ЗБІРКА ТЕЗ ДОПОВІДЕЙ - kpm.kpi.uakpm.kpi.ua/doc/Zbirka_tez_2015.pdf · Physics Department, Physical Engineering Faculty of NTUU "KPI", Ukraine - Deputy ... senior

1

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний

університет України

«Київський політехнічний

інститут» (НТУУ «КПІ»)

Інженерно-фізичний факультет

Кафедра фізики металів

Варшавський університет

технологій

Факультет матеріалознавства та

інженерії

ЗБІРКА ТЕЗ ДОПОВІДЕЙ

Восьмої міжнародної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених

ПЕРСПЕКТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ НА ОСНОВІ НОВІТНІХ

ФІЗИКО-МАТЕРІАЛОЗНАВЧИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

ТА КОМП’ЮТЕРНОГО КОНСТРУЮВАННЯ МАТЕРІАЛІВ

23-24 квітня 2015 року

Київ, Україна

2

Перспективні технології на основі новітніх фізико-матеріалознавчих

досліджень та комп’ютерного конструювання матеріалів. Восьма міжнародна

конференція студентів та аспірантів. Збірка тез доповідей. 23 – 24 квітня 2015 р.,

Київ, Україна. – К. – 156 с.

Укладання та комп’ютерна верстка Г.Г. Лобачова

Організатори конференції:

Кафедра фізики металів ІФФ НТУУ «КПІ»,

Студентська рада та Рада молодих вчених спеціальності

«Фізичне матеріалознавство»

Склад організаційного комітету:

С.І. Сидоренко – член-кор. НАН України, д.ф.-м.н., проф., науковий керівник

кафедри фізики металів Інженерно-фізичного факультету НТУУ «КПІ», Україна –

голова;

Є.В. Іващенко – к.т.н., доцент, в.о. завідувача кафедри фізики металів Інженерно-

фізичного факультету НТУУ «КПІ», Україна - заступник голови;

Г.Г. Лобачова – к.т.н., асистент, голова Ради молодих вчених кафедри фізики металів

Інженерно-фізичного факультету НТУУ «КПІ», Україна - заступник голови;

О. Небога – голова Студентської ради спеціальності "Фізичне матеріалознавство

Інженерно-фізичного факультету НТУУ «КПІ», Україна - заступник голови

Члени організаційного комітету:

Т. Вершконь – професор, PhD, D.Sc., завідувач кафедри Інженерії поверхні

Варшавського університету технологій, Польща;

І.Р. Собєскі – професор, PhD, D.Sc., заст. декана факультету матеріалознавства та

інженерії Варшавського університету технологій, Польща;

Н.О. Балахонова – ст. викладач, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна;

С.Б. Васильєв – провідний інженер, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна;

Н.А. Шаповалова – провідний інженер, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна;

С. Мороз – студент, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна;

О. Кузьменко – студент, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна;

М.Федоров – студент, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна;

М. Пашкевич – студент, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна

Вчений секретар:

О.В. Фігурна – аспірантка, ІФФ НТУУ «КПІ», Україна

Матеріали доповідей публікуються в оригіналах, наданих авторами. Оргкомітет не

несе відповідальності за зміст цих матеріалів

3

Ministry of education and science of

Ukraine

National Technical University

of Ukraine

«Kyiv Polytechnic institute» (NTUU

“KPI”)

Physics Engineering Faculty

Metals Physics Department

Warsaw University of Technology

Faculty of Materials Science and

Engineering

ABSTRACT BOOKLET

8th International Students, Postgraduates and Young Scientists Conference

PERSPECTIVE TECHNOLOGIES ON THE BASE

OF ADVANCED PHYSICAL MATERIALS SCIENCE RESEARCH

AND COMPUTER MATERIALS DESIGN

April 23 – 24, 2015

Kyiv, Ukraine

4

Perspective technologies on the base of advanced physical materials science research

and computer materials design. 8th International Students, Postgraduates and Young

Scientists Conference. Abstract booklet. April 23 – 24, 2015, Kyiv, Ukraine – 156 p.

Conclusion and Desktop Publishing G.G. Lobachova

Organizers:

Metals Physics Department NTUU "KPI"

Student Council and Council of Young Scientists specialty "Physical Materials science"

Conference Committee:

S.I. Sidorenko - Corresponding Member of NAS of Ukraine, Math Sci., supervisor of

the Metals Physics Department, Physical Engineering Faculty of NTUU "KPI", Ukraine -

Chairman;

Ie.V. Ivashchenko - Ph.D., Associate Professor, Acting Head of Metals Physics

Department, Physical Engineering Faculty of NTUU "KPI", Ukraine - Vice-Chairman;

G.G. Lobachova - Ph.D., assistant, Chairman of the Council of Young Scientists of

Metals Physics Department, Physical Engineering Faculty of NTUU "KPI", Ukraine -

Vice-Chairman;

O. Neboga - Chairman of the Student Council of Physical materials science, Metals

Physics Department, Physical Engineering Faculty of NTUU "KPI", Ukraine - Deputy

Chairman

Members of the organizing committee:

T. Wierzchon – professor, PhD, D.Sc., Head of Surface Engineering Department, WUT,

Poland

J.R. Sobiecki – professor, PhD, D.Sc., Vice-Dean of Faculty of Materials Science and

Engineering, WUT, Poland

N.O. Balakhonova - PhD, senior lecturer, NTUU “KPI”, Ukraine

S.B. Vasiliev - senior engineer, NTUU “KPI”, Ukraine

N.A. Shapovalova - senior engineer, NTUU “KPI”, Ukraine

S. Moroz – student, NTUU “KPI”, Ukraine

O. Kuzmenko – student, NTUU “KPI”, Ukraine

M.Fedorov – student, NTUU “KPI”, Ukraine

M. Pashkevich – student, NTUU “KPI”, Ukraine

Scientific Secretary:

O.V. Figurna – postgraduate, NTUU “KPI”, Ukraine

The papers are published in the original by authors. Conference Committee is not

responsible for the content of these materials

5

СЕКЦІЯ 1

«Сучасні проблеми металевих

матеріалів та нанотехнологій»

SECTION 1

«Modern problems of metal materials

and nanotechnologies»

6

EFFECT OF PROCESSING TEMPERATURE ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE

THERMOPLASTIC MODELS FROM FDM/FFF TECHNOLOGY

M. Olejarczyk, K. Gruber

Wrocław University of Technology, Mechanical Engineering Faculty, Department of Laser

Technologies, Automation and Production Management, Poland;

e-mail: [email protected]: [email protected]

In the past 10 years, polymer based rapid prototypers evolved from open-source 3D

printers into consumer ready products. However, due to patents hold by Stratasys Inc.,

consumer level 3D printers still have some limitations, usually related with processing

technologically demanding materials. ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) is a

thermoplastic polymer widely used in the industry and it is also commonly used in 3D

printing. Difficulties in processing parts produced by consumer level 3D printers with

ABS often do not meet user expectations.

This publication is an attempt to relate the

melt flow rate (MFR) – basic polymer

characterization parameter – with

mechanical properties of parts produced by

consumer level 3D printers (Fig. 1), such

that the parameters selection may be easier.

The polymer used during the tests is called smartABS, and its producer, German

company Orbi-Tech GmbH, promises that better results than with standard ABS can be

achieved. In this article MFR measuring results from smartABS and ABSplus are

presented, which are related to results of the conducted strength tests and microscopic

observations.

References:

1. Experimental characterization and analytical modelling of the mechanical behaviour of fused

deposition processed parts made of ABS-M30 / Croccolo D., De Agostinis M., Olmi G. //

Computational Materials Science - 2013. - #79. – P.506–518.

2. Understanding Additive Manufacturing / [Gebhardt A.]. - Munich: Hanser Publishers, 2011. –

P.45-7.

3. Mechanical properties of components fabricated with open-source 3-D printers under realistic

environmental conditions / Tymrak, B.M., Kreiger, M., Pearce, J.M. // Materials & Design - 2014. - #58.

– P.242-6.

UTS

mailto:[email protected]


7

ПРОЦЕСИ ВПОРЯДКУВАННЯ В СИСТЕМІ Cu-Au

М.В. Афанасієв, І.Є. Котенко

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»,

Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів; e-mail: [email protected]

Досліджено фазові перетворення в отриманих конденсацією у вакуумі 2мПа

двошарових структурах Au/Cu, що були відпалені у вакуумі при температурі 473 К

протягом 10, 20, 30 хв. Аналіз електронограм свідчить, що у вихідному стані (рис.1

а) у структурі присутня тільки ГЦК-фаза твердого розчину Au-Cu з періодом

кристалічної гратки 0,372 нм. Відпал 473 К у вакуумі протягом 10 хв. (рис.1 b)

призводить до розпаду твердого розчину на дві фази з ГЦК-решіткою, одна із яких

відповідає твердому розчину на основі міді, а інша – твердому розчину на основі

золота. Окрім того, на електронограмі з’являються рекфлекси від антифазних

доменів впорядкованої надгратки Cu3Au [1], інтенсивність яких посилюється з

зростанням часу відпалу (рис.1 c, d). На кільцевих рефлексах багатого на мідь

твердого розчину з’являються розриви, що свідчить про суттєве зростання розміру

областей когерентного розсіювання електронів. Це підтверджують дані електронної

мікроскопії, згідно яких розмір зерен твердого розчину на основі міді після відпалу

упродовж 10 хв. зростає від 10-30 до 50-60 нм. і збільшується до 100 нм при

подальших відпалах.

Рис. 1 – Електронограми, отримані від двошарової структури Au/Cu до (а) та після відпалів

при 473 К упродовж 10 (b), 20 (c) та 30 (d) хвилин

Література:

1. D. G. Morris,P . M. C. Besaga and R. E. Smallman. Ordering and disordering in Cu3Au,

Philosophical Magazine, 29:1, 43-57


8

МАГНІТО-М'ЯКІ СПЛАВИ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА З ПІДВИЩЕНОЮ

НАМАГНІЧЕНІСТЮ І ЗНИЖЕННОЮ КОЕРЦИТИВНОЮ СИЛОЮ

Басих В.А., Jarosław Ferenc, Tadeusz Kulik

Warsaw University of Technology (WUT), Faculty of Materials Science and Engineering, Poland;

e-mail: [email protected]

Магнітом’які стрічки на основі заліза, були виготовлені методом

спінінгування. Сплави містять 78 - 84 ат. % феромагнітних елементів (Fe + Co + Ni)

та інші склоутворюючі елементи (Si, B, Nb, Zr) і Cu. Рентгенівська дифракція

(XRD) використовувалась для аналізу структури зразків. Магнітні властивості

сплавів були вивчені на основі записів петлів гістерезиса і вібраційної

магнітометрії при кімнатній температурі. Оптимізацію складу сплавів проводили,

щоб отримати високу індукцію насичення (BS) і низьку коерцитивної силу (Нс).

Була спроба співвіднести склад сплаву, товщину стрічки, структуру і магнітні

властивості. Товщина зразків була між 16 і 36 мкм. Коерцетивна сила сплавів

становила від 1 до 87 А/м, а індукція насичення була від 1,07 Т до 1,76 Т. Отримані

результати показали, що вибір хімічного складу чергується між високою

намагніченістю і гарною формуючою здатністю скла, дві властивості не можуть

бути підібрані в той же час. Результати досліджень калориметрії підтвердили

аморфність або кристалічність зразків. Температура стадії кристалізації, залежить

від хімічного складу, як і очікувалося.

Fe76Co4Ni4Si4B12 сплаву показав найкраще поєднання магнітних властивостей

(Нс = 4,8А / м; Bs = 1,66 Т) і був обраний в якості відправної точки для подальших

досліджень в оптимізації хімічного складу. Nb і Zr забезпечують хорошу

пластичність, але сплави з Zr мають низьку намагніченість. Було виявлено, що

товщина стрічки не повинна перевищувати 20 мкм, щоб уникнути кристалічності.


9

КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ НА ОСНОВІ ZrO2 ТА TiAl ДЛЯ

РІЗАЛЬНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Білодід Д.М., Білоусов Д.О., Кисла Г.П.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра високотемпературних матеріалів та порошкової

металургії; e-mail: [email protected]

Ріжуча кераміка характеризується високою твердістю, в тому числі при

нагріванні, зносостійкістю, хімічною інертністю до більшості металів у процесі

різання. Розробка нанокомп-озитів з порошків дозволяє підвищити експлуатаційні

характери-тики РК-матеріалів в кілька разів порівняно з класичними.

Однак схильність до агломерації, низька пресуємість, велика усадка в процесі

спікання, висока рекристаліза-ційна здатність, що призводять до формування

неоднорідної структури таких композитів і нестабільності їх властивостей, а також

висока ціна цих порошків перешкоджають промисло-вому випуску нанокомпозитів.

Отримання нових дешевих керамічних ріжучих матеріалів з використанням

реакційних сумішей є найбільш перспективними з економічної та практичної точки

зору.

В даній роботі матеріали для різального інструменту синтезували методом

гарячого пресування реак-ційної суміші системи ZrO2 + ТіAl +В (тиск пресування -

25 МПа, температура - 1400°С). Досліджено вплив часу синтезу композитів на їх

структуру та властивості, показано, що зі збільшенням часу гарячого пресування (5,

10, 15хв) спостерігається підвищення твердості внаслідок більш повного

проходження відповідних реакцій.

Отриманий матеріал має дрібнозернисту структуру з розміром фазових

складових від 0,5 до 7 мкм.

Мікротвердість отриманого матеріалу складає 18, 5 ГПа, макротвердість – 97

HRA.

Отриманий матеріал за властивостями не поступається існуючим матеріалам,

що використовують в якості ріжучої кераміки, а за ціною є дешевшим оскільки

отримується з порошків, виготовлених в Україні.


10

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ІНТЕРМЕТАЛІДНОГО ШАРУ

ПРИ РІЗНИХ РЕЖИМАХ СПЛАВЛЕННЯ

ТИТАНА Й АЛЮМІНІЮ В АТМОСФЕРІ ПОВІТРЯ

Берест Д.А., Шалений Я.М.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра металознавства та термічної обробки;


Задачі створення нових слоїстих й біметалевих композитних матеріалів

займають все більше значення в сучасних галузях науки й техніки. Застосування

таких матеріалів в основному пов’язано з підвищенням технологічності й

працездатності відповідальних вузлів, котрі мають різні фізичні й механічні

властивості за своїм перерізом.[1]

В даній роботі розглядається можливість створення однорідного товстого

слою (шару) композиту з інтерметалідним прошарком при сплавленні титану й

алюмінію в атмосфері повітря.

Дослідження полягали у сплавленні титану марки ВТ1-0 та алюмінію марки

А5 при різних температурно-часових режимах та з використанням флюсів - бури,

суміші солей NaCl+KCl, "арсалу" та ін.

Дослідження показали, що одержання найбільш однорідного та щільного

інтерметалідного шару досягається за умов лиття на підігрітий титан, використання

в якості флюсу бура, витримка 4 години при температурі 1000°С.

На підставі проведених досліджень можна вважати, що одержання слоїстих

інтерметалідних композитів шляхом наплавки алюмінію на титан в атмосфері

повітря є технологічно можливим, досить простими та економічно вигідним.


1. Гуревич Л.М. Механизмы структурообразования при взаимодействии титана с расплавом

алюминия // Известия Волгоградского национального технического университета. № 6 (109). –

Т.7. – 2013. – С. 7-13.


11

ФОРМУВАННЯ ПОВЕРХНЕВОЇ ЗОНИ СПЛАВІВ Fe-Ti ПРИ

ЕЛЕКТРОІСКРОВОМУ ЛЕГУВАННІ ТИТАНОМ

У НАСИЧУВАЛЬНИХ АТМОСФЕРАХ

Лобачова Г.Г., Бовсунівський О.В.



На даному етапі науково – технічний прогрес потребує розробки нових

технологій та методів обробки поверхні механізмів та деталей різних пристроїв, які

працюють в складних умовах експлуатації. За останній час все більшої

популярності набирають методи, які зміцнюють поверхню концентрованими

потоками енергії. Одним із таких методів нанесення покриттів є електроіскрове

легування (ЕІЛ), засноване на модифікації структури поверхневих шарів метала та

переносу речовини з анода на катод – підкладинку при багатократній дії

електричних розрядів.

Для визначення впливу насичувальних атмосфер на структуру, фазовий склад,

кінетику формування та мікротвердість легованих шарів проводились процеси

електроіскрового легування (ЕІЛ) титановим анодом сплавів заліза з титаном.

В роботі встановлено ефект зміцнення поверхневих шарів сплавів заліза з

титаном (від 1.3 до 2.7 мас. % Ti), отриманих при ЕІЛ титановим анодом у

насичувальних міжелектродних середовищах (аргон, пропан-бутан, повітря), який

зумовлений наявністю в них карбідних, нітридних та інтерметалічних фаз. Про це

свідчать результати рентгеноструктурного аналізу – збільшується період гратки

заліза до 2,8712 – 2,8750 Å. При цьому підвищується поверхнева мікротвердість

легованого шару (до 6,68 ГПа) та перехідної зони (до 9 ГПа).

Рис.1 – Порівняльна характеристика мікротвердості після ЕІЛ


12

CONSOLIDATION OF Al-BASED POWDERED ALLOY REINFORCED BY

METASTABLE NANOQUASICRYSTALLINE PARTICLES

Bohuk Y.О., Kravchenko О.І., Byba E.G., Yurkova О.І.

National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute”, Faculty of Physical Engineering,

Department of High Temperature Materials; e-mail: [email protected], [email protected]

The study is aimed at the structural performance of the cold-sprayed Al-based

powdered alloy reinforced by metastable nquasicrystalline particles in comparison with

that produced by hot extrusion process. Feedstock powder of Al94Fe3Cr3 alloy fabricated

by water-atomisation technique was employed in experimentation. Consolidation of

powdered alloy was performed in two different ways, i.e. either by hot extrusion or by

cold spraying as alternative solid-state process. By considering the processing conditions

difference in pressure, temperature and deformation mode, all control intimate bonding at

the particle/particle interface, are discussed.

Fraction volume of quasicrystalline phase in the interior of heavily deformed

powder particles of as-sprayed alloy has remained actually the same as that contained by

feedstock powder whereas extrusion process results in losing by roughly about 23% of

quasicrystalline phase. The combined effect of elevated temperature and excessive

pressure used in hot extrusion process is thought to be the reason for partial

decomposition of metastable nanoquasi-crystalline particles.Retaining the number of

nanoquasicrystalline particles combined with extremely high strain rate sustained by

powder particle under impact at the rather low processing temperature result in

remarkable strain hardening of cold-sprayed alloy. Hardness number, HV, and yield stress,

0.2, of cold-sprayed Al94Fe3Cr3–alloy superior nearly by 35 % to those of as-extruded

material. Despite of this as-sprayed alloy keeps plasticity characteristic δH just about

critical value δH or ductile behaviour of material

under conventional tests in tensile and bending. It was experimentally proved that the

essential advantage of cold-sprayed Al94Fe3Cr3 alloy is a combination of high hardness and

rather high ductility sufficient with respect to damage tolerance.

13

УДК 620.22:620.187.22:534.442.3

ВПЛИВ СПІКАННЯ ПІД ТИСКОМ НА СТРУКТУРУ ТА ФАЗОВИЙ СКЛАД

ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ AlCuNiFeCr ТА AlCuNiFeTi СПЛАВІВ,

ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ МЕХАНІЧНОГО ЛЕГУВАННЯ

Большаков О.Є.,Чернявський В.В., Юркова О.І.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра високотемпературних матеріалів та порошкової

металургії; e-mail: [email protected]

Робота присвячена дослідженню впливу спікання в умовах

квазігідростатичного стиску на фазовий склад та структуру порошкових

еквіатомних високоентропійних AlFеCuNiCr та AlFеCuNiTi сплавів, отриманих в

процесі механічного легування (МЛ). Високоентропійні сплави (ВЕСи) відносяться

до нового класу металевих матеріалів та є багатокомпонентними сплавами, що

містять від 5 до 13 елементів з концентрацією кожного від 5 до 35 ат. % в

залежності від кількості компонентів у сплаві. Головна особливість ВЕСів полягає

в тому, що в них немає основного елементу, як в традиційних сплавах, всі елементи

композиції є головними. У них різко зростає конфігураційна ентропія, але при

цьому такі системи залишаються стабільними. ВЕСи характеризуються

стабільністю структури та комплексом високих експлуатаційних властивостей,

виявляючи необхідну для інженерної практики комбінацію високої міцності з

достатньою пластичністю.

За допомогою сучасних методів матеріалознавства, зокрема,

рентгеноструктурного аналізу та електронної мікроскопії, досліджено фазовий

склад та структуру порошкових AlFеCuNiCr та AlFеCuNiTi сплавів, отриманих МЛ

в планетарному млині с послідуючим спіканням в умовах квазігідростатичного

стиску при температурі 800 °С та тиску 5 ГПа. Після механічного легування сплави

складаються з ОЦК-твердого розчину заміщення всіх елементів, що мають

нанокристалічну структуру, тоді як після спікання сплави стають двофазними та

містять в основному ОЦК-твердий розчин з невеликою часткою твердого розчину

з ГЦК структурою, але їх структура залишається нанокристалічною.


