Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні - 2018, №2
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27629
Browse
Recent Submissions
Item Влияние двойной химико-термической обработки на качество изготовления зубчатых колес вертолетной трансмиссии(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Кравцов, В.В.; Качан, А.Я.; Кравцов, В.В.; Качан, О.Я.; Kravtsov, V.; Kachan, A.RU: Цель работы. Оценка влияния последовательных этапов химико-термической обработки (цементация + азотирование) на качество изготовления зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов. Методы исследования. Микроструктура образцов зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов исследовалась на оптическом металлографическом микроскопе модели «Axio Observer. Dlm» (фирма «Karl Zeis», производитель Германия), оснащенного камерой ARTCAM-300MI (3М pix¬els progressive USB2/0 COLOR CMOS CAMERA); съемка образцов выполнена в отраженном свете по методам светлого поля. Механические свойства образцов зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш после ХТО определялись по стандартной методике при испытании на растяжение по ГОСТ 1497-84 на машине ІNSТRON-8801. Полученные результаты. На основе результатов экспериментальных исследований, показано влияние двойной химико-термической обработки на микротвердость, микроструктуру и механические свойства зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов. Научная новизна. В данной работе экспериментально установлено влияние последовательных этапов (цементация + азотирование) химико-термической обработки на параметры качества контактных поверхностей зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов. Практическая ценность. На основании полученных результатов эксперимента возможно разработать рациональный технологический процесс изготовления зубчатых колес из стали 16Х3НВФМБ-Ш главных вертолетных редукторов, обеспечивающий высокие эксплуатационные характеристики. UK: Мета роботи. Оцінка впливу послідовних етапів хіміко-термічної обробки (цементація + азотування) на якість виготовлення зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів. Методи дослідження. Мікроструктура зразків зубчатих коліс із сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертольотних редукторів досліджувалась на оптичному металографічному мікроскопі моделі «Axio Observer. Dlm» (фірма «Karl Zeis», виробник Німеччина), оснащеного камерою ARTCAM-300MI (3М pixels progres¬sive USB2/0 COLOR CMOS CAMERA); зйомка зразків виконана у відбитому світлі за методами світлого поля. Механічні властивості зразків зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш після ХТО визначалися за стандартною методикою при випробуванні на розтягування за ГОСТ 1497-84 на машині ІNSТRON-8801. Отримані результати. На основі результатів експериментальних досліджень, показано вплив подвійної хіміко-термічної обробки на мікротвердість, мікроструктуру та механічні властивості зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів. Наукова новизна. Експериментально встановлено влив послідовних етапів (цементація + азотування) хіміко-термічної обробки на параметри якості контактних поверхонь зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів. Практична цінність. На основі отриманих результатів експерименту можливо розробити раціональний технологічний процес виготовлення зубчатих коліс зі сталі 16Х3НВФМБ-Ш головних вертолітних редукторів, який забезпечує високі експлуатаційні характеристики. EN: Purpose. Influence estimation of consecutive stages of chemical-thermal treatment (cementation + nitriding) on the manufacture quality of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes. Research methods . Models microstructure of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes had been researched on the optical metallographic microscope «Axio Observer. Dlm» («Karl Zeis», made in Germany), equipped with ARTCAM-300MI camera (3М pixels progressive USB2/0 COLOR CMOS CAMERA); shooting of models is executed in the reflected light by methods of the light field. Mechanical properties of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш were determined after chemical-thermal treatment according to standard procedure by tensile test according to GOST 1497-84 on the ІNSТRON-8801 machine. Results. Based on the results of experimental studies, it is shown the influence of double chemical-thermal treatment on microhardness, microstructure and mechanical properties of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Шof helicopter main gearboxes. Scientific novelty. It was experimentally established the influence of consecutive stages (cementation + nitriding) of chemical-thermal treatment on parameters of contact surfaces quality of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes. Practical value. On the basis of the received results of experiment it is possible to develop the rational processing of manufacturing of gear wheels from steel 16Х3НВФМБ-Ш of helicopter main gearboxes providing high operational characteristics.Item Получение заготовок запорного клапана из стали 08Х18Н10Т методом электрошлаковой выплавки с дополнительным подогревом расходуемого электрода (ЭШВ+ДП)(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Билоник, И.