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 Получение качественных порошковых материалов с несферической формой частиц из деформированных заготовок(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Джуган, Александр Андреевич; Ольшанецкий, Вадим Ефимович; Овчинников, Александр Владимирович; Dzhugan, А.; Ol’shanetskii, V.; Ovchinnikov, А.Item Щодо технологічного процесу виготовлення деталі «завіхрювач» для авіаційного двигуна(Тези доповідей науково-технічної конференції, 2018) Прочан, В. В.; Гуляєва, Людмила Володимирівна; Prochan, V.; Gulyaeva, L.Item Умови забезпечення роботоздатності рівнеміра рідини, що працює за високих температур(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Слинько, Георгій Іванович; Цокотун, Павло Васильович; Сухонос, Роман Федорович; Slyn’ko, G.; Tsokotun, P.; Sukhonos,Item Технології виробництва та використання керамоматричних композитів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Плескач, Володимир Михайлович; Ольшанецький, Вадим Юхимович; Pleskach, V.; Ol’shanetskii, V.Item Численно-экспериментальный анализ напряженно-деформированного состояния топливного бака третьей ступени ракетоносителя(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Акимов, Д. В.; Грищак, В. З.; Гоменюк, С. И.; Чопоров, С. В.; Дегтярев, А. В.; Дегтяренко, П. Г.; Клименко, Д. В.; Ларионов, И. Ф.; Сиренко, В. Н.; Акімов, Д. В.; Грищак, В. З.; Гоменюк, С. І.; Чопоров, С. В.; Дегтярев, О. В.; Дегтяренко, П. Г.; Клименко, Д. В.; Ларіонов, І. Ф.; Сіренко, В. М.; Akimov, D.; Gristchak, V.; Gomenyuk, S.; Choporov, S.; Degtyarev, A.; Degtiarenko, P.; Klimenko, D.; Larionov, I.; Sirenko, V.RU: Цель работы. Сравнение результатов численного и экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния топливного отсека 3-й степени ракетоносителя. Методы исследования. Исследование напряженно-деформированного состояния топливного бака проводилось экспериментальными и численными методами с помощью оболочечных и пространственных конечных элементов. Полученные результаты. Определены значения разрушающих напряжений и расположение зон разрушения топливного бака при действии комбинированной внутренней нагрузки. Проведен сравнительный анализ результатов экспериментального и численного исследований. Научная новизна. Впервые предложена и реализована экспериментальная методика определения разрушающих нагрузок для топливного отсека 3-й степени ракетоносителя при действии комбинированной нагрузки. Приведены два конечно-элементных подхода определения напряженно-деформированного состояния и разрушающих нагрузок топливного бака на основе двух типов элементов – оболочечных и пространственных. Практическая ценность. Предложенная экспериментальная и численная методики определения разрушающих напряжений могут быть использованы как для исследованного топливного бака, так и других аналогичных конструкций. Хорошая сходимость результатов эксперимента и численных расчетов позволяет в процессе проектирования новых конструкций уменьшить количество дорогостоящих экспериментальных исследований и заменить их компьютерным моделированием. UK: Мета роботи. Порівняння результатів чисельного та експериментального дослідження напружено-деформованого стану паливного відсіку 3-ої ступені ракетоносія. Методи дослідження. Дослідження напружено-деформованого стану паливного баку проводилося експериментальними та числовими методами за допомогою оболонкових та просторових скінченних е лементів. Отримані результати. Визначено значення руйнівних напружень та розташування зон руйнування паливного баку при дії комбінованого внутрішнього навантаження. Проведено порівняльний аналіз результатів експериментального та чисельного досліджень. Наукова новизна. Вперше запропоновано й реалізовано експериментальну методику визначення руйнівних навантажень для паливного відсіку 3-ої ступені ракетоносія при дії комбінованого навантаження. Наведено два скінченно-елементні підходи визначення напружено-деформованого стану та руйнівних навантажень паливного баку на основі двох типів елементів – оболонкових та просторових. Практична цінність. Запропонована експериментальна та чисельна методика визначення руйнівних напружень може бути використана як для дослідженого паливного баку, так і інших аналогічних конструкцій. Гарна збіжність результатів експерименту та чисельних розрахунків дозволяє в процесі проектування нових конструкцій зменшити кількість дорогих експериментальних досліджень і замінити їх комп’ютерним моделюванням. напружено-деформований стан EN: Purpose. To compare the results of numerical and experimental studies of the stress-strain state of the fuel compartment of the 3rd degree launch vehicle. Research methods. The study of the stress-strain state of the fuel tank was carried out by experimental and numerical methods using shell and solid finite elements. Results. The values of destructive stresses and the location of the zones of destruction of the fuel tank under the action of the combined internal load are determined. A comparative analysis of the results of experimental and numerical studies are carried out. Scientific novelty. For the first time, an experimental method was proposed and implemented to determine the destructive loads for the fuel chamber of the 3rd degree of a launch vehicle under the action of a combined load. Two finite element approaches for determining the stress-strain state and destructive loads of the fuel tank based on two types of elements – shell and solid are given. Practical value. The proposed experimental and numerical methods for the determination of destructive stresses can be used for both the investigated fuel tank and other similar structures. The good convergence of experimental results and numerical calculations allows in the process of designing new constructions to reduce the number of expensive experimental studies and replace them with computer simulation.Item Застосування матриць типу Гріна для розрахунку напружено-деформованого стану пологих оболонок з отворами(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Левчук, С.