ 5-1. В результаті дослідження на ВАТ «Артемівський завод по обробці кольорових металів та сплавів» (м. Бахмут, Донецька обл., Україна) за температури експлуатації 900-950 °С, матриці виготовленої зі сталі 4Х3Н5М3Ф (без деформації-кування) показали стійкість у три рази вищі, ніж матриці зі сталі 3Х3М3Ф, виготовлені на підприємстві. EN: Purpose. Production of die tool from steel with regulation of austenitic transformation during operation to increase the level of service life during hot deformation of copper-nickel alloy. Research methods. Metallographic, high-temperature X-ray phase and dilatometric analyzes of research steel. Results. The mode of heat treatment (incomplete annealing) of steel 4Х3Н5М3Ф at a temperature of 750±20 °С, obtained by electroslag remelting, allowed to obtain a perlite-sorbitol structure at a hardness of 33–34 HRC and allowed better machining by cutting the workpiece alloy. The proposed mode of final heat treatment (hardening 1030±10 °C and tempering 600±5 °C) of the investigated steel, makes it possible to heat the matrix during operation to a temperature of 600 °C. Scientific novelty. The thermal stability of the tool for hot deformation can be significantly increased when using steel with adjustable austenitic transformation during operation. Such steel in the initial state has a ferrite base, and when heated to operating temperatures occurs from α-Fe to γ-Fe conversion and, subsequently, the austenitic structure is preserved throughout the period of high-temperature operation of the stamping tool. It is confirmed that the stamping tool made of steel 4Kh3N5М3F when pressing a copper-nickel alloy works in the temperature range corresponding to the austenitization process. Practical value. Abbreviated technological operation, namely thermo-deformation processing (forging) of ingots obtained by electroslag remelting. Experimental-industrial tests of the die tool of steel 4Х3Н5М3Ф in the manufacture of tube blanks of Ø 67±0,1 mm from a copper-nickel alloy of the МНЖ 5-1 brand are carried out. As a result of research “Artemovsk plant for processing of non-ferrous metals and alloys” (Bakhmut, Donetsk region, Ukraine) at an operating temperature of 900–950 ° C, matrices made of steel 4Х3Н5М3Ф (without deformation-forging) showed stability in three times higher than the matrices from steel 3Х3М3Ф made at the enterprise.Item Properties of nickel-based superalloys of equiaxial crystallization(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Glotka, O. A.; Olshanetskii, V. Yu.; Глотка, Олександр Анатолійович; Ольшанецький, Вадим ЮхимовичEN: Purpose. The aim of the work is to obtain predictive regression models, with the help of which, it is possible to adequately calculate the mechanical properties of nickel-based superalloys of equiaxial crystallization, without carrying out preliminary experiments. Research methods. To find regularities and calculate the latest CALPHAD method was chosen, and modeling of thermodynamic processes of phase crystallization was performed. Results. As a result of experimental data processing, the ratio of alloying elements K was proposed for the first time, which can be used to assess the mechanical properties, taking into account the complex effect of the main alloy components. The regularities of the influence of the composition on the properties of heat-resistant nickel alloys of equiaxial crystallization are established. The analysis of the received dependences in comparison with practical results is carried out. The relations well correlated with heat resistance, mismatch and strength of alloys are obtained. Scientific novelty. It is shown that for multicomponent nickel systems it is possible with a high probability to predict a mismatch, which significantly affects the strength characteristics of alloys of this class. The regularities of the influence of the chemical composition on the structure and properties of alloys are established. A promising and effective direction in solving the problem of predicting the main characteristics of heat-resistant materials based on nickel is shown Practical value. On the basis of an integrated approach for multicomponent heat-resistant nickel-based alloys, new regression models have been obtained that make it possible to adequately predict the properties of the chemical composition of the alloy, which made it