М.; Давидченко, С.В.; Билоник, Д.И.; Шумикин, С.А.; Кононенко, А.В.; Білоник, І.М.; Давидченко, С.В.; Білоник, Д.І.; Шумикін, С.О.; Кононенко, А.В.; Bilonik, I.; Davidchenco, S.; Bilonik, D.; Shumіkin, S.; Kononov, A.RU: Цель работы. Получить методом электрошлаковой выплавки с дополнительным плазменно-дуговым подогревом расходуемого электрода (ЭШВ+ДП) заготовку клапана из стали 08Х18Н10Т. Определить параметры процесса и исследовать качество литого металла заготовки клапана. Методы исследования. Электронная фиксация технологических параметров плавки (ток, напряжение, скорость подачи электрода, расход электроэнергии). Макро- и микроанализ структуры отливки. Металлографический метод определения объемной доли неметаллических включений. Механические испытания. Полученные результаты. Установлено, что дополнительный плазменно-дуговой подогрев расходуемого электрода во время электрошлаковой выплавки позволяет увеличить допустимую скорость наплавления слитка до 20 %, снизить при этом удельный расход электроэнергии на 15–17 %. Качество металла полученной заготовки клапана полнстью отвечает требованиям ГОСТ 5632-72, ГОСТ 25054-81. Научная новизна. Впервые показана возможность повышения технико-экономических показателей электрошлакового процесса при сохранении свойств качества металла. Способ ЭШВ+ДП защищен авторским свидетельством. Практическое значение. На основании приведенных в статье данных можно значительно расширить сферу применения технологии ЭШВ+ДП для получения широкой номенклатуры деталей. UK: Мета роботи. Отримати методом електрошлакової виплавки з додатковим плазмово-дуговим підігрівом електрода, що витрачається, (ЕШВ + ДП) заготовку клапана зі сталі 08Х18Н10Т. Визначити параметри процесу і дослідити якість литого металу заготовки клапана. Методи дослідження. Електронна фіксація технологічних параметрів плавки (струм, напруга, швидкість подачі електрода, витрата електроенергії). Макро- і мікроаналіз структури виливки. Металографічний метод визначення об’ємної частки неметалічних включень. Механічні випробування. Отримані результати. Встановлено, що додатковий плазмово-дуговий підігрів електрода,що витрачається, під час електрошлакової виплавки дозволяє збільшити допустиму швидкість наплавлення злитка до 20 %, знизити при цьому питому витрату електроенергії на 15–17 %. Якість металу отриманої заготовки клапана повністю відповідає вимогам ГОСТ 5632-72, ГОСТ 25054-81. Наукова новизна. Вперше показана можливість підвищення техніко-економічних показників електрошлакового процесу при збереженні властивостей якості металу. Спосіб ЕШВ + ДП захищений авторським свідоцтвом. Практичне значення. На підставі наведених у статті даних можна значно розширити сферу застосування технології ЕШВ + ДП для отримання широкої номенклатури деталей. EN: Purpose. To obtain by the method of electroslag smelting with additional plasma-arc heating of the consumable electrode (ESS + AH) billet of valve from steel 08Х18Н10Т. Determine the process parameters and examine the quality of the cast metal billets of valve. Research methods. Electronic fixation of melting technological parameters (current, voltage, electrode feed rate, power consumption). Macro and microanalysis of the casting structure. Metallographic method for determining the volume fraction of non-metallic inclusions. Mechanical testing. Results. It was established that additional plasma-arc heating of the consumable electrode during electroslag smelting can increase the allowable fusion rate of the ingot to 20 %, while reducing the specific power consumption by 15–17 %.The quality of the metal obtained billet of valve fully meets the requirements of GOST 5632-72, GOST 25054-81. Scientific novelty. For the first time, the possibility of improving the technical and economic indicators of the electroslag process while maintaining the quality properties of the metal is shown. The way ESS + AH is protected by copyright certificate. Practical meaning. Based on the data provided in the article, it is possible significantly expand the scope of application of ESS + AH technology to obtain a wide range of parts.Item Оптимізація складу ливарного жароміцного нікелевого сплаву для виготовлення литих робочих лопаток методом спрямованої (моно) кристалізації для перспективних газових турбін(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Гайдук, С.В.; Мілонін, Є.В.; Наумик, В.В.; Гайдук, С.В.; Милонин, Е.В.; Наумик, В.