Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні - 2019, №2
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27181
Browse
Recent Submissions
Item О магнитном упорядочивании кластерных зон в аустенитных сталях при изменении их состава или деформационном воздействии(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Ольшанецкий, Вадим Ефимович; Снежной, Геннадий Валентинович; Ol’shanetskii, V.; Snizhnoi, G.Item Механические свойства стали 30ХГСА после изотермической закалки из межкритического интервала температур по новому способу(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Малинов, Л. С.; Бурова, Д. В.; Malinov, L.; Burova, D.Item Дослідження жаростійкості багатокомпонентного нікелевого сплаву, модифікованого нанодисперсними композиціями(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Калінін, О. В.; Kalinin, A.Item Усовершенствование серийных и перспективных покрытий лабиринтных уплотнений деталей горячего тракта газотурбинного двигателя(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Березкин, С. В.; Грешта, Виктор Леонидович; Леховицер, З. В.; Ольшанецкий, Вадим Ефимович; Berezkin, S.; Greshta, V.; Lechovitser, Z.; Ol’shanetskii, V.Item Расчет напряженного состояния плазменного покрытия и подложки методом внецентренного сжатия(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Ершов, Анатолий Васильевич; Зеленина, Елена Анатольевна; Єршов, Анатолій Васильович; Зеленіна Олена Анатоліївна; Ershov, A.; Zelenina, E.RUS: Цель работы состоит в повышении работоспособности плазменных покрытий путем разработки методов измерений и поиска условий снижения остаточных напряжений. Выполнена разработка метода определения остаточных напряжений в зависимости от изгиба основы после нанесения покрытия. Методы исследования. Разработка модели внецентренного сжатия образца под влиянием силы, действующей в покрытии. Выполнены измерения прогибов основы, которые были использованы для расчета остаточных напряжений плазменных покрытий. Полученные результаты. Предложен метод определения остаточных напряжений плазменного покрытия путем использования результатов измерений прогиба образца после нанесения порошкового хромоникелевого покрытия. Выполнены измерения, показывающие параболическую зависимость величины прогиба основы по длине образца, которые подтверждают постоянство изгибающего момента, обусловленного действием силы остаточного напряжения в соответствии с разработанной расчетной моделью. Выполнены расчеты остаточных напряжений в покрытии в зависимости от измеренных значений деформации образцов. Проведены сопоставления найденных остаточных напряжений с результатами исследований, полученными другим методом, который основан на определении разности между прочностью и несущей способностью покрытия. Научная новизна. Показано, что остаточное напряжение в покрытии и основе можно определить по величине деформации изгиба образца после нанесения плазменного покрытия. Обнаружено, что величина остаточного напряжение в основе может превосходить остаточное напряжение в покрытии. Установлено, что деформация изгиба основы имеет параболическую зависимость по длине образца, что подтверждает постоянство изгибающего момента, обусловленного действием силы внецентренного сжатия. Практическая ценность. Полученные результаты измерений остаточного напряжения при сопоставлении их с прочностью покрытия позволяют обосновать надежность применения плазменных покрытий и использовать результаты измерений прочности с целью определения работоспособности деталей. UK: Мета роботи полягає в підвищенні працездатності плазмових покриттів шляхом розробки методів вимірювань і пошуку умов зниження залишкових напружень. Виконано розробку методу визначення залишкових напружень в залежності від вигину основи після нанесення покриття. Методи дослідження. Розробка моделі позацентрового стиснення зразка під впливом сили остаточного напруження у покритті. Вимірювання прогинів основи та використання їх для розрахунку залишкових напружень плазмових покриттів. Отримані результати. Запропоновано метод визначення залишкових напружень плазмового покриття шляхом використання результатів вимірювань прогину основи після нанесення порошкового хромонікелевого покриття. Виконані вимірювання, що показують параболічну залежність величини прогину основи по довжині зразка, які підтверджують сталість згинального моменту, обумовленого дією сил залишкового напруження відповідно до розробленої розрахункової моделі. Виконано розрахунки залишкових напружень в покритті залежно від виміряних значень деформації зразків. Проведено зіставлення знайдених залишкових напружень з результатами досліджень, отриманих іншим методом, заснованим на визначенні різниці між міцністю і несучою здатністю покриття. Наукова новизна. Показано, що залишкову напругу в покритті і основі можна визначити за величиною деформації вигину зразка після нанесення плазмового покриття. Виявлено, що величина залишкового напруження в основі може перевершувати залишкову напругу в покритті. Встановлено, що деформація вигину основи має параболічну залежність по довжині зразка, що підтверджує сталість згинального моменту, обумовленого дією сили позацентрового стиснення. Практична цінність. Отримані результати вимірювань залишкового напруження при зіставленні їх з міцністю покриття дозволяють обґрунтувати надійність застосування плазмових покриттів і використовувати результати вимірювань міцності з метою визначення працездатності деталей. EN: The purpose The purpose of the work is to increase the performance of plasma coatings by developing measure¬ment methods and finding conditions for reducing residual stresses. The development of a method for determining residual stresses depending on the bending of the base after coating. Research methods. Development of a model of eccentric compression of a sample under the influence of the force acting in the coating. Measurement of substrate deflections and their use for calculating the residual stresses of plasma coatings. Results. A method is proposed for determining the residual stresses of a plasma coating by using the results of measurements of the deflection of the base after applying a powder chromium-nickel coating. Measurements were made showing the parabolic dependence of the magnitude of the deflection of the base along the length of the sample, which confirm the constancy of the bending moment due to the action of the forces of the residual stress in accordance with the developed calculation model. The residual stresses in the coating are calculated depending on the measured values of the deformation of the samples. The found residual stresses are compared with the results of studies obtained by another method based on determining the difference between the strength and bearing capacity of the coating. Scientific novelty. It is shown that the residual stress in the coating and base can be determined by the magnitude of the bending strain of the sample after applying the plasma coating. It has been found that the amount of residual stress in the substrate can exceed the residual stress in the coating. It was established that the bending strain of the base has a parabolic dependence along the length of the sample, which confirms the constancy of the bending moment due to the action of the eccentric compression force. Practical value. The results of measurements of the residual stress when comparing them with the strength of the coating allow us to justify the reliability of the use of plasma coatings and use the results of strength measurements to determine the health of parts.Item Визначення параметрів процесу інжекції розкислювачів в ківш(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Нізяєв, К. Г.; Хотюн, В. І.; Стоянов, О. М.; Niziaiev, K.; Khotiun, V.; Stoianov, O.UK: Мета роботи. Визначення газодинамічних параметрів інжекції порошкоподібних реагентів для забезпечення високопродуктивної роботи пристроїв для вводу порошкових феросплавів углиб металу у сталерозливному ковші. Методи дослідження. Виконано аналітичний огляд літературних джерел, за результатами якого аргументовано підтверджено перевагу інжекції порошкових реагентів у ківш порівняно з традиційними технологіями розкислення і легування. Ґрунтуючись на відомих математичних моделях, адаптованих до конкретних технологічних умов, було виконано математичне моделювання, що враховує низку важливих для технології параметрів, зокрема ступінь засвоєння порошку та несучу здатність газу-носія. Отримані результати. За результатами математичного моделювання визначені раціональні режими введення в сталерозливний ківш порошкоподібного феромарганцю та розмір його фракції, який водночас забезпечує високий ступінь засвоєння часточок порошку рідким металевим розплавом та запобігає осадженню часточок порошку на стінках газопроводу. Наукова новизна. За результатами математичного моделювання уточнено особливості взаємодії струменю газової суспензії з рідкими металевими розплавами. Практична цінність. Визначені