А.; Хмельницький, А.А.; Levchuk, S.; Khmelnytskyi, A.UK: Мета роботи. Розрахувати напружено-деформований стан пологих оболонок з отворами за допомогою спеціально побудованих матриць типу Гріна. Методи дослідження. Апарати подвійних тригонометричних рядів Фур’є інтегральних рівнянь Фредгольма, матриць типу Гріна. Отримані результати. Було розглянуто статичне деформування пологої оболонки з двома круговими отворами з виконанням умов Нав’є на контурі, розташованому на деякій відстані від зовнішньої межі оболонки, за умови, що на межі контуру отвору задано умови жорсткого затиснення. Аналізуючи отримані результати, можна відзначити, що як максимальні нормальні, так і максимальні дотичні напруження концентруються не тільки біля отворів, чого і треба було очікувати, оскільки на їх межах обрано умови жорсткого затиснення, а і в зоні, яка знаходиться посередині між двома отворами. Найменша ж концентрація згаданих вище напружень спостерігається біля лінії, на якій виконані умови Нав’є. Наукова новизна. Метод розрахунку пологих оболонок з отворами, що був розроблений раніше, узагальнено на випадок, коли умови Нав’є виконано не на зовнішньому контурі пологої оболонки, а на деякій відстані від нього. Практичне значення. Досліджувана задача моделює явища, які відбуваються, зокрема, при деформуванні елементів вулканізаційного обладнання. Одержані результати дозволяють виявити особливості роботи елементів конструкції складної структури і, зрештою, підвищити її ефективність шляхом оптимізації параметрів складників. RU: Цель работы. Рассчитать напряженно-деформированное состояние пологих оболочек с отверстиями с помощью специально построенных матриц типа Грина. Методы исследования. Аппараты двойных тригонометрических рядов Фурье интегральных уравнений Фредгольма, матриц типа Грина. Полученные результаты. Было рассмотрено статическое деформирование пологой оболочки с двумя круговыми отверстиями с выполнением условий Навье на контуре, расположенном на некотором расстоянии от внешней границы оболочки, при условии, что на границе отверстия заданы условия жесткого защемления. Анализируя полученные результаты можно отметить, что как максимальные нормальные, так и максимальные касательные напряжения концентрируются не только возле отверстий, чего и следовало ожидать, поскольку на них выбраны условия жесткого защемления, а и в зоне, которая находится посредине между двумя отверстиями. Наименьшая же концентрация упомянутых выше напряжений наблюдается возле линии, на которой выполнены условия Навье. Научная новизна. Метод расчета пологих оболочек с отверстиями, который был разработан раньше, обобщен на случай, когда условия Навье выполнены не на внешнем контуре пологой оболочки, а на некотором расстоянии от него. Практическое значение. Исследуемая задача моделирует явления, которые происходят, в частности, при деформировании элементов вулканизационного оборудования. Полученные результаты позволяют выяснить особенности работы элементов конструкции сложной структуры и, в конечном счете, повысить ее эффективность путем оптимизации параметров составных частей. EN: Purpose. Calculate the strainly-deformed state of shallow shells with holes using specially constructed Green-type matrices. Research methods. Devices of double trigonometric Fourier series of Fredholm integral equations, matrices of Green type. Results. The static deformation of a shallow shell with two circular holes with the fulfillment of the Naviet conditions on the contour is considered. The contour is located at some distance from the outer boundary of the shell. At the border of the hole, the conditions of rigid pinching are specified. Analyzing the obtained results, it can be noted that both the maximum normal and maximum tangential stresses are concentrated not only near the holes, but also in the zone, which is located in the middle between the two holes. The lowest concentration of the above-mentioned stresses is observed near the line on which the Navier conditions are fulfilled. Scientific novelty. The method of calculating shallow shells with holes, which was developed earlier, is general¬ized to the case when the Navier conditions are not satisfied on the outer contour of the shallow shell, but at some distance from it. Practical value. The investigated task models the phenomena that occur, in particular, during the deformation of elements of the vulcanization equipment. The results obtained make it possible to clarify the features of the operation of structural elements of a complex structure and to increase its efficiency by optimizing the parameters of the component parts.Item Аналіз характеру зношування і визначення основних критеріїв працездатності скребків бетонозмішувачів(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Попов, Сергій Миколайович; Шумикін, Сергій Олександрович; Білоник, Ігор Методійович; Губар, Є. Я.; Popov, S.; Shumikin, S.; Bilonik, I.; Gubar, E.UK: Мета роботи. Дослідити механізм руйнування поверхні робочих скребків бетонозмішувачів, виявити критерії для оцінки їх стану і запропонувати найбільш доцільний спосіб підвищення їх працездатності. Методи дослідження. Багатокритеріальний підхід [4], який, крім властивостей матеріалу деталі, що зношується, містить аналіз зовнішнього абразивного середовища, експлуатаційних і економічних параметрів зношування. Отримані результати. Зношування скребків проходить в абразивній масі, найбільше зношування спричиняють частинки піску, гравію та граніту. Встановлено характер впливу властивостей щебеню на зносостійкість