В.; Gaiduk, S.; Milonin, Ye.; Naumik, V.UK: Мета роботи. Розробка складу жароміцного нікелевого сплаву, що не містить реній для виготовлення литих робочих лопаток методом спрямованої (моно) кристалізації. Сплав повинен мати підвищену структурну стабільність, при збереженні рівня механічних, антикорозійних і жароміцних властивостей і значному зниженні вартості. Методи дослідження. Для оцінки структурної та фазової стабільності жароміцних нікелевих сплавів застосовували різні розрахункові методи: « Δ Е-метод» оцінки збалансованості хімічного складу сплавів за величиною параметра дисбалансу системи легування; методи PHACOMP і New PHACOMP – за хімічним складом γ - твердих розчинів; розроблену в ЗНТУ комплексну методику, яка встановлює взаємозв’язок між різними параметрами структурної стабільності. Отримані результати. Розрахунково-аналітичними методами розроблений склад нового економнолегованого жароміцного нікелевого сплаву для виготовлення литих лопаток методом спрямованої (моно) кристалізації, який не містить в своєму складі дорогого імпортного ренію. Наукова новизна. З використанням розрахунково-аналітичних методів розроблений склад жароміцного нікелевого сплаву з підвищеною структурною стабільністю, стійкістю проти високотемпературної корозії і жароміцних властивостей, необхідних для литих монокристалічних виробів. Поліпшення структурної стабільності й підвищення комплексу властивостей розробленого сплаву забезпечується за рахунок збалансованого легування танталом і вольфрамом (по 8,5 % на середньому рівні), при зменшенні вмісту вуглецю, молібдену і кобальту майже в 2 рази, при відсутності в складі найбільш дорогого компонента – ренію . Практична цінність. Розроблений економнолегований жароміцний нікелевий сплав, який не містить у своєму складі дорогого ренію, забезпечує весь необхідний комплекс експлуатаційних властивостей при істотному зниженні вартості, і може бути рекомендований для використання при виготовленні монокристалічних литих лопаток газотурбінних установок наземного базування. RU: Цель работы. Разработка состава жаропрочного никелевого сплава, не содержащего рений, для изготовления литых рабочих лопаток методом направленной (моно) кристаллизации. Сплав должен обладать повышенной структурной стабильностью, при сохранении уровня механических, антикоррозионных и жаропрочных свойств и значительном снижении стоимости. Методы исследования. Для оценки структурной и фазовой стабильности жаропрочных никелевых сплавов применяли различные расчётные методы: «ΔЕ- метод» оценки сбалансированности химического состава сплавов по величине параметра дисбаланса системы легирования; методы PHACOMP и New PHACOMP – по химическому составу γ- твердых растворов; разработанную в ЗНТУ комплексную методику устанавливающую взаимосвязь между различными параметрами структурной стабильности. Полученные результаты. Расчётно-аналитическими методами разработан состав нового эконмнолегированного жаропрочного никелевого сплава для изготовления литых лопаток методом направленной (моно) кристаллизации, который не содержит в своем составе дорогостоящего импортного рения. Научна новизна. С использованием расчётно-аналитических методов разработан состав жаропрочного никелевого сплава с повышенной структурной стабильностью, стойкостью против высокотемпературной коррозии и жаропрочными свойствами необходимыми для литых монокристаллических изделий. Улучшение структурной стабильности и повышения комплекса свойств разработанного сплава обеспечивается за счет сбалансированного легирования танталом и вольфрамом (по 8,5 % на среднем уровне), при уменьшении содержания углерода, молибдена и кобальта почти в 2 раза, при отсутствии в составе наиболее дорогостоящего компонента – рения. Практическая ценность. Разработанный эконмнолегированный жаропрочный никелевый сплав, не содержащий в своём составе дорогостоящего рения, обеспечивает весь необходимый комплекс эксплуатационных свойств, при существенном снижении стоимости, и может быть рекомендован для использования при изготовлении монокристаллических литых лопаток газотурбинных установок наземного базирования. EN: Purpose. Development of the composition of a heat-resistant nickel alloy not containing rhenium for the manufacture of cast working blades by the method of directional (mono) crystallization. The alloy should have increased structural stability, while maintaining the level of mechanical, anti-corrosion and heat-resistant properties and a significant reduction in cost. Research methods. To estimate the structural and phase stability of high-temperature nickel alloys, various calculation methods were used: « ΔE-method» for assessing the balance of the chemical composition of the alloys by the value of the unbalance parameter of the doping system; PHACOMP and New PHACOMP – on the chemical composition of γ- solid solutions; developed in ZNTU complex methodology that establishes the relationship between the various parameters of structural stability. Results. Computing-analytical methods have been used to develop the composition of an economically-alloyed heat-resistant nickel alloy for the manufacture of cast blades by the method of directional (mono) crystallization, which does not contain expensive imported rhenium. Scientific novelty. Using computational and analytical methods, a composition of a heat-resistant nickel alloy with increased structural stability, resistance to high-temperature corrosion, and heat-resistant properties necessary for cast single-crystal products has been developed. Improvement of structural stability and improvement of the complex of properties of the developed alloy is provided by balanced doping with tantalum and tungsten (8.5 % at an average level), at reducing the content of carbon, molybdenum and cobalt by almost 2 times, and absence of the most expensive component in the composition – rhenium. Practical value. The developed economically-alloyed heat-resistant nickel alloy, which does not contain expensive rhenium, provides all the necessary operational properties, with a significant reduction in cost, and can be recommended for use in the manufacture of single-crystal cast blades of land-based gas turbine units.Item Прогнозування температурних інтервалів кристалізації і гомогенізації в монокристалічних жароміцних нікелевих сплавах(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Глотка, О.А.; Гайдук, С.В.; Глотка, А.А.; Гайдук, С.В.; Glotka, O.; Gaiduk, S.UK: Мета роботи. Отримання прогнозувальних регресійних моделей, за допомогою яких можна адекватно розраховувати критичні температури для монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС), без проведення попередніх експериментів. Методи дослідження. Експериментальні значення оброблялися в програмному комплексі Microsoft Office в пакеті EXCEL методом найменших квадратів з отриманням кореляційних залежностей типу «параметр-властивість» з отриманням математичних рівнянь регресійних моделей, які оптимально описують ці залежності, і побудовою ліній трендів. Отримані результати. Проведено моделювання температурних характеристик монокристалічних жароміцних нікелевих сплавів. Наведено співвідношення легувальних елементів і регресійні моделі за допомогою яких можливо прогнозувати ширину температурного інтервалу кристалізації і оптимальну температуру гомогенізації для конкретного сплаву. Наукова новизна. Вперше запропоновано співвідношення Kγ′ і Kγ за допомогою яких можна адекватно прогнозувати температурні характеристики для багатокомпонентних композицій монокристалічних ЖНС. Вперше наведено регресійні моделі для розрахунку критичних температур t п.р, tевт, tS, і tL, які дають можливість прогнозувати температурні інтервали кристалізації і гомогенізації. Практична цінність. Запропоновано ефективне рішення за прогнозування термодинамічної стабільності фаз сплавів, як при розробленні нових складів ЖНС, так і при вдосконаленні відомих промислових марок. RU: Цель работы. Получение прогнозирующих регрессионных моделей, с помощью которых можно адекватно рассчитывать критические температуры монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС), без проведения предварительных экспериментов. Методы исследования. Экспериментальные значения обрабатывались в программном комплексе Microsoft Office в пакете EXCEL методом наименьших квадратов с получением корреляционных зависимостей типа «параметр- свойство» с получением математических уравнений регрессионных моделей, которые оптимально описывают эти зависимости, и построением линий трендов. Полученные результаты. Проведено моделирование температурных характеристик монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов. Приведенные соотношения легирующих элементов и регрессионные модели, с помощью которых возможно прогнозировать ширину температурного интервала кристаллизации и оптимальную температуру гомогенизации для конкретного сплава. Научная новизна. Впервые предложены соотношения Kγ′ и Kγ , с помощью которых можно адекватно прогнозировать температурные характеристики для многокомпонентных композиций монокристаллических ЖНС. Впервые приведены регрессионные модели для расчета критических температур tп.р, tевт, tS, и tL, которые дают возможность прогнозировать температурные интервалы кристаллизации и гомогенизации. Практическая ценность. Предложено эффективное решение по прогнозированию термодинамической стабильности фаз сплавов как при разработке новых составов ЖНС, так и при совершенствовании известных промышленных марок. EN: Purpose. Obtaining predictive regression models with which one can adequately calculate the critical temperatures for monocrystalline nickel-base superalloy without conducting previous experiments. Methods of research. Experimental values were processed in the Microsoft Office program suite in the EXCEL package with the least squares method, with the obtaining of the “parameter-property” correlation dependencies with the obtaining of mathematical equations of regression models that optimally describe these dependencies and the construction of trend lines. Results. The simulation of temperature characteristics of monocrystalline nickel-base superalloy is carried out. The ratios of doping elements and regression models are indicated, with the help of which it is possible to predict the width of the temperature interval of crystallization and the optimum temperature of homogenization for an alloy. Scientific novelty. For the first time, the relations Kγ′ and Kγ are proposed, by which one can adequately predict the temperature characteristics for multicomponent compositions of monocrystalline nickel-base superalloys. For the first time, regression models are presented for calculating critical temperatures tп.