газодинамічні параметри процесу інжекції порошкоподібних феросплавів, які забезпечать високу продуктивність процесів розкислення і легування сталі в сталерозливному ковші, надійну роботу фурм та сопел для введення порошків углиб металу та необхідну, з точки зору кінетики процесу розкислення, взаємодію часточок з металом. EN: Purpose of work. Determination of the gas-dynamic parameters of the injection of powdered reagents to provide high-performance operation of devices for powder ferroalloys injection deep into the metal in a teeming ladle. Research methods. An analytical review of literary sources has been carried out, the results of which have arguably confirmed the advantage of the powder reagents injection into the ladle in comparison with traditional deoxidation and alloying technologies. Based on well-known mathematical models adapted to specific technologi¬cal conditions, mathematical modeling has been carried out, which takes into account a number of parameters important for the technology, in particular, the degree of powder assimilation and the carrying capacity of the carrier gas. Results. Based on the results of mathematical modeling, the rational modes of powdered ferromanganese injection into the teeming ladle and the size of its fraction, which provides both a high assimilation degree of powder particles by a liquid metal melt and prevents the deposition of powder particles on the walls of the pipeline have been determined by mathematical modeling. Scientific novelty. Based on the results of mathematical modeling, the peculiarities of the interaction of a gas suspension jet with liquid metal melts have been specified. Practical value. The gas-dynamic parameters of the process of of powdered ferroalloys are determined, which provide high performance of the deoxidation and alloying of steel in the teeming ladle, reliable operation of lances and nozzles for powders injection deep into the metal and interaction of particles with metal, necessary from the point of view of deoxidation kinetics.Item Структурно-логічний синтез та математична оптимізація фізико-механічних параметрів при зношуванні матеріалів в умовах низьких температур(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Попов, Сергій Миколайович; Нетребко, Валерій Володимирович; Popov, S.; Netrebko, V.UK: Мета роботи. Провести теоретико-аналітичні дослідження впливу низьких температур на процес зношування матеріалів та розробити алгоритм структурно-логічного синтезу з математичною оптимізацією фізико-механічних параметрів. Методи дослідження. Для дослідження зносостійкості матеріалу деталей машин, що працюють в умовах низьких температур до –70 °С застосовано методику досліджень, що базується на комплексному опрацьовуванні даних на базі комплексного багатофакторного підходу [4–6]. Цей метод ґрунтується на структурно-логічному синтезі апріорної інформації, аналізу характеристик робочого органу, умов зношування та властивостей зовнішнього середовища, з подальшим урахуванням впливу структурно-фазового стану й фізико-механічних чинників матеріалів у конкретних умовах контактної взаємодії. Отримані результати. Проведено теоретико-аналітичні дослідження та визначені основні чинники, що здатні впливати на механізм руйнації та величину зносу в конкретних умовах спрацьовування. Розглянуто способи підвищення зносостійкості при зношуванні сталей в умовах низьких температур від +20 °С до –70 °С. Встановлено, що зниження температури зовнішнього середовища негативно впливає на фізико-механічні властивості матеріалу та викликає збільшення частки крихкого руйнування мікрооб’ємів матеріалу. Побудовані рівняння регресії щодо визначення впливу хімічного складу і температур термічної обробки на фізико-механічні властивості. Наукова новизна. Запропоновано та відпрацьовано алгоритм структурно-логічного синтезу з математичною оптимізацією фізико-механічних параметрів. Графоаналітичний аналіз дозволив встановити, що зі збільшенням вмісту молібдену у сталі, за рахунок стримування росту зерен аустеніту при гартуванні та відпуску, що дозволяє підвищити температуру підігріву, відбувається подрібнення структури матриці матеріалу та стає можливим виникнення структури сорбіт + бейніт. Тож доведено, що у визначених інтервалах температур загартування і відпуску можливо інтенсивно впливати на структурно-фазовий стан сталей, що забезпечить найбільшу зносостійкість для конкретних умов абразивного зношування. Практичне значення. На практиці отримані данні дозволять застосовувати числові кількісні розрахунки для вибору технологічних способів підвищення зносостійкості (термічна обробка, нанесення захисних покриттів, та ін.) з урахуванням температурного впливу. Дозволяють отримати прогноз зносостійкості залежно від фізико-механічних властивостей деталей у достатньо широкому діапазоні параметрів. EN: Purpose. To conduct theoretical and analytical studies of the influence of low temperatures on the process of material wear and make an algorithm for structural and logical synthesis with mathematical optimization of physico-mechanical parameters. Research methods. In order to study the wear resistance of the material of parts of the machines operating in low temperature conditions, a research methodology based on complex data processing based on a complex multifactorial approach was used [4–6]. This method is based on the structural-logical synthesis of a priori information, analysis of the characteristics of the working body, wear conditions and properties of the environment, with subse¬quent consideration of the influence of the structural-phase state and physico-mechanical factors of materials in specific conditions of contact interaction. Obtained results. Theoretical and analytical studies have been carried out and the main factors that can influence on the mechanism of destruction and the amount of wear and tear under specific conditions of operation have been determined. The ways of increasing the wear resistance at wear of steels in the conditions of low temperatures from +20 ° C to - 70 ° C have been considered. It has been found that lowering the ambient temperature adversely affects the physical and mechanical properties of the material and causes an increase in the fraction of brittle destruction of the micro-volumes of the material. Regression equations were done to determine the effect of chemical composition and heat treatment temperatures on physical and mechanical properties. Scientific novelty. The algorithm of structural-logical synthesis with mathematical optimization of physico-mechanical parameters is proposed and worked out. Graphoanalytic analysis has shown that with increasing molybdenum content in steel, due to the restriction of the growth of austenite grains during tempering and tempering, which allows to increase the temperature of heating, there is a grinding of the structure of the matrix of the material, and possibly the emergence of the structure of sorbitol + bainite. Therefore, it is proved that in certain intervals of tempering and tempering temperatures it is possible to intensely influence on the structural-phase state of steels, which will provide the greatest wear resistance for specific conditions of abrasive wear. Practical value. In practice, the obtained data will allow to use the numerical quantitative calculations to select technological methods for increasing the wear resistance (heat treatment, coating, etc.), taking into account the temperature effect. It is possible to obtain the forecast of wear resistance depending on the physical and mechanical properties of the parts in a sufficiently wide range of parameters.Item Розрахунок енергозаощаджувальних прес-форм для виготовлення виробів з композиційних матеріалів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Плескач, Володимир Михайлович; Pleskach, V.UK: Мета роботи. Розроблення методики теплового розрахунку при проектуванні енергозаощаджувальних прес-форм для виготовлення виробів з композиційних матеріалів. Методи дослідження. Аналіз наявних теплових розрахунків прес-форм; аналіз теорії теплообміну і теплопровідності та розрахунків на їх основі. Отримані результати. У процесі роботи з’ясовані та описані процеси конвективної тепловіддачі з бічної поверхні прес-форми; розроблена методика розрахунку втрат енергії шляхом тепловіддачі при певній температурі на зовнішній поверхні прес-форми. З метою заощадження втрат енергії запропоновано застосовувати на поверхні тепловіддачі прес-форми шар з теплоізоляційного матеріалу; на підставі законів теплопровідності запропоновано методику розрахунку його товщини для досягнення оптимальної температури на поверхні тепловіддачі ізольованої прес-форми. Наукова новизна. У літературних джерелах не трапляються подібні методи розрахунку температури на ізольованій поверхні прес-форми і зменшених у зв’язку з цим втрат енергії шляхом тепловіддачі. Практична цінність. Запропонований метод розрахунку може бути використаний при проектуванні енергозаощаджувальних