робочих органів бетонозмішувача. Фактор опору К (кПа) не є постійною величиною впродовж експлуатації. Необхідно враховувати залежності коефіцієнту опору від швидкості обертання ротору та від водо-цементного фактору при натурних іспитах і порівнянні зносостійкості випробуваних матеріалів в різних сумішах і робочих режимах. Наукова новизна. Враховуючи склад бетонної суміші, геометричні характеристики її складових, кут атаки і відношення На/Нм, необхідно відзначити переважне пряме руйнування мікрорізанням внаслідок багатоциклового полідеформаційного зношування. Практичне значення. На виробництві, враховуючи подальше відновлення, необхідно слідкувати за лінійним зносом. Розміщення робочих органів бетонозмішувачів під кутом до потоку абразивної маси, дає змогу використати ефект тіньових зон для збільшення строку служби. EN: Purpose. To investigate the mechanism of destruction of the surface of working scrapers of concrete mixers, to identify the criteria for assessing their condition and to offer the most expedient way to increase their efficiency. Research methods. Multicriterion approach [4], which, in addition to the properties of the material of the wearing parts, includes analysis of the external abrasive medium, operational and economic parameters of wear. Results. The wear of scrapers is carried out in the abrasive mass, the particles of sand, gravel and granite are the most worn out. The character of the influence of the properties of crushed stone on the wear resistance of the working bodies of the concrete mixer is established. The resistance factor K (kPa) is not a constant value during operation. It is necessary to take into account the dependence of the resistance coefficient on the speed of rotation of the rotor and on the water cement factor in field tests and the comparison of wear resistance of the tested materials in various mixtures and operating modes. Scientific novelty. Takinginto consideration the composition of the concrete mixture, the geometric characteris¬tics of its components, the angle of attack and the Ha/Hm ratio, it should be noted that the predominant direct fracture is microscopic due to the multi-cycle polydeformation wear. Practical meaning. In the production, taking into account further restoration, it is necessary to monitor the linear wear. The placement of working bodies of concrete mixers at an angle to the flow of abrasive mass, allows you to use the effect of shadow zones to increase the life of the service.Item Оценка распределения остаточных механических напряжений в плазменных покрытиях(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Ершов, Анатолий Васильевич; Лоскутов, Степан Васильевич; Зеленина, Елена Анатольевна; Єршов, Анатолій Васильович; Лоскутов, Степан Васильович; Зеленіна, Олена Анатоліївна; Yershov, A.; Loskutov, S.; Zelenina, E.RU: Цель работы состоит в повышении работоспособности плазменных покрытий путем поиска условий снижения остаточных напряжений. Для достижения цели выполнена разработка метода определения остаточных напряжений в зависимости от характеристик прочности и толщины покрытия. Методы исследования. Измерения механических свойств покрытий при испытании на изгиб. Анализ результатов измерений прочности покрытий. Полученные результаты. Предложен метод определения остаточных напряжений путем использования результатов измерений механических характеристик плазменного покрытия. Исследованы механические характеристики порошкового хромоникелевого покрытия при испытании на изгиб. Обнаружено отличие когезионной прочности внешних и внутренних слоев покрытия. Для расчета остаточных напряжений использовались полученные значения когезионной прочности отслоенного покрытия и несущей способности покрытия сцепленного с подложкой. Показано, что для покрытия сцепленного с подложкой, несущая способность меньше когезионной прочности. Обосновано предположение о том, что остаточное напряжение определяется разностью между когезионной прочностью и несущей способностью покрытия. Найдено распределение остаточных напряжений по толщине плазменного покрытия и величину остаточного напряжения в зоне контакта с подложкой. Научна новизна. Показано, что когезионная прочность превосходит прочность покрытия сцепленного с подложкой на величину остаточного напряжения. Найдена зависимость остаточного напряжения и несущей способности от толщины покрытия. Практическая ценность. Полученные результаты измерений когезионной прочности и остаточного напряжения позволяют обосновать надежность применения плазменных покрытий и анализировать данные измерений прочности с целью определения работоспособности деталей. UK: Мета роботи. Підвищення працездатності плазмових покриттів шляхом пошуку умов зниження залишкових напружень. Для досягнення мети виконано розроблено метод визначення залишкових напружень залежно від характеристик міцності і товщини покриття. Методи дослідження. Вимірювання механічних властивостей покриттів при випробуванні на вигин. Аналіз результатів вимірювань міцності покриттів. Отримані результати. Запропоновано метод визначення залишкових напружень шляхом використання результатів вимірювань механічних характеристик плазмового покриття. Досліджено механічні характеристики порошкового хромонікелевого покриття при випробуванні на вигин. Виявлено відмінність когезійної міцності зовнішніх і внутрішніх шарів покриття. Для розрахунку залишкових напружень використовувалися отримані значення когезійної міцності відшарованого покриття і несучої здатності покриття зчепленого з підкладкою. Показано, що для покриття зчепленого з підкладкою, несуча здатність менш за когезійну міцність. Обґрунтовано припущення про те, що залишкове напруження визначається різницею між когезійною міцністю і несучою здатністю покриття. Знайдено розподіл залишкових напружень по