14

ОСОБЛИВОСТІ ФАЗОУТВОРЕННЯ В ТОНКИХ

ПЛІВКАХ СИСТЕМИ Ni-Sn

Броварник І.В., Котенко І.Є.



Тонкоплівкові шари Ni-Sn використовуються в якості електродів в літій-

іонних акумуляторах. В роботі досліджені твердо фазні реакції, що мають місце

при послідовній вакуумній конденсації шарів Sn та Ni на монокристали NaCl.

Товщина плівок Sn та Ni варіювалась в межах 20-50 нм. Плівки були отримані

методом термічного випаровування у вакуумі 2 мПа. Для випаровування Sn був

використаний Ta випарник, а для Ni – W.

На відміну від масивного стану [1] фазові перетворення в дослідженій

системі починаються вже в процесі конденсації.

Електронографічний аналіз двошарових зразків показав наявність як

вихідних фаз Sn та Ni, так і інтерметалідів. Виявилось, що інтерметаліди мають

великий розмір зерен (порядку 200-300 нм) та плоску форму, що значно перевищує

розмір зерен вихідних фаз. Подальший відпал при температурах 423-500 К

впродовж 1-2 хв призводить до зникнення інтерференцій від вихідних фаз. Такі

дані суперечать даним з кінетики фазових перетворень у масивному стані та

характерні для реакцій, що проходять між твердою та рідкою фазами [2].

Було повідомлено, що кристалічний показав низьку реакційну здатність по

віднощеннюдо літія [1]. Тому подальші дослідження цієї системи є науково та

промислово обґрунтованими.


1. Progress on Sn-based thin-film anode materials for lithium-ion batteries / HU RenZong, LIU

Hui, ZENG MeiQin, LIU JiangWen & ZHU Min // Chinese Science Bullet. - November 2012

Vol.57 No.32: 4119-4130.

2. Effect of Dissolution on the Growth Kinetics at the Int erface of Ni and Liquid Sn-Base

Solders / V.I. Dybkov // Solid State Phenomena Vol. 138 (2008) pp 153-158.


15

УДК 669.673

ХРОМОАЛІТОВАНІ ПОКРИТТЯ НА ТИТАНОВОМУ СПЛАВІ ВТ6

Броннікова В.А., Смокович І.Я., Бобіна М.М., Лоскутова Т.В.




Після проведеного хромоалітування на поверхні сплаву ВТ6 формується

багатошарове покриття, дифузійні шари якого розташовані паралельно фронту

дифузії з чітко вираженими межами розділу. Зовнішній шар покриття на основі

сполук Al3Ti має товщину 10,0 -12,0 мкм. Проміжні шари: Al2Ti, товщиною 4,0-5,0

мкм, AlTi і AlTi3 - 3,0-4,5 мкм кожен. Безпосередньо до основи примикає зона α -

Тi, товщина якої дорівнює 3,0-4,0 мкм. Загальна товщина покриттів складає 26,0-

30,0 мкм.

Досліджено хімічний склад покриттів даного покриття. В при поверхневій

зоні покриття на глибині 5,0-5,5 мкм зафіксовано 4,3-9,3% мас. хрому, що

відповідає фазі Al3 (Ti, Cr). Встановлено, що в наступному шарі покриття на основі

фази Al3Ti, міститься 60,5% мас. Al; 36,0% мас. Ti, 2,0-2,4% мас. V. Концентрація

Аl по товщині Al3Ti залишається практично незмінною, тоді як змістV рухаючись

від поверхні вглиб покриття зростає, а Cr знижується.

Мікротвердість по перетину покриття у зовнішній зоні Al3 (Ti, Cr) становить

5,4 ГПа, в шарі Al3Ti - 5,8 ГПа, а потім дещо знижується в наступних зонах

алюмінідів титану Al2Ti - 5,0 ГПа, зони AlTi - 4,7 ГПа, AlTi3 - 4,0 ГПа.

Мікротвердість перехідної зони на основі α-Ті (Al) змінюється від 4,0 ГПа під

рискою розділу покриття-основа для мікротвердості основи (3,5 ГПа).

Для підвищення жаро-, корозійної і зносостійкості сплаву ВТ6 доцільно

збільшувати товщину поверхневого шару дифузійного покриття.


1. Хіміко–термічна обробка металів. Лахтін Ю.М., Арзамасов Б.Н. М: Металургія, 1985. – 256с.


16

УДК 621.74

ВПЛИВ КОНФІГУРАЦІЇ ВИЛИВКА НА ШОРСТКІСТЬ

ЙОГО ПОВЕРХНІ

Тошева О.Ю., Буздиган Є.С. , Кочешков А.С.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра ливарного виробництва чорних та кольорових металів;

е-mail: [email protected]

Актуальною задачею ливарного виробництва є зниження браку виливків і

підвищення якості. Для отримання точних виливків із кольорових сплавів

використовуються гіпсові формувальні суміші. При цьому залежить яка

конфігурація майбутнього виливка.

Відомо, що інтенсивність тепловідведення залежить від конфігурації виливка.

Інтенсивність зменшується в послідовності пластина – циліндр – куля. В такій же

послідовності буде зменшуватись і тривалість твердіння виливків, - так як величина

тепловідведення пропорційно залежить від зовнішньої поверхні [1].

Для визначення оптимального режиму охолодження точного лиття сплаву ЛС

59-1 за моделями, що витоплюються були проведені досліди. Для формування

використовували суміш Satin cast 20. Плавильний агрегат використовували УПИ

120-2. Зразки отримані формою пластина і циліндр. Заливка при температурі

970±15 °С, температура форми перед заливанням 550±10 °С. Для визначення

середнього арифметичного відхилення профілю поверхні зразків (Ra), одразу після

лиття, використали профілометр.

Результати дослідження показали, що циліндри в порівнянні з пластинами

мають грубішу поверхню. Пластини з більшими габаритами відливаються з

меншим Ra на поверхні ніж пластини з меншими габаритами. Циліндри з меншим

діаметром і однаковою висотою отримують з меншим Ra.

Література

1. Могилатенко В.Г. Теоретичні основи ливарного виробництва: навч. посіб. [Текст] / В.Г.

Могилатенко, О.І. Пономаренко, В.М. Дроб`язко [та ін.]. – Харків. : НТУ «ХПІ», 2011, – 288 с..


17

УДК 669.11.018:621.785

УЛЬТРАЗВУКОВА УДАРНА ОБРОБКА АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ Д16 В

ХІМІЧНО АКТИВНИХ ТА НЕЙТРАЛЬНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

Волошко С.М., Бурмак А.П.



Розробка технологій, які дозволяють забезпечити одночасне підвищення

міцності і пластичності старіючих алюмінієвих сплавів, представляє значний

практичний інтерес. З метою подрібнення зерна для підвищення міцності активно

застосовується інтенсивна пластична деформація в умовах кріогенних температур,

яка, як припускається, пригнічує процеси повернення.

В даній роботі пропонується методика проведення ультразвукової ударної

обробки алюмінієвого сплаву Д16 в рідкому азоті за умов всебічного стискання

зразка та в середовищі інертних газів (аргон, гелій).

На початкових етапах мікротвердість сплаву Д16 зростає не так інтенсивно,

як при обробці в інертному середовищі, що пов’язано з низькою температурою

деформації. Але в подальшому ефект зміцнення в середовищі рідкого азоту зростає

і досягає ~ 500 % при тривалості обробки τ = 240 с порівняно із вихідним станом.

За даними електронної мікроскопії максимальна глибина модифікованого

поверхневого шару сплаву Д16 після УЗУО в середовищі рідкого азоту становить ~

35-37 мкм, проте ефект зміцнення спостерігається на відстані до 240 мкм від

поверхні. Відбувається подрібнення вихідної структури до

15- 20 нм після 90 с обробки. Шорсткість поверхні, після обробки в середовищі

рідкого азоту, знижується на 20% порівняно з вихідним станом.

Зростання мікротвердості після УЗУО в середовищі рідкого азоту

відбувається завдяки накопиченню високої щільності дислокацій та формуванню

нанокристалічної структури, можливим також є ефект механодинамічної дифузії

(МДД) атомів азоту із зовнішнього середовища в поверхневий шар сплаву в

процесі кріодеформації.

18

УДК 538.9

ВПЛИВ МЕХАНОАКТИВАЦІЇ НА РОЗПОДІЛ ВАЛЕНТНИХ ЕЛЕКТРОНІВ

СУМІШЕЙ 0,2 SiO2/ 0.8 γ-Fe2O3.

Зауличний Я. В., Дудка О. І., Яворський Ю.В.,

Відливаний М. М., Харлан М. Б.




Аналіз енергетичного перерозподілу Fesрd-, Sisp та Op-валентних

електронів в результаті механоактиваційного синтезу суміші 0,2 SiO2/0,8 γ-Fe2O3,

проводився при порівнянні отриманих від них рентгенівських емісійних спектрів

FeLα-, SiLα- та OKα-смуг.

З порівняння OKα- та FeLα-смуг до і після механоактивації (Рис. 1(а))

видно, що низько енергетичне розширення обох смуг внаслідок механоактивації

відбувається в одному діапазоні енергій (-9÷-5) еВ. При цьому на відміну від

OKα-смуги FeLα-смуга звужується в високоенергетичній області (-5÷-3,4) еВ на

0,2-0,7 еВ. Це може бути причиною розширення OKα-смуги в цій же області на

0,2-0,4 еВ за рахунок додаткового переносу електронів від заліза до кисню під

час механоактивації із електронних станів, що зосереджені поблизу стелі

валентної зони. Розширення смуг в низько енергетичній області очевидно

зв’язано з додатковим розщепленням рівнів Fe3d та Op станів внаслідок

підвищення ступеня гібридизації при високих локальних температурах та тисках

в процесі механоактивації. Незмінність при цьому SiLα спектрів (Рис. 1(b))

вказує на те, що діоксид кремнію при механоактивації може грати лише роль

каталізатора міжатомної взаємодії між наночастинками γ-Fe2O3.


19

УДК 621.822.1:621.7.09

ФРАКТОГРАФІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ

НІКЕЛЮ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ПОЛІГРАФІЧНИХ МАШИН

Віцюк Ю.Ю., к.т.н.

Національний технічний університет України, Видавничо-поліграфічний інститут,

кафедра репрографії, e-mail: [email protected]

Метою дослідження було встановлення впливу складу підшипникових

матеріалів на фізико-механічні та антифрикційні властивості на основі

фактографічного аналізу.

Особливості руйнування антифрикційних матеріалів на основі нікелю

досліджували з використанням зразків, зруйнованих при випробуваннях на ударну

в´язкість. Всі досліджувані матеріали мали змішаний характер руйнування, що

включав області в´язкого, міжзеренного руйнування та ділянки крихкого

руйнування сколом, але у різному їх співвідношенні залежно від вмісту CaF2 та

кількості зміцнюючих фаз інтерметалідів (рис. 1).

а б

Рис.1 – Фрагменти поверхні руйнування композиційного матеріалу, % мас.: (Ni – Mo - W) +10

CaF2; а – х5000; б – х10000.

Аналіз результатів комплексних досліджень, що поєднують фізико-механічні,

триботехнічні та фрактографічні експерименти, дозволив виявити закономірності

зміни властивостей антифрикційних композиційних матеріалів з нікелевою

матрицею, котрі зумовлені впливом вмісту CaF2 та кількістю зміцнюючих

легуючих елементів на інтегральні службові параметри матеріалів.

Такий підхід відкриває широкі можливості керувати структурою і

властивостями підшипникових матеріалів для деталей поліграфічних машин на

основі нікелю технологічними засобами.


20

УДК 669.18.046.5

ВИРОБНИЦТВО МЕТАЛЕВИХ ДОБАВОК

ДЛЯ КОВШЕВОЇ ОБРОБКИ СТАЛІ

Богушевський В.С., Вовк В.В.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізико-хімічних основ технології металів;


Надійність, довговічність і економічність машин, устаткування й інженерних

споруд, насамперед, визначається якістю метала й рівнем його службових

властивостей. Найбільш ефективно діяння на формування властивостей металевих

матеріалів проводити на початкових стадіях технологічного циклу

металовиробництва – виплавці й розливці. В останні півсторіччя широкий розвиток

отримали нові напрямки в металургії під загальною назвою позапічна обробка

металу.

Підвищити ефективність ковшової обробки у порівняні з технологіями, що

базуються на використанні твердих металевих матеріалів, дозволяє їх попередній

перевід в рідкий стан безпосередньо перед введенням в сталь за рахунок зовнішніх

джерел енергії, як правило, електричної.

Нами досліджено розкиснення і легування металу розплавленими металевими

присадками з використанням МДН-агрегатів. При цьому виконано аналіз

особливостей тепломасообміних процесів і міжфазних взаємодій при позапічній

обробці сталі металодобавками, теоретично проаналізована багатофакторна дія

електромагнітних полів на металеві гомогенні й гетерогенні розплави і визначені

закономірності діяння електромагнітних сил на рідке і рідко-тверде металеве

середовище в магнітодинамічних агрегатах, проаналізовано механізми виникнення

теплового і масообмінного бар’єрів у системі “металодобавка-сталь”, визначені

умови інтенсифікації масообміну.

Введення розплавлених металевих присадок стабілізувало коефіцієнт вигару

розкиснювачів, що дозволило розраховувати їх кількість по нижній границі марки

сталі.

21

EFFECT OF INTERMIDIATE Ag LAYER ADDITION ON THE PHASE

COMPOSITION FORMATION AND GRAINS ORIENTATIONAL GROWTH OF

Pt(15 nm)/Ag(0, 10 nm)/Fe(15 nm) FILMS

A.E.Gafarov, I.A. Vladymyrskyi, Iu.N. Makogon

NTUU “KPI”, Physics Engineering Faculty, Metals Physics Department;


According to Moore's law, every 18 months, increase in density of magnetic

recording twice takes place. To further increase it is necessary to develop new materials

and technologies for future application as ultra-dense magnetic recording. Today, the

most promising materials for this purpose are nanoscale films compositions based on L10-

FePt phase. However, there are several problems such as ordering temperature lowering

and control of orientational growth of L10-FePt phase grains. Mechanical stresses that

occur between layers in films can be used as an additional driving force for the

development of diffusion processes. Therefore it is interesting to study the influence of

the introduction of intermediate "third" elements layers on the phase formation processes

[1].

The purpose of this work is to study the influence of intermediate Ag layer

introduction between Pt and Fe layers on the formation of the phase composition and

orientational growth of grains.

Nanoscale film compositions Pt(15nm)/Ag(0,10 nm)/Fe(15 nm) were obtained by

layer by layer magnetron deposition on the SiO2/Si(001) substrates.

X-ray diffraction (XRD) analysis shows that required chemically ordered L10

phase formed in films with Ag intermediate layer earlier then in bilayered systems: the

superstructure peak (001) is available on XRD spectra after annealing at 873 K in three-

layered compositions, while for the bilayered compositions L10-FePt reflexes appear on

XRD spectra only after annealing at 1073 K. The calculating of average grain size has

shown that grain growth is slower in three-layered films. Possible explanation of this

could be Ag segregation in the grain boundaries.

References:

1. Formation of octahedral FePt nanoparticles by alternate deposition of FePt and MgO / Shima T., Y. K.

Takahashi, K. Hono // APPLIED PHYSICS LETTERS – 2006 – с. 88-91.


22

УДК 621.91

ПІДВИЩЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ОСНАСТКИ

ЗМІЦНЮЮЧИМИ ПОКРИТТЯМИ

1Б.А. Ляшенко,

2 М.В.Кіндрачук,

2 О.В.Герасимова

1Інститут проблем міцності ім. Г.С.Писаренка НАН України,

2Національний авіаційний університет; e-mail: [email protected]

Авторами проаналізовано стан зміцнюючих покриттів на технологічному

штамповому оснащенні і тенденції їх розвитку. Представлені ефективні

конструктивні схеми покриттів і технології їх реалізації.

Вибір технологій поверхневого зміцнення і синтез багатоопераційних

технологій здійснюється на емпіричній основі. Ресурс покриття обмежує його

недостатня міцність, адгезійне відшарування і розтріскування. Підвищити

зносостійкість покриттів слід раціональним його проектуванням по мінімуму

напружено-деформованого стану як в шарі покриття, так і в зоні його адгезійного

контакту з основою.

Істотне підвищення стійкості до навантаження покриттів забезпечує

застосування дискретної структури. Така конструкція відповідає мінімальному

рівню напружень в покритті в умовах експлуатаційного навантаження і дозволяє

створити прийнятний рівень залишкових напружень стискання в покритті.

Підвищення зносостійкості і корозійний захист забезпечують покриття із

суцільним підшаром і зовнішнім дискретним шаром. Тонкі покриття на

високомодульній основі є більш стійкими до відшарування, а підвищити стійкість

покриття до відшарування за рахунок зменшення дотичних напружень на поверхні

адгезійного контакту можна підвищенням модуля пружності поверхні основи.

Технологічна реалізація здійснюється методом дуплексной інженерії, яка

передбачає поєднання декількох методів зміцнення поверхні: початкового

азотування поверхневого шару сталі з подальшим нанесенням твердого тонкого

покриття.


23

IMPROVING EFFICIENCY OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT WITH

STRENGTHENING COATINGS

1B.A. Lyashenko,

2M.V.Kіndrachuk,

2O.V. Gerasimova

1Pisarenko Institute of Problems of Strength, National Academy of Sciences of Ukraine

2National Aviation University; e-mail: [email protected]

The authors analyzed the state of hardening coatings on Technology die

equipments and their development trends. Effective design schemes of coating

technologies and their implementation were presented.

The choice of surface hardening technologies and synthesis multioperational

technologies carried on an empirical basis. Resource limits its coverage insufficient

strength, adhesion delamination and cracking. To increase the wearproofness of

coatings should it rational design to minimize the stress-strain state as a coating layer

and in the zone of adhesive contact with the base.

Application of discrete structure significantly increases resistance of coatings to

stress. This construction meets the minimum level of stress in the coating in terms of

operational loads and to create an acceptable level of compressive residual stresses in

the coating.

Coverage of submerged and external discrete layer increase the wearproofness

and corrosion protection provide continuous.

The thin coating of highly modular basis is more resistant to delamination and

increase resistance to delamination coverage by reducing the shear stresses in adhesive

contact surface can increase the modulus of elasticity of the base. The technological

implementation of the method duplex engineering, which involves a combination of

several techniques for enhancing surface: initial nitriding boundary layer, followed by

application solid thin coating.


24

УДК 669.018.95

MICROSTRUCTURE ANALYSIS OF B4C – TiB2 EUTECTIC ALLOY

DOPED WITH LANTHANUM

Y. B. Holovenko, I. I. Bogomol

National technical university of Ukraine «KPI», Ukraine; e-mail: [email protected]

Pure boron carbide is the third hardest material (after diamond and cubic BN) and

has excellent strength-to-weight ratio. This is very attractive for various applications such

as tools, armor and high-temperature structural applications [1].

The lanthanum chloride heptahydrate was chosen as an alloying additive to starting

mixture. Fig. 1 illustrated SEM images of the La-doped B4C–TiB2 eutectic

composite, which melted by electron beam.

The microstructure was varied in the

different distances from the surface of

thermal influence, because of temperature

gradient. The microstructure consists of a

boron carbide matrix (black) reinforced by

lamellar and fiber titanium diboride

inclusions (gray) and lanthanum hexaboride

inclusions (white), which located on B4C –

TiB2 boundaries.

The eutectic microstructure was formed near

the surface of thermal influence (Fig. 1). The

appearance of LaB6 phase was confirmed by

XRD analysis (Fig. 2). This fact has

significant influence on mechanical properties

of composite.

References

Room and high temperature toughening in

directionally solidified B4C–TiB2 eutectic composites

by Si doping / Iurii Bogomol, Petre Badica, Yiqiang

Shen etc. // Journal of Alloys and Compounds – 2013.

– № 570. – P. 94-99.

Fig. 1 – SEM micrograph of B4C–TiB2

eutectic alloy doped with lanthanum

Fig. 2 – XRD patterns of eutectic alloy B4C –

TiB2 doped with lanthanum


25

УДК 621.894

ВПЛИВ МЕТАСТАБІЛЬНИХ ФАЗ НА ЗНОСОСТІЙКІСТЬ

СТАЛЕЙ В АБРАЗИВНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Гончар В.А.

Хмельницький національний університет, кафедра машинознавства; e-mail: [email protected]

Проведені порівняльні дослідження зносостійкості зразків із сталей 45, 40Х,

38ХМЮА і Х12М в абразивному модельному середовищі після гартування та

нітрогартування при тиску 4 МПа і швидкості ковзання 1,37 м/с.