прес-форм для виготовлення виробів з композиційних матеріалів. EN: Purpose. Development of a method of thermal calculation in the design of energy-saving press-forms for the manufacture of products from composite materials. Research methods. Analysis of existing thermal calculations of press-forms; analysis of the theory of heat transfer and thermal conductivity and calculations based on them. Results. In the course of the work, the processes of convective heat transfer from the lateral surface of the press-forms are clarified and described; a method of calculating the losses of energy by heat transfer at a certain temper¬ature on the outer surface of the press-form has been developed. In order to reduce energy consumption, it is proposed to apply a layer of thermal insulation material on the heat-transfer surface of the press-form; on the basis of the laws of thermal conductivity, a method for calculating its thickness is proposed to achieve the optimum temperature on the outer surface of the press-form. Scientific novelty. There are no similar methods in the literature for calculating the temperature on the insulated surface of the press-form and the reduced heat transfer in this connection. Practical value. The proposed calculation method can be used in the design of energy-saving press-forms for the manufacture of products from composite materials.Item Нанесение порошковых покрытий детонационным методом на внутренний корпус соплового аппарата(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Ткаченко, Сергей Николаевич; Ефанов, В. С.; Сапрыкин, Е. В.; Ждан, Валентин Анатольевич; Распорня, Д. В.; Ткаченко, Сергій Миколайович; Єфанов, В. С.; Саприкін, Є. В.; Ждан, Валентин Анатолійович; Распорня, Д. В.; Tkachenko, S.; Yefanov, V.; Saprykin, Y.; Zhdan, V.; Raspornya, D.RUS: Цель работы. Определение влияния термической обработки теплозащитного покрытия на его стойкость и геометрические размеры деталей. Методы исследования. Металлографические исследования поверхности упрочненных деталей, проведены геометрические обмеры, измерение адгезии. Полученные результаты. Исследован процесс детонационного напыления порошковых металлических покрытий с использованием конденсированных высокоэнергетических материалов на базе разработанной установки. Суть детонационного напыления представлена как одна из разновидностей газотермического напыления промышленных покрытий, в основе которого лежит принцип нагрева напыляемого порошкового материала с последующим его ускорением и переносом на напыляемую деталь с помощью продуктов детонации. При детонационном напылении для нагрева и ускорения напыляемого материала использовалась энергия продуктов детонации газокислородного топлива. В качестве горючего газа применялась пропан-бутановая смесь. Благодаря высокой скорости напыляемых частиц (600—1000 м/с), детонационные покрытия обладают плотностью, близкой к плотности спечённого материала, и высокой адгезией. Детонационное напыление позволило напылять широкий круг материалов: металлы и их сплавы, оксиды, твёрдые сплавы на основе карбидов. При этом нагрев напыляемого изделия незначителен. Детонационное напыление из-за своего дискретного характера является очень экономичным, но не слишком производительным методом (по сравнению, например, с высокоскоростным газопламенным напылением). Благодаря высокой плотности и адгезии, получаемым детонационным способом, покрытия широко применяются в авиации, автомобильной и других областях машиностроения. Представлены результаты исследований полученных покрытий. Научная новизна. Установлены закономерности термической обработки внутреннего корпуса соплового аппарата. Выявлено, что термическая обработка приводит к изменению структуры износостойкого покрытия, что увеличивает стойкость детали ( количество термоциклов до образования трещин). Определено, что термическая обработка приводит к тому, что на покрытии не обнаружено трещин, сколов и вспучиваний. Практическая ценность. В ходе работы была проведена серия постановочных экспериментов по определению влияния термообработки (ТО) теплозащитного покрытия ТЗП-2 на стойкость покрытия. Сравнительные исследования проводились на 2 корпусах внутренних сопловых аппаратов (СА). Выбран оптимальный режим термической обработки. UK: Мета роботи. Визначення впливу термічної обробки теплозахисного покриття на його стійкість і геометричні розміри деталей. Методи дослідження. Металографічні дослідження поверхні зміцнених деталей, проведені геометричні обміри, вимір адгезії. Отримані результати. Досліджено процес детонаційного напилення порошкових металевих покриттів з використанням конденсованих високоенергетичних матеріалів на базі розробленої установки. Суть детонаційного напилення представлена як один із різновидів газотермічного напилення промислових покриттів, в основі якого лежить принцип нагріву напилюваного порошкового матеріалу з подальшим його прискоренням і перенесенням на напилювану деталь за допомогою продуктів детонації. Під час детонаційного напилення для нагрівання і прискорення напилюваного матеріалу використовувалася енергія продуктів детонації газокисневого палива. Як горючий газ застосовувалася пропан-бутанова суміш. Завдяки високій швидкості напилюваних частинок (600–1000 м / с), детонаційні покриття мають щільність, близьку до щільності спеченого матеріалу, і високу адгезію. Детонаційне напилення дозволило напилювати широке коло матеріалів: метали та їх сплави, оксиди, тверді сплави на основі карбідів. При цьому нагрів напилюваного виробу незначний. Детонаційне напилення через свій дискретний характер є дуже економним, але не дуже продуктивним методом (порівняно, наприклад, з високошвидкісним газополуменевим напиленням). Завдяки високій щільності та адгезії, одержуваних детонаційними способом, покриття широко застосовуються в авіації, автомобільній та інших галузях машинобудування. Представлені результати досліджень отриманих покриттів. Наукова новизна. Встановлено закономірності термічної обробки внутрішнього корпусу соплового апарату. Виявлено, що термічна обробка призводить до зміни структури зносостійкого покриття. Визначено, що термічна обробка призводить до того, що на покритті не виявлено тріщин, сколів і спучування. Практична цінність. У процесі роботи була проведена серія постановочних експериментів щодо визначення впливу термообробки (ТО) теплозахисного покриття ТЗП-2 на стійкість покриття і геометричні розміри деталей. Порівняльні дослідження проводилися на 2 корпусах внутрішніх соплових апаратів (СА). Вибрано оптимальний режим термічної обробки. EN: Objective. Determining of heat treatment influence on a thermal blanket persistency and geometrical dimensions of its parts. Methods of research. Metallographical surface evaluations of a work-hardened parts geometrical measurements, measuring the adhesion. Results. The article details a detonation spraying of a metal powder coating using condensed high-energy materials based on engineered installation. Results of derived thermal blanket are featured. Scientific novelty. Scientific novelty. Behavior patterns of inner bodyof a nozzle assembly was established. It was identified that heat processing leads to changes in metallurgical structure in an anti-abrasion coating. It was defined that heat processing results in no cracks, cleavages or swellings. В ходе работы была проведена серия постановочных экспериментов по определению влияния термообработки (ТО) теплозащитного покрытия ТЗП-2 на стойкость покрытия. Сравнительные исследования проводились на 2 корпусах внутренних сопловых аппаратов (СА). Выбран оптимальный режим термической обработки. Practical value. During work the series of raising experiments were conducted on determination of influence of heat treatment (HT) of heatcover coverage of HCC-2 on firmness of coverage and geometrical sizes of details. Comparative researches were conducted on 2 corps of internal nozzle vehicles (NV). Optimal heat treatment conditions were established.Item Определение твёрдости наплавленного металла и металла зоны термического влияния (ЗТВ) при низкочастотных колебаниях сварочной ванны(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Лебедев, В. А.; Новиков, С. В.; Соломийчук, Т. Г.; Лебедєв, В. О.; Новиков. С. В.; Соломійчук, Т. Г.; Lebedev, V.; Novykov, S.; Solomiichuk, T.RUS: Актуальность работы. Использование механических гармонических колебаний сварочной ванны или инструмента является недорогим и достаточно простым средством формирования желаемой степени дисперсности структуры, а значит прочности наплавленного металла. Возможность по-разному прикладывать колебания относительно оси наплавки (сварки) позволяет формировать сварочный шов или наплавливаемый валик с определенной анизотропией механических свойств в заданном направлении. Исследованию формирования микроструктуры в условиях периодического воздействия на расплав посвящено большое количество работ. Однако, исследования касаются в основном изучения влияния с частотами, значительно превосходящими 5 Гц и