товщині плазмового покриття і величину залишкового напруження в зоні контакту з підкладкою. Наукова новизна. Показано, що когезійна міцність перевищує міцність покриття, зчепленого з підкладкою, на величину залишкового напруження. Знайдено розподіл залишкового напруження та несучої здатності від зміни товщини покриття. Практична цінність. Отримані результати вимірювань когезионной міцності і залишкового напруження дозволяють обґрунтувати надійність застосування плазмових покриттів і аналізувати дані вимірювань міцності з метою визначення працездатності деталей. EN: Purpose. To improve the performance of plasma coatings by searching for conditions for reducing the residual stresses. To achieve the goal, a method has been developed for determining residual stresses depending on the strength characteristics and the coating thickness. Research methods. Measurements of the mechanical properties of coatings during bending testing. Analysis of the measurement results of coatings strength. Results. A method is proposed for determining residual stresses by using the results of measurements of the mechanical characteristics of a plasma coating. The mechanical characteristics of the chromium-nickel powder coating during bending tests are investigated. A difference in the cohesive strength of the outer and inner layers of the coating was found. To calculate the residual stresses, we used the obtained values of the cohesive strength of the peeled coating and the bearing capacity of the coating adhered to the substrate. It is shown that for coating adhered to the substrate, the bearing capacity is less than the cohesive strength. The assumption that the residual stresses is determined by the difference between the cohesive strength and the bearing capacity of the coating is substantiated. The distribution of residual stresses across the plasma coating thickness and the residual stresses in the zone of contact with the substrate are found. Scientific novelty. It is shown that the cohesive strength exceeds the strength of the coating adhered to the substrate by the amount of residual stress. The distribution of residual stress and bearing capacity from changing coating thickness is found. Practical value. The results of measurements of cohesive strength and residual voltage make it possible to justify the reliability of the use of plasma coatings and analyze the data of strength measurements in order to determine the performance of parts.Item Revealing of regularity, processing and prediction of sulfide inclusions distribution in carbon steel that is hardened in a chill mold(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Selivyorstova, T. V.; Mikhalyov, A. I.; Selivyorstov, V. Yu.; Селівьорстова, Т. В.; Михальов, О. І.; Селівьорстов, В. Ю.EN: Purpose. To develop a mathematical model that describes the dependence of the size and amount of sulfide inclusions for various zones of the cross-section of a casting on the parameters of the gas-dynamic effect. Research methods. A computer program, ASImprints, has been developed for processing digital images of sulfur imprints. Digital images of sulfur imprints of 35Л steel casting templates obtained by traditional die-casting technology and under various gas-dynamic modes were processed. A mathematical description of the nature of sulfide inclusions distribution along the casting template as a power function is proposed. Results. A model of the sulfide inclusions distribution in a cross section of a cylindrical cast of carbon steel with 240 mm diameter, that solidifies in an uncooled chill mold under various gas-dynamic modes, was obtained. Scientific novelty. Analytical dependences are obtained that allow interpolating parameters values of the power distribution and, thus, make a prediction of the sulfide inclusions distribution in selected areas of the cross section of this cast that solidifies in an uncooled mold under a given gas-dynamic effect mode. Practical value. The suggested model makes it possible to interpolate the parameters values of a power distribution for predicting sulfide inclusions distribution in a cross section of a given cylindrical cast that solidifies in an uncooled chill mold, for a given mode of gas dynamic effect. The correlation analysis of the probability density function of the power distribution obtained for each of the considered fragments of selected casting section areas showed the statistical homogeneity of the fragments belonging to one zone and the possibility of conducting a quantitative analysis of the digital image of a sulfur imprint. UK: Мета роботи. Обробка серії цифрових зображень сірчаних відбитків темплетів виливків зі сталі 35Л, що заливаються в неохолоджуваний кокіль, отримання на її основі аналітичних залежностей розмірів і кількості сульфідних включень для різних зон перетину виливка і параметрів газодинамічного впливу. Методи дослідження. Розроблено комп’ютерну програму «ASImprints», яка призначена для обробки цифрових зображень сірчаних відбитків. Проведено обробку цифрових зображень сірчаних відбитків темплетів виливків зі сталі 35Л, отриманих за традиційною технологією лиття в кокіль, і при різних режимах газодинамічного впливу. Запропоновано математичний опис характеру розподілу сульфідних включень уздовж темплету виливку у вигляді ступеневої функції. Отримані результати. Модель розподілу сульфідних включень в поперечному перерізі циліндричної виливки діаметром 240 мм, що твердіє в неохолоджуваному кокілі при різних режимах газодинамічного впливу. Наукова новизна. Отримано аналітичні залежності, що дозволяють інтерполювати значення параметрів ступеневого розподілу і тим самим скласти прогноз розподілу сульфідних включень в обраних зонах поперечного перерізу цієї циліндричної виливки, що твердіє в