Дослідженнями встановлено, що найвищу зносостійкість серед гартованих сталей

мала сталь Х12М. Це можна пояснити не тільки великим вмістом хрому в сталі, але і

наявністю залишкового аустеніту в структурі матеріалу, що утворився при її

гартуванні. Максимальна зносостійкість досягається при опртимальному вмісті

залишкового аустеніту 55%. Залишковий аустеніт при циклічному деформуванні в

процесі абразивного зношування перетворюється в мартенсит, поглинаючи при цьому

частину енергії активації в процесі тертя, що сприяє підвищенню зносостійкості

матеріалу.

Нові можливості в підвищенні зносостійкості відкриваються при застосуванні

технології нітрогартування (іонне азотування з наступним гартуванням), що

забезпечує наявність оптимального вмісту залишкового аустеніту і його легування

азотом. Наявність легуючих елементів у сталях сприяє зменшенню інтенсивності

зношування в умовах абразивного зношування. Мінімальна інтенсивність зношування

зразків із сталі Х12М в умовах випробувань досягалася при температурі

нітрогартування 1030–1050 °С і вмісту залишкового азотистого аустеніту 45–55%, що

в 3,3 рази менше порівняно з гартованою сталю.

Таким чином, для одержання максимальної зносостійкості сталі в абразивному

середовищі необхідно забезпечити не тільки високу твердість поверхні, але і

оптимальний вміст метастабільних фаз, зокрема, залишкового аустеніту, легованого

азотом.


26

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИДАЛЕННЯ НЕМЕТАЛЕВИХ ВКЛЮЧЕНЬ

ЗІ СТАЛІ ШЛЯХОМ ЗМІНИ ІНТЕНСИВНОСТІ ПРОДУВКИ В КОВШІ

Горбачова М.В.




Неметалеві включення можуть представляти проблему для надійності кінцевих

виробів, тому їх вміст в сталі є важливим питанням в металургійній промисловості.

Кисень, що зв’язаний в оксидні включення, є небезпечним з точки зору утворення

дефектів в процесі експлуатації деталей та виробів зі сталі та за рекомендаціями не

повинен перевищувати 10 ррm [1]. Для цього при виробництві сталі використовують

продувку сталі інертними газами з метою зниження вмісту розчинених газів і

зменшення вмісту кисню, і неметалевих включень [2].

Часто, інтенсивність продувки перевищує допустимі значення, при яких можуть

виникати виплески металу, якщо ж проводити продувку на малому рівні, то видалення

неметалевих домішок буде проходити неефективно. Тому в процесі змінюють

інтенсивність продувки, надаючи їй пульсаційний характер, при якому максимальна

інтенсивність визначається мінімальним розміром включень, що підлягають

видаленню, а мінімальна – максимально можливим розміром включень, а частота –

вільним об'ємом ковша. Для реалізації даного способу проводять вимірювання

початкового вмісту кисню в металі, що дозволяє визначити імовірнісний розмір

включень. Вільний об'єм ковша визначаємо з геометричних співвідношень і відомій

висоті металевої ванни:

(2)

де hk, hMe – висота ковша і металевої ванни відповідно, м; r1, r2 – верхній і нижній

радіус ковша відповідно, м; r – радіус ковша в перетині, відповідному позначці рівня

ванни, м.

Визначення вільного об’єму ковша і визначення ймовірнісних розмірів включень

дозволяють регулювати інтенсивність продування металу, тим самим не допускаючи

викиди металу та забезпечувати повне видалення неметалевих включень з металу.


1. Новая технология производства рельсовой стали / Н.А. Козырев, Е.В. Протопопов, Р.С. Айзатулов,

Д.В. Бойков // Известия вузов. Черная металлургия. – 2012. – № 2. – С. 25-29.

2. Нелипа С.А. Исследование процесса продувки стали в ковше / С.А. Нелипа // Сборник трудов

магистров ДонНТУ, вып.1. Донецк: ДонНТУ, 2002. - C. 719-725.


27

ПІДВИЩЕННЯ КОРОЗІЙНОЇ СТІЙКОСТІ СТАЛІ 45 В 20 % РОЗЧИНІ

НІТРАТНОЇ КИСЛОТИ ХРОМОТИТАНОАЛІТОВАНИМИ ПОКРИТТЯМИ

1Гулян Р.І.,

1Погребова І.С.,

2Хижняк В.Г.,

2Лоскутова Т.В.

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», 1Хіміко-технологічний факультет, кафедра електрохімічних виробництв; e-mail: [email protected]

2Інженерно-фізичний факультет, кафедра металознавства та термічної обробки

Термодифузійні покриття на основі перехідних металів та алюмінію знаходять

широке використання при захисті металів від кислотної корозії. В даній роботі

досліджувалась корозійна стійкість нанесених на поверхню сталі 45

хромотитаноалітованих покриттів, в 20% розчині нітратної кислоти. Покриття

наносили шляхом послідовного хромування та титаноалітування за методикою

розробленою на кафедрі МТО НТУУ КПІ [1]. Процес проводили при температурі

1050 °С протягом 8 годин. Загальна товщина покриття складала 45,0 мкм. Зовнішній

шар покриття (товщиною до 30,0 мкм) складався з фаз Ti3Al, Ti3Al2, Cr2Ti, AlCrTi.

Середня область (до 4,0-6,0 мкм) складалась з карбіду титану, а внутрішня (17,0-20,0

мкм) з карбідів хрому.

Корозійними випробуваннями встановлено, що нанесення запропонованого

багатошарового дифузійного покриття забезпечує підвищення корозійної стійкості

сталі 45 у 20 % розчині нітратної кислоти, відповідно в 108-158 раз і ступеню захисту

рівному – 99,4 %, в залежності від часу випробувань. Електрохімічними

дослідженнями показано, що висока ефективність протикорозійного захисту в

розчині 20 % нітратної кислоти пов’язана, насамперед, з наявністю в даному покритті

хрому та титану, які обумовлюють перехід сплаву в область стійкого пасивного

стану.

Значна мікротвердість, висока зносо- та корозійна стійкість покриттів дозволяє

рекомендувати їх для практичного використання в умовах одночасної дії розчинів

нітратної кислоти та механічних навантажень.


1. Комплексные диффузионные покрытия при участии хрома титана та алюминия на стали

У8/ Лоскутова Т.В., Левашов С.С., Погребова И.С. и другие // VII международная конференция

«Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически

чистые технологии производства и утилизации изделий».-2012.- 24–28 сентября 2012 г. , п.г.т.

Кацивели, Крым, Украина.


28

УДК 621.921.34

СИНТЕЗ ГРАФІТОПОДІБНОГО НІТРИДУ БОРУ ПРИ ПОНИЖЕНІЙ

ТЕМПЕРАТУРІ МЕТОДОМ СВС

Золотаренко О.П., Бурхан А.О., Смоляр А.С., Блощаневич О.М.,

Щур Д.В., Хоменко Б.С., Тітенко А.М.

Інститут проблем матеріалознавства НАН України; e-mail: [email protected]

Початок реакції утворення нітриду бору по реакції 2В+N2=2ВN (1) відноситься

до 11000С, а промисловий процес отримання гексагонального нітриду бору проводять

при 1500-20000С. В той же час відомо, що утворення нітриду бору з атомарного азоту

по реакції В+N=ВN(2) може відбуватися при значно нижчих температурах (навіть при

2500С). Однак, процес і устаткування для атомізації азоту мають великі трудності. Є

також приклади використання аміаку для синтезу ВN. Нами в декількох лабораторних

експериментах по саморозповсюджуючимуся висотемпературному синтезу (СВС)

вдалося отримати графітоподібний нітрид бору при 5100С (з врахуванням даних ДТА).

Використовувався технічний бор аморфний і аміаковиділяюча речовина.

Рентгенофазовий аналіз підтвердив утворення графітоподібного нітриду бору в суміші

з чаоїтоподібним нітридом бору.

Рис.1 - Рентгенограма матеріалу,

отриманого при 5100С методом СВС,

CuKα

Гексагональному нітриду бору (α ) відповідають

(рис.1) рентгенівські рефлекси з максимумами при

2θ= 26,64, 41,44, 50,16, 54,92, 59,96, 75,84, 81,76,

96,56о. Ромбоедричному нітриду бору (r)

відповідають рентгенівські рефлекси при 26,64,

42,44, 45,80, 54,92, 75,84, 81,760. Присутня також

аморфна складова (гало в області 15-250).

Всі інші рентгенівські рефлекси відносяться до чаоїтоподібного нітриду бору

(«Ч»). Слід зауважити, що по літературних даних у найбільше вивчених модифікацій

нітриду бору (α,β,γ,r) на рентгенограмах до 400 присутня тільки одна лінія –

26,740(теоретичне значення основної лінії для модифікацій α і r).


29

УДК 669.046.512:533.9

ЕФЕКТИВНІСТЬ РАФІНУВАННЯ СПЛАВУ АК7 ПРИ

ГАЗОРЕАГЕНТНІЙ ОБРОБЦІ РОЗПЛАВУ

Сергеєва К.О., Золотухін С.С., Гришко С.В




Дослідження процесів рафінування сплаву АК7 при різних способах обробки

розплаву проводили у печі опору з чавунним тиглем місткістю 80 кг. Газореагентну

обробку розплаву здійснювали чотирма способами: продувкою холодним аргоном;

заглибленим плазмовим струменем під шаром флюсу; подачею флюсу чи фтористого

алюмінію у глиб ванни через плазмовий реактор (рис. 1).

Рис.1 – Зміна вмісту водню у сплаві при обробці:

1 – холодним аргоном; 2 – плазмовим струменем та флюсом через дозатор;

3 – плазмовим струменем під флюсом;

4 – плазмовим струменем та фтористим алюмінієм через реактор


30

Газореагентна обробка розплаву з використанням плазмового струменя

забезпечує більш ефективне рафінування у порівнянні з холодною продувкою.

Продувка розплаву високотемпературним газом під шаром флюсу шляхом введення

такої ж кількості (0,1 % від маси металу) флюсу (30 NaF, 50 NaCl, 10 KCl, 10 Na3AlF6)

у глиб ванни через дозатор забезпечують однаковий ступінь рафінування сплаву.

Однак темп дегазації сплаву при обробці заглибленим струменем з наведенням флюсу

на поверхні розплаву вище, у порівнянні з рафінуванням шляхом подачі реагентів в

метал через дозатор. В інтервалі 5 – 13 хвилин різниця темпів дегазації сплаву при

обробці розплаву по вказаним режимам складає 20 – 30 %. [1]

Підвищену швидкість дегазації сплаву під флюсом можна пояснити великою

площею поверхні його взаємодії з розплавом із самого початку продувки при

максимальній інтенсивності масообміну у верхніх шарах ванни. Для повного вводу

газофлюсової суміші із дозатора в рідкий метал потрібен деякий час. Тому дегазація

сплаву при такому способі рафінування здійснюється повільніше.

Особливо високий темп дегазації сплаву при обробці його фтористим

алюмінієм (рис., крива 4), який випаровували плазмовим струменем з реактора вглиб

ванни. За перші 10 хвилин вміст водню у сплаві зменшується з 0,55 до 0,19 см3 / 100 г.

Високі темп та швидкість дегазації сплаву при цьому способі обробки забезпечуються

за рахунок тонкого диспергування реагенту плазмовим струменем та надходження

його у розплав у газоподібному стані з більшою поверхнею взаємодії з металом.

Враховуючи те, розробили промислові технології рафінування кольорових сплавів

парогазовими сумішами.


Фізико-технологічний інститут металів та сплавів. Технологія рафінування алюмінієвих сплавів

реагентом РФ-1: [Електрон. ресурс]. – Режим доступу: http://www.ptima.kiev.ua/work/te/ukr/te-u39.pdf

31

УДК 21.79:669.15

ВПЛИВ НАНОПОРОШКОВИХ ОКСИДНИХ ІНОКУЛЯТОРІВ НА

СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛУ ЗВАРНИХ ШВІВ ВМНЛ СТАЛЕЙ

В.А. Костін, В. В. Жуков, Т.O. Зубер

Інститут електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України; е-mail: [email protected]

Для підвищення якості металу зварних з’єднань перспективним є застосування

спеціально підготовлених нанопорошкових інокуляторів (НПІ) – нанопорошків з

розмірами часток ≤ 100 нм із тугоплавких з’єднань оксидів, нітридів, карбідів, боридів

та ін. [1-3] Введені в розплав вони рівномірно розподіляються по об’єму рідкого

металу та є ефективними центрами кристалізації металевої ванни. В роботі представлені

результати досліджень структури металу зварних швів високоміцної низьколегованої

сталі 14ХГНДЦ, в металевий розплав якої вводились нанопорошкові частинки

інокулятори (НПІ) різних з’єднань оксидів – TiO2, Al2O3, MgO, ZrO2. Для досліджень

була використана фізична модель, в якій метал попередньо розплавлявся плазмою

електричної дуги, що горить в середовищі захисних газів Ar+CO2. Виконані

дослідження показали ефективність застосування інокуляторів оксидів титану TiO2 та

цирконію ZrO2, що дозволило забезпечити високі значення межі міцності (708 МПа та

621МПа) і ударної в’язкості KCV-20 (60 Дж/см2 та 72,9 Дж/см

2) металу зварних

з’єднань, за рахунок формування бейнітних або голчатих структур. Використання

установки імітації термічних циклів Gleeble 3800 дозволило уточнити методику

визначення температур фазових перетворень з використанням методу кольорової

маски та встановити взаємозв’язок між температурними інтервалами бейнітного та

мартенситного перетворення, кількістю структурних складових і типом

використаного інокулятора.


1. Модифицирование расплава дисперсными частицами с учетом их разброса по размерам / А.И.

Троцан, В.В. Каверинский, И.Л. Бродецкий, Я.П.Карликова // Вісник приазовського державного

технічного університету. – Маріуполь : 2011. – вип.22.– С. 144 – 150.

2. Прогнозирование температур фазовых превращений в высокопрочных низколегированных

сталях/ Г.М.Григоренко, В.А.Костин/ Современная электро-металлургия. – 2013. - №1. – с.33-39.

3. Экспериментальная техника в физическом металловедении / Черепин В.Т.. - К.: Техніка, 1968. –

280с.


32

УДК 620.22:620.187.22:534.442.3

СТРУКТУРА ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОКРИТТІВ

ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ AlCuNiFeCr та AlCuNiFeCrTi СПЛАВІВ,

ОТРИМАНИХ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВИМ МЕТОДОМ

Кальян Б.А. , Чернявський В.В., Юркова О.І.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра високотемпературних матеріалів та порошкової металургії;


Останній час проводять все більше досліджень для вивчення

багатокомпонентних високоентропійних сплавів (ВЕСів) через унікальне поєднання

простоти структури та комплексу фізико-хімічних властивостей. Метою роботи є

дослідження особливостей структури, фазового складу і механічних властивостей

покриттів високоентропійних AlCuNiFeCr та AlCuNiFeCrTi сплавів, отриманих

електронно-променевим методом.

В якості вихідної сировини обрано порошки Cu, Ni, Al, Fe, Cr та Ті з чистотою >

99,5% і розміром частинок приблизно 50 мкм. Покриття на сталі отримували в

електронно-променевій установці ЕЛА-6. Формування фазового складу та структури

сплавів досліджували за допомогою рентгенівського дифрактометру Ultima IV, Rigaku

та скануючого електронного мікроскопу.

Мікроструктура покриттів з ВЕСів складається з дендритних кристалів

глобулярного типу, відносно рівномірно розподілених в матриці. Розміри глобулін та

гілок дендритів знаходяться в межах 30–70 мкм. Покриття з високоентропійного

AlCuNiFeCr сплаву складається переважно з ОЦК твердого розчину та незначної

кількості ГЦК твердого розчину. Покриття з AlCuNiFeCrTi сплаву містить три фази

(тверді розчини) – дві з ОЦК структурою, які відрізняються параметром ґратки, та

ГЦК твердий розчин.

Для покриттів з AlCuNiFeCr ВЕСу мікротвердість HV=5,0±0,2 ГПа, а для

AlCuNiFeCrТі ВЕСу HV=7,7±0,4 ГПа. Суттєве підвищення мікротвердості покриттів

порівняно з їх вихідними компонентами відбувається завдяки композиційного

фактору зміцнення на рівні кристалічної ґратки.


33

ВПЛИВ АТМОСФЕРИ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ ТА КІЛЬКОСТІ ГРАНИЦЬ

ПОДІЛУ НА ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА ФАЗОВОГО СКЛАДУ

ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ FePt З ПРОМІЖНИМ ШАРОМ Cu

Кірашенко О.А, Владимирський І.А., Макогон Ю.М.



Сьогодні представники наукового світу проявляють підвищений інтерес до

нанорозмірних плівок FePt з хімічно впорядкованою фазою L10. Більша щільність

запису при меншому розмірі зерна – основна мета індустрії магнітних жорстких носіїв

інформації. Однак, при досягненні певного критичного розміру зерна теплова енергія

kBT (де kB – стала Больцмана, T – абсолютна температура) починає конкурувати з

енергетичним бар’єром, що перешкоджає самовільному перемагнічуванню носія –

KuV (де Ku – константа магнітної анізотропії, V – об’єм зерна). Результатом цього

явища є теплові флуктуації магнітних моментів зерна, так зване суперпарамагнітне

явище. Для уникнення суперпарамагнетизму необхідне виконання умови:

(1)

Тому, необхідним є формування хімічно впорядкованої фази L10-FePt з високим

значенням константи магнітокристалічної анізотропії ~ [1, 2].

В даній роботі розглядається вплив атмосфери термічної обробки та кількості

границь поділу на формування хімічно впорядкованої фази L10 в плівкових

композиціях FePt з проміжним шаром Cu. Досліджувані плівкові композиції

FePt/Cu/FePt та [FePt/Cu/FePt]2x одержано методом магнетронного розпорошення на

підкладинки SiO2(100 нм)/Si(001) при кімнатній температурі. Термічна обробка

проводилась в атмосферах Ar та N2 в інтервалі температур 773-1173 К протягом 30 с.

Кристалічна структура досліджена методом рентгеноструктурного фазового аналізу

(РСФА).

Результати РСФА засвідчили наявність фази L10 в структурі досліджуваних

плівок після проведення термічної обробки вже при 773 К в обох досліджуваних


34

атмосферах, тобто, кількість границь поділу і склад атмосфери термічної обробки не

впливають на температуру на формування фази L10.

З рис. 1 можна бачити, що криві залежності співвідношення інтенсивностей

рефлексів (001) і (111) від температури відпалу для плівкових композицій

[FePt/Cu/FePt]2x після термічної обробки в атмосфері N2 та FePt/Cu/FePt в атмосфері Ar

мають різке зростання при підвищенні температури відпалу до 973 К, що свідчить про

формування зерен з переважною орієнтацією в напрямку, перпендикулярному до його

поверхні. При подальшому підвищенні температури відпалу у зазначених атмосферах

співвідношення інтенсивностей значно зменшується, що можна пояснити

стабілізацією зерен з переважною орієнтацією у напрямку [111]. Таким чином,

показано, що варіювання кількості границь поділу і складу атмосфери термічної

обробки приводить до зміни температури формування текстури в плівковому

матеріалі.

700 800 900 1000 1100 1200

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Температура відпалу, К

FePt/Cu/FePt

[FePt/Cu/FePt]2x

Сп

іввід

нош

енн

я і

нте

нси

вн

ост

ей р

ефлек

сів (

001)

і (1

11)

від

фаз

и L10-F

ePt,

від

н. од

.

700 800 900 1000 1100 1200

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Сп

іввід

нош

енн

я і

нте

нси

вн

ост

ей р

ефлек

сів (

001)

і (1

11)

від

фаз

и L10-F

ePt,

від

н. од

.


FePt/Cu/FePt

[FePt/Cu/FePt]2x

а б

Рис. 1 – Залежність співвідношення інтенсивностей рефлексів (001) та (111) від фази L10-FePt від

температури відпалу в досліджуваних атмосферах (а – N2, б – Ar)


1. Perpendicular recording media for hard disk drives / S.N. Piramanayagam // J. Appl. Phys. –

2007. 011301. – 102.

2. Promotion of [001]-oriented L10-FePt by rapid thermal annealing with light absorption layer /

Liang-Wei Wang, Wen-Chieh Shih, Yun-Chung Wu, and Chih-Huang Lai // Appl. Phys. Lett. –

2012. – 252403. – 101

35

УДК 621.793.7

СТВОРЕННЯ ДИФУЗІЙНОГО БАР’ЄРУ МІДІ НА ПОВЕРХНІ

ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК

1В.Є. Панарін,

1В.В. Мангушева,

2М.І. Колюх

1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України; е -mail: [email protected]

2Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»,

Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів

Вуглецеві нанотрубки (ВНТ), які поєднують унікальні фізичні, хімічні та

механічні властивості [1,2] являють собою ідеальний зміцнюючий матеріал для

створення композиційних покриттів. У залежності від природи матриці

композиційного покриття, його кількості, міжфазної взаємодії та розташування в

просторі між зміцнювачем такі покриття здатні вирішувати широкий комплекс задач в

різних сферах промисловості, медицини, космічної, авіаційної техніки та інших

галузях народного господарства. Але для створення композиційних покриттів з ВНТ

необхідно вирішити досить складну задачу організації оптимальної взаємодії на межі

розділу поверхні ВНТ та матеріалу матриці. У випадку використання в якості матриці

металів ця проблема зводиться до відсутності хімічної взаємодії між металевою

матрицею та зовнішньою поверхнею стінок ВНТ (у випадку багатошарових ВНТ), які,

як відомо, являють собою трубкоподібні утворення товщиною один атомний шар [3].