амплитудами от нескольких микрон до 2–3 мм. Исследуется возможность колебаниями расплава сварочной ванны с частотным 2,5–4,5 Гц и амплитудным диапазоном 3–7 мм влиять на значение твёрдости наплавленного металла и металла зоны термического влияния (ЗТВ). Цель работы – получение количественных зависимостей, определяющих величину твёрдости наплавленного металла и ЗТВ как функцию от параметров технологического и колебательного режимов. Методы исследования. Для исследований образцы были подготовлены и отполированы до 14 степени чистоты по ГОСТ 25593–83. Наплавка производилась легированной проволокой в среде углекислого газа на подложку из углеродистой стали. Твёрдость по Виккерсу определялась с помощью твердомера LECO M–400 с нагрузкой индентера 1 кг согласно ДСТУ ISO 6507–1:2007. Результаты измерений обрабатывались методом регрессионного анализа при помощи программных пакетов STATISTICA 12 и PTC Mathcad Prime 3.1. Результаты. Получены регрессионные модели зависимости величины твёрдости наплавленного металла и металла ЗТВ от силы тока и скорости наплавки, амплитуды и частоты гармонических колебаний сварочной ванны. По полученным моделям построены контурные графики зависимости величины твёрдости от амплитудно-частотных характеристик колебаний. Приведен вариант прогноза получения максимальной твёрдости наплавленного металла и металла ЗТВ при токе наплавки 125 А и скорости наплавки 14 м/ч. Научная новизна. Проведены эксперименты по наплавке образцов при различных колебательных режимах сварочной ванны, что осуществлялось посредством применения программируемого шагового двигателя. Построены эмпирические зависимости влияния величин тока и скорости наплавки, частоты и амплитуды колебаний определённого диапазона на величину твёрдости наплавленного металла и ЗТВ. Практическая ценность. Доказана возможность повышения твёрдости наплавленного металл и ЗТВ за счёт применения колебаний сварочной ванны данного амплитудно-частотного диапазона. Определены значения амплитуды и частоты колебаний при оптимальных значениях силы тока и скорости наплавки, позволяющие получить максимальное значение твёрдости. UK: Актуальність роботи. Використання механічних гармонійних коливань зварювальної ванни або інструменту є недорогим і досить простим засобом формування бажаного ступеня дисперсності структури, а й, відповідно, міцності наплавленого металу. Можливість по-різному прикладати коливання щодо осі наплавлення (зварювання) дозволяє формувати зварювальний шов або наплавлюваемій валик з певною анізотропією механічних властивостей у заданому напрямку. Дослідженню формування мікроструктури в умовах періодичного впливу на розплав присвячена велика кількість робіт. Однак дослідження стосуються здебільшого вивчення впливу коливань із значеннями частоти значно більшими 5 Гц й значеннями амплітуди від декількох мікрон до 2–3 мм. Досліджується можливість впливу на величину твердості наплавленого металу і металу зони термічного впливу (ЗТВ) завдяки коливанням розплаву зварювальної ванни з частотним діапазоном 2,5–4,5 Гц і амплітудним діапазоном 3–7 мм. Мета роботи – отримання кількісних залежностей, що визначають величину твердості наплавленого металу і металу ЗТВ як функцію від параметрів технологічного і коливального режимів. Методи дослідження. Для досліджень зразки були підготовлені і відполіровані до 14 ступеня чистоти за ДСТУ 25593-83. Наплавлення проводилося легованим дротом у середовищі вуглекислого газу, де зварювальний зразок був з вуглецевої сталі типу Ст3. Твердість за Віккерсом визначалася за допомогою твердоміра LECO M-400 з навантаженням індентером 1 кг згідно з ДСТУ ISO 6507-1: 2007. Результати вимірювань оброблялися методом регресійного аналізу за допомогою програмних пакетів STATISTICA 12 і PTC Mathcad Prime 3.1. Результати. Отримано регресійні моделі залежності величини твердості наплавленого металу і металу ЗТВ від сили струму і швидкості наплавлення, амплітуди і частоти гармонійних коливань зварювальної ванни. За отриманими моделям побудовані контурні графіки залежності величини твердості від амплітудно-частотних характеристик коливань. Наведено варіант прогнозу отримання максимальної твердості наплавленого металу і металу ЗТВ при струмі наплавлення 125 А і швидкості наплавлення 14 м/ч. Наукова новизна. Були проведені експерименти з наплавлення зразків при різних коливальних режимах зварювальної ванни, що здійснювалися за допомогою застосування програмованого крокового двигуна. Побудовано емпіричні залежності впливу величин струму і швидкості наплавлення, частоти і амплітуди коливань певного діапазону на величину твердості наплавленого металу і ЗТВ. Практична цінність. Доведено можливість підвищення твердості наплавленого металу і ЗТВ за рахунок застосування коливань зварювальної ванни цього амплітудно-частотного діапазону. Визначено значення амплітуди і частоти коливань при оптимальних значеннях сили струму і швидкості наплавлення, що дозволяють отримати максимальне значення твердості. EN: Work rele vance. The using of mechanical harmonic oscillations of welding pool or tool are inexpensive and quite simple procedure formation desirable degree of dispersion structure it means weld metal strength. Possibility of oscillations differently applied relative of the surfacing (welding) process axis lets welding seam or surfacing bead formation with certain anizotropy of mechanical properties in given direction. Many works have dedicated of researches of microstructure formation by conditions of periodic action on weld melt. However, the most part of it are devoted mostly researching to influence oscillations with frequency much superior value of 5 Hz and amplitude value range from some microns to 2–3 mm. Purpose of work is getting quantity dependencies which defining hardness value of weld metal and metal of HAZ as a function of technological and oscillations modes parameters. Research methods. For researchers the samples have had prepared and polished to #8 Mirror Finish by ISO (ГОСТ 25593 – 83). The surfacing process in CO2 protection environment had has carried out by alloy wire named G3Si1 by EN 13479 ISO 143341 (ТУ У 322-4-392-96) which diameter 1.2 mm. Base metal was common quality carbon steel type Е 235-С by ISO 630:1995, ISO 1052:1982 (ДСТУ 2651:2005). Measurement of hardness (by Vickers) had carried out on hardness tester named LECO M-400 under indenter load 1 kg by ISO 6507-1:2007 (ДСТУ ISO 6507-1:2007). Research resultants had treatment by regression analysis methods with application of analytics software package STATISTICA 12 and engineering math software PTC Mathcad Prime 3.1. Results. Regressive models of hardness value as function magnitudes arc current, the surfacing process velocity, amplitude and frequency oscillations have received. Contour plots of depend of hardness value from amplitude and frequency magnitudes were created. Variant of predict of the receiving maximum value hardness weld metal and metal of HAZ at arc current 125 A and the surfacing process speed 14 m/h are presented. Scientific novelty. The experiments were carried out with different amplitude and frequency values which were given through programming step motor. Empirical depends of influence of technological and oscillation modes parameters of certain range on weld metal hardness and metal HAZ hardness values are created. Practical value. An increase possibility of hardness values of weld metal and metal of HAZ due to use weld pool oscillations with frequency value range 2.5–4.5 Hz and amplitude value range 3–7 mm was proven. The magnitudes of amplitude and frequency permitting receives maximum hardness values at optimal values of arc current and the surfacing velocity were obtained.Item Особенности упрочнения сварных швов шариками в магнитном поле при ремонте лопаток вентилятора и компрессора из титановых сплавов(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Пухальская Гульнара Викторовна; Петрик, И. А.; Селиверстов, А. Г.; Николаев, Н. И.; Степанова, Любовь Петровна; Пухальська, Гульнара Вікторівна; Петрик, І. А.; Селіверстов, О. Г.; Ніколаєв, М. І.; Степанова, Любов Петрівна; Pukhal’skaya, G.; Petrik, I.; Seliverstov, O.; Nikolaiev, M.; Stepanova, L.RUS: Цель работы. Исследовать влияние упрочнения шариками в магнитном поле на усталостную прочность (предел выносливости) сварных швов в титановых сплавах. Методы исследования. Исследования проводили на образцах из титанового сплава ВТ3-1, изготовленных по технологии, приближенной к технологии изготовления лопаток. Определение предела выносливости сварных образцов без упрочнения и сварных, обработанных шариками в магнитном поле, проводили ускоренным методом на базе N = 2107 циклов с последующим пересчетом с применением коэффициента α = 0,8 на базу N = 108 циклов [3]. Испытания проводились таким образом, чтобы ось сварного шва находилась в зоне действия максимальных напряжений. Фрактографические исследования проводили на микроскопе STEMI 2000-C фирмы КАРЛ ZEISS. Замеры твердости проводились на