неохолоджуваному кокілі, при заданому режимі газодинамічного впливу. Практична цінність. Запропонована модель дає змогу інтерполювати значення параметрів ступеневого розподілу для складання прогнозу розподілу сульфідних включень в поперечному перерізі даної циліндричної виливки, що твердіє в неохолоджуваному кокілі, при заданому режимі газодинамічного впливу. Проведений кореляційний аналіз функції щільності ймовірності ступеневого розподілу, отриманої для кожного з розглянутих фрагментів вибраних зон перетину виливка, показав статистичну однорідність фрагментів, що належать одній зоні, і можливість проведення кількісного аналізу зони цифрового зображення сірчаного відбитка по його фрагменту.Item Тугоплавкие эмали для авиационной техники (обзор)(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Ненароков, В. К.; Грешта, Виктор Леонидович; Леховицер, З. В.; Ольшанецкий, Вадим Ефимович; Ненароков, В. К.; Грешта Віктор Леонідович; Леховіцер, З. В.; Ольшанецький, Вадим Юхимович; Nenarokov, V.; Greshta, V.; Lekhovіtser, Z.; Ol’shanetskii, V.RU: Цель работы. Разработка или усовершенствование эмалевых ресурсных покрытий для жаропрочных сплавов, которые обеспечат надежную защиту от высокотемпературной коррозии деталей газотурбинных двигателей при температурах эксплуатации выше 1000 °С. Методы исследования. Исследование структуры промежуточных слоев покрытия / металл, диффузных и окислительных процессов. Полученные результаты. Появление жаропрочных сплавов, предназначенных для эксплуатации при температурах до 1200–1250 °С, требует разработки новых жаростойких эмалевых покрытий. Разработка новых ресурсных покрытий происходит за счет модифицирования серийных тугоплавких эмалевых покрытий. Научная новизна. Разработка научных принципов легирования тугоплавкими компонентами, эмалевый шликер для улучшения эксплуатационной устойчивости высокотемпературных эмалевых покрытий. Практическая ценность. Повышение уровня эксплуатационных характеристик жаростойкого покрытия путем оптимизации химического состава и технологии получения покрытия с высокой прочностью сцепления и термо-жаростойкостью. UK: Мета роботи. Розробка або удосконалення емалевих ресурсних покриттів для жароміцних сплавів, які забезпечать надійний захист від високотемпературної корозії деталей газотурбінних двигунів при температурах експлуатації віще 1000 °С. Методи дослідження. Дослідження структури проміжних шарів покриття / метал, дифузійних і окислювальних процесів. Отримані результати. Поява жароміцних сплавів, призначених для експлуатації при температурах до 1200–1250 °С, потребує розробки нових жаростійких емалевих покриттів. Розробка нових ресурсних покриттів ведеться за рахунок модифікування серійних тугоплавких емалевих покриттів. Наукова новизна. Розробка наукових принципів легування тугоплавкими компонентами емалевий шлікер для покращення експлуатаційної стійкості високотемпературних емалевих покриттів. Практична цінність. Підвищення рівня експлуатаційних характеристик жаростійкого покриття шляхом оптимізації хімічного складу і технології отримання покриття з високою міцністю зчеплення та термо-жаростійкістю. EN: Purpose. Development or improvement of enamel resource coatings for heat-resistant alloys, which will provide reliable protection against high-temperature corrosion of gas-turbine engine parts at operating temperatures above 1000 °C. Research methods. The study of the structure of intermediate layers of the coating / metal, diffuse and oxidative processes. Results. The appearance of heat-resistant alloys intended for operation at temperatures up to 1200–1250 °C requires the development of new heat-resistant enamel coatings. The development of new resource coatings occurs due to the modification of serial refractory enamel coatings. Scientific novelty. The development of scientific principles of alloying with refractory components enamel slip to improve the operational stability of high-temperature enamel coatings. Practical value. Increasing the level of performance characteristics of a heat-resistant coating by optimizing the chemical composition and technology of producing a coating with high adhesion strength and heat and heat resistance.Item Радіаційна обробка в технології виготовлення виробів із склопластиків(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Задоя, Наталія Олександрівна; Рудик, Н. Г.; Zadoya, N.; Rudyk, N.UK: Мета роботи. Метою роботи є інтенсифікація процесів твердіння тонкостінних склопластиків конструкційного та теплозахисного призначення й підвищення їх фізико-механічних характеристик за допомогою радіаційних методів обробки. Методи дослідження. Досліджувалися склопластики конструкційного та теплозахисного призначення. В якості наповнювача використовували кремнеземну склотканину КТ-11-ТОА , яка була піддана термообробці та апретуванню [5]. В якості сполучного матеріалу застосовували епоксидну смолу ЕДТ-10 та фенолоформальдегідну смолу ЛБС-4. Радіаційну обробку прискореними електронами проводили на прискорювачі типу ЕЛТ-1,5. Для реалізації інфрачервоного нагріву використовували галогенні лампи розжарювання КГТ-220-1000, які розташовувались «коридором» для забезпечення рівномірного температурного поля [2]. Розривні навантаження вимірювали на розривної машині МР-0,5-1 при швидкості навантаження 50 мм/хв. Електронно-мікроскопічний аналіз здійснювали на електронному мікроскопі РЕ М 200. Наукова новизна. Запропоновано й досліджено методи радіаційного впливу на процеси формування внутрішньої структури склопластиків і встановлено, що радіаційна обробка є ефективним способом спрямованої зміни структури і властивостей полімерів та інтенсифікації процесів твердіння композитів. Результатами досліджень підтверджено факт інтенсифікації процесу твердіння склопластиків за рахунок застосування радіаційного