Міжфазна хімічна взаємодія у випадку карбідоутворюючого металу призведе до

утворення карбіду, який за своїми властивостями буде суттєво відрізнятися від ВНТ і,

відповідно, зменшувати ефект композиційного зміцнення.

Для вирішення проблеми усунення міжфазної хімічної взаємодії в нашій роботі

було запропоновано створити на поверхні ВНТ тонкий шар металу, що хімічно не

взаємодіє з вуглецем і, таким чином, являє собою дифузійний бар’єр для проникнення

атомів карбідоутворюючого металу до поверхні ВНТ. У якості такого дифузійного

бар’єру в нашій роботі було обрано мідь, яка, як відомо, хімічно не взаємодіє з

вуглецем [4].


36

Рис.1 – Схема напилення термічним методом

шару міді на ВНТ

Вирощування ВНТ в нашій

роботі здійснювалося на установці

іонно-плазмового напилення з

дуговим розпиленням вуглецевого

[5,6] катоду із використанням

плазмової компоненти (рис.1).

Нанесення дифузійного бар’єру міді

здійснювалося за технологією її

термічного випаровування та

наступної конденсації парів міді на

поверхні ВНТ.

Атоми міді, які утворюють пару, є електрично нейтральними, що дозволяє їм

вільно проникати у простір між окремими ВНТ і конденсуватися на їх поверхні,

утворюючи тонке покриття, товщину якого можна регулювати часом та параметрами

випаровування.

Товщина бар’єрного шару міді визначалася шляхом порівняльного аналізу РЕМ

зображень напилених та вихідних ВНТ у програмі Image Pro (рис. 2 – 4).


1. Фуллерены – основа материалов будущего / [Трефилов В.И.]– Киев.: Изд-во АДЕФ –Украина,

2001.– 408 с.

2. Carbon nanotube applications for tissue engineering /Benjamin S. // Biomaterials.–2007.– V. 28.– P.

344–353.

3. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. 2_е изд. испр./ [Гусев А.И.]– М.:

ФИЗМАТЛИТ,2007.– 416 с.

4. Binary Alloy Phase Diagrams. 2 nd edition. Metals Park./ Editors: [T.B. Massalski, H. Okamoto, P.R.

Subramanian, L. Kacprzak]. –Ohio.: ASM International, 1990. -3589p.

5. Пристрій для вакуумного синтезу вуглецевих наноструктур./ В.Є. Панарін, М.Є. Свавільний, А.І.

Хомінич.// Заявка на патент України А201109966 від 11.08.2011. Позитивне рішення: 30.05.2012

№13223/ЗА12

6. Вакуумна технологія вирощування вуглецевих наноструктур на промисловій установці типу

«Булат»/ В.Є. Панарін, М.Є. Свавільний, А.І. Хомінич, М.М. Білий// Металознавство та термічна

обробка металів. – 2010, -№2, -С.27-31.

37

а б

Рис. 2 – Вихідний стан ВНТ (перед напиленням міді):

а – зображення РЕМ; б – зображення, оброблене програмою Image Pro

а б

Рис. 3 – Вихідний стан ВНТ (після напилення міді):

а – зображення РЕМ; б – зображення, оброблене програмою Image Pro

а б

Рис. 4 – Графік розподілення товщини нанотрубок до (а) та після (б) напилення міді.

38

КІЛЬКІСНІ ПОКАЗНИКИ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОЇ ЗНОСОСТІЙКОСТІ

СПЛАВІВ ЧС88У-ВИ ТА Х30Н50Ю5Т2

Костін О.М., Мартиненко В.О.

Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова, Інститут комп’ютерних та

інженерно-технологічних наук, Технологічний факультет, кафедра зварювального виробництва,

м. Миколаїв, Україна; е -mail: [email protected]

Високотемпературна зносостійкість - важлива експлуатаційна характеристика

жароміцних нікелевих сплавів. В цьому зв'язку, є вкрай важливим визначення

кількісних показників зносостійкості жароміцних нікелевих сплавів та матеріалів, що

зміцнюють їх робочі поверхні в умовах високотемпературного зношування. В роботі

досліджувалась зносостійкість жароміцного нікелевого сплаву ЧС88У-ВИ та стелліта

Х30Н50Ю5Т2.

Дослідження зносостійкості виконували на оригінальній установці, що дозволяє

проводити випробування зразків при складному динамічному навантаженні (режим

зіткнення з подальшим просковзуванням в продольному напряму) з нагрівом зразків у

середовищі продуктів згорання палива типу «гас» до потрібних температур в умовах,

що близькі до умов експлуатації.

Випробування дослідних зразків з наплавкою стеллітом Х30Н50Ю5Т2

показало, що на протязі 40 хвилин з початку виходу на запланований режим

спостерігається катастрофічне зношування контактних поверхонь. На

контактуючих поверхнях виявляється велика кількість сколів, тріщин, що свідчить

про руйнування зміцнюючого шару зразка. Внаслідок чого випробування було

зупинене.

Сплав ЧС88У-ВИ демонструє в аналогічних умовах значно більш високу

зносостійкість та витримує без помітних руйнувань випробування на протязі двох

годин.


39

УДК 620.22:620.187.22:534.442.3

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ

ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ AlCuNiFeCr і AlCuNiFeTi СПЛАВІВ, ОТРИМАНИХ

МЕТОДОМ МЕХАНІЧНОГО ЛЕГУВАННЯ ТА СПІКАННЯ

Кравченко О. І., Чернявський В.В, .Юркова О. І.




Робота присвячена дослідженню механічних властивостей високоентропійних

AlCuNiFeCr і AlCuNiFeTi сплавів, синтезованих механічним легуванням з

послідуючим спіканням в умовах квазігідростатичного стиску при температурі 800 °С

та тиску 5 ГПа. Після спікання сплави є нанокристалічним, двофазними і складаються

переважно з ОЦК твердого розчину та незначної кількості ГЦК твердого розчину.

Випробування методом безперервного індентування на приладі «Мікрон-гамма»

при навантаженні на індентор 1,5 Н показали, що спечені AlCuNiFeCr та AlCuNiFeTi

сплави мають твердість Нh (за глибиною відбитку) 10,5 і 11,8 ГПа, модуль Юнга Е

148 і 127 ГПа, високу пружну деформацію εes, яка складає 2,36 і 3,04 %, та

напруження σes 3,22 і 3,62 ГПа, відповідно. Мікротвердість HV спечених AlCuNiFeCr

та AlCuNiFeTі сплавів, яку визначали в умовах статичного вдавлювання піраміди

Віккерса на приладі ПМТ-3 при навантаженні на індентор 1,5 Н, складає 9,2±0,4 і

11,2±0,6 ГПа. Твердість 5-ті компонентних ВЕСів значно перевищує твердість

вихідних компонентів (Al, Cu, Ni, Fe, Cr, Ti), яка знаходиться в межах 0,21 – 1,2 ГПа.

Підвищені характеристики міцності отриманих ВЕСів зумовлені

твердорозчинним зміцненням зі значним спотворенням кристалічної решітки твердих

розчинів через різницю атомних радіусів елементів заміщення (композиційний фактор

зміцнення на рівні кристалічної решітки) та нанокристалічним структурним станом

(структурний фактор).

40

ВПЛИВ ТОВЩИНИ ПРОМІЖНОГО ШАРУ Ag НА ФАЗОВІ ПЕРЕТВОРЕННЯ

В ТОНКОПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЯХ FePt/Ag/FePt

Круглов І.О., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.



Перспективним матеріалом для надщільного магнітного запису є плівкові

композиції на основі сплаву FePt з впорядкованою магнітно-твердою фазою L10-FePt.

Для формування фази L10-FePt необхідне осадження плівки на нагріту підкладинку

або проведення відпалу. Однак термічна обробка викликає ріст зерен і поверхневої

шорсткості плівок, що ускладнює практичне використання даних матеріалів. Одним із

можливих шляхів вирішення даної проблеми є введення проміжних шарів легуючих

елементів між шарами сплаву FePt, що може сприяти зниженню температури

фазового перетворення А1-FePt → L10-FePt.

Метою даного дослідження є виявлення впливу товщини проміжного шару Ag

на структуру та магнітні властивості композицій FePt/Ag(7,5; 30 нм)/FePt. Плівкові

композиції отримано магнетронним методом, їх структуру та властивості до і після

термічної обробки досліджено методами рентгеноструктурного фазового аналізу,

атомно-силової мікроскопії, магнітометрії та резистометрії.

Виявлено, що збільшення товщини шару Ag від 7,5 нм до 30 нм приводить до

зменшення температури утворення фази L10-FePt на ~100 К. Можливе пояснення

даного явища полягає в різниці між напруженими станами, що виникають в

досліджуваних плівках при відпалах внаслідок різниці коефіцієнтів лінійного

розширення їх шарів. Крім того, збільшення товщини проміжного шару Ag приводить

до збільшення значення коерцитивної сили композицій внаслідок насичення границь

зерен фази L10-FePt немагнітною компонентою і обмеженню обмінної взаємодії між

зернами.


1. Fabrication and Magnetic Properties of Ag/Fept Thin Films /

K. Dong, X. Cheng, W. Cheng, S. Chen, X. Yang // MATER MANUF PROCESS. – 2012. – 1.


http://www.researchgate.net/researcher/76194901_Kaifeng_Dong

http://www.researchgate.net/researcher/76349968_Xiaomin_Cheng

http://www.researchgate.net/researcher/76275507_Weiming_Cheng

http://www.researchgate.net/researcher/85076259_Shi_Chen

http://www.researchgate.net/researcher/76257632_Xiaofei_Yang

41

ОСОБЛИВОСТІ ЖАРОМІЦНИХ НІКЕЛЕВИХ СПЛАВІВ

ДЛЯ ДИСКІВ ТУРБІН

Кухарик С.С.



Диски останніх ступенів компресорів і диски турбін авіадвигунів піддаються

високим навантаженням і нерівномірному нагріву. Так, наприклад, обід нагрівається

до 550 - 800°С, а маточина дисків турбін нагрівається до 300 - 500°С. Диски містять

велику кількість концентраторів напружень. Тому матеріали для дисків турбін

повинні володіти:

- високою міцністю і жароміцністю по всьому діапазону робочих температур;

- низькою чутливістю до концентрацій напружень;

- високою пластичністю при тривалому і короткочасному навантаженні;

- високим опором малоцикловій втомі;

- стабільністю структури і фазового складу;

- хорошою технологічністю;

Насьогодні, в дискових сплавах застосовується принцип багатокомпонентного

легування, розвинутий при розробці жароміцних сплавів для лопаток турбін. В

теперішній час для виготовлення дисків турбін використовуються деформівні сплави.

Дискові сплави на основі нікелю являють собою складнолеговані композиції, що

тяжко піддаються деформуванню. В них не допустимі окрихчуючі фази типа σ, µ та

інші, не повинно бути крупних виділень карбідів, зональних лікваційних

неоднорідностей.

Виконання цих вимог досягається зміцненням твердого розчину на основі

нікелю, збільшенням об’ємного складу γʹ- фази, контролем за виділенням карбідів і γʹ-

фази по границям зерен, виключенням окрихчуючих фаз і очисткою сплавів від

шкідливих домішок.

Штамповка до термічної обробки надає дискам текстуру деформації, яка

зв’язана з дендритним характером кристалізації злитків і неоднаковою пластичною


42

деформацією різних ділянок заготовок дисків. Збільшення кількості γʹ- фази підсилює

текстуру деформації дисків, погіршує технологічність. При високому вмісті γʹ- фази

підвищується неоднорідність розподілу γʹ-фази, виникає глибока різнозернистість.

Сучасні сплави для дисків містять до 60% γʹ- фази.

Для отримання оптимальної структури, необхідних властивостей диски

піддаються гартуванню і старінню. Перед гартуванням проводять відпал при

температурі 900-1000° С для підвищення однорідності розміру зерен.

Подвійне гартування застосовують для покращення в’язкості і пластичності

сплавів. При першому гартуванні забезпечується достатньо повне розчинення

зміцнюючих фаз, гомогенізація сплаву. При нагріві на повторне гартування по

границям зерен виділяються і коагулюють частинки карбідів, відбувається частковий

розпад пересиченого твердого розчину з утворенням достатньо великих частинок γʹ-

фази. Карбіди, що виділяються при 1000-1500° С, рівномірно розподіляються по

всьому об’єму. При відсутності другого гартування, однократне гартування зі

старінням призводить до утворення по границям зерен суцільної карбідної сітки, яка

знижує пластичність. При старінні відбувається додаткове виділення частинок γʹ- фази

і зміцнення сплавів. Остаточна структура сплавів складається з γ- твердого розчину,

γʹ- фази і карбідів.

Суттєве розширення можливостей подальшого легування сплавів для дисків

забезпечує використання порошкової металургії, коли подавлюється розвиток ліквації,

зменшуються розміри виділень первинної γʹ-фази і карбідів, підвищується

технологічність і економічність використання металу.

Термічна обробка дисків з диспергованих сплавів аналогічна деформівним.

Застосування порошкової металургії забезпечує підвищення коефіцієнту

використання металу, більш високу міцність і зменшення маси конструкції.

Варто відмітити, що в процесі експлуатації в маточинах і ободі дисків

накопичується значна локальна пластична деформація, виникають мікротріщини. В

ободі відбувається додаткове виділення γʹ-фази. В результаті знижується опір

малоцикловій втомі.

43

УДК 669.673

ФАЗОВИЙ ТА ХІМІЧНИЙ СКЛАДИ, СТРУКТУРА БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ

ТИТАНОАЛЮМОКРЕМНІЄВИХ ПОКРИТТІВ НА НІКЕЛІ

Дацюк О.Е., Кучеренко П.М., Дудка О.І.




Захисні властивості жаростійких покриттів обумовлені утворенням на поверхні

виробів оксидної плівки, для якої характерна хороша щільність, висока адгезія з

покриттям. Основою жаростійких покриттів є сполуки за участю алюмінію, хрому,

кремнію.

Метою роботи є визначення фазового та хімічного складів,структури,

мікротвердості алюмосиліційованих та титаноалюмосиліційованих покриттів на нікелі,

створення на основі одержаних даних практичних рекомендацій щодо можливого

застосування захисних покриттів.

Аналіз показав, що алюмосиліціювання нікелю приводить до утворення

багатошарових структур на основі сполук нікелю та алюмінію.

Досліджено, що глибина проникнення кремнію в нікель більша за глибину

проникнення алюмінію.

Особливістю отриманих в роботі результатів є значна мікротвердість окремих

шарів титаноалюмосиліційованих покриттів. Причиною високої мікротвердості

отриманих в роботі покриттів є дисперсність будови в поєднанні з незначною

товщиною та великою кількістю окремих шарів.

Дифузійні покриття складаються з зони сполук та перехідної зони, яка є твердим

розчином насичуючих елементів в нікелі. Максимальну мікротвердість встановлено

для зони сполук за участю титану, алюмінію, кремнію – 12,5 ГПа.


1. Жаростойкие диффузионные покрытия / Коломыцев П.Т.. – М.: Металургия, 1979. – 269с.


44

УДК 621.785

НАНЕСЕННЯ НІТРИДНИХ ПОКРИТТІВ НА ТИТАН ТА ЙОГО СПЛАВИ

Левчук Т.О.




Висока міцність, низька густина і хороша корозійна стійкість – основні

властивості, завдяки яким титан та його сплави набули широкого використання. У той

же час застосування титану без спеціальних поверхневих обробок у певних випадках є

неможливим Покриття з нітриду титану зменшує коефіцієнт тертя титанових сплавів,

запобігає схопленню при терті, і може бути запропоноване для виробів, що працюють

в умовах тертя ковзання.

Процес азотування проводили при температурі (850 – 1050)0С впродовж (2 – 24)

годин в реакційній камері. Рентгеноструктурним аналізом показано, що під час

азотування при 10500С на поверхні утворюється шар ТіN з параметром гратки

а=0,4230 нм , що має товщину (1,5-2,0) мкм та мікротвердість 12,0 ГПа. Під ним

розташована зона твердого розчину азоту в α-титані. Мікротвердість її складає 7,0

ГПа безпосередньо під шаром нітриду і поступово зменшується до твердості основи

на глибині (550-600) мкм після насичення в продовж 24 годин.

Товщина шару твердого розчину зростає із збільшенням тривалості процесу і

підвищенням температури обробки. Проте при дуже високих температурах азотування

та великих витримках спостерігається ріст зерна β-фази, що приводить до різкого

погіршення механічних властивостей. Насичення впродовж 2-3 годин не

супроводжувалося значним зростанням зерен навіть при температурі 10500С. Таким

чином можна ремендувати насичення титанових сплавів при температурі 10500С

впродовж 2 годин.


Минкевич А. Н. Химико - термическая обработка металлов и сплавов / Минкевич А. Н - М.:

Машиностроение, 1965. - 491 с.


45

УДК 669.1:537.5

АЗОТУВАННЯ В ТЛІЮЧОМУ РОЗРЯДІ ОТВОРІВ МАЛОГО ДІАМЕТРА

Люховець В.В.

Хмельницький національний університет, Факультет інженерної механіки, кафедра машинознавства;


Переважна більшість випадків процесів азотування в тліючому розряді (АТР)

отворів відносно малого діаметра відповідає за своїми фундаментальними ознаками

газорозрядним процесам з пустотілим катодом, головною ознакою яких є умова

часткового або повного перекриття зон негативного свічення від різних

(протилежних) частин катода. Відомо, що існує тотожність між початком зростання

струму розряду та моментом перекриття зон негативного свічення області катодного

падіння (ОКП) від двох протилежних частин катода. Очевидним з цього факту є

висновок, що аналіз процесів АТР отворів відносно малого діаметра в обов’язковому

порядку повинен враховувати співвідношення розмірів цих отворів з геометричними

параметрами ОКП.

Наведені у [1] результати такого аналізу вказують на певні обмеження

азотування отворів з відносно малим діаметром при використанні традиційних

варіантів технології АТР. Оскільки навіть при малих значеннях відношення довжини

отвору до його діаметра важко забезпечити наявність розряду по всій внутрішній

поверхні отвору, то інтенсивність процесів утворення нітридів лімітується тільки

параметрами газового азотування, продуктивність якого, як відомо, суттєво нижча

порівняно з азотуванням із застосуванням газорозрядних процесів. Подальші

дослідження повинні стосуватись кінетики руху часток газу в умовах дії

нестаціонарного живлення. Саме в цьому випадку ймовірне попадання іонізованих

часток поза межі приторцьової зони отвору, що може стати причиною інтенсифікації

азотування внутрішніх поверхонь отвору.


1. Пастух І.М. Аналіз процесів азотування в тліючому розряді отворів з відносно малим

діаметром / І.М. Пастух, В.В. Люховець, М.В. Лук’янюк // Вісник ХНУ. Технічні науки. – 2014. – №

5. – С. 6–9.


46

УДК 539.219.3;53.096:669.25'1'24'295:669.112.227.346.2

ВПЛИВ ВІДПАЛУ У МАГНІТНОМУ ПОЛІ НА ФОРМУВАННЯ СИСТЕМИ

ФЕРОМАГНІТНИХ НАНОЧАСТИНОК В СПЛАВІ Cu-Al-Mn З

ІНДУКОВАНИМ МАРТЕНСИТНИМ ПЕРЕТВОРЕННЯМ

1,2О.Г. Марецький,

3А.М. Тітенко,

1Л.Д. Демченко

1 Інститут магнетизму НАН та МОН України ,

2


Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів;

e-mail: [email protected],[email protected] 3

Київський електромеханічний коледж

Фазові перетворення мартенситного типу притаманні широкому класу матеріалів

та сплавів, для яких характерні структурні ознаки, що визначають особливості їх

утворення і фізичні властивості. Пріоритетність в дослідженнях нових матеріалів

належить сплавам, в яких структурно-фазові перетворення мартенситного типу

реалізуються в феромагнітній матриці. Серед них варто відокремити сплави Гейслера,

інтерметалічні сполуки Со-Ni-Аl, Со-Ni-Ga і сплави на основі Fe.