р, tевт, tS, and tL which enable to predict temperature intervals of crystallization and homogenization. Practical value. An effective solution is proposed for prediction of thermodynamic stability of alloys phases both in the development of new compositions of nickel-base superalloys, as well as in the improvement of well-known industrial brands.Item Сучасні уявлення про пітінгову корозію корозійнотривких сталей і сплавів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Нарівський, О.Е.; Бєліков, С.Б.; Наривский, О.Э.; Беликов, С.Б.; Narivsky, O.; Belikov, S.UK: Мета роботи. Проаналізувати, систематизувати та узагальнити сучасні уявлення про пітінгову корозію корозійнотривких сталей і сплавів у хлоридовмісних середовищах. Методи досліджень. Аналіз літературних даних згідно з метою роботи, порівняльний аналіз, метод експертних оцінок. Отримані результати. Встановлено, що метастабільні і стабільні пітінги, в основному, зароджуються та розвиваються в околі включень, які є в складі сталей і сплавів. Їх природа та розмір безпосередньо впливають на пітінготривкість цих конструкційних матеріалів. До того ж метастабільні пітінги суттєво впливають на інтенсивність підростання стабільних внаслідок перерозподілу анодних струмів між ними. При цьому, що чим вони більші та вища їх кількість на поверхні сталі або сплаву, то нижче анодні струми в стабільних пітінгах та швидкість їх підростання. Доведено, що в пітінгах метал розчиняється селективно. Внаслідок цього в їх околі протікає твердо фазна дифузія основних компонентів сплаву, що приводить до збагачення поверхні метастабільних пітінгів хромом, а стабільних залізом. Через це метастабільні пітінги репасивуються, а стабільні підростають внаслідок утворення дефектів структури. Враховуючи характерні особливості селективного розчинення металів у метастабільних і стабільних пітінгах, їх ідентифікують за коефіцієнтом селективного розчинення Cr із пітінгів. Зокрема, якщо він менший за одиницю, то сталь або сплав пітінгує з утворенням стабільних пітінгів, а якщо більший, то метастабільних. Виявлено, що хімічний склад сталей і сплавів також визначає їх пітінготривкість у хлоридовмісних середовищах. При цьому найсуттєвіше на неї впливають Cr, Mo, N. Позитивний вплив Cr і Mo на пітінготривкість корозійнотривких сталей і сплавів пов’язують зі змішаними оксидними плівками, які ці хімічні елементи утворюють на їх поверхні. Разом з тим, є дані, що фосфор сприяє сегрегації атомів Mo і Cr, до оксидної плівки і, отже, сприяє росту пітінготривкості цих конструкційних матеріалів у хлоридовмісних середовищах. Водночас Cr сприяє збільшенню розчинності нітрогену в твердому розчині аустеніту, що призводить до утворення в пітінгах комплексу аміаку,який знижує рН корозивного середовища в пітінгах, через що вони репасивуються. Наукова новизна. Метастабільні пітінги зароджуються та розвиваються до їх репасивації, коли катодна реакція в їх околі на поверхні сталі або сплаву протікає за кисневої деполяризації, а стабільні – за кисневої та водневої на її поверхні внаслідок гідратації, розчинених компонентів сплаву в продуктах корозії. Практична цінність. Підприємства, які виробляють теплообмінне обладнання, що працююче в хлоридовмісних оборотних водах, можуть вибирати оптимальні за пітінготривкістю корозійнотривкі сталі і сплави та прогнозувати їх корозійну поведінку. RU: Цель работы. Проанализировать, систематизировать и обобщить современные представления о питтинговой коррозии коррозоннностойких сталей и сплавов в хлоридсодержащих средах. Методы исследований. Анализ литературных данных согласно цели работы, сравнительный анализ, метод экспертных оценок. Полученные результаты. Установлено, что метастабильные и стабильные питтинги в основном,зарождаются и развиваются около включений, которые есть в составе сталей и сплавов. Их природа и размер непосредственно влияют на питингостойкость этих конструкционных материалов. К тому же метастабильные питтинги существенно влияют на интенсивность роста стабильных в результате перераспределения анодных токов между ними. При этом, чем они больше и выше, их количество на поверхности стали или сплава, то ниже анодные токи в стабильных питтингах и скорость их роста. Доказано, что в питтингах металл растворяется селективно. Вследствие этого около них протекает твердофазная диффузия основных компонентов сплава, что способствует обогащению поверхности метастабильных