опромінення в порівнянні з конвективним нагріванням. Встановлено, що радіаційна обробка комбінованим методом забезпечує підвищення показників міцності для склопластиків теплозахисного й конструкційного призначення до 18 % та 20 % відповідно. Практична цінність. Розроблено технологію радіаційної обробки комбінованим методом склопластиків теплозахисного й конструкційного призначення, що включає інфрачервоне нагрівання та доотвердіння прискореними електронами. Для повного завершення процесу час прогрівання при радіаційній обробці прискореними електронами складає 1 хв, а при комбінованому методі – 16 хв. Загальний час термотвердіння при конвективному нагріванні складає 8 годин. Результати експериментальних досліджень були використані для удосконалення технологічних процесів твердіння склопластиків теплозахисного та конструкційного призначення. EN: Purpose. The purpose of the work is to intensify the processes of solidification of thin-walled fiberglass’s of structural and thermal protection purposes and to increase their physical and mechanical characteristics by means of radiation treatment methods. Research methods. Fiber fixtures of structural and thermal protection purposes were investigated. As a filler, the silicon-based fiberglass CT-11-TOA, which was subjected to heat treatment and reprocessing, was used [5]. As a binder, EPT-10 epoxy resin and LBS-4 phenol-formaldehyde resin were used. Radiation treatment with accelerated electrons was carried out on an accelerator type ELT-1,5. For the implementation of infrared heating, halogen filament lamps were used KTT-220-1000, which were located “corridor” to provide a uniform temperature field [2]. The breaking loads were measured on a bursting machine MR-0,5-1 at a loading speed of 50 mm / min. An electron microscopic analysis was performed on an electron microscope REM 200. Scientific novelty. The methods of radiation influence on the processes of formation of the internal structure of fiberglass have been proposed and investigated and it has been established that radiation treatment is an effective way for directed changes in the structure and properties of polymers and intensification of the processes of solidifi¬cation of composites. The results of the research confirmed the fact of the intensification of the hardening of glass fibers through the use of radiation irradiation compared with convective heating. It has been established that radiation treatment with a combined method provides an increase in the index of strength for fiberglass’s of thermal and protective design to 18 % and 20 % respectively. Practical value. The technology of radiation treatment by the combined method of fiberglass thermoprotective and structural design, including infrared heating and pre-hardening by accelerated electrons, is developed. For complete completion of the process, the heating time during radiation treatment with accelerated electrons is 1 min, and with the combined method – 16 min. Total heat-termination time for convective heating is 8 hours. The results of experimental studies were used to improve the technological processes of hardening of fiberglass’s of thermal and structural design.Item Исследование комплексного влияния параметров наплавки на физико-механические свойства износостойких гетерогенных хромо-бористых сплавов(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Попов, Сергей Николаевич; Шумикин, Сергей Александрович; Попов, Сергій Миколайович; Шумикін, Сергій Олександрович; Popov, S.; Shumikin, S.RU: Цель работы. Целью данного исследования является установление математических зависимостей влияния технологических параметров нанесения износостойких сплавов на твердость поверхностного слоя и геометрические параметры шва как при ручной, так и при автоматической электродуговой наплавке гетерогенным хромо-бористым сплавом. Методы исследования. При анализе влияния технологических показателей на физико-механические свойства износостойких гетерогенных хромо-бористых сплавов при ручной и автоматической электродуговой наплавке было решено использовать математическое планирование исследований на основе активного эксперимента, с созданием численного описания математического ожидания. Полученные результаты. На основе теории научного математического планирования эксперимента проведен комплекс соответствующих опытов, который позволяет математически описать характеристики сплава, дать теоретическую оценку корреляции параметров между собой. Научная новизна. Впервые получена математическая модель HRC = f (H, C, B, α, I) в виде уравнений регрессии на основе полинома второй степени, позволяющий связать агрегатную твердость сплава после нанесения на рабочую поверхность с H – глубиной проплавления, C – высотой усиления, B – шириной шва, αн – коэффициентом наплавки и I – силой тока наплавки. Практическое значение. Полученные результаты приведенных исследований позволяют в рамках технической и технологической точности, необходимой в практических инжинерных рассчетах, получить численные значения прогноза физико-механических свойств износостойких гетерогенных хромо- бористых сплавов при варировании параметров для ручной и автоматической электродуговой наплавке. UK: Мета роботи. Метою цього дослідження є встановлення математичних залежностей впливу технологічних параметрів нанесення зносостійких сплавів на твердість поверхневого шару і геометричні параметри шва як при ручному, так і при автоматичному електродуговому наплавленні гетерогенним хромо-бористим сплавом. Методи дослідження. Під час аналізу впливу технологічних показників на фізико-механічні властивості зносостійких гетерогенних хромо-бористих сплавів при ручному і автоматичному електродуговому наплавленні було вирішено використовувати математичне планування досліджень на основі активного