Не менш привабливим є механізм протікання мартенситного перетворення (МП),

який реалізується при розпаді твердих розчинів з виділенням феромагнітних

наночастинок в неферомагнітній матриці. Така поведінка характерна для сплавів Сu-Со,

Сu-Ni-Fe, Сu-Ni-Со, Ni-Mn. Магнітний порядок в системі наночастинок, що

виділяються, в залежності від їх кількості і розміщення, може набувати характер

спінового скла, парамагнітного, суперпарамагнітного, а також анти- та феромагнітного

стану. В потрійній системі сплавів Гейслера Сu-Mn-Al можлива реалізація МП, коли в

твердих розчинах утворюються концентраційні неоднорідності. Роль таких

неоднорідностей виконують когерентні наночастинки, які виділяються при розпаді

високотемпературної 1-фази сплаву Cu-Al-Mn, що когерентно пов’язані з матрицею і

при цьому не зазнають спонтанного МП при охолодженні.



47

УДК 537.621.4; 539.26; 539.374.6; 539.531; 543.429.3

ВПЛИВ ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ ОСАДКОЮ НА СТРУКТУРУ ТА

МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ІНВАРНОГО СПЛАВУ Fe-35%Ni

В.М. Надутов1, Д.Л. Ващук

1, Є.В. Марковський

1,2

1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Київ, Україна,

2 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»,

Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів;


Метою роботи було дослідження впливу пластичної деформації методом осадки

на структуру і магнітні властивості інварного ГЦК сплаву Fe-35%Ni-0,49%Mn.

Вихідний стан зразків було отримано гомогенізаційним відпалом при

температурі 1373 К в середовищі силікатного шлаку протягом 30 хвилин та

наступного гартування у воді при кімнатній температурі. ГЦК сплав в аустенітному

стані деформували зі ступенем деформації е = 1,12. Дослідження проводили методами

рентгеноструктурного аналізу (РСА), ядерного гамма резонансу (ЯГР), магнітометрії.

Встановлено, що сплав після пластичної деформації залишився в аустенітному

стані. В напрямку, паралельному контактній поверхні, має місце утворення текстури,

що видно по лініям 200 та 311 аустеніту. Розмір областей когерентного розсіяння

(ОКР) зменшився від 126 нм до 59 нм, а параметр кристалічної гратки – від 0,3597 нм

до 0,3590 нм. За даними вимірювань температурної магнітної сприйнятливості в

інтервалі від 80 до 570 К виявлено зниження температури Кюрі від Тс = 489 К до 475 К,

що вказує на зміну магнітного стану інварного сплаву і добре корелює з даними РСА

щодо зменшення міжатомної відстані.

За даними ЯГР спектроскопії показано, що після деформації спектр звузився і

найбільш імовірне значення надтонкого магнітного поля зменшилось від Hmax = 27 Тл

для вихідного стану до Hmax = 26,2 Тл після деформації. Отримані дані пояснюються

впливом пластичної деформації на міжатомну відстань і, відповідно, на величину

обмінної взаємодії.


48

EFFECT OF PLASTIC DEFORMATION BY UPSETTING ON STRUCTURE AND

MAGNETIC PROPERTIES OF INVAR Fe-35%Ni ALLOY

V.M. Nadutov1, D.L. Vashchuk

1, E.V. Markovskiy

1,2

1 G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the N.A.S. of Ukraine

2 National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”,


The study of the effect of plastic deformation by upsetting the structure and magnetic

properties of Invar Fe-35%Ni-0.49%Mn alloy is the aim of this work.

The initial state of samples were obtained by heat treatment. Samples were annealed

at 1373 K in silica slag during 30 min with subsequent water quenching. The alloy was

deformed with a strain of e = 1,12. The measurements were conducted by means of X-ray

diffractometry (XRD), Mössbauer spectroscopy and magnetometry.

Following the XRD, diffraction lines told us about a contrasting in intensity. The

upsetting hasn’t change the phase structure, but it caused texture to appear. Also, after the

upsetting we have observed broadened diffraction lines, for example lines with 200 and 311

Miller indexes. The size of coherently scattering domains had reduced from 125 nm to 60 nm,

the lattice parameter – from 0,3597 nm to 0,3590 nm. Measuring the temperature

dependence of magnetic susceptibility shows us that the Curie point decreased from 489 K

to 475 K. According to this data it could be noted that magnetic properties have been

changed and it proves that we observe sufficient change in the magnetic state of the Invar

alloy that correlates with the reduction of the lattice parameter.

The Mössbauer spectroscopy shows the narrowing of resonance spectra and a

reduction of the hyperfine magnetic field maximum from Hmax = 27,0 T to 26,2 T after

upsetting. It can be concluded that upsetting affects the interatomic distances and

respectively affects the exchange interaction value.


49

УДК 678.054

ВПЛИВ РЕЖИМІВ ІОННОГО АЗОТУВАННЯ НА ЗНОСОСТІЙКІСТЬ СТАЛІ

38ХМЮА В КОРОЗІЙНО-АБРАЗИВНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Матвіїшин П.В.

Бережанський агротехнічний інститут, Механічний факультет; e-mail: [email protected]

Зразки із сталі 38ХМЮА зміцнювалися методом іонного азотування в тліючому

розряді за різними технологічними режимами з варіюванням температурою (від 520

до 620оС) та складом насичуючого середовища (75об%N2 + 25об%Ar і 70об%N2 +

25об%Ar + 5об%С6Н2) при тиску в вакуумній камері 267 Па і часі дифузійного

насичення 4 години. Випробування проводилися на спеціальній експериментальній

установці, що моделювала умови роботи термопластавтоматів, при тиску 4 МПа і

температурі 240оС в середовищі розплаву склонаповненого поліаміду П6-68 з вмістом

30% за вагою скловолокна.

Аналіз зношування зразків зі сталі 38ХМЮА після традиційного газового

азотування і іонного азотування в тліючому розряді за різними технологічними

режимами показав, що іонне азотування за досліджуваними технологічними

режимами забезпечує значно більшу зносостійкість після припрацювання і після

проходження зразками шляху тертя 4,08105м. Це пояснюється такими причинами: 1)

при іонному азотуванні градієнт твердості по глибині значно менший. На поверхні

крім ε-фази є велика кількість γ´-фази і нітридний шар має більшу товщину, що і

зумовлює його більшу зносостійкість на протязі більшого шляху тертя; 2) нітридний

шар при іонному азотуванні характеризується більшою пластичністю і меншою

дефектністю в порівнянні з нітридним шаром при пічному азотуванні Введення в

насичуюче середовище 5% пропану призводить до утворення на поверхні азотованого

шару карбонітридів. Це сприяло підвищенню зносостійкості в даних умовах

зношування.

Таким чином, дослідження показали, що при абразивному зношуванні в хімічно

активних середовищах на зносостійкість пари тертя крім твердості вплив має

пластичність структури і фазовий склад поверхневого шару.


50

СПЛАВИ НА ОСНОВІ ГАЛІЮ

Матяш Д.І.



Існування галію було науково передбачене Д. І. Менделєєвим. При створенні

періодичної системи хімічних елементів в 1869 р він, грунтуючись на відкритому ним

Періодичному законі, залишив вакантні місця в третій групі для невідомих елементів -

аналогів алюмінію і кремнію (екаалюмінію і екасіліцію). Менделєєв вказав, що атомна

вага екаалюмінію близька до 68, питома вага близько 6 г/см3. У металевому стані

метал буде легкоплавкий. Незабаром галій був відкритий, виділений у вигляді простої

речовини і вивчений французьким хіміком Полем Емілем Лекок де Буабодраном.

Основна особливість галію полягає у його широкому температурному інтервалі

існування рідкої фази (30°С - 2230 °С). Фактично до 1930 року галій мав суто наукове

значення як матеріал для досліджень, але з тих пір він набув широкого попиту. В наш

час галій використовують у кріогенній техніці, протипожежних засобах,

високотемпературних термометрах, приладах для фіксування нейтріно, електроніці ( в

якості напівпровдників) та лазерній техніці.

Арсенід галія має ширину забороненої зони порядку 1,5 эВ, що робить його

придатним для використання у сонячних батареях, причому ККД таких батарей

складає 24%, що значно перевищує результати кремнієвих аналогів (8%).

Сплави галія з мідю, сріблом, золотом, нікелем широко використовуються для

холодної пайки металів, напівпровідникових матеріалів, а также для склеювання скла,

кераміки і металів. Галій та його легкоплавкі сплави застосовують в якості

наповнювача у високотемпературних термометрах і монометрах, в якості замінників

ртуті у випрямлячах.

Нітрид галію використовують при створенні напівпровідникових лазерів та

світлодіодів (синього, ультрафіолетового діапазонів). Також він володіє гарними

хімічними та механічними властивостями типовими для нітридів.

Ізотоп галій-71 є важливим матеріалом для реєстрації нейтріно (детектори на

галієвій основі чутливіші в 2,5 рази) і в зв’язку з цим перед технікою стоїть актуальна

задача виділяти цей ізотоп.


51

Основна проблема стоїть в тому що галій досить дорогий (на 2005 рік 1т = 1,2

млн доларів США), тому важливо налагодити його ефективне добування при

алюмінієвому виробництві та підпирємствах з переробки вугілля в рідке паливо.

Україна входить до однієї з чотирьох країн світу, котрі мають повний цикл переробки

галію від сировини до готової продукції (ВАТ «Чисті метали» (м. Світловодськ)).


Шека И. А, Чаус И. С, Мнтюрева Т. Т., Галлий, К., 1963;

Еремин Н. И., Галлий, М., 1964;

Дымов А. М., Савостин А. П., Аналитическая химия галлия, М., 1968;

Иванова Р. В., Химия и технология галлия, М., 1973;

Коган Б. И., Вершковская О. В., Славиковская И. М., Галлий. Геология, применение,

экономика, М., 1973;

Федоров П. И., Мохосоев М. В.. Алексеев Ф. П., Химия галлия, индия и таллия, Новосиб.,

1977. П. И. Федоров.

УДК 621.785

ШЛЯХИ ПІДВИЩЕННЯ РІВНЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ І

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МОНОТЕКТИЧНИХ

СПЛАВІВ НА ОСНОВІ МІДІ

Минько І.В.

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Інженерно-

фізичний факультет, кафедра металознавства та термічної обробки; e-mail: [email protected]

Розвиток сучасної техніки робить актуальним розробку нових матеріалів,

поєднуючи високі механічні і спеціальні властивості (наприклад, тепло- і

електропровідність) при підвищених температурах (в ідеалі наближаються до

температури плавлення основи). Одним із найбільш поширених

дисперсійнотвердіючих сплавів на основі міді являються хромисті бронзи [1].

Принциповим недоліком таких бронз являється різке погіршення службових

властивостей при температурах, перевищуючих 0,6 температури плавлення основи,

внаслідок коагуляції дисперсних включень і різкого збільшення розчинності

компонентів зміцнюючої фази в основі.

Протягом останніх років розробляються принципово новий клас ливарних

сплавів монотектичного типу, у яких в основі лежить мідь, а зміцнюючою фазою –

залізо-хромистий сплав ( системи Cu – (Cr – Fe – C)) [2]. Відмінною особливістю


52

таких матеріалів являються утворення включень зміцнюючої фази безпосередньо в

розплаві, в результаті його емульсіювання в температурно-конценраційній області

двохфазного рідкого стану [3].

Гідністю указаних сплавів являється мала розчинність компонентів зміцнюючої

фази на основі (міді) аж до температури плавлення. Це дозволяє значно підвищити

температурний поріг початку розміцнення і зберегти рівень механічних властивостей,

а також тепло- і електропровідність сплаву при підвищених температурах. Крім того,

для таких матеріалів можливе отримання практично необмеженої обємної долі

зміцнюючої фази.

Досліди останніх років, показують на можливість підвищення рівня робочих

властивостей (в тому числі і технологічних) мідних ливарних сплавів монотектичного

типу шляхом оптимізації складу зміцнюючої фази, яка досягається двома способами :

за рахунок зменшення розчинності добавок в основі, в результаті оптимізації змісту

компонентів зміцнюючої фази, і в результаті введення додаткових компонентів [3].

Теоретичні розрахунки показують:

Заміна С на Si, який має достатньо високу величину енергії змішування з міддю,

дозволяє суттєво зменшити температуру плавлення сплаву.

Часткова чи повна заміна Cr на V дозволить зменшити розчинність компонентів

зміцнюючої фази на основі (міді). Атоми хрому в розчині міді можуть мати два

ступені іонізації: Cr+1

і Cr+6

. Іони Cr+1

утворюють в розплаві області локального

порядку, будова яких характеризується координаційним числом 12 (КЧ 12), тому в

значній мірі розчиняються в міді, яка має аналогічну будову. Разом з тим, іони Cr+6

в

розплаві утворюють області локального порядку з КЧ 8 і практично не утворюють

розчини з міддю. Іони ванадія мають єдину ступінь іонізації V+5

і тому в розчині

утворюють області локального порядку з КЧ 8, володіючою мінімальною здатністю

утворювати розчини з мідю. Крім того, іони V+5

, утворюють розчини з залізом,

стабілізують його області локального порядку, будова яких характеризує КЧ 8, що

зменшує розчинність іонів заліза в розплаві міді.


Ніколаєв А.К. ,Новіков А.І. ,Розенберг В.М. Хромові бронзи «Металургія» ,1983.- 176 с.

Кірієвський Б.А., Трубаченко Л.Н. Нові дисперснозміцнюючі бронзи і технологія отримання

із них литих заготовок // Процеси лиття. - 2004. -№4.-С.61-65.

Кірієвський Б.А., Трубаченко Л.Н., Христенко В.В. Вплив технологічних параметрів на

формування литої структури в сплавах системи Cu-Cr-Fe-C , характеризуються наявністю

двохфазної області рідкого стану // Процеси лиття .- 2001.- №4.- С.52-56.

53

ФОРМУВАННЯ ПОКРИТТІВ НА СТАЛІ 45 ПІСЛЯ ЕЛЕКТРОІСКРОВОГО

ЛЕГУВАННЯ ЗА СХЕМАМИ Ti-C, Cr-C, Zr-C

Г.Г. Лобачова, С.С. Мороз



Метою дослідження було встановлення впливу складу міжелектродного

середовища на фазовий склад, структуру, мікротвердість поверхневих шарів сталі 45

після електроіскрового легування (ЕІЛ) перехідними металами з наступною стадією

легування графітом, що відбувалися за схемами Ti-C, Cr-C, Zr-C з використанням

насичувальних середовищ: повітря, гліцерин, аргон.

Встановлено, що найбільші значення мікротвердості мають зразки, леговані в

середовищі аргону (рис.1). Це можна пояснити тим, що в інертному середовищі

формування легованих шарів відбувається тільки при взаємодії матеріалів аноду і

катоду між собою. Товщини легованих шарів при цьому є найбільшими за товщиною

та рівномірними. Кінетичні криві масоперенесення знаходяться у додатній області, що

свідчить про нарощування легованого шару. Виявлено, що максимальні значення

мікротвердості мають покриття після ЕІЛ цирконієм та графітом в усіх використаних

середовищах.

Рис.1 – Гістограма порівняння мікротвердості поверхневого шару сталі 45після ЕІЛ Zr-C, Ti-C, Cr-C в

насичувальних середовищах


54

УДК 669+536.4

ВПЛИВ ЗАЛІЗА ТА ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ НА СТРУКТУРУ І

ТЕРМІЧНЕ РОЗШИРЕННЯ СПЛАВУ Ti-Nb

В.М. Надутов1, А.А. Музиченко

1,2, Є.О. Свистунов

1, В.П. Залуцький

1

1 Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України; e-mail: [email protected]

2 Фізико-технічний навчально-науковий центр НАН України, факультет проблем фізики та

енергетики, кафедра фізико-технологічних проблем нанорозмірних систем

Немагнітні легкі сплави інварного класу Ti-Nb необхідні для створення

конструкцій, які експлуатуються в умовах змінних температур і магнітних полів.

Метою роботи було визначення структурно-фазового стану сплаву Ti-Nb в залежності

від додавання Fe і пластичної деформації і його впливу на термічне розширення.

Досліджували сплави Ti–33,07%Nb і Ti–33,15%Nb – 4,74% Fe після відпалу у

вакуумі при 1373 К, 4 год. і потім нагрівання до 1173 К, 30 хв. та подальшого їх

гартування в маслі. Зразки деформували вальцюванням при 293 К. Рентгенівський

фазовий аналіз проводили в KCoα1 випромінюванні на дифрактометрі ДРОН-3.0, а

термічне розширення сплавів вимірювали в інтервалі 120–550 К на автоматизованому

кварцовому дилатометрі.

Встановлено, що литі та відпалені сплави містять β-, α//-, ω-фази, а деформація

прокаткою з обтисненням 40% дещо змінює фазовий склад в сплаві Ti–Nb–Fe.

Гартування від 1173 К бінарного сплаву зафіксувало β-фазу з невеликим вмістом α//-

фази. В загартованому сплаві Ti–Nb–Fe виявлені β-, α//-, ω-фази. Після деформації зі

ступенем 40% і 60% фазовий склад бінарного і потрійного сплавів не змінився, що

вказує на їх деформаційну стабільність.

Визначено середнє значення ТКЛР сплавів: для Ti–Nb ( = 9∙10-6

К-1

і залишається

відносно стабільним в інтервалі 203 К – 423 К. ТКЛР сплаву Ti–Nb–Fe немонотонно

залежить від температури: при 293 К в режимі нагрівання α = 7,5∙10-6

К-1

і співпадає з

температурною залежністю ТКЛР для Ti, а при температурах 123-173 К ТКЛР

співпадає з ТКЛР заліза. Результати обговорюються з позиції зміни фазового складу

сплавів.


55

IRON AND PLASTIC DEFORMATION EFFECT ON THE STRUCTURE AND

THERMAL EXPANSION OF Ti-Nb ALLOY

V. M. Nadutov1, A. A. Muzychenko

1,2, Ye. O. Svystunov

1, V. P. Zalutskii

1

1 G. V. Kurdyumov institute for Metal Physics of NAS of Ukraine;

e-mail: [email protected] 2 Physico-Technical Education and Research Center of NAS of Ukraine,

Faculty of Physics and Energetics Problems

The nonmagnetic light Invar Ti-Nb alloys are necessary for creation of constructions,

which operate in the condition of variable temperatures and magnetic fields. The aim of this

work was to determine the structural and phase state of the Ti-Nb alloy and its effect on the

thermal expansion, depending on the Fe addition and plastic deformation.

Ti�33,07%Nb and Ti�33,15%Nb 4,74% Fe alloys were investigated after annealing

in vacuum at 1373 К for 4 hours and then heating to 1173 К for 30 min. and subsequent

quenching in oil. The samples were deformated by rolling at 293 К. The X-ray phase

analyses was performed in KCoα1 radiation on “DRON-3.0”, and the thermal expansion of

the alloys was measured within the range 120–550 К on automated quartz dilatometer.

It was established that the cast and annealed alloys contains β-, α//-, ω-phases, and

the plastic deformation by rolling with the strain in 40% slightly changes the phase

composition of the Ti–Nb–Fe alloy. The phases β and α// of a low content were formed in

binary alloy after the quenching from 1173 K. In the quenched alloy Ti–Nb–Fe the β-, α//-,

ω-phases were revealed. The phase composition of binary and ternary alloys was not

changed after the plastic deformation with the strain of 40% and 60% that points to their

deformation stability.

The average TEC of the alloys was determined: ( = 9∙10-6

К-1

for Ti–Nb and it

remains relatively stable in the range 203 К – 423 К. The TEC of Ti–Nb–Fe alloy depends

on the temperature nonmonotonously: α = 7,5∙10-6

К-1

at 293 К in the heating mode and

coincides with the temperature dependence of the TEC for Ti and the TEC coincides with

iron one at the temperatures 123 -173 К. The results are discussed from the standpoint of

the change of alloys’ phase composition.


56

PHASE TRANSFORMATIONS IN Pd-Ho THIN FILMS

Naumenko O.V., Oleshkevych A.I.

NTUU «KPI», Metal Physics Department, Ukraine; e-mail: [email protected]

Nanoscale factor significantly affects diffusion controlled processes such as structural

and phase transformations. Nowadays those factors have not been throughly studied, and

available results are quite unusual and controversial.[1] Interdiffusion in nanofilm systems in

comparison with bulk materials is characterized by more extensive mass transfer at low

temperatures. This phenomenon is caused not only by high defects concentration and small

diffusion distances, but also by significant surface influence. In thin films sequence of phase

formation may vary from phase formation for bulk materials, and nanoscale factor plays an

important role in causing these differences [1],[2]

Thin film composition Pd(30nm)/Ho(20nm)/SiO2 was chosen to investigate influence

of nanoscale factor on structural and phase transformations. Holmium layer was deposited in

MBE chamber on a cold polycrystalline Si substrate with naturally grown oxide layer on top.

Palladium layer was obtained by magnetron sputtering. Heat treatment is carried out at 623K

in vacuum and in hydrogen atmosphere.

Grazing-incidence x-ray technique and secondary neutral mass spectrometry have

been applied to study layer-by-layer concentration, phase composition and phase

transformation. According to the phase equilibrium diagram for bulk materials next phases

must be formed: Ho5Pd2, Ho3Pd2, HoPd, Ho3Pd4, Ho2Pd3, HoPd2, HoPd3.