питтингов хромом, а стабильных – железом. Поэтому метастабильные питтинги репасивируются, а стабильные растут в результате образования дефектов структуры. Учитывая характерные особенности селективного растворения металлов в метастабильных и стабильных питтингах, их идентифицируют по коэффициенту селективного растворения Cr из питтинггов. В частности, если он меньше единицы, то стали или сплав коррозируют с образованием стабильных питтингов, а если больше, то – метастабильных. Обнаружено, что химический состав сталей и сплавов также определяет их питтингостойкость в хлоридсодержащих средах. При этом наибольшее влияние на их питтингостойкость оказывают Cr, Mo, N. Поз и ти в н о е влияние Cr и Mo на питтингостойкость сталей и сплавов связывают со смешанными оксидными пленками, которые эти химические элементы образуют на их поверхности. Вместе с тем, имеются сведения, что фосфор способствует сегрегации атомов Mo и Cr к оксидной пленке и, следовательно, способствует росту питтингостойкости этих конструкционных материалов в хлоридсодержащих средах. В то же время Cr способствует увеличению растворимости азота в твердом растворе аустенита, что приводит к образованию в питтингах комплекса аммиака, который снижает рН коррозионной среды в них, что способствует их репасивации. Научная новизна. Метастабильные питтинги зарождаются и развиваются до их репасивации, когда катодная реакция в их окружении на поверхности сталей или сплавов протекает при кислородной деполяризации, а стабильные – при кислородной и водородной на их поверхности в результате гидратации, растворенных компонентов сплава в продуктах коррозии. Практическая ценность. Предприятия, которые производят теплообменное оборудование, работающее в хлоридсодержащих оборотных водах, могут выбирать оптимальные по питтингостойкости коррозионностойкие стали и сплавы и прогнозировать их коррозионное поведение. EN: Purpose. To analyse, systematize and generalize modern representations about a pitting corrosion the alloying steels and alloys in the chloride-contacting environments. Methods of researches. The analysis of literary data according to the work purpose, comparative analysis, method of expert evaluations. Results. In particular, it has been shown that metastable and stable pitings, mainly, originate and develop in the vicinity of inclusions, which are composed of steels and alloys. Their nature and size directly affect the compressive strength of these structural materials. In addition, metastable pitings significantly pour on the intensity of growth of stable due to the redistribution of anode currents between them. At the same time, that they are larger and higher their number on the surface of the steel or alloy, then lower the anode currents in stable sweating and the speed of their growth. It is proved that in pitting metal dissolves selectively. As a result, in their vicinity solid phase diffusion of the main components of the alloy occurs, which leads to enrichment of the surface of metastable pitings with chromium, and stable iron. Because of this, metastable pitings are repatriated, and stable grow as a result of defect formation. Taking into account the characteristic features of selective dissolution of metals in metastable and stable pitings. It is proposed to identify them according to the coefficient of selective dissolution of Cr from pitings. In particular, if it is less than one, then the steel or alloy pits up with the formation of stable pitings, and, if greater, then metastable. It is shown that the chemical composition of steels and alloys also determines their pyrotechnic resis¬tance in chloride-containing media. In this case, the most significant effect belongs C r, Mo, N. The positive influence of Cr and Mo on the compressive strength of corrosion-resistant steels and alloys is associated with mixed oxide films, which these chemical elements form on their surface. However, there is evidence that phosphorus contributes to the segregation of Mo and Cr atoms into the oxide film, and thus contributes to the growth of the compressive strength of these structural materials in chloride-contacting environments. At the same time, Cr contributes to increasing the solubility of nitrogen in a solid solution of austenite, which leads to the formation of ammonia complex in pitings, which reduces the pH of the corrosive medium in the pitting, that is why they are repacivated. Scientific novelty. Metastable pittings originate and develop before they are repaciated, when the cathodic reaction near the surface of steels or alloys occurs during oxygen depolarization, and stable – with oxygen and hydrogen on their surface as a result of hydration, dissolved alloy components in corrosion products. Practical value. The enterprises which make the heat-exchanging equipment working in the chloride-contacting reverse waters can choose optimal alloyed steels and alloys for their pitting resistance and to predict their corrosive behavior.Item Анализ разрушения, микроструктуры и свойств тяжелонагруженных шестерен разных производителей(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Чейлях, А.