експерименту, зі створенням чисельного опису математичного очікування. Отримані результати. На основі теорії наукового математичного планування експерименту проведено комплекс відповідних дослідів, який дає змогу математично описати характеристики сплаву, дати теоретичну оцінку кореляції параметрів між собою. Наукова новизна. Вперше отримана математична модель HRC = f (H, C, B, α, I) у вигляді рівнянь регресії на основі полінома другого ступеня, що дає змогу зв’язати агрегатну твердість сплаву після нанесення на робочу поверхню з H – глибиною проплавлення, C – висотою посилення, B – шириною шва, αн – коефіцієнтом наплавлення і I – силою струму наплавлення. Практичне значення. Отримані результати наведених досліджень дають змогу в рамках технічної і технологічної точності, необхідної в практичних інженерних розрахунках, отримати чисельні значення прогнозу фізико-механічних властивостей зносостійких гетерогенних хромо-бористих сплавів при варіюванні параметрів для ручного і автоматичного електродугового наплавлення. EN: Purpose. The purpose of this study is to establish the mathematical dependencies of the influence of the technological parameters of the deposition of wear-resistant alloys on the hardness of the surface layer and the geometrical parameters of the weld both with manual and automatic electric arc surfacing with heterogeneous chrome- borious alloy. Research methods. When analyzing the effect of technological indicators on the physic-mechanical properties of wear-resistant heterogeneous chrome-borious alloys in manual and automatic electric arc surfacing, it was decided to use mathematical planning of research based on an active experiment, with the creation of a numerical description of mathematical expectation. Results. On the basis of the theory of scientific mathematical planning of an experiment, a complex of relevant experiments was carried out, which makes it possible to mathematically describe the characteristics of the alloy, to give a theoretical estimate of the parameters correlation among themselves. Scientific novelty. For the first time a mathematical model was obtained HRC = f (H, C, B, α, I) in the form of regression equations on the basis of a second-degree polynomial, which makes it possible to relate the aggregate hardness of the alloy after deposition on the working surface with H – penetration depth, C – gain height, B – weld width, αн – deposition rate and I – deposit current strength. Practical meaning. The obtained results of the above studies make it possible, within the framework of technical and technological accuracy required in practical engineering calculations, to obtain numerical prediction values of the physic-mechanical properties of wear-resistant heterogeneous chrome-borious alloys when varying the parameters for manual and automatic arc welding.Item Способы и технологии улучшения литья из магниевых сплавов(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Шаломеев, Вадим Анатольевич; Айкин, Никита Дмитриевич; Лукьяненко, А. С.; Шаломєєв, Вадим Анатолійович; Айкін, Микита Дмитрович; Лук’яненко, А. С.; Shalomeev, V.; Aikin, N.; Lukyanenko, A.RU: Цель работы. Рациональный выбор легирующих элементов для разработки новых сплавов на основе магния с повышенными свойствами и технологий, обеспечивающих получение высококачественного литья. Методы исследования. Металлографический и рентгеновский методы исследования. Изучение поверхностного натяжения расплава методом «лежащей капли». Определение механических свойств при растяжении (ГОСТ 1497-84) и длительной прочности при повышенных температурах (ГОСТ 9651-84). Полученные результаты. Целесообразность легирования магниевого сплава тем или иным элементом определяется диаграммой состояния рассматриваемой системы, свойствами фаз – упрочнителей, характером структуры сплава и ее стабильностью при нагреве, а также характером диффузионных процессов, происходящих в сплавах с изменением состава и температуры. На основе анализа и обобщения диаграмм состояния двойных систем элементов с магнием установлена целесообразность легирования магниевого сплава тем или иным элементом. При этом, для обеспечения лучшего сочетания механических и жаропрочных свойств литых магниевых сплавов необходимо выполнение следующих условий: образование сложнолегированных твердых растворов, упрочнение сплавов дисперсными частицами и создание оптимальной структуры термической обработкой. При плавке магниевых сплавов происходят сложные процессы взаимодействия между материалами шихты и легирующими компонентами сплава, флюсами, защитными средами и модификаторами. Поэтому, для получения качественного литья, роль технологических факторов при плавке, заливке и термической обработки магниевых сплавов является решающей. Научна новизна. На основе атомно-электронного строения элементов, анализа их диаграмм состояния двойных систем с магнием определен ряд легирующих элементов, обеспечивающих лучшее сочетание механических и жаропрочных свойств литых магниевых сплавов. Показано, что повышение качества отливок из магниевых сплавов, включающее в себя, применение правильно подобранных технологических режимов плавки, заливки, разработки рациональных режимов кристаллизации и термической обработки обеспечивает существенное повышение их эксплуатационных характеристик. Практическая ценность. Улучшение механических и специальных свойств отливок из магниевых сплавов за счет оптимального применения шихтовых компонентов и рациональных технологий производства высококачественного литья позволяет значительно расширить области применения этих сплавов. UK: Мета роботи. Раціональний вибір легувальних елементів для розробки нових сплавів на основі магнію з підвищеними властивостями і технологій, що забезпечують отримання високоякісного лиття. Методи