But after annealing in vacuum and in hydrogen formation of HoPd3 intermetallic phase was

registered. Also reflexes from Ho2O3 and HoH2 were registered on the surface using GIXRD.

An interplay of phase formation at the outer surface and in the bulk has been investigated

and it was discovered that the domination of processes on the external surface inhibits phase

formation in the bulk and the other way around.

References:

Сидоренко С.И. Актуальные проблемы тонкопленочного материаловедения /

С.И.Сидоренко, Ю.Н.Макогон, С.М.Волошко.– К.: Наукова думка, 2009. – 304с.

Поут Дж. Тонкие пленки. Взаимная диффузия/ Дж. Поут – М.: Мир, 1982. – 576с.


57

СПЛАВИ З ЕФЕКТОМ ПАМ’ЯТІ ФОРМИ

Небога О.С.



У 60-х роках ХХ століття в практичних розробках матеріалознавців і конструкторів

почали використовуватися матеріали з незвичайними фізико-механічними властивостями

(ефектом пам'яті форми, над пружністю, високою демпфуючою здатністю та ін.) під

загальною назвою – сплави з ефектом пам'яті форми (ЕПФ). Сплави з ЕПФ належать до

класу так званих функціональних матеріалів. Фізична основа прояву матеріалами таких

властивостей пов'язана з ефектом Курдюмова, зв'язаного з явищем термоупружньої

рівноваги фаз при перетвореннях мартенситного типу.

За минулі десятиліття нові матеріали знайшли широке застосування в різних

областях науки і техніки; аерокосмічної, машинобудівної, гірської промисловості;

електротехніці і світлотехніці; побутовому і науковому приладобудуванні; розробці нових

типів озброєння та ін.

Ефект надпружності тісно пов'язаний з ефектом пам'яті форми, оскільки в їх основі

лежить протікання прямого і зворотнього мартенситного перетворення. В деяких випадках

залишкова деформація при дослідженнях на надпружність знімається додатковим

нагріванням. Слід підкреслити, що мартенситне перетворення може протікати при різних

зовнішніх впливах: зміні температури, силового навантаження, і, як виявлено в останній

час, при прикладенні магнітного поля (так зване магнітопружне мартенситне

перетворення).

Очевидно, один з найбільш перспективних напрямків досліджень нових сплавів з

ЕПФ, є як роботи по створенню високотемпературних сплавів з ЕПФ (ВТЕПФ), які

проявляють незвичайні фізико-механічні властивості в області високих температур,

починаючи від 200°С і до 700–800°С, так і конструювання композитних систем, в яких

одним із елементів є сплав з ЕПФ. Температура Т ∼ 150–200°С є деякою температурною

межею сплавів з ЕПФ, яка ділить їх на низькотемпературні і високотемпературні


58

матеріали. Причина такого ділення полягає в тому, що при таких температурах матеріали,

які створюються на основі Cu (найбільш поширені в практиці з-за їх низької ціни, легкості

отримання і відтворення таких матеріалів з ЕПФ) демонструють процеси прискореного

старіння, внаслідок чого ЕПФ швидко деградує. Тому розвиток нових сплавів, які мають

мартенситне перетворення при високих температурах (більш ніж 400°С) залишається

питанням сьогоднішнього дня. Шляхи вирішення цієї проблеми можуть бути такими:

– розробка нових матеріалів з використанням металів, які мають аллотропічне

перетворення при високих температурах;

– легування добре відомих сплавів (Ni-Ti, Cu-Al, і т. д.) металами, які підвищують

температури МП;

– застосування динамічного старіння, як методу одержання матеріалів, які

демонструють одноразовий ЕПФ при високих температурах внаслідок відмінних від

мартенситного фазових перетворень.

Вироби із сплавів з ЕПФ забезпечують підвищену надійність експлуатації

(наприклад, термочутливі елементи для світлотехніки та побутової техніки), компактність

за рахунок принципово нових технічних рішень, збільшення терміну використання.

59

УДК 655.1/3(043)

СПОСОБИ ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ АРКУШЕПРОВІДНИХ СИСТЕМ

ДРУКАРСЬКИХ МАШИН ТА ЇХ ВПЛИВ НА ЯКІСТЬ

ПОЛІГРАФІЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ

Несхозієвська Т.М.


Видавничо-поліграфічний інститут; e-mail: [email protected]

В сучасних умовах, продиктованих поліграфічним ринком, аркушепровідна

система друкарських машин отримує додаткові навантаження внаслідок збільшення

швидкості друкування; розширення спектру та номенклатури матеріалів, що

задруковуються; коротких накладів та частої зміни робіт; використання

УФ/ІЧ/гібридних/металізованих фарб.

Дані фактори мають велику відносну вагу та можуть призводити до передчасного

зносу деталей. Найчастіше процеси зношування можна спостерігати на робочій

поверхні захватів. Зношення відбувається за рахунок тертя поверхні захвату та

задрукованого матеріалу. Цей процес призводить до вислизання аркуша з захватів, що

в подальшому тягне за собою некоректне проходження чи передачу аркушу.

Враховуючи всі чинники, доцільною буде технологія відновлення та зміцнення

деталей аркушепровідних систем, з використанням методу вібраційного накатування;

суміщення оздоблювальних і зміцнюючих методів з нанесенням антикорозійних та

інших видів покриттів; методів лазерного зміцнення.

Для забезпечення надійності роботи застосовується не тільки звичайні методи

підвищення зносостійкості на основі поверхневого динамічного зміцнення деталей

обладнання, але і пропонуються комплексні системи контролю роботи друкарських

машин

Вирішення комплексу проблем, пов'язаних із зношуванням деталей

аркушепровідних система друкарських машин дозволяє суттєво зменшити поточні

виробничі витрати, скоротити час простоїв поліграфічного обладнання, підвищити

якість друкованої продукції.


Технологічне забезпечення зносостійкості деталей аркушепровідних систем друкарських

машин [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.05.01 / Несхозієвська Тетяна Михайлівна; Нац.

техн. ун-т України "Київ політехн. ін-т". - Київ, 2014. - 18 с. : рис.


60

УДК 621.923

СУЧАСНІ МЕТОДИ ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ РОБОТИ МЕТАЛЕВИХ

ЧАСТИН ПОЛІГРАФІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

Несхозієвський А.В.


Видавничо-поліграфічний інститут, кафедра технології поліграфічного виробництва;


Надійність та довговічність металевих деталей машин, механізмів значною мірою

залежить від якості поверхні та поверхневого шару. Враховуючи навантаження, що

характерні для процесу роботи рулонних та аркушевих офсетних друкарських машин,

одним з найбільш критичних факторів руйнування деталей, появи відхилень у якості

друкування є процеси зношування, корозії, знеміцнення. Надійність роботи машин

безпосередньо пов’язана з якістю поверхневого шару деталей, що характеризується

геометричними та фізико-механічними параметрами. Також зауважимо, що при

виготовленні та експлуатації деталей машин на їх поверхнях утворюються нерівності

та мікронерівності, а шар металу, що безпосередньо контактує до поверхні, змінює

структуру, фазовий та хімічний склад, у ньому виникають остаткові напруги.

Розроблені під час дослідження технології дозволяють змінювати фізико-технічні

властивості покриттів офсетних циліндрів за рахунок проведення оздоблювально-

зміцнюючої обробки, насамперед, виконання вібраційного накатування повністю

регулярного мікрорельєфу з метою зміцнення поверхні та збільшення її корозійної

стійкості (на 15-35%). Використання нових піддекельних матеріалів на основі

модифікованого поліуретану дозволить одночасно збільшити площу контакту,

підищити компресійність та значно зменшити кількість мікрозсувів ОТГП під час

друку.


61

УДК 612.7.079:60.22

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ УМОВИ КОМПЛЕКСНОГО НАСИЧЕННЯ СТАЛЕЙ

ХРОМОМ ТА АЛЮМІНІЄМ

Лоскутова Т.В., Хижняк В.Г., Осипенко О.С., Білянська І.О.



e-mail: [email protected]; [email protected]

Широке розповсюдження в хіміко–термічній обробці отримали методи

поверхневої модифікації сталей з використанням хлоридної фази. Безсумнівний

інтерес становить дослідження факторів, які впливають на стан газового середовища.

Хлоридні газові середовища успішно використовують для хромування, алітування

металів. Термодинамічний аналіз реакційних систем дає змогу визначити можливість

насичення, вибрати оптимальні технологічні параметри процесу (склад вихідних

реагентів, температура, тиск) [1].

При розрахунках використовували пакет прикладних програм «Астра» з базою

термодинамічних даних. Рівновагу оцінювали в інтервалі температур 200…1500°С

для систем, що містять, хром, алюміній, в різній пропорції, хлор (як вихідний

компонент), залізо (як основний компонент основи). Вважали, що для протікання

процесу парціальний тиск хлоридів насичуючих металів має бути достатньо високим

[1]. Імовірнісний склад поверхневої зони покриття на сталі оцінювали по складу

речовин, що конденсували.

Аналіз приведених даних показує, що склад газової та конденсованої фази

визначається складом вихідних реагентів. Встановлено, що для протікання процесу

комплексного хромоалітування необхідно підвищений вміст хрому. Підвищений вміст

алюмінію призводить до того, що парціальні тиски хлоридів хрому різко знижується і

процес хромування стає термодинамічно неможливим. Максимальні значення

парціального тиску, як хлоридів алюмінію, так і хрому, спостерігається в інтервалі

температур 900-1100°С.


Лоскутов В.Ф., Хижняк В.Г., Куницкий Ю.А., Киндрачук М.В. Диффузионные карбидные

покрытия.-К.: Техника, 1991.-168 с.



62

УДК.535.232:628.981: 621.383.52

СУЧАСНА МЕТОДИКА РЕЄСТРАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ ІМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО

ВИПРОМІНЮВАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬОВАНОЇ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ

Павлюк Д. В. , Павлюк Я. О.

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»


Визначення параметрів імпульсного лазерного випромінювання (ІЛВ), а саме

енергії, потужності і тривалості імпульсу, дозволяє контролювати процес

термообробки металів і його локальність.

Режим вільної генерації забезпечує високий

інтегральний рівень енергії випромінювання.

Під час дії імпульсу накачки (рис.1) в

резонаторі (10,11) генерується когерентне

монохроматичне випромінювання, яке

проходить через 2 скла (12), розташованих

під кутом: частина випромінювання

відбивається і реєструється калориметром

(9), а інша проходить наскрізь, потрапляє на

фотоелемент (7) і реєструється електронним

запам'ятовуючим осцилографом (8).

Рис. 1 - Схема експериментальної

установки ОКГ ГОС-301: 7 – фотоелемент

типу ФК-20; 8 – осцилограф (VDS1032);

9 - твердотільний вимірювач ИКТ-1Н

Для даної оптичної схеми, з

урахуванням кутів падіння,

заломлення та коефіцієнтів відбиття,

розрахована повна енергія ІЛВ , яка

дорівнює . На зразок

потрапляє цієї

енергії, це відповідає 76%

інтенсивності первинного

випромінювання. З рис.2 видно, що

імпульс складається з багатьох

коротких пічків. Тривалість

, амплітуда

.

Рис. 2 – Візуалізація імпульсу вільної генерації

програмним забезпеченням OWON


63

УДК 621.785

ВПЛИВ ПОПЕРЕДНЬОГО МАГНІТНО-АБРАЗИВНОЇ ОБРОБКИ НА

СКЛАД ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ АЗОТУ

Петриканин О.В.




Одним з методів зміцнюючої поверхневої обробки титанових сплавів є

формування на поверхні титанового сплаву зносостійкого і корозійностійкого

градієнтного шару термодифузійним насиченням азотом з газового середовища.

Такий вид обробки забезпечує контрольоване формування покриттів заданого

хімічного і фазового складу, а відповідно, і властивостей.

Азотування лопаток зі сплаву ВТ8 до і після МАО проводили при температурі

900 °С впродовж 2 годин в замкненому реакційному просторі Рентгеноструктурно

визначено, що на поверхні обох зразків утворився нітрид титану ТіN з майже

однаковим періодом кристалічної гратки. Під шаром нітриду титану знаходиться зона

твердого розчину азоту в α-Ті та β-Ті. Фазовий і хімічний склад покриттів, і в обох

випадках, майже не відрізняються. Товщина нітридної зони після попередньої активації

поверхні МАО збільшилася до (5-6)мкм. Без активації товщина нітридного шару складала

(1,5-2) мкм. Збільшилась і мікротвердість (α+β) твердого розчину азоту в титані від 8,43 ГПа

одразу під нітридним шаром на неактивованих поверхнях, до 10,10 ГПа після МАО.

Відповідно збільшилась товщина зони твердого розчину з 35-40 мкм до 55-60 мкм.

Таким чином, попередня пластична деформація, як частина МАО, приводить

поверхневі прошарки металу в активний стан, що грає істотну роль в процесах

адсорбції, дифузійих процесах в поверхневих шарах та прискорює процес насичення

азотом.


Струйно-абразивная обработка деталей машин [Текст] : навч. посіб. / [А.Е. Проволоцкий]. - К.:

Техника, 1989. - 177с.

http://vk.com/[email protected]

64

ОСОБЛИВОСТІ ДЮРАЛЮМІНІВ

Пефті Д.В.



В авіабудуванні важливим є питання, що стосуються вибору матеріалів для

різних конструкційних частин літаків. Матеріали, що використовуються повинні мати

ряд властивостей, завдяки яким конструкції матимуть можливість витримувати досить

великі навантаження, маючи при цьому малу вагу. Тому дюралюміній – основний

конструкційний матеріал в авіації та космонавтиці, а також в інших областях

машинобудування з високими вимогами до вагової віддачі. Завдяки високій питомій

міцності дюралюміній починаючи з 1920-х років становиться найважливішим

конструкційним матеріалом в літакобудуванні.

Дуралюміни (дюралюміній) — сплави алюмінію з міддю, додатково леговані

манганом та магнієм. У їх число входять сплави таких марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19,

В17, ВАД1. Промислові сплави поділяють на групи: класичний дуралюмін (3,5…4,5%

Cu; 0,4…1,0 Mn; 0,8…0,8% Mg), дуралюмін підвищеної міцності (має підвищений до

1,2…1,8% вміст Mg), дуралюміни підвищеної жароміцності, дуралюміни підвищеної

пластичності (зі зниженим вмістом легуючих елементів).

Перевага дуралюмінів полягає в тому, що завдяки міді у них підвищується межа

міцності. У той же час введення міді призводить і до серйозного недоліку дуралюмінів

– низької корозійної стійкості, вироби потребують ретельного захисту від корозії. З

метою збільшення корозійної стійкості дуралюмінів застосовують плакування

технічним алюмінієм (99,5%). Недоліком плакованих листів є низький опір

втомленню. Тому для вдосконалення експлуатаційних властивостей дюралюмінів

застосовують мікролегування та різноманітні методики термообробки

Дуралюміни зміцнюються термообробкою; піддаються, як правило,

загартуванню і природному старінню. Характеризуються поєднанням високої


65

статичної міцності (до 450—500 МПа) при кімнатній та підвищеній (до 150—175°C)

температурах, високою втомною міцністю та в'язкістю руйнування.

Після гартування з температур 490-505°С основна кількість CuAl2 і Mg2Si

розчиняється в алюмінії, тому загартована структура буде складатися з твердого

розчину і нерозчинних сполук заліза. Механічні властивості після гартування і

старіння сильно залежать від температури гартування.

Після відпалу (нагрівання до температури близько 500°C і охолодження)

дуралюмін стає м'яким і гнучким, як алюміній. Після старіння він стає твердим і

жорстким. Ця властивість сильно спрощує механічну обробку сплаву, що стало

однією з причин його застосування в машинобудуванні. Дуралюміни добре

деформуються (при куванні, прокатці, пресуванні або волочінні) в гарячому і

холодному стані. При холодній обробці (зазвичай прокатка) потрібен проміжний

відпал при 350-370°С для зняття наклепу.

Дуралюміни застосовуються як конструкційний матеріал для

авіаційного(лопасті повітряних гвинтів, обшивка і деталі внутрішнього силового

набору) і транспортного машинобудування (кузова вантажних автомобілів, при

виробництві швидкісних поїздів), а також в інших областях техніки, де потрібна мала

питома вага, добра оброблюваність тиском і високі механічні властивості. Також з

дуралюмінових сплавів виготовляють листи, профілі, прутки, дріт, труби і заклепки.


Дюралюминий [Електронний ресурс]. – Режим доступу :

http://ru.wikipedia.org/wiki/Дюралюминий. Назва з екрана.

Абраимов Н.В., Елисеев Ю.С., Крымов В.В. Авиационное материаловедение и технология

обработки металлов: Учеб. Пособие для авиационных вузов/Под ред. Н.В.Абраимова. – М.: Высш.

Шк., 1998—444 с., ил.

66

УДК 621.793; 669.8; 621.762; 669.018.45; 532.696.1

ХАРАКТЕР ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСНЕННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ

МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ ІНТЕРМЕТАЛІДУ NiAl

Полярус О.М., к.т.н.

Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України;


Працездатність деталей та вузлів сучасних авіаційних двигунів залежить від

здатності матеріалів протистояти діючим навантаженням, витримувати термічну та

корозійну дію високотемпературного газового потоку. Нове покоління

турбогвинтових та газотурбінних двигунів висуває більш жорстокі й більш високі

експлуатаційні вимоги. Одним з найважливіших завдань конструкторів аерокосмічних

апаратів є розробка нових високотемпературних жаро- та зносостійких матеріалів для

роботи в екстремальних умовах.

Авторами [1-4] було показано, що розробка композиційних матеріалів на основі

інтерметаліду NiAl є перспективним напрямком розвитку сучасного

матеріалознавства.

В даній роботі досліджено вплив температури окиснення, часу витримки, а

також складу композиційного матеріалу на характер високотемпературного окиснення

композитів на основі інтерметаліду NiAl.

Компактні композиційні матеріали систем NiAl-15%СrB2, NiAl-15%ZrB2 та

NiAl-15%TiB2 були виготовлені шляхом спікання шихти з суміші вихідних порошків

при Т=1800°С у печі ВДТА-8М в середовищі гелію. Високотемпературне окиснення

зразків на повітрі здійснювалось у лабораторній електропечі СНОЛ 2.3.1,3/11И2 при

Т=500°С, 800°С та 1000°С (час окиснення складав 1 хв та 90 хв). Оже-електронний

аналіз, дослідження мікроструктури та хімічного складу композитів проводили на

мікроаналізаторі JEOL JAMP – 9500F та растровому електронному мікроскопі РЕМ

106.


67

В результаті проведених досліджень було встановлено, що всі композиційні

матеріали окиснюються селективно, при цьому товщина оксидів на боридних зернах в

3-7 разів (в залежності від складу композиту) більша в порівнянні з інтерметалідною

матрицею. Також встановлено, що інтенсивність утворення та хімічний склад окисних

фаз, що сформувалися на зернах диборидів та інтерметалідній матриці в процесі

окиснення, для всіх композитів різні та регламентуються температурою випробувань.


1. Вплив температури випробувань на триботехнічні характеристики композиційних покриттів

системи NiAl-CrB2 / М. С. Українець, О. П. Уманський, О. М. Полярус, О. В. Кущев, О. У. Стельмах

// «Наукові нотатки». – 2013. – № 41. – Ч. 2. – С. 206–212.

2. Effect of ZrB2, CrB2 and TiB2 Additives on the Tribological Characteristics of NiAl-Based Gas-

thermal Coatings / Umanskyi Oleksandr, Poliarus Olena, Ukrainets Maksim, Martsenyuk Iryna // Key

Engineering materials. Vol. 604 (2014). – P. 20–23.

3. Исследование механизмов изнашивания оксидов титана, хрома и циркония при трении в

условиях высоких температур / А.П. Уманский, Е.Н. Полярус, М.С. Украинец, А.У. Стельмах, А.В.

Кущев // Вестник двигателестроения № 2/2014. С. 166–170

4. Влияние добавок тугоплавких боридов на механизмы изнашивания плазменных покрытий на

основе интерметаллида NiAl / Уманский А. П., Полярус Е. Н., Костенко А.Д., Украинец М.С //

Проблемы трибологии. – 2014. – № 1. – С. 46–52.

68

УДК 621.9.048.4

ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОІСКРОВОГО ЛЕГУВАННЯ

ДЕТАЛЕЙ В МАШИНОБУДУВАННІ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Лобачова Г.Г., Підгірний Т.В.


Інженерно фізичний факультет, кафедра фізики металів; e-mail: [email protected]

У більшості сучасних машин зносу піддаються поверхні тертя деталей, що

сполучаються (наприклад, зуби шестерень редуктора, направляючі і повзуни і т.д.).

Тому ці робочі поверхні деталей повинні бути більш стійкими до дії високих

температур, тертя, корозії і т. д., ніж вся деталь. Замість використання дорогих

тугоплавких і жаростійких металів та сплавів з метою забезпечення економії дорогих

марок сталі, що застосовуються при виготовленні деталей машин, існує можливість

зміцнення тільки їх поверхонь шляхом створення покриттів з покращеними фізико-

механічними властивостями.