П.; Були, С.А.; Мак-Мак, Н.Е.; Звонарева, М.И.; Чейлях, Я.А.; Рябикина, М.А.; Чейлях, О.П.; Булі, С.А.; Мак-Мак, Н.Є.; Звонарьова, М.I.; Чейлях, Я.О.; Рябікіна, М.А.; Cheiliakh, O.; Buli, S.; Mak-Mak, N.; Zvonaryova, M.; Cheiliakh, Ya.; Ryabikina, M.RU: Цель работы. Изучение причин, характера разрушения, структурных, механических и эксплуатационных характеристик тяжелонагруженных цементованных шестерен из стали 20Х2Н4А различных фирм-производителей для совершенствования технологии их производства и повышения работоспособности. Для исследования причин разрушения были отобраны отработанные шестерни производства фирмы Joy Global Inc. («Joy») (США), ООО «МАГМА» и Ясиноватского машиностроительного завода («ЯМЗ») (Украина) тяжелонагруженных редукторов горнопроходческих комбайнов, полностью вышедшие из строя, изготовленные из стали 20Х2Н4А после цементации и полного цикла термической обработки. Методы исследования. Макроскопический (ГОСТ10243-75) и микроскопический анализы, спектрографический и квантометрический анализ химического состава по глубине цементованного слоя, измерение твердости по Роквеллу (HRC), микротвердости по глубине слоя (ГОСТ9450-76), испытания механических свойств на растяжение ГОСТ 1497-84, испытания износостойкости трением скольжения металл-металл. Исследованы: характер разрушения, макроструктура, микроструктура шестерен, распределение углерода и микротвердость по глубине цементованного слоя. Проведены сравнительные испытания на изнашивание в условиях сухого трения скольжения. Полученные результаты. Установлено, что причинами выкрашивания активных поверхностей зубьев тяжелонагруженных шестерен горных машин явилась недостаточная прочность цементованного слоя на определенной глубине, а также экстремальные перегрузки элементов зацепления при эксплуатации. Распределение углерода по глубине цементованного слоя шестерен производства «МАГМА» в 1,5 раза превосходит таковое для деталей производства «Joy», что не исключает насыщение последних углеродом и азотом проведением нитроцементации. Микроструктура упрочненных слоев в шестернях производителей «Joy» и «МАГМА» состоит из мелкодисперсного мартенсита, карбидов и остаточного аустенита, соотношение этих фаз изменяется по глубине слоя согласно уменьшению содержания углерода. Механические свойства образцов стали 20Х2Н4А, вырезанных из шестерен указанных производителей, соответствуют требованиям ГОСТ 4353-71. Микроструктура шестерен производства «ЯМЗ» троосто-мартенситная при более крупном зерне (номер 4–5), что обусловило получение несколько меньшей твердости и относительной износостойкости. Наибольшей износостойкостью обладают образцы, вырезанные из шестерен производства «Joy» и «МАГМА», несколько меньшей – «ЯМЗ». Научная новизна. На основе анализа повреждаемости определены причины выхода из строя шестерни тяжелонагруженных зубчатых передач, работающих в сложных условиях эксплуатации разных производителей, проведены их сравнительные исследования и испытания свойств. Установлен характер изменения микроструктуры, распределения микротвердости в зависимости от концентрации углерода по толщине цементованного слоя шестерен. Практическая ценность. Результаты исследований послужили научнообоснованными рекомендациями для совершенствования технологического процесса производства и упрочнения тяжелонагруженных шестерен в условиях ООО «МАГМА» для повышения их эксплуатационных характеристик. UK: Мета роботи: вивчення причин, характеру руйнування, структурних, механічних і експлуатаційних характеристик важконавантажених цементованих шестерень зі сталі 20Х2Н4А різних фірм-виробників для вдосконалення технології їх виробництва і підвищення працездатності. Для дослідження причин руйнування були відібрані відпрацьовані шестерні виробництва фірми Joy Global Inc. («Joy») (США), ТОВ «МАГМА» і Ясинуватського машинобудівного заводу («ЯМЗ») (Україна) важконавантажених редукторів гірничопрохідницьких комбайнів, які повністю вийшли з ладу, виготовлені зі сталі 20Х2Н4А після цементації і повного циклу термічної обробки. Методи дослідження. Макроскопічний (ГОСТ10243-75) і мікроскопічний аналізи, спектрографічний і квантометричний аналіз хімічного складу по глибині цементованого шару, вимірювання твердості за Роквеллом (HRC), мікротвердості по глибині шару ( ГОСТ9450-76), випробування механічних властивостей на розтягнення ГОСТ 1497- 84, випробування зносостійкості тертям ковзання метал-метал. Досліджено характер руйнування, макроструктура, мікроструктура шестерень, розподіл вуглецю і мікротвердість по глибині цементованого шару. Проведено порівняльні випробування на зношування в умовах сухого тертя ковзання. Одержані результати. Встановлено, що причинами викришування активних поверхонь зубів важконавантажених шестерень гірничних машин з’явилася