микротвердомере LECO LM-248AT, оснащенном системой автом атичес кого измерения твердос ти АМН-43 в соответствии с [6]. Полученные результаты. Анализ полученных результатов показывает, что обработка шариками в магнитном поле повышает предел выносливости сварных образцов на 19%. Разрушения при испытаниях на усталость исходных сварных и сварных, упрочненных шариками в магнитном поле образцов, происходит по месту расположения сварного шва. В околошовной зоне, характеризующейся снижением механических свойств, разрушений при испытаниях на усталость не выявлено. Фрактографический анализ разрушенных образцов показал, что изломы имеют усталостный характер, разрушение происходит по хрупкому механизму. Отличительной особенностью является наличие пор диаметром от 0,05 до 0,15 мм, в большинстве случаев они располагаются в районе очага разрушения. Научная новизна. Установлено, что упрочнение шариками в магнитном поле приводит к повышению усталостной прочности сварных швов. В сварных швах при сварке деталей из титановых сплавов могут образовываться поры. При расположении шва в зоне действия наибольших напряжений, поры могут способствовать снижению усталостной прочности. Практическая ценность. Установлено, что обработка шариками в магнитном поле не приводит к охрупчиванию сварного шва и повышает усталостную прочность сварных образцов, что позволяет рассматривать упрочнение шариками в магнитном поле применительно к ремонту ответственных деталей ГТД, в том числе лопаток вентилятора. UK: Мета роботи. Дослідити вплив зміцнення кульками в магнітному полі на втомну міцність (границю витривалості) зварних швів у титанових сплавах. Методи дослідження. Дослідження проводили на зразках з титанового сплаву ВТ3-1, виготовлених за технологією, наближеною до технології виготовлення лопаток. Визначення границі витривалості зварних зразків без зміцнення і зварних, оброблених кульками в магнітному полі, проводили прискореним методом на базі N = 2107 циклів з подальшим перерахунком із застосуванням коефіцієнта α = 0,8 на базу N = 108 циклів [3]. Випробування проводилися таким чином, щоб вісь зварного шва знаходилась у зоні дії максимальних напружень. Фрактографічне дослідження проводили на мікроскопі STEMI 2000-C фірми КАРЛ ZEISS. Виміри твердості проводилися на мікротвердомірі LECO LM-248AT, оснащеному системою автоматичного вимірювання твердості АМН-43 відповідно до [6]. Отримані результати. Аналіз отриманих результатів показує, що обробка кульками в магнітному полі підвищує границю витривалості зварних зразків на 19 %. Руйнування при випробуваннях на втому вихідних зварних і зварних зразків, зміцнених кульками в магнітному полі, відбувається в зоні розташування зварного шва. В навколошовній зоні, яка характеризується зниженням механічних властивостей, руйнувань при випробуваннях на втому не виявлено. Фрактографічний аналіз зруйнованих зразків показав, що злами мають втомний характер, руйнування відбувається за крихким механізмом. Відмінною особливістю є наявність пор діаметром від 0,05 до 0,15 мм, у більшості випадків вони розташовуються в районі джерела руйнування. Наукова новизна. Встановлено, що зміцнення кульками в магнітному полі приводить до підвищення втомної міцності зварних швів. У зварних швах при зварюванні деталей з титанових сплавів можуть утворюватися пори. При розташуванні шва в зоні дії найбільших напружень пори можуть сприяти зниженню втомної міцності. Практична цінність. Встановлено, що обробка кульками в магнітному полі не призводить до окрихчування зварного шва і підвищує втомну міцність зварних зразків, що дозволяє розглядати зміцнення кульками в магнітному полі стосовно ремонту відповідальних деталей ГТД, у тому числі лопаток вентилятора. EN: Objective. Investigate the effect of hardening by balls in a magnetic field on the fatigue strength (endurance limit) of welds in titanium alloys. Research methods. The studies were carried out on samples of VT3-1 titanium alloy manufactured using a technology close to the technology of manufacturing the blades. The endurance limit of welded specimens without hardening and welded treated with balls in a magnetic field was determined by the accelerated method based on N = 2107 cycles, followed by recalculation using the coefficient α = 0,8 to the base N = 108 cycles [3]. The tests were carried out so that the axis of the weld was in the zone of maximum stress. Fractographic studies were performed on a STEMI 2000-C microscope from KARL ZEISS. Hardness measurements were carried out on a LECO LM-248AT microhardness meter equipped with an automatic hardness measurement system AMN-43 in accordance with [6]. Obtained results. An analysis of the results shows that treating with balls in a magnetic field increases the endurance limit of welded samples by 19 %. Damage during fatigue tests of the original welded and welded, hardened by balls in the magnetic field of the samples, occurs at the location of the weld. In the heat-affected zone, characterized by a decrease in mechanical properties, no damage during fatigue testing was detected. A fracto-graphic analysis of the destroyed samples showed that the fractures are fatigue-like, fracture occurs by a brittle mechanism. A distinctive feature is the presence of pores with a diameter of 0,05 to 0,15 mm, in most cases they are located in the area of the fracture focus. Scientific novelty. It was found that hardening by balls in a magnetic field leads to an increase in the fatigue strength of welds. In welding seams, pores may form during welding of titanium alloy parts. When the seam is located in the zone of action of the highest stresses, the pores can help reduce fatigue strength. Practical value. It was established that processing by balls in a magnetic field does not lead to embrittlement of the weld and increases the fatigue strength of welded samples, which allows considering the hardening by balls in a magnetic field as applied to the repair of critical parts of a gas turbine engine, including fan blades.Item Дослідження та оцінка термоциклічної стійкості плазмових ущільнюючих покриттів для вузлів газотурбінних установок(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Лебедєв, В. О.; Дубовий, О. М.; Лой, С. А.; Lebedev, V.; Dubovyi, O.; Loi, S.UK: Актуальність роботи. Одним з раціональних способів підвищення зносостійкості деталей машин є локальний захист ділянок підвищеного зносу елементами зі зносостійких матеріалів. Таку захисну структуру можна забезпечити попереднім нанесенням покриттів за допомогою плазмового напилювання. Це зокрема, стосується плазмового ущільнюючого покриття вузлів газотурбінних установок, які, наприклад, використовуються в складі суднового обладнання. При цьому зазначені вузли неминуче піддаються впливу досить високих температур, зокрема термоудару, що може призвести до руйнування покриття. У зв’язку з цим робота спрямована на пошук рішення актуального науково-практичного завданн я – отримання ущільнюючих покриттів, виконаних плазмовим напилюванням, стійких до термоудару та аналіз умов експлуатації ущільнюючих покриттів для оцінювання їх впливу на напилений шар. Мета роботи – визначення термічної стійкості ущільнюючих покритті, в тому числі при термоциклічних випробуваннях на газодинамічному стенді, та оцінка впливу умов експлуатації на мікроструктуру і фазовий склад напиленого шару. Методи дослідження. Для дослідження мікроструктури використана оптична і растрова електронна мікроскопія. Твердість зразків вимірювали за допомогою твердоміра Віккерса. Використовувалась розроблена установка для визначення стійкості покриття до теплозмін. Проводився ренгенофазовий аналіз. Результати. Запропоновані ущільнення на основі самофлюсуючогося сплаву ПГ-10К-01 з добавками твердих змащень С(Ni) і BN(Ni) можуть працювати за температур до 1000...1050 °С, що відповідає умовам в продуктах згоряння палива ДС. У результаті випробувань встановлено, що два варіанти розроблених ущільнень ПГ-10К-01+20 %C(Ni) і ПГ-10К-01+20 %BN(Ni) за корозійно-ерозійною і термічною стійкыстю перевершує серійне осередкове (стільникове) ущільнення з серійним наповнювачем УМ-16П. Наукова новизна. Уперше проведено комплексне дослідження та оцінка термоциклічної стійкості на термоудар ущільнюючих покриттів, виконаних плазмовим напиленням вузлів газотурбінних агрегатів. Встановлено, що в структурі яка напилена з цілеспрямованим вибором складових ПГ-10К-01+20 %C(Ni) і ПГ-10К-01+20 %BN(Ni) за корозійно-ерозійною і термічною стійкыстю перевершує серійне осередкове (стільникове) ущільнення з наповнювачем УМ-16Пта 20Б. Практична цінність. Показана принципова можливість заміни плазмового напилювання в контрольованій атмосфері плазмовим напиленням спеціально обраними складовими на повітрі, що дає суттєві технічні та технологічні переваги. Запропоновані модернізовані типи ущільнюючих покриттів, які суттєво переважають ті, що застосовувалися до сьогодні. EN: Relevance of work. One of the rational ways to increase the wear resistance of machine parts is to protect the