Існують різні способи поверхневого зміцнення деталей. Одним із

найефективніших є електроіскрове легування (ЕІЛ). ЕІЛ дозволяє підвищити

зносостійкість, твердість, жаростійкість, корозійну стійкість поверхонь деталей і

знизити їх коефіцієнт тертя, а також провести ремонт і відновлення розмірів зношених

деталей, надаючи поверхневому шару нових властивостей.

До основних переваг ЕІЛ слід віднести локальну обробку поверхні, високу

адгезію нанесеного матеріалу з основою; відсутність нагріву деталі в процесі обробки;

можливість використання в якості оброблювальних матеріалів, як чистих матеріалів,

так і їх сплавів, металокерамічних композицій, тугоплавких сполук; відсутність

необхідності спеціальної попередньої підготовки оброблюваної поверхні. Цим

методом можна в широких межах змінювати механічні, термічні, корозійні та інші

властивості.


1. Методы упрочнения поверхностей машиностроительных деталей / Новиков Н.В., Бидный А.А. –

К.: Ин-т сверхтвёрдых материалов, 1989. – 112 с.

69

DIFFUSION BORON COATING OBTAINED AT APPLYING AN EXTERNAL

MAGNETIC FIELD

ДИФУЗІЙНІ БОРИДНІ ПОКРИТТЯ ОТРИМАНІ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ

ЗОВНІШНЬОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Chernega S., Poliakov I., Krasovskii M., Pavluk A.

National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Physics Engineering Faculty,

Department of metallurgy and heat treatment, Ukraine, Kyiv; e-mail: [email protected]

In this paper investigated the structure and phase composition of boron coatings

obtained after complex saturation with boron and copper low-carbon steels at applying an

external magnetic field (EMF). This method obtaining boron coating allows in 1.5–2 times to

reduce the period saturation detail and get coatings with high hardness, wear resistance,

corrosion resistance. At applying the EMF changing morphology boron layers, needles grains

decreases sharply, disappear individually disappear sprouted grain borides in the matrix.

Needles boron phases closely adjoin to each other and formed a continuous, homogeneous

boron layer thickness is in 2 times higher than the boriding without EMF (Fig. 1).

a b c d

Fig. 1 - Microstructures complex boron coatings on steel 20 obtained in different physical – chemical

conditions: a - boriding, duration of saturation 4 hours, x100; b - boriding in EMF, 2 h, x100;

c – complex saturation with boron and copper, 4 h, x100; d – complex saturation with boron and copper in

EMF, 2 h, x100.

Diffraction patterns taken from the surface of boron coatings on steel 20 after

boriding without EMF showed that the surface layer up to 15 microns formed phase FeB and

after complex saturation with boron and copper formed phases FeB and Cu. At applying

EMF in boron layers observed decrease of volume phase FeB and on diffraction patterns

taken from the surface of boron coatings recorded the presence of phases FeB and Fe2B, and

after complex saturation with boron and copper formed phases FeB, Fe2B and Cu.

70

УДК 621.894

ВПЛИВ ВОДНЮ ПРИ ІОННОМУ АЗОТУВАННІ НА

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СТАЛЕЙ

Гуменний В.Г., Райхіль П.М.

Хмельницький національний університет, факультет інженерної механіки; e-mail: [email protected]

Більшість технологій азотування в Україні та за кордоном проводяться в

середовищі аміаку або суміші водню з азотом. З метою вивчення впливу водню на

фізико-механічні властивості матеріалів нами проведені дослідження характеристик

міцності і пластичності при розтягу на установці ІМАШ 20-78 зразків з поперечним

січенням 3х3 мм із сталей Ст.3, 40Х, 65Г і 12Х18Н10Т після іонного азотування в

аміаку та безводневому середовищі (75 об. % N2 + 25 об. % Ar) при температурі 570оС,

тиску 240 Па і часу азотування 4 години.

Результати досліджень показали, що іонне азотування підвищує характеристики

міцності і знижує характеристики пластичності сталей. При іонному азотуванні в

безводневому середовищі границя міцності досліджуваних сталей збільшилася на 4-

11%, а пластичність зменшилась в 1,1-3 рази. При цьому більші значення відносяться

до сталі Ст.3.

Дослідженнями встановлено, що наявність водню в насичуючому середовищі

приводить до значного зменшення міцності і пластичності мало легованих

конструкційних сталей. Границя міцності зразків із сталей Ст.3 і 65Г після іонного

азотування в аміаку відповідно на 17,7 % і 12,5 % нижча в порівнянні іонним азотуванням

в безводневому середовищі. Ще більший вплив при іонном азотуванні має водневе

середовище на зниження пластичності сталей. Так, для сталей Ст.3, 40Х і 65Г, що

азотувалися в аміаку, відносне видовження зменшилось відповідно на 40, 45 і 31%, а

відносне звуження на 28, 68 і 27,5 % в порівнянні з їх значеннями при азотуванні в

безводневому середовищі. Вплив водню на властивості сталей тим більший, чим менша

степінь їх легування. Це обумовлено шкідливим впливом водню на сталі в результаті

водневого окрихчування та водневої корозії металів.


71

УДК 661.657.5; 621.762.5

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАДТВЕРДИХ КОМПОЗИТІВ

СИСТЕМИ КУБІЧНИЙ НІТРИД БОРУ – ПЕРЕХІДНИЙ МЕТАЛ - АЛЮМІНІЙ

Романенко Я. М.

Інститут надтвердих матеріалів НАН України ім. В. М. Бакуля; e-mail: [email protected]

Полікристалічні надтверді матеріали на основі кубічного нітриду бору (PCBN)

умовно розділяються на 2 групи: з високим вмістом cBN (більше 70 %, BH група) та з

низьким вмістом cBN (40 - 70 %, BL група). Матеріали першої групи одержують

спіканням в умовах надвисоких тисків (більше 4 ГПа) шихти, що містить поряд з cBN

алюміній або перехідні метали, і характеризуються міцним cBN каркасом, призначені

для роботи в лезовому інструменті при значних навантаженнях (чорнова та

напівчорнова обробка загартованих сталей, високоміцних чавунів, спецсплавів,

наплавлених та напилених покриттів). В структурі матеріалів другої групи, зв’язка на

основі тугоплавких сполук перехідних металів, зерна cBN як правило не контактують

між собою, призначення таких матеріалів – чистове високошвидкісне точіння.

В даній роботі PCBN композити одержували в системах: cBN-Co-Al, cBN-Nі-Al

(BH група) та cBN-Ті-Al (BL група) при тиску 7,7 ГПа, температури спікання 1300 –

2300 К, тривалість – 0,5 - 3 хв. Розміри одержаних зразків після механічної обробки 8

мм в діаметрі, та 4 мм по висоті. Визначали густину, твердість та електропровідність

одержаних композитів і їх залежність від температури та тривалості спікання, а також

від кількості перехідного металу в шихті. Тиск спікання і кількість алюмінію в шихті

для всіх зразків були однакові (7,7 ГПа, 10 % за масою).

Основні результати: густина збільшується з ростом температури і тривалості

спікання для всіх варіантів шихти; твердість – криві з екстремумом, максимальні

значення (до 28 ГПа) для температури спікання 1750 К і тривалості 3 хв; питомий

електроопір найнижчий для систем з Ті, порядок 1–5*10-4

Ом*м, залежить від складу

шихти і практично не залежить від параметрів спікання.

72

УДК 621.762:

КОРОЗІЙНА СТІЙКІСТЬ ПОРОШКОВИХ СПЛАВІВ

Румянцева Ю.Ю., Севернюк Т.В.


Інженерно фізичний факультет, кафедра високотемпературних матеріалів та порошкової металургії;


В сучасній техніці матеріали та вироби з них часто працюють в складних умовах

високих навантажень, інтенсивного зношування, високих температур та агресивних

середовищ. Тому розробка нових матеріалів для роботи в цих умовах є досить

актуальною задачею. Перспективними у цьому відношенні є поро-шкові композиційні

матеріали на основі заліза легованого самофлюсівними сп-лавами (СФС) [1]. Тому в

роботі досліджувались процеси взаємодії таких спла-вів з розчинами сірчаної кислоти

з метою визначення їх корозійної стійкості залежно від складу та характеристик

пористості, вияснення механізмів корозії та надання рекомендацій по отриманню

матеріалів з наперед заданими характеристиками корозійної стійкості.

Встановлено, що стійкість проти корозії залежить від вмісту СФС в сплаві та

його пристості . При цьому залежність ступеня корозії від вмісту СФЗ не однозначна .

Зниження корозійної стійкості при вмісті в матеріалі 15–30% СФС зумовлено

утворенням при наявності градієнту концентрацій хрому (який є складовим СФС)

гальванічних пар, які приводять до інтенсифікації анодного розчинення заліза в

сірчаній кислоті.

Зменшення корозійної стійкості зі збільшенням пористості матеріалів зумовлено

збільшенням фактичної площі його взаємодії з розчинами кислот та капілярними

ефектами.


1. Конструкційні порошкові матеріали на основі заліза за участю самофлюсівних сплавів/

А.М.Степанчук., О.А.Демиденко, А.В.Демиденко, К.В. Шаповал //Наукові вісті НТУУ”КПІ”.

– 2012. – №1. – С. 51–60.


73

УДК 620.22:620.187.22:534.442.3

ВЛАСТИВОСТІ ВІДХОДІВ ШЛІФУВАННЯ, ЯК ВТОРИННОЇ СИРОВИНИ

ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЗАЛІЗНОГО ПОРОШКУ

Рябоконь В. В., Романенко Ю. М




Метою роботи є дослідження придатності відходів шліфування для

використання у якості сировини порошкової металургії. У даній роботі розглянутий

порошок отриманий при фільтруванні повітря на операціях шліфування та різки

металургійної продукції.

Методи дослідження: мікрорентгеноспектральний аналіз (РЭМ 106 И),

металографічний аналіз (РЭМ 106 И, Meiji Techno МТ8500), статистична обробка

металографічних зображень (Image Lab 1.0), хімічний аналіз (Expert 3L), фазовий

аналіз ("Ultima IV" фірми Rigaku).

Об’єктом дослідження є фізичні та технологічні властивості порошку відходів

шліфування.

За результатами проведеної роботи, можна зробити такі висновки:

- пил, який вловлюється системою очищення повітря при різанні та шліфуванні

металопродукції, складається в основному з оксидів заліза, а сумарний вміст

домішок (S, СаО, SiО2, MnО) складає біля 2%;

- залізо знаходиться у відходах в основному у вигляді магнетиту (Fe3O4 );

- частинки пилу утворюються підчас кристалізації та окислення крапель розплаву

заліза, що утворюються за рахунок теплоти тертя та пластичної деформації;

- частинки порошку мають суттєву пористість.


1. Степанчук А.М. Теорія і технологія пресування порошкових матеріалів: Підручник. – К.:

НТУУ «КПІ», 2012. – 321с.


74

ВПЛИВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОІСКРОВОЇ ТА ІОННО-ПЛАЗМОВОЇ

ОБРОБКИ НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ДИФУЗІЙНИХ ЗОН

СПЛАВІВ ЗАЛІЗА

Савіцький О.В., Іващенко Є.В.



Один із основних способів зміцнення приповерхневих шарів металів та сплавів є

хіміко-термічна обробка (ХТО), до якої належить і іонно-плазмове насичення

поверхні, зокрема іонне азотування (ІА).

Позитивним чином на властивості одержуваної дифузійної зони при азотуванні

пливає наявність додаткових легуючих елементів у припроверхневій зоні. Нанесення

легуючих елементів на оброблювану поверхню деталі можливо реалізувати

наступними методами: вакуумне напилення, газотермічне напилення, детонаційне

нанесення, електроіскрове легування (ЕІЛ). Останній метод надає широкі можливості

нанесення металів та одержання широких дифузійних зон при наявності захисної чи

реакційної атмосфери.

Різна послідовність обробки між ЕІЛ та азотуванням в газовому середовищі,

дозволяє керувати розподілом мікротвердості в області легованого шару, що дає

можливість обирати послідовність стадій із врахуванням умов експлуатації деталей, та

забезпеченням необхідної мікротвердості легованого шару [6].

Запропонована Лобачовою Г.Г. якісна модель комплексної обробки у вигляді

електроіскрового легування із наступним або попереднім азотуванням дає змогу

формувати зміцнені шари глибиною до 200 мкм [4].

Збільшення глибини дифузійної зони при проведенні комплексної обробки в

послідовності ЕІЛ+ІА у порівнянні з послідовністю ІА+ЕІЛ може бути пояснено

наступними ефектами. При ЕІЛ сталей Р6М5, 38Х2МЮА внаслідок розплавлення і

нагрівання до високих температур поверхневих шарів та перемішування з матеріалом

аноду – хромом, відбувається розчинення карбідів та взаємодія хрому з вуглецем із

утворенням дисперсних карбідів хрому. Внаслідок великої дисперсності ці карбіди

можуть не виявлятись при рентгенографічному дослідженні.

Встановлено, що комплексна обробка сталі Р6М5 та 38Х2МЮА при

послідовності стадій ЕІЛ+ІА приводить до більшої протяжності дифузійної зони ніж

при обробці із зворотною послідовністю, цей ефект зумовлений формуванням в

легованому шарі дисперсних карбідів і зв’язуванні легуючих карбідоутворюючих

елементів, що сприяє дифузії більшої кількості азоту крізь легований шар вглиб зразка.


75

LOW-TEMPERATURE DIFFUSION PROCESSES IN Ag/Ti THIN FILMS

Sidorenko S., Voloshko S., Tynkova A., Sanina Y.

NTUU “Kiev Polytechnic Institute”, Physical Engineering Faculty, Metal Physics Department;


Metals with low-resistivity play an important role as interconnect or electrode

materials in a large variety of electronic devices. Ag owing the lowest resistance among

metals, easily corrodes and agglomerates at high temperatures, resulting in loss of desired

properties. Therefore, preparation of Ag thin films with improved thermal stability becomes

more important and requires further studies.

Thin-film Ag(35 nm)/Ti(75 nm) and Ag(45 nm)/Ti(100 nm) systems were obtained

by means of electron-beam evaporation on Si (001) substrate with thermally grown SiO2

layer. Samples annealing was conducted in a vacuum 10-4

Pa and (Ar + 3% H2) atmosphere

in the temperature range of 473 – 573 K for 1-20 hours. The systems were investigated by

means of modern research methods complex: secondary neutral mass spectrometry, X-ray

diffractometry, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron atomic force

microscopies.

Annealing leads to the formation of local defects on the surface of Ag/Ti samples.

This phenomena is associated with Ag agglomeration on the outer layer leading to the

resistance increasing up to 60 % at 573 K comparing to the initial state. Meanwhile at low

temperatures (<0.3 Tm) when the bulk diffusion mechanism is negligible the mass transfer

processes are "asymmetric" − Ag atoms diffuse faster into Ti layer. The kinetics of the

diffusion processes during annealing in vacuum and reducing atmosphere differs

significantly reflecting the effect of hierarchical film structure. The diffusion of Ag atoms in

vacuum is mainly located near the original interface and the main role belongs to C-B

regime of grain boundary diffusion when the Ag atoms do not diffuse to the bulk of Ti

grains. The diffusion process is limited by Ti nanograins boundaries and surfaces between

nanograins agglomerates. During annealing in the reducing atmosphere diffusion kinetics

corresponds to C-C regime when a diffusant fills up only boundaries of nanograins

agglomerates.


76

УДК 655.3.022.672

ВПЛИВ МАТЕРІАЛУ КЛІШЕ ДЛЯ ТИСНЕННЯ НА ЯКІСТЬ


Сидорова Ю.В., Лотоцька О.І.

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Видавничо-поліграфічний

інститут, кафедра технології поліграфічного виробництва; e-mail [email protected]

Сьогодні тиснення фольгою застосовують не тільки для оформлення книг та

акцидентної продукції, але і при виготовленні паковань, етикеток та сувенірної

продукції. Основними параметрами процесу тиснення, які впливають на якість

відбитків є тип обладнання для тиснення, матеріал, режим проведення процесу

тиснення (тиск, температура), структура відтворювального друкарського зображення

(плашки, дрібні штрихи), вибір штампу.

Метою роботи було дослідження відбитків одержаних гарячим тисненням

фольгою при застосуванні різних матеріалів штампу, а саме кліше з цинку, магнію,

міді, латуні, сталі, а також фотополімерні. Дослідження проводили на пресі для

тиснення фольгою TYMK 720 і БПП75. Матеріалом слугував папір щільністю 285, 300,

350 і 400 г/м2. Фольга була стандартною золотою № 11 і срібною № 20. Режимами

слугували температура і час: при конгревному тисненні – 150 ˚С і 1 сек, при тисненні

фольгою 130 ˚С і 1,5 сек.

Після проведених результатів можна зробити висновок: при перенесенні

зображення тисненням необхідно підтримувати температуру кліше, при перегріві

кліше зображення змінює свій колір не має чіткі контури, втрачає дрібні елементи.

Для виготовлення поліграфічної продукції до 5 тис. слід використовувати

фотополіметне кліше, до 20 тис. відбитків – кліше виготовлене з цинку, від 10 тис. до

50 тис. – кліше з магнію, до 400 тис. – кліше з латуні, до 700 тис. – кліше з міді, якщо

мідне кліше хромоване то можна виготовити до 1 млн. відбитків. Також можна

використовувати кліше зі сталі, якщо його твердість HRC 90…96, тоді його

тиражестійкість становить більше 1 млн. відбитків.


77

ІНТЕГРУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ГАЗОПОЛУМ’ЯНОГО НАПИЛЕННЯ З

ЕЛЕКТРОІСКРОВИМ ЛЕГУВАННЯМ (АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)

Сироватко В.М.



При експлуатації машин та обладнання найбільш поширеною причиною їх

виходу з ладу є знос і пошкодження робочих поверхонь. При виборі конструктивних

рішень необхідно враховувати затрати не лише на виготовлення деталей, але й на

обслуговування та ремонт. Тому проблема підвищення строку експлуатації деталей є

дуже актуальною. Один з ефективних напрямків вирішення цієї проблеми – нанесення

захисних покриттів.

Застосування газополум’яного напилення дозволяє підвищити якість продукції,

що випускається, але має суттєвий недолік – низька міцність зчеплення з основою та

висока пористість. Тому альтернативним рішенням є інтегрування технології

газополум’яного напилення з електроіскровим легуванням.

Поставлена задача вирішується таким чином, що проводиться електроіскрова

обробка до напилення покриття та в процесі нанесення покриття за рахунок зміщення

зон газополум’яного напилення та електроіскрового легування. Для експерименту

використовували основу сталь 45 та електрод із сплаву ПГ-10Н-01.

Отримані результати підтверджують, що ЕІЛ напилюваної поверхні матеріалом

покриття чи близького за хімічним складом сплаву підвищує міцність зчеплення

покриття з основою порівняно з традиційною обробкою на 43-56%. Також були

проведені дослідження впливу ЕІЛ на мікротвердість напилених покриттів.

Дослідження проводили на мікротвердомірі ПМТ-3 при навантаженні 100г.

Результати показали, що середня мікротвердість інтегрованої технології з ЕІЛ

порівняно з традиційною технологією зросла з 810 до 832. Вимірювання пористості

напилених покриттів, які виконувались по методиці гідростатичного зважування,


78

показали зниження з 9-12% при традиційному напиленні до 4,3-6,2% при

інтегрованому газополум’яному напиленні з ЕІЛ. [1,2]


[Електронний ресурс] – Режим доступу: http://khntusg.com.ua/files/sbornik/vestnik_107-2/53.pdf

Гаркунов Д.Н. Триботехника (конструирование, изготовление и эксплуатация машин): Учебник /

Гаркунов Д.Н. – М.: «Издательство МСХА», 2002. – 632 с.

ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ТИТАНОВОГО СПЛАВУ ВТ-9

НІТРОЦЕМЕНТАЦІЄЮ

Сільвейстров І.С.


фізичний факультет, кафедра металознавства та термічної обробки; e-mail: [email protected]

Титан та його сплави перспективні для застосування в багатьох галузях сучасної

техніки, проте застосування титану без спеціальних поверхневих обробок у певних

випадках є неможливим. Для вирішення даної проблеми на поверхні титану та його

сплавів формують зносо- та корозійностійкий шар [1].

Дослідження на зносостійкість проводили на випробувальній машині

2070СМТ-1, парою «диск - колодка». При швидкості випробування 300 об/хв

вихідний зразок втрачає 0,027 кг/м2, а

нітроцементований - 0,00148 кг/м

2. При 600

об/хв втрата маси збільшується до 0,040 кг/м2 на вихідному зразку, а на обробленому

до 0,00444 кг/м2. При 900 об/хв втрата маси на вихідному зразку збільшується до

0,053 кг/м2, в той час як на нітроцементованому зменшується до 0,00369 кг/м

2.