дослідження. Металографічний і рентгенівський методи дослідження. Вивчення поверхневого натягу розплаву методом «лежачої краплі». Визначення механічних властивостей при розтягуванні (ГОСТ 1497-84) і тривалої міцності при підвищених температурах (ГОСТ 9651-84). Отримані результати. Доцільність легування магнієвого сплаву тим чи іншим елементом визначається діаграмою стану цієї системи, властивостями фаз – зміцнювачів, характером структури сплаву і її стабільністю при нагріванні, а також характером дифузійних процесів, що відбуваються в сплавах зі зміною складу і температури. На основі аналізу і узагальнення діаграм стану подвійних систем елементів з магнієм встановлена доцільність легування магнієвого сплаву тим чи іншим елементом. При цьому для забезпечення кращого поєднання механічних і жароміцних властивостей ливарних магнієвих сплавів необхідно виконання таких умов: утворення складнолегованих твердих розчинів, зміцнення сплавів дисперсними частинками і створення оптимальної структури термічною обробкою. При плавленні магнієвих сплавів відбуваються складні процеси взаємодії між матеріалами шихти і легувальними компонентами сплаву, флюсами, захисними середовищами та модифікаторами. Тому для отримання якісного литва роль технологічних факторів при плавленні, заливанні і термічній обробці магнієвих сплавів є вирішальною. Наукова новизна. На основі атомно-електронної будови елементів, аналізу їх діаграм стану подвійних систем з магнієм визначено низку легувальних елементів, які забезпечують краще поєднання механічних і жароміцних властивостей ливарних магнієвих сплавів. Показано, що підвищення якості виливків з магнієвих сплавів, що передбачає застосування правильно підібраних технологічних режимів плавлення, заливання, розробки раціональних режимів кристалізації і термічної обробки забезпечує істотне підвищення їх експлуатаційних характеристик. Практична цінність. Поліпшення механічних і спеціальних властивостей виливків з магнієвих сплавів за рахунок оптимального застосування шихтових компонентів і раціональних технологій виробництва високоякісного литва дає змогу значно розширити сферизастосування цих сплавів. EN: Purpose. Rational selection of alloying elements for the development of new magnesium based alloys with enhanced properties and technologies that provide high-quality casting. Research methods. Metallographic and X-ray research methods. The study of the surface tension of the melt by the sessile drop method. Determination of mechanical properties under tension (GOST 1497-84) and long-term strength at elevated temperatures (GOST 9651-84). Results. The expediency of alloying a magnesium alloy with any other element is determined by the phase dia¬gram of the system under consideration, the properties of the strengthening phases, the nature of the alloy structure and its stability during heating, as well as the nature of diffusion processes occurring in alloys with changes in composition and temperature. Based on the analysis and generalization of the binary phase diagrams of the elements with magnesium, the expediency of alloying a magnesium alloy with one or another element was established. At the same time, to ensure the best combination of mechanical and heat-resistant properties of cast magnesium alloys, the following conditions must be met: the formation of complex-alloyed solid solutions, the strengthening of the alloys by dispersed particles and the creation of an optimal structure by the heat treatment. When smelting magnesium alloys, complex processes of interaction occur between the charge materials and alloying elements, fluxes, shielding atmosphere and modifiers. Therefore, for obtaining high-quality casting, the role of technological factors in the smelting, pouring and heat treatment of magnesium alloys is crucial. Scientific novelty. On the basis of the atomic-electronic structure of the elements, analysis of their binary phase diagrams with magnesium, a number of alloying elements that provide the best combination of mechanical and heat-resistant properties of cast magnesium alloys was determined. It is shown that improving the quality of magnesium alloy castings, that includes the use of properly selected technological modes of melting, casting, development of rational modes of crystallization and heat treatment, pro¬vides a significant increase in their operational characteristics. Practical value. Improvement of mechanical and special properties of magnesium alloy castings due to the optimal use of charge components and rational technologies for the production of high-quality casting allows to significantly expand the fields of application of these alloys.Item Влияние двойной химико-термической обработки на качество изготовления зубчатых колес вертолетной трансмиссии(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Кравцов, В. В.; Качан, Алексей Яковлевич; Качан, Олексій Якович; 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, Игорь Мефодьевич; Давидченко, С. В.; Билоник, Д. И.; Шумикин, Сергей Александрович; Кононенко, Андрей Викторович; Білоник, Ігор Методійович; Давидченко, С. В.; Білоник, Д. І.; Шумикін, Сергій Олександрович; Кононенко, Андрій Вікторович; 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, Сергій Валентинович; Мілонін, Є. В.; Наумик, Валерій Владиленович; 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. 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, Олександр Анатолійович; Гайдук, Сергій Валентинович; 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. 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, Олексій Едуардович; Бєліков, Сергій Борисович; 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. 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. І.; 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.