areas of high wear with elements made of wear-resistant materials. Such a protective structure can be provided by pre-coating with a plasma spray. This applies in particular to plasma sealing units of gas turbine units, for example used in shipboard equipment. In this case, these units are inevitably exposed to sufficiently high temperatures, in particular thermal shock, which can lead to the destruction of the coating. In this regard, the work is aimed at finding a solution to the current scientific and practical problem - obtaining sealing coatings made by plasma spraying, heat-resistant and analysis of operating conditions of sealing coatings to assess their impact on the deposited layer. The purpose of the work is to determine the thermal stability of the sealing coatings, including in thermocyclic tests at the gas-dynamic stand, and to evaluate the effect of operating conditions on the microstructure and phase composition of the deposited layer. Research methods. Optical and scanning electron microscopy were used to study the microstructure. The hardness of the specimens was measured using a Vickers hardness tester. The developed installation was used to determine the resistance of the coating to heat changes. X-ray phase analysis was performed. Results The proposed seals based on self-fluxing alloy PG-10K-01 with the addition of solid lubricants C (Ni) and BN (Ni) can operate at temperatures up to 1000 ... 1050 ° C, which corresponds to the conditions in the combustion products of DS fuel. As a result of tests it is established that two variants of developed seals PG-10K-01-20% C (Ni) and PG-10K-01-20% BN (Ni) in terms of corrosion - erosion and thermal stability exceed serial mass (cell) seal with serial filler UM-16P. Scientific novelty.For the first time, a comprehensive study and evaluation of thermocyclic resistance to thermal shock of sealing coatings made by plasma spraying of units of gas turbine units were carried out. It is established that in the structure which is sprayed with purposeful choice of components PG-10K-01 + 20% C (Ni) and PG-10K-01 + +20% BN (Ni) in terms of corrosion-erosion and thermal stability exceeds the serial cellular (cellular) ) seals with filler UM-16Pta 20B. Practical value.The principle of plasma sputtering in a controlled atmosphere can be replaced by a plasma spraying of specially selected components in the air, which gives significant technical and technological advantages. Upgraded types of sealing coatings are proposed that are substantially superior to those used to date.Item Повышение долговечности дисков компрессоров ГТД из титановых сплавов обработкой в псевдоожиженном слое абразива(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Качан, Алексей Яковлевич; Уланов, Сергей Александрович; Качан, Олексій Якович; Уланов, Сергій Олександрович; Kachan, A.; Ulanov, S.RUS: Цель работы. Повышение долговечности дисков компрессоров ГТД из титановых сплавов обработкой в псевдоожиженном слое абразива. Методы и оборудование для исследования. Исследования проводились на дисках I ступени КНД из титан ового сплава ВТ 3-1 и дис ках IV и V ступеней КВД из тит анового сплава ВТ-9 авиационного двигателя Д-36. При изготовлении дисков компрессоров применялись технологические методы: ультразвуковое упрочнение (УЗУ) и обработка в псевдоожиженном слое абразива (ПСА). УЗУ выполнялось на серийной установке АО «Мотор Сич», а обработка в ПСА – на установке АПС-600А. Испытание дисков до и после обработки проводилось на специальном электрогидравлическом стенде с многоосной системой нагружения с применением приспособления с воспроизведением радиального и окружного напряжений в основании межпазового выступа. Испытание проводилось при температуре образцов 390 °С и 430 °С. Для измерения длины трещин и времени их появления в пазах, диски контролировали методом ЛЮМ-1-ОВ, а также с помощью микроскопа МПБ-2 и катетометра КМ-8. Полученные результаты. Установлено, что для диска I ступени КНД из титанового сплава ВТ3-1 сочетание увеличения радиуса выкружки с последующей обработкой в ПСА повышает их долговечность до появления трещины в 6 раз, а живучесть диска с трещиной – в 5,5 раз. Живучесть диска составляет от 41 % до 77,8 % от полной долговечности. Обработка дисков компрессора из титанового сплава ВТ-9 в ПСА создает в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия с максимальной величиной до 300 МПа. Испытание дисков I ступени КНД показало, что частота и форма диска влияют как на долговечность до появления трещины, так и на долговечность до разрушения дисков во всем исследованном диапазоне частот нагружения от 0,01 Гц до 1,0 Гц. Испытания дисков IV и V ступеней КВД из титанового сплава ВТ-9 показали, что изменение температуры с 390 °С до 430 °С существенного влияния на изменение долговечности не оказывает. Введение выдержки в цикл нагружения существенно влияет на малоцикловую усталость дисков компрессора. Увеличение времени выдержки до 60 с при тех же условиях нагружения снизило долговечность натурных образцов в 10 раз. Научная новизна. Показано, что обработка дисков компрессора из титановых сплавов в ПСА повышает их циклическую долговечность в 5…6 раз по сравнению с их обработкой по серийной технологии. Практическая ценность. Предложена технологическая схема и отработаны режимы обработки дисков компрессора в ПСА, обеспечивающие повышение долговечности в 5…6 раз по сравнению с серийной технологией. UK: Мета роботи. Підвищення довговічності дисків компресорів ГТД із титанових сплавів обробкою в псевдозрідженому шарі абразиву. Методи і устаткування для дослідження. Дослідження проводилися на дисках I ступеня КНТ із титанового сплаву ВТ3-1 і дисках IV і V ступенів КВТ із титанового сплаву ВТ-9 авіаційного двигуна Д-36. При виготовленні дисків компресорів застосовувалися технологічні методи:ультразвукове зміцнення (УЗЗ) і обробка в псевдозрідженому шарі абразиву (ПЗА). УЗЗ виконувалося на серійній установці АТ «Мотор Січ», а обробка в ПЗА – на установці АПС-600А. Випробування дисків до та після обробки проводилося на спеціальному електрогідравлічному стенді із багатовісною системою навантаження із застосуванням пристосування з відтворенням радіальної і окружної напруг у основі міжпазового виступу. Випробування проводилося при температурі зразків 390°С та 430°С. Для вимірювання довжини тріщин і часу їхньої появи в пазах диски контролювали методом ЛЮМ-1- ОВ, а також за допомогою мікроскопа МПБ-2 і катетометра КМ-8. Отримані результати. Установлено, що для дисків I ступеня КНТ із титанового сплаву ВТ3-1 сполучання збільшення радіуса викружки із подальшою обробкою в ПЗА підвищує їх довговічність до появи тріщини у 6 разів, а живучість дисків із тріщиною – у 5,5 разів. Живучість диска становить від 41% до 77,8% від повної довговічності. Обробка дисків компресора з титанового сплаву ВТ-9 у ПЗА створює в поверхневому шарі залишкові напруги стиску із максимальною величиною до 300 МПа. Випробування дисків I ступеня КНТ показало, що частота і фо рм а диска впливають як на довговічність до появи тріщини, так і на довговічність до руйнування дисків у всьому дослідженому діапазоні частот навантаження від 0,01 Гц до 1,0 Гц. Випробування дисків IV і V ступенів КВТ із титанового сплаву ВТ-9 показали, що зміна температури з 390°С до 430°С істотно не впливає на зміну довговічності. Введення витримки у цикл навантаження істотно впливає на малоциклову утомленість дисків компресора. Збільшення часу витримки до 60 с при тих самих умовах навантаження знизило довговічність натурних зразків у 10 разів. Наукова новизна. Показано, що обробка дисків компресора із титанових сплавів у ПЗА підвищує їхню циклічну довговічність у 5...6 разів порівняно з їхньою обробкою за серійною технологією. Практична цінність. Запропоновано технологічну схему і відпрацьовано режими обробки дисків компресора в ПЗА, що забезпечують підвищення довговічності у 5...6 разів порівняно із серійною технологією. EN: Purpose. Increasing fatigue life of GTE compressor disks made of titanium alloys by discs treatment in the fluidized abrasive bed. Investigation methods and equipment. The investigations were carried out using LPC stage I discs of ВТ3-1 alloy and HPC stages IV and V discs made of ВТ-9 titanium alloy of Д-36 aircraft engine. In the process of discs manufacture the following manufacturing methods were used: ultrasonic hardening and treatment in the fluidized abrasive bed. The ultrasonic hardening was carried out using Motor Sich serial installation and the fluidized abrasive bed treatment – using the АПС-600А installation. The discs were tested before and after the treatment on a special electrohydraulic test bench with a multi-axis loading system using a fixture reproducing radial and circumferential stresses at the base of an inter-slot projection. The testing was carried out at specimens temperature of 390 °С and 430 °С. For measuring the length of cracks and the time of their occurrence in the slots, the discs were inspected by ЛЮМ-1-ОВ method ant using the МПБ-2 microscope and КМ-8 cathetometer. Obtained results. It has been established that for LPC stage I discs made of ВТ3-1 alloy the increased fillet radius combined with subsequent treatment in the fluidized abrasive bed increases fatigue life of the discs by 6 times before crack occurrence, and increases durability of the disc with a crack by 5.5 times. Durability of a disc is within 41 % to 77.8 % of their total fatigue life . Treatment of the compressor dics made of ВТ-9 titanium alloy in the fluidized abrasive bed creates residual compression strain up to 300 MPa in the surface layer. Testing of the LPC stage 1 discs showed that frequency and shape of the discs effect both fatigue life prior to a crack occurrence and durability prior to discs destruction within the entire investigated loading frequency range of 0.01 Hz to 1.0 Hz. Testing of HPC stages IV and V discs of ВТ-9 titanium alloy showed that temperature variation within 390 °С to 430 °С did not contribute significantly to the fatigue life change. Introduction of endurance into the loading cycle has a considerable effect on the low-endurance fatigue of the compressor discs. Increase of the soak time up to 60 seconds under the same loading conditions decreased fatigue life of the full-scale specimens by 10 times. Scientific novelty. It was demonstrated that treatment of the compressor disks made of titanium alloys in the fluidized abrasive bed increases their cyclic life by 5 to 6 times in comparison with their treatment in accordance with serial technology. Practical effect. A process sheet was proposed and the modes of compressor discs treatment in the fluidized abrasive layer were developed that provide increase of the fatigue life by 5 to 6 times as compared with a serial technology.Item Вплив складу суміші, що насичує, на формування структури та властивостей дифузійного титанованого шару на сірому чавуні(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Кондрашова, С. Г.; Саприкін, Є. В.; Наумик, Валерій Владиленович; Kondrashova, S.; Saprykin, Ye.; Naumyk, V.UK: Мета роботи. Вивчення впливу складу суміші, що насичує, на процеси поверхневого дифузійного насичення сірого чавуну. Методи дослідження. Мікроструктурні дослідження поверхневого шару сірого чавуну, отриманого з використанням сумішей, що насичують, з різними активаторами та їх відсоткового вмісту. Отримання математичних моделей відповідно до методики симплексно-гратчастого планування експерименту, що відображають залежність глибини дифузійного шару, корозійної стійкості, окислення, коефіцієнта відносної зносостійкості від складу суміші, що насичує. Аналіз отриманих залежностей. Отримані результати. На основі проведених досліджень встановлено, що при дифузійному титануванні для підвищення корозійної стійкості дифузійного шару в суміш, що насичує, необхідно вводити активатори NH4Cl та NH4F у кількості 10–13 %. Введення в суміш активаторів NH4Cl та NH4F , що насичує, при дифузійному титануванні в межах 4–6 % забезпечує підвищення окалиностійкості дифузійного титанованного шару в 10–15 разів. Наукова новизна. Встановлено залежності, що характеризують вплив складу суміші, що насичує, на процеси дифузійного насичення сірого чавуну. Аналізом отриманих діаграми « властивість-склад» підтверджено, що за рахунок розкладання активаторів в процесі титанування йде утворення галогенідів титану, що призводить до появи активних атомів титану, дифундуючих в матеріал, що насичує. Практична цінність. Встановлено що найкращі властивості дифузійного титануванного шару спостерігається при використанні в якості активаторів NH4Cl та NH4F при вмісті їх в суміші, що насичує, від 8 до 13 %. сірий чавун EN: Purpose of work. Studying the influence of the saturating mixture composition on the processes of surface diffusion saturation of gray cast iron. Research methods. Microstructural studies of the surface layer of gray cast iron obtained using saturating mixtures with various activators and their percentage. Obtaining mathematical models in accordance with the methodology of simplex-lattice experimental design, reflecting the dependence of the depth of the diffusion layer, corrosion resistance, oxidation, the coefficient of relative wear resistance on the composition of the saturating mixture. Analysis of the obtained dependencies. Obtained results. Based on the studies, it was found that during diffusion titanium, to increase the corrosion resistance of the diffusion layer in the saturating mixture, it is necessary to introduce activators of NH4Cl NH4F in an amount of 10–13 %. The introduction of NH4Cl NH4F activators into the saturating mixture during diffusion titanation in the range of 4-6% provides an increase in the scale of the diffusion titanium layer by 10–15 times. Scientific novelty. The dependences characterizing the influence of the saturating mixture composition on the diffusion saturation of gray cast iron are established. An analysis of the obtained property-composition diagrams confirms that due to the decomposition of activators during titanation, titanium halides are formed, which leads to the appearance of active titanium atoms diffusing into the saturating material. Practical value. It has been established that the best properties of the diffusion titanated layer are observed when NH4Cl NH4F is used as activator when their content in the saturating mixture is from 8 to 13 %.Item Особливості структуроутворення високохромистих чавунів при виготовленні виливків(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Нетребко, Валерій Володимирович; Netrebko, V.UK: Мета роботи. Дослідження процесів структуроутворення високохромистих чавунів, а саме формування карбідів та металевої основи біля них, а також перерозподіл хрому поміж фазами при охолодженні виливків у формі. Методи дослідження. Аналітичний аналіз публікацій. Металографічний. Мікроструктурний та локальний мікрорентгеноспектральний. Отримані результати. Виявлено, що у процесі кристалізації високохромистих чавунів утворюються фази (карбіди та металева основа) із значною хімічною ліквацією. Встановлено, що після кристалізації під час охолодження виливків у формі відбуваються процеси подібні до термічної обробки, а саме витримка при високих температурах (гомогенізація), відпал (формування вторинних структур). Дослідження усадкових пор виявило карбіди, що не контактували з металевою основою у процесі охолодження, а також металеву основу, що не контактувала з карбідами під час охолодження. За порівняння хімічного складу фаз, що сформувалися у процесі кристалізації із фазами за повного охолодження виливку, встановлено, що вміст Cr в карбідах збільшувався з 36 % до 45 %, а в зонах біля карбів знижувався з 13 % до 8 %. За перерозподілу елементів в металевій основі утворюються зони із різним електрохімічним потенціалом. Наукова новизна. Показано, що карбіди, які утворилися в рідкому стані системи, мали шарувату будову з поступовим зменшенням вмісту хрому від центральних шарів до поверхневих. Це дозволило визначити механізм перерозподілу елементів під час охолодження виливків у формі до вибивки та оптимізувати хімічні склади чавунів для виробів, що експлуатуються без термічної обробки у гідроабразивному середовищі. Практичне значущість. Отримані закономірності структуроутворення високохромистих чавунів можуть бути використані при розробці складів зносостійких чавунів в системі Fe-C-Cr-Mn-Ni для різних умов експлуатації. EN: Purpose. The study of the structure formation processes of high-chromium cast irons, namely the formation of carbides and a metallic base near them, as well as the redistribution of chromium between phases during cooling of casting in the moulds. Research methods. Analytical analysis of publications. Metallographic. Microstructural and local X-ray spectral. Obtained results. It was revealed that phases (carbides and a metallic base) by formed in during of crystalliza¬tion of high-chromium cast irons have significant chemical segregation. It has been established that after crystalli¬zation during the cooling of castings in the mold the during of processes such as the heat treatment at high temper¬atures (homogenization) and annealing (formation of secondary structures) occur. A study of shrinkage pores revealed carbides that did not contact the metal base during cooling, as well as a metal base that did not contact carbides during cooling. Comparison of the chemical composition of phases formed during crystallization with phases formed after complete cooling of the casting showed that the Cr content in carbides increased from 36% to 45%, and in the zones near carbides decreased from 13% to 8%. With the redistribution of elements in a metal base, zones with different electrochemical potential are formed. Scientific novelty. It was shown that carbides formed in the liquid state of the system had a layered structure with a gradual decrease in the chromium content from the central layers to the surface. This made it