possible to solve the problem of computational prediction of properties from the chemical composition of the alloy. This allows not only to design new nickel-based alloys, but also to optimize the composition of existing brands. UK: Метою роботи є отримання прогнозних регресійних моделей, за допомогою яких можна адекватно розрахувати механічні властивості жароміцних сплавів на основі нікелю рівновісної кристалізації без проведення попередніх експериментів. Методи дослідження. Для пошуку закономірностей було обрано найновіший метод CALPHAD та проведено моделювання термодинамічних процесів фазової кристалізації. Отримані результати. В результаті експериментальної обробки даних вперше було запропоновано співвідношення легувальних елементів K, яке може бути використано для оцінки механічних властивостей з урахуванням комплексної дії основних компонентів сплаву. Встановлено закономірності впливу складу на властивості жароміцних нікелевих сплавів рівновісної кристалізації. Наукова новизна. Показано, що для багатокомпонентних нікелевих систем можна з великою ймовірністю передбачити невідповідність кристалічних ґраток, що суттєво впливає на міцносні характеристики сплавів цього класу. Показано перспективний та ефективний напрямок у вирішенні проблеми прогнозування основних характеристик жароміцних матеріалів на основі нікелю Практичне значення. На основі інтегрованого підходу для багатокомпонентних жароміцних сплавів на основі нікелю отримані нові регресійні моделі, що дозволяють адекватно прогнозувати властивості за хімічним складом сплаву, що дало змогу вирішити проблему обчислювального прогнозування властивостей за хімічним складом сплаву.Item Вплив алюмінію на формування зміцнювальної фази в магнієвих сплавах(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Шаломєєв, Вадим Анатолійович; Лук’яненко, О. С.; Shalomeev, V.; Lukianenko, O.UK: Мета роботи. Дослідження впливу легування алюмінієм на структуроутворення, механічні властивості і жароміцність магнієвих сплавів. Методи дослідження. Використовувалися методи металографічного та мікрорентгеноспектрального аналізу. Визначення механічних властивостей та жароміцності. Отримані результати. Досліджено закономірності впливу легування алюмінієм на формування зміцнювальної фази в магнієвих сплавах. Показано, що підвищення концентрації алюмінію в магнієвому сплаві сприяє подрібненню макро- і мікроструктури металу (зменшенню розміру зерна та відстанню між дендритними осями другого порядку), а також збільшує кількість інтерметалідної фази. Встановлено позитивний вплив присадок алюмінію на механічні властивості і жароміцність литого металу. Визначено оптимальний рівень легування магнієвого сплаву алюмінієм (близько 7,7 %), що забезпечує достатній рівень механічних властивостей та жароміцності. Наукова новизна. На основі регресійного аналізу експериментальних даних отримано емпіричні рівняння, що описують залежності розміру макро- та мікрозерна від концентрації алюмінію в магнієвих сплавах. Показано, що оптимальний вміст алюмінію в магнієвому сплаві в кількості 7,7 % забезпечує найкраще поєднання механічних властивостей (а саме достатньо високу міцність та найвищі показники пластичності) і жароміцності. Практична цінність. Встановлено, що легування магнієвих сплавів алюмінієм є перспективним для покращення структури і підвищення механічних властивостей та жароміцності литого металу. Даний ефект дозволяє суттєво розширити область застосування магнієвих сплавів у машинобудуванні та підвищити експлуатаційні характеристики різноманітного обладнання. EN: Purpose. Study of the effect of alloying with aluminum on structure formation, mechanical properties and heat resistance of magnesium alloys Research methods. Methods of metallographic and micro X-ray spectral analysis. Determination of mechanical properties and heat resistance. Results. The regularities of the influence of alloying with aluminum on the formation of the hardening phase in magnesium alloys have been investigated. It is shown that an increase in the concentration of aluminum in magnesium alloy promotes refinement of the macro- and microstructure of the metal (reduces the grain size and the distance between the second-order dendritic axes) and also increases the amount of intermetallic phase. The positive effect of aluminum additives on the mechanical properties and heat resistance of cast metal has been established. The optimal level of alloying with aluminum (about 7,7 %) hes been determined, which ensures a sufficient level of mechanical properties and heat resistence. Scientific novelty. Based on the regression analysis of the experimental data, empirical equations were obtained that describe the dependences of the size of macro- and micrograins on the concentration of aluminum in magnesium alloys. It is shown that the optimal aluminum content in the magnesium alloy in the amount of 7,7 % provides the best combination of mechanical properties (a sufficiently high strength and the highest plasticity) and heat resistance Practical value. It has been established that alloying magnesium alloys with aluminum is promising for improving the structure and increasing the mechanical properties and heat resistance of cast metal. This effect makes it possible to significantly expand the field of application of magnesium alloys in mechanical engineering and improve the performance of various equipment.Item Спрямована кристалізація та 3D структура трифазної чотирикомпонентної евтектики в системі B4C-NbB2-SiC(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Мазур, В. І.; Богомол, Ю. І.; Упатов, Н. І.; Mazur, V.; Bogomol, I.; Upatov, N.UK: Мета роботи. Дослідити закономірності кристалізації та стерео морфології трифазної евтектики в системі B4C-NbB2-SiC. Методи дослідження. SEM (SE, BSE), РСМА (EDS, WDS), XRD. Отримані результати. На основі результатів дослідження мікрошліфів та продуктів селективного видалення фазових складових побудовано 3D- модель (B4C+NbB2+SiC) евтектичної колонії та на її основі запропоновано мікроскопічний механізм її кристалізації. Показана безперервність евтектичних фазових дендритів від зародження до кінця росту і неадекватність уявлень про евтектику як механічну суміш дрібних кристалів евтектичних фаз. Наукова новизна. Вперше досліджено чарункові складові евтектичної колонії. Вперше побудовано 3D- модель трифазного чотирикомпонентного (B4C+NbB2+SіC) евтектичного чарунку евтектичної колонії. Вперше виявлена можливість комбінаційної мікроскопічної кинетики кристалізації трифазної евтектики, що включає як парну, кооперативну мікроскопічну кінетику (SiC+NbB2), так і кінетику автономного росту третьої евтектичної фази B4C. Постановка завдань. На основі детально опрацьованої феноменологічної теорії двофазної евтектичної кристалізації дослідити особливості стереоморфології та мкроскопічної кінетики кристалізації трифазної евтектики в системі B4C-NbB2-SiC. Практична цінність. Виявлення закономірностей структуроутворення та мікро- і макроструктури трифазної евтектики, що сформувалася в перебігу спрямованої кристалізації, відкриває технологічні перспективи цілеспрямованого керування структурою та властивостями сплаву евтектичного типу за рахунок доцільної зміни мікро- і макроморфологічних складових, в тому числі і методом модифікування. EN: Purpose. To investigate the laws of crystallization and formation of 3D morphology of ternary eutectics in system B4C-NbB2-SiC. Research methods. SEM (SE, BSE), РСМА (EDS, WDS), XRD. Results. The micro- and macro-morphology of eutectic colonies in alloys of the system NbB2-SiC-В4С formed during directional crystallization have been investigated. The obtained patterns are embodied in a 3D structural model of (B4C+NbB2+SiC) eutectic cell and from these result, a microscopic kinetics of crystallization of this cell was proposed. The continuity of eutectic phase dendrites from nucleation to the end of growth and inadequacy of ideas about eutectic as a mechanical mixture of small crystals of eutectic phases were shown. Scientific novelty. For the first time a 3D model of a three-phase 4-component eutectic cell of eutectic colony was built. For the first time the possibility of combined microscopic crystallization kinetics of a three-phase eutectics was revealed, including both paired cooperative microscopic kinetics of (SіC+ NbB2) growth and the kinetics of autonomous growth of the third eutectic phase B4C. Practical value. Revealing the pattern of micro and macrostructure formation of a three-phase eutectics, which was formed in the course of directional crystallization, opens up technological prospects for purposeful control of the structure and properties of eutectic alloy due to the change of micro and macro morphological constituents, including the method of modification.