недостатня міцність цементованого шару на певній глибині, а також екстремальні перевантаження елементів зачеплення при експлуатації. Розподіл вуглецю по глибині цементованого шару шестерень виробництва «МАГМА» в 1,5 рази перевищує таку ж концентрацію для деталей виробництва «Joy», що не виключає насичення останніх вуглецем і азотом проведенням нітроцементації. Мікроструктура зміцнених шарів в шестернях виробників «Joy» і «МАГМА» складається з дрібнодисперсного мартенситу, карбідів і залишкового аустеніту, співвідношення цих фаз змінюється по глибині шару відповідно до зменшення вмісту вуглецю. Механічні властивості зразків сталі 20Х2Н4А, вирізаних з шестерень зазначених виробників, відповідають вимогам ГОСТ 4353-71. Мікроструктура шестерень виробництва «ЯМЗ» троостит-мартенситна при більшому зерні (номер 4–5), що зумовило отримання дещо меншої твердості і відносної зносостійкості. Найбільшу зносостійкість мають зразки, вирізані з шестерень виробництва «Joy» і «МАГМА», дещо меншу – «ЯМЗ». Наукова новизна. На основі аналізу пошкоджуваності визначені причини виходу з ладу шестерень важконавантажених зубчастих передач різних виробників, що працюють у складних умовах експлуатації, проведені їх порівняльні дослідження і випробування властивостей. Встановлено характер зміни мікроструктури, розподілу мікротвердості залежно від концентрації вуглецю по товщині цементованого шару шестерень. Практична цінність. Результати досліджень послужили науково-обґрунтованими рекомендаціями для вдосконалення технологічного процесу виробництва і зміцнення важконавантажених шестерень в умовах ТОВ «МАГМА» для підвищення їх експлуатаційних характеристик. EN: Purpose. To study the causes, nature of destruction, structural, mechanical and operational characteristics of heavily loaded cemented gears from steel 20Х2Н4А with chemical composition (%): 0,17 С; 0,25 Si; 0,39 Mn; 1,33 Cr; 3,12 Ni; 0,022 W; 0,07 Мо; 0,01 Ti; 0,25 Cu; 0,016 S; 0,01 P of various manufacturers to improve the technology of their production and improve performance. To investigate the causes of destruction, worn-out gears manufactured by Joy Global Inc. were selected. (“Joy”) (USA), Machine-Building Enterprise “MAGMA” and Yasinovatsky Machine-Building Plant (“YaMZ”) (Ukraine) of heavy-duty gearboxes of mining tunnel combines, completely out of order, made of 20Х2Н4А steel after cementation and a full heat treatment cycle. Research methods. Macroscopic (GOST 10243-75) and microscopic analyzes, spectrographic and quantometric analysis of the chemical composition of the cemented layer depth, measurement of Rockwell hardness (HRC), micro-hardness of the layer depth (GOST 9450-76), tensile testing of mechanical properties GOST 1497- 84, metal-to-metal friction wear resistance tests. The nature of destruction, the macrostructure, the microstructure of gears, the distribution of carbon, and the microhardness over the depth of the cemented layer was investigated. Comparative wear tests under conditions of dry sliding friction were carried out. Obtained results. It was established that the causes of chipping of the active surfaces of the teeth of the heavily loaded gears of mining machines were the insufficient strength of the cemented layer at a certain depth, as well as extreme overloading of the elements of the engagement during operation. The carbon distribution in the depth of the cemented layer of gears produced by “MAGMA” is 1.5 times higher than that for parts produced by “Joy”, which does not exclude the latter being saturated with carbon and nitrogen by carbonitriding. The microstructure of the hardened layers in the gears of the manufacturers “Joy” and “MAGMA” consists of finely dispersed martensite, carbides and residual austenite, the ratio of these phases varies with the depth of the layer according to the decrease in carbon content. The mechanical properties of steel samples 20Х2Н4А, cut from the gears of the specified manufacturers, comply with the requirements of GOST 4353-71. The microstructure of gears produced by “YaMZ” is troosto-martensitic with larger grains (number 4–5), which resulted in a somewhat lower hardness and relative wear resistance. Samples cut from the gears of the production “Joy” and “MAGMA” have the highest wear resistance, a little less – “YaMZ”. Scientific novelty. Based on the analysis of damage, the causes of failure of heavily loaded gears, operating in difficult operating conditions of different manufacturers, are determined, their comparative studies and testing properties are carried out. The nature of changes in the microstructure, the distribution of microhardness depending on the concentration of carbon in the thickness of the cemented layer of gears. Practical value. The research results served as scientifically based recommendations for the improvement of the technological process of production and the hardening of heavily loaded gears in “MAGMA” to improve their performance.