possible to determine the mechanism of redistribution of elements during cooling in the castings form to knockout and to optimize the chemical compositions of cast irons for products operated without heat treatment in a hydroabrasive medium. Practical value. The obtained patterns of structure formation in high-chromium cast irons can be used in the development of wear-resistant cast iron compositions in the Fe-C-Cr-Mn-Ni system for various operating conditions.Item Ефективність сходинкового старіння сплаву з інтерметалідно-карбідним зміцненням для інструментів гарячого деформування металів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2021) Грабовський, Володимир Якович; Шило, Д. О.; Grabovsky, V.; Shilo, D.UK: Мета роботи. Підвищення твердості та високотемпературної міцності сплаву ХН30ВМЮ зі змішаним інтерметалідно-карбідним зміцненням шляхом використання сходинкового старіння замість одинарного. Методи досліджень. Для пошуку найбільш ефективних режимів сходинкового старіння дослідженого сплаву використана методика математичного планування експерименту. При дослідженні особливостей виділення в сплаві зміцнювальних фаз застосовано метод електронної мікроскопії (вуглецеві репліки). Отримані результати. Визначено найбільш ефективний режим сходинкового старіння сплаву зі змішаним інтерметалідно-карбідним, що забезпечує йому, порівняно з одинарним старінням, зростання твердості і високотемпературної міцності без зниження характеристик пластичності. Наукова новизна. Показано, що для сплаву зі змішаним інтерметалідно-карбідним зміцненням сходинкове старіння, порівняно з одинарним, забезпечує більш значне дисперсійне твердіння. При цьому старіння за схемою НТ + ВТ має переваги порівняно зі схемою ВТ + НТ. Ефективності сходинкового старіння сприяє утворенню частинок фази Лавеса типу Fe2(W, Mo) на попередньо виділених частинках карбіду типу М23С6, як на підкладці. Сходинкове старіння дослідженого сплаву призводить до більшої дисперсності, а отже, і кількості частинок зміцнювальних фаз. Практична ценність. Досягнуто зростання твердості та високотемпературної міцності сплаву ХН30ВМЮ при застосуванні сходинкового старіння замість одинарного, що, забезпечує кращу працездатність виготовленого з нього інструменту для гарячого деформування металів. EN: Purpose. Increasing the hardness and high temperature strength of the ХН30ВМЮ alloy with mixed intermet-alide-carbide hardening by using stepwise aging instead of single. Research methods. To search for the most effective modes of stepwise aging of the investigated alloy, the experi¬mental mathematical planning technique was used. In studying the features of the precipitation in the alloy of the strengthening phases, the electron microscopy method (carbon replicas) was used. Results. The most effective stepwise aging regime has been determined, which provides it, in comparison with single aging, an increase in hardness and high temperature strength without reducing the ductility characteristics. Scientific novelty. It is shown that for alloys with mixed intermetalide-carbide hardening, stepwise aging, in comparison with single, provides more significant dispersion hardening. At the same time, the aging according to the НТ + ВТ scheme has an advantage compared to the ВТ + НТ scheme. The efficiency of step aging is facilitated by the formation of particles of the Laves phase of type Fe2(W,Mo) on previously isolated particles of carbide type M23C6, as on a substrate. The stepwise aging of the investigated alloy leads to greater dispersion, and hence the number, of particles of the strengthening phases. Practical value. An increase in hardness and high-temperature strength of the ХН30ВМЮ alloy was achieved using stepwise aging instead of single, which ensures better performance of the tool for hot deformation of metals made from it.Item Вплив хімічного складу і структурної гетерогенності сплаву 06ХН28МДТ на його механізми пітінгування в оборотних водах(Національний університет «Запорізька політехніка», 2019) Нарівський, Олексій Едуардович; Бєліков, Сергій Борисович; Narivs’kyi, O.; Belikov, S.UK: Мета роботи. Встановити вплив хімічного складу і структури сплаву 06ХН28МДТ на механізми його пітінгуванння в модельних оборотних водах з pH = 4…8 і концентрацією хлоридів 180 мг/л. Методи дослідження. Рентгеноспектральний аналіз на спектрометрі СРМ-25, металографічний аналіз на оптичному мікроскопі . Корозійні втрати металів у пітінгах визначали фотометричним методом. Прямолінійні регресійні залежності між корозійними втратами металів у пітінгах ΔCr, ΔNi, ΔFe та параметрами сплаву визначали регресійним аналізом, методом найменших квадратів . Для визначення впливу параметрів сплаву на механізми його пітінгування використовували раніше встановлені характерні особливості селективного розчинення металів у пітінгах. Отримані результати. Встановлено, що в модельних оборотних водах з pH = 4–6,8 сплав 06ХН28МДТ пітінгує з утворенням стабільних, а з pH = 7 і концентрацією хлоридів 180 мг/л – метастабільних пітінгів. У стабільних пітінгах Cr пришвидшує ΔFe із них, а в метастабільних – навпаки. Це зумовлено напрямком твердофазної дифу зі ї атомів Fe з об’єму сплаву до поверхні стабільних пітінгів та ві д поверхні метастабільних в його об’єм. Тому збільшення вмісту Cr в сплаві сприяє росту стабільних пітінгів та репасивації метастабільних внаслідок зниження інтенсивності їх підростання. Разом з тим виявлено, що чим менші розміри нітридів титану, в околі яких утворюються пітінги, то нижчі ΔFe у метастабільних та стабільних пітінгах. Це зумовлено меншим ступенем дефектності структури аустеніту в околі невеликих за розміром нітридів титану. Наукова новизна. Cr сприяє росту твердофазної дифузії атомів Fe до поверхні стабільних та від поверхні метастабільних пітінгів у об’єм сплаву. Це сприяє репасивації метастабільних та, відповідно, підростанню стабільних пітінгів. Збільшення розмірів нітридів титану у сплаві сприяє росту кількості дефектів структури аустеніту в їх околі та підростанню стабільних і метастабільних пітінгів. Постановка завдань. Метою роботи є встановлення впливу хімічного складу і структури сплаву 06ХН28МДТ на механізми його пітінгування на підставі, виявлених характерних особливостей селективного розчинення металів у пітінгах в модельних оборотних водах з pH = 4…8 і концентрацією хлоридів 180 мг/л. Практична цінність. Виробникам теплообмінників рекомендовано застосовувати плавки сплаву 06ХН28МДТ з мінімальним вмістом Cr нітридами титану не більше 5 мкм. EN: Purpose of the work. Determine the influence of chemical composition and structure of 06ХН28МДТ alloy on mechanisms of its pits formation in model return waters with pH = 4... 8 and chloride concentration 180 mg/l. Research methods. X-ray spectral analysis on СРМ-25 spectrometer, metallographic analysis on optical micro¬scope МРР-2Р. Corrosion losses of metals in pittings were determined by photometric analysis of model chloride-containing recycled waters after holding samples therein. Straight-line regression relationships between corrosion losses of metals in pittings ΔCr, ΔNi, ΔFe and alloy parameters were determined by regression analysis by least squares method. In order to determine the influence of alloy parameters on the mechanisms of its pitting formation, previously established characteristic features of selective dissolution of metals in pittings were used. Results obtained. It has been found that in model return waters with pH = 4–6.8 06ХН28МДТ alloy pits to form stable, and with pH = 7 and chloride concentration 180 mg/l – metastable pittings. In stable pittings Cr contributes to the increase of ΔFe from them, and in metastable – vice versa. This is due to the direction of solid-phase diffusion of Fe atoms from the alloy volume to the surface of stable pittings and from the surface of metastable in its volume. Therefore, the increase in Cr content in the alloy contributes to the growth of stable pittings and the repassification of metastable ones due to the decrease in their growth intensity. However, it has been found that the smaller the sizes of titanium nitrides near which pittings are formed, the lower the ΔFe in metastable and stable pittings. This is due to the lower degree of defect of the structure of the alloy austenite solid solution about small titanium nitrides. Scientific novelty. Cr promotes the growth of solid phase diffusion of Fe atoms to the surface of stable and from the surface of metastable pittings into the volume of the 06ХН28МДТ alloy. This promotes the repassification of metasta-ble and, accordingly, the growth of stable pittings. Increasing the size of titanium nitrides in the alloy contributes to increasing the number of austenite structure defects near them and to the growth of stable and metastable pittings. Practical value. Manufacturers of heat exchangers are advised to use 06ХН28МДТ alloy smelts with minimum Cr content, as well as those having titanium nitrides size of not more than 5 mcm.