Відбулося збільшення триботехнічних характеристик титанового сплаву ВТ-9 у

9 – 18 разів. Це дозволяє припустити, що запропоновані покриття можуть бути

використані в трибоз’єднаннях деталей, виготовлених з титанових сплавів.


1. Термическая обработка титана / [С. Абковиц, Дж. Бурке, Р. Хильц]. – М.: ОБОРОНГИЗ, 1957

г. – 147 с.


79

УДК 621.9.048.4

ФОРМУВАННЯ ПОКРИТТІВ НА ЗАЛІЗІ БАГАТОРАЗОВИМ

ЕЛЕКТРОІСКРОВИМ ЛЕГУВАННЯМ АЛЮМІНІЄМ ТА ГРАФІТОМ

Лобачова Г.Г., Сікорський Ю. М.

Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут»,


Електроіскрове легування є ефективним методом модифікації хімічного складу,

структурно-фазового стану і властивостей поверхневих шарів металевих матеріалів,

який оснований на використанні концентрованих потоків електричної енергії при

протіканні імпульсних розрядів в міжелектродному середовищі і полярного

перенесення матеріалу аноду на поверхню катоду (деталі) [1].

Приповерхневий шар катоду в результаті ЕІЛ, як правило змінює склад і

структуру. Характеристиками такого сплаву можна варіювати в широких межах,

підбираючи матеріал електродів, параметри імпульсних розрядів і інші умови

формування шару на катоді. Таким чином, метод ЕІЛ має великі можливості для

створення робочих поверхонь з заданими експлуатаційними характеристиками.

Процес ЕІЛ здійснювався на стандартній установці «Элитрон–26 А». Зразок

(катод) жорстко закріплювався тримачем, а вібруючий ручний пристрій (анод)

переміщувався над його поверхнею, періодично контактуючи з ним.

Проведено вивчення структури та мікротвердості поверхневих шарів сталі 3 при

багаторазовому електроіскровому насиченню алюмінієм та графітом при обробці на

повітрі у послідовності: (1)C-Al-C-Al-C-Al та (2)Al-C-Al-C-Al-C. Тривалість кожної

стадії обробки 3 хвилини.

Встановлено, що легування в першій послідовності приводить до підвищення

мікротвердості поверхні до 6,7 ГПа, протяжнісю 20 мкм., а при легуванні в другій

послідовності мікротвердість поверхні становить 6,4 ГПа, протяжнісю 14 мкм.

Гравіметричний аналіз показав, що на 12 хвилині при легуванні графітом

відбулося найбільше перенесення матеріалу на катод.


1. Гитлевич А.Е.Электроискровое легирование металлических поверхностей / А.Е. Гитлевич,

В.В.Михайлов, В.В. Парканский– Кишинев: изд. Штиинца, 1985. –197с.

[email protected]

[email protected]

80

УДК 669.184

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ВУГЛЕЦЮ В ЧАВУНІ ЗА ЙОГО В’ЯЗКІСТЮ

Богушевський В.С., Скачок О.Е.




Основною характеристикою чавуну є його хімічний склад, який визначається в

пробі, взятої з струменя при зливі чавуну з міксера в ківш. Вміст вуглецю в розплаві

встановити надзвичайно важко у зв'язку з кристалізацією останнього в рідкій фазі

насиченого розчину.

Метою досліджень є підвищення точності управління конвертерної плавкою за

рахунок підвищення точності визначення вмісту вуглецю в чавуні.

Кількість чавуну, при зливі з міксера, при певному куті нахилу останнього є

функцією створюваного чавуном напору, що визначається кутом нахилу міксера і

кількістю чавуну в ньому, геометрії зливного носка і внутрішньої поверхні міксера,

коефіцієнта в'язкісних властивостей чавуну, тривалості зливу. Співвідношення маси

чавуну, злитого за два однакових послідовних проміжку часу при певному нахилі

міксера, однозначно визначається коефіцієнтом в'язкісних властивостей чавуну і не

залежить від геометрії зливного носка і внутрішньої поверхні міксера, яка змінюється

в процесі його експлуатації.

Контроль вмісту вуглецю в чавуні за його в’язкістними властивостями не

потребує аналізу проби металу, взятої при зливі з міксера в ківш, і дозволяє

усереднити виміряні значення на початку і наприкінці зливу.


Контроль в’язкісних характеристик чавуна в системі керування конвертерною плавкою /

Богушевський В.С., Єгоров К.В., Скачок О.Е., Сухенко В.Ю. // Технологічні комплекси. – 2013. – №

2 (8). – С. 72 – 75.

Основи металургійного виробництва металів і сплавів: Підручник / Д.Ф.Чернега,

В.С.Богушевський, Ю.Я.Готвянський та ін.; За ред. Д.Ф.Чернеги, Ю.Я.Готвянського. – К.: Вища

школа, 2006. – 503 с.

Бойченко Б.М., Охотський В.Б., Харлашин П.С. Конвертерне виробництво сталі: теорія,

технологія, якість сталі, конструкції агрегатів, рециркуляція матеріалів і екологія: Підручник. –

Дніпропетровськ: РВА "Дніпро-ВАЛ", 2004. – 454 с.

81

ADDITIVE TECHNOLOGIES FOR METAL POWDERS

Irina Smolina, Jaroslaw Kurzac

Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering CAMT-FPC, Department of Laser

Technology and Process Organization, Wroclaw; e-mail: [email protected]

Selective Laser Melting (SLM) technique are appeared and developing since the

eightees and is still relatively new additive manufacturing process. Nonetheless, it has wide

recognition in production of low-series complicate-shaped prototypes or/and details for an

individual customer requirements. The most used materials for that technology are alloys

based on titanium (Ti), iron (Fe), nickel (Ni), and CoCr. But it is possible to apply SLM

technology to the more challenging metal-alloys like aluminum (Al) [1] or high temperature

materials like molybdenum (Mo) and tungsten (W) [2, 3].

The potential of rapid prototyping application for series production is limited by

number of factors [4-6]: productivity of manufacturing process, repeatability of series-

functional characteristics, the lack of materials, which are suitable for technological

requirements. Due to that reasons further evolution of technology included: (a) improving

characteristics and conditions of already used materials (materials, which are successfully

used in SLM-technology, like titanium, CoCr, stainless steel and Inconel); (b) developing an

application of new materials (magnesium and copper alloys; high-temperature materials like

alloys of tungsten and molybdenum with rhenium, etc.); (c) poor accuracy, especially, for

metallic materials [5]; (d) high cost of production [5].

References:

[1] Microstructure and mechanical properties of Al-12Si produced by selective laser melting: Effect of heat

treatment K.G. Prashanth, S. Scudino, H.J. Klauss, K.B. Surreddi, L. Lober, Z. Wang,

A.K. Chaubey, U. Kuhn, J. Eckert, Materials Science & Engineering A 590 (2014) 153-160

[2] Rapid additive manufacturing of MR compatible multipinhole collimators with selective laser melting of

tungsten powder, K. Deprez, S. Vandenberghe, K. Van Audenhaege, Med. Phys. 40 (1), January 2013

[3] Formation of Nanocrystalline Tungsten by Selective Laser Melting of Tungsten Powder, D. Zhang, Q.

Cai, J. Liu, Materials and Manufacturing Processes, 27: 1267–1270, 2012,

DOI: 10.1080/10426914.2012.663119

[4] Selective Laser Melting, Bremen, S., Meiners, W. and Diatlov, A. (2012),. LTJ, 9: 33–38.

doi: 10.1002/latj.201290018


82

[5] Frontiers of Additive Manufacturing Research and Education, Ming C. Leu, Yong Huang, Report of

NSF Additive Manufacturing Workshop, July 11 and 12, 2013. Published by University of Florida, Center

for Manufacturing Innovation, March 2014.

[6] Additive layered manufacturing: sectors of industrial application shown through case studies, Vojislav

Petrovic, Juan Vicente Haro Gonzalez, Olga Jorda Ferrando, Javier Delgado Gordillo, Jose Ramon Blasco

Puchades & Luis Portoles Grinan, International Journal of Production Research, 49:4, 1061-1079, DOI:

10.1080/00207540903479786

УДК 669.1:537.5

ТЕХНОЛОГІЯ МОДИФІКАЦІЇ МЕТАЛЕВИХ ПОВЕРХОНЬ В ТЛІЮЧОМУ

РОЗРЯДІ З АВТОНОМНИМИ ПАРАМЕТРАМИ РЕЖИМУ

Соколова Г.М.

Хмельницький національний університет, Факультет інженерної механіки, кафедра машинознавства;


Регулювання процесу насичення поверхні, що є одним з основних переваг

вакуумно-дифузійних газорозрядних технологій модифікації металевих поверхонь,

здійснюється шляхом варіювання технологічних параметрів – режимних (температура

поверхні, тиск у розрядній камері, склад газової суміші, тривалість насичення) та

енергетичних (густина струму і напруга на електродах розрядної камери). У

реальному процесі усі ці параметри є взаємозалежними та взаємопов’язаними. Цим

пояснюється той факт, що прогнози характеру формування модифікованих

поверхневих шарів у значній мірі важко використати на практиці, адже комбінація

вихідних параметрів впливу, яка теоретично відповідала б оптимальному характеру

обробки, у більшості випадків не може бути реалізована.

Серед всіх характеристик технології найбільші умови зв’язку на інші аналогічні

показники режиму накладає температура поверхні, оскільки для її підтримування

необхідна деяка конкретна комбінація енергетичних параметрів розряду.

Забезпечення певної температури поверхні за рахунок факторів, альтернативних

розряду, дозволяє не тільки реально оптимізувати процес, але й покращити його

керованість в аспекті досягнення запланованих результатів, оскільки надає широкі

можливості для довільної комбінації вихідних параметрів з метою активізації будь-

якого з основних субпроцесів (утворення нітридів, розпорошення поверхні, дифузії

насичуючого елемента вглиб поверхневого шару), що визначають розмір, структуру

та фазовий склад модифікованого шару, а отже й його експлуатаційні властивості.


83

THE MAIN FACTORS AFFECTING ON THE SECOND PRESSING OF

MATERIALS BASED IRON POWDER

Minitskyy A.V., Solodka O.A. , Minitska N.V., Sidorenko B.O.

National Technical University of Ukraine "KPI", Faculty of Engineering Physics ,

Dept. of high-temperature materials and powder metallurgy; e-mail: [email protected]

The quality of the products obtained by powder metallurgy determined by the

presence absolute density [1]. In developing powder materials to work under high static and

dynamic loading , using different technologies, to get high density and low porosity. The

flowsheet containing double pressing with intermediate annealing and final sintering is fairly

widespread in the manufacture of products for constructional purposes [2]. The operation of

the second pressing is used only for a slight increase density annealed briquettes , which has

removed hardening after the first pressing. In our view, this operation has significantly more

room for growth density powder briquettes.

During the work was investigated the second pressing powdered iron and the

influence of various factors on the additional compaction of powder materials. Defined the

conditions, in which should be used second pressing in the manufacture of products for

constructional purposes.

The main factors that affect the process of consolidation plastic material is

characteristic yield strength of the material and friction briquette about the mold wall. It was

compared two main factors influencing the process of the second pressing : annealing ,

which should increase the briquette plasticity and oil , which should reduce the coefficient of

friction on the mold wall.

The results showed availability of the process of second pressing for software high

density briquettes for powder before sintering. Established, that a greater impact on

additional density is provides annealing powder briquettes, which is associated with the

removal of strain hardening in the first pressing. It was established, that external oil affects

the process of second pressing mainly for briquettes, obtained at low pressure which is

associated with higher lateral surface and with reduce friction about mold wall.

Literature:

1. Shtern M. Defects Formation in Die Compaction: Prediction and Numerical Analysis/ M.Shtern,

O.Mikhailov // Proceeding of Powder Metalurgy European Congress, 22 - 24 October, 2001, Nice, France,

Vol.3, P.50-57.

2. E. Pioro. Metallurgical aspects of high- carbon iron melt atomizing processes. International Conference

on Powder Metallurgy & Particulate Materials, June 18–21, 2006, San Diego.


84

УДК 533.9

ТЕХНОЛОГІЯ ПЛАЗМОВОГО ПЕРЕПЛАВУ З ВИТРАТНИМ

ПЛАЗМОТРОНОМ

Жук С.В., Стецик А.І., Васьковець О.А.


фізичний факультет, кафедра фізико-хімічних основ технології металів; е-mail: [email protected]

Аустенітні хромонікелеві сталі являються найбільш розповсюдженим

конструкційним матеріалом в хімічному машинобудуванні. Разом з нікелем в даних

сталях в якості аустенітоутворючих компонентів містяться манган та азот. Введення в

сталь цих компонентів дозволяє не погіршуючи корозійну стійкість, а також

характеристики міцності сплаву, економити нікель. При цьому для отримання

бажаного ефекту вміст азоту в металі має бути достатньо високим, а в деяких сталях –

навіть перевищувати його стандартну розчинність.

Технологія виробництва таких сталей складна, трудомістка і включає додаткову

операцію введення азоту за допомогою автоклаву. Для вирішення цієї задачі

застосовують удосконалену технологію плазмо-дугового переплаву з витратним

електродом. Особливістю цієї технології є те, що генератором плазмо-дугового

розряду являється витратний металевий електрод з наскрізним осьовим отвором.

Для досягнення високих концентрацій азоту у зливку бажано вести переплав з

низькою швидкістю, так як в цьому випадку збільшується час взаємодії металу з газом,

і оскільки плавка ведеться при малому струмі, знижується температура.

Аналіз дослідних плавок показав, що при використанні технології плазмо-

дугового переплаву в атмосфері азоту з використанням флюсу насичення металу

азотом нижче, ніж при плавках без флюсу.


Легирование стали азотом при плазменнодуговом переплаве [Тескт] / В.И. Лакомский //

Специальная электрометаллургия. – 1968. – №1. – С. 36 – 42.

85

ВПЛИВ ТОВЩИНИ ПРОМІЖНОГО ШАРУ Au НА ФОРМУВАННЯ

ВПОРЯДКОВАНОЇ ФАЗИ L10 В ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЯХ НА ОСНОВІ FePt

Фаловська А.І., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.


Інженерно- фізичний факультет, кафедра фізики металів, e-mail: [email protected]

Індустрія магнітного запису інформації на жорсткі носії розвивається

надшвидкими темпами. Актуальною задачею сучасного матеріалознавства є

формування магнітних нанорозмірних плівок для створення носіїв з надвеликою

щільності запису інформації.

Одним з таких матеріалів є нанорозмірні плівкові композиції на основі FePt з

хімічно-впорядкованою фазою L10, через високі значення її енергії магнітної

анізотропії і коерцитивної сили. Однак, після осадження на підкладинки за кімнатної

температури в структурі даних плівок формується хімічно-невпорядкована фаза A1.

Для формування фази L10 необхідне проведення термічної обробки або осадження на

нагріті підкладинки. Однак проведення високотемпературного відпалу призводить до

росту зерен, що перешкоджає практичному використанню даних матеріалів. В

роботах [1,2] показано, що зменшення температури формування впорядкованої фази

можна досягти шляхом введення в плівкові композиції проміжних шарів «третіх»

елементів (Ag, Cu). Термічна обробка проводилась в атмосфері проточного N2 в

інтервалі температур 773 К – 1173 К протягом 30 с.

Метою даної роботи є визначення впливу товщини проміжного шару Au на

формування структури і фазового складу плівкових композицій на основі Fe50Pt50.

Товщина проміжного шару Au варіювалась від 0 нм до 30 нм, а товщина основних

шарів складала 15 нм.

Дані дифрактометричного аналізу засвідчили, що в плівкових композиціях з

проміжним шаром Au товщиною 15 нм та 20 нм хімічно-впорядкована фаза L10, як і у

випадку плівкового матеріалу Fe50Pt50(30 нм), формується після термічної обробки за

температури 773 К. При збільшенні товщини проміжного шару до 30 нм температура

фазового перетворення А1→L10 зростає до 873 К.

86

На рис. 1 представлено розрахунок співвідношення інтенсивності структурних

рефлексів (001) і (111) в залежності від температури відпалу плівкового матеріалу

Fe50Pt50(30 нм) і плівкових композицій Fe50Pt50(15 нм)/Au(x нм)/Fe50Pt50(15 нм) (x = 15

нм - 30 нм). Можна бачити, що у всіх плівкових композиціях з проміжним шаром Au

ступінь орієнтації зерен в напрямку перпендикулярному до підкладинки зростає зі

збільшенням температури відпалів, на відміну від плівкового матеріалу, в якого

формування текстури з переважною орієнтацією зерен в напрямку [001]

спостерігається тільки після термічної обробки за температури відпалу 973 К.

900 1000 1100 12000

2

4

24,0

24,5

25,0

Fe50

Pt50

(30 нм)

Fe50

Pt50

/Au(15 нм)/Fe50

Pt50

Fe50

Pt50

/Au(20 нм)/Fe50

Pt50

Fe50

Pt50

/Au(30 нм)/Fe50

Pt50


Від

но

ш.

інте

нси

вн

ост

ей

I (00

1)/I

(11

1),

від

н.

од

.

Рис. 1 – Залежність співвідношення інтенсивностей структурних рефлексів (001) і (111) від фази

L10 - FePt від температури відпалу в атмосфері N2

Chen J.S. Where is Ag in FePt-Ag composite films? / J.S. Chen, Y.Z. Zhou, C.J. Sun, S.-W. Han,

G.M. Chow // Applied Physics Letters. – 2011. – 98. – 131911.

Takahashi Y.K. Effect of Cu on the structure and magnetic properties of FePt sputtered film / Y.K.

Takahashi, M. Ohnuma, K. Hono // Journal of Magnetic Materials. – 2002. – 246. – P.259-265.

87

УДК 535.338.43:533.59

ВПЛИВ Ag НА ФОРМУВАННЯ ФАЗИ L10(FePt) ТА МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ

ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ Fe50Pt50-Ag

О.В. Фігурна, М.Ю. Вербицька, М.Н. Шаміс, Ю.М. Макогон


Інженерно- фізичний факультет, кафедра фізики металів, e-mail: [email protected]

Плівки еквіатомного складу Fe50Pt50 з магнітно-твердою фазою L10(FePt) завдяки

її високій енергії магнітокристалічної анізотропії є перспективним матеріалом для

магнітного запису і збереження цифрової інформації з надвисокою щільностю. Для

отримання упорядкованої структури L10 , де атоми Fe та Pt займають певні місця,

необхідна термічна обробка [1].

Метою роботи було дослідження впливу додаткового шару Ag на формування

магнітно-твердої фази L10 та магнітні властивості в нанорозмірних плівкових

композиціях Fe50Pt50(15нм)/Ag(7,5 нм)/Fe50Pt50(15нм) та Fe50Pt50(15нм)/Ag(7,5 нм) на

підкладках SiO2(100 нм)/Si(001) при відпалах у вакуумі. Нанорозмірні плівкові

композиції отримано методом магнетронного осадження. Термічна обробка

проводилась у вакуумі 1,3·10-3

Па в температурному інтервалі 3000С - 900

0С протягом

30 с. Фазовий склад та структуру плівок визначали методом рентгеноструктурного

фазового аналізу на дифрактометрі "Ultima IV Rigaku". Виміри магнітних

характеристик проводились методом SQUID. В плівках після осадження формується

магнітно-м’яка невпорядкована фаза A1(FePt). Фазове перетворення A1 → L10(FePt) в

композиціях з проміжним шаром Ag(7,5 нм) починається при 700°С. В композиції з

нижнім шаром Ag температура початку впорядкування підвищується на 1000С (до

8000С). Це пов’язано зі зміною напруженого стану в плівкових композиціях.

Коерцитивна сила плівкових композицій зростає з температурою відпалу і досягає

максимальних значень при 9000С – 17,5 та 20,9 кЕ у композиціях з проміжним шаром

Ag і з нижнім шаром Ag відповідно.


1. F. T. Yuan, S. H. Liu, W. M. Liao, et al. “Ordering Transformation of FePt Thin Films by Initial

Stress/Strain Control” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 48, NO. 3, 2012 p.p.1139-1142.


88

УДК 669.673

ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ТИТАНОВОГО

СПЛАВУ ВТ-9 ШЛЯХОМ АЗОТУВАННЯ

Філіпченко І. С.




Проблема підвищення рівня та стабільності механічних властивостей

конструкційних титанових сплавів на цей час є однією з найактуальніших проблем

авіа - та моторобудування. Особливо важливим стає питання збереження високої

пластичності та ударної в‘язкості та одночасне підвищення міцності, зносостійкості та

стійкості проти термічної втоми поверхні.

Нанесення нітридних покриттів на титановий сплав здійснювали за допомогою

установки на базі шахтної печі типу СШОЛ 1.1.6/12.

Дослідження на зносостійкість проводилися на установці 2070СМТ-1. Машина

призначена для випробування металів, сплавів та жорстких конструкційних пластмас

з реєстрацією отриманих даних в ПК. Під час випробування реєструвалися частота

обертання, момент тертя, сила притискування, величина зносу та число циклів

наробітки. Можливий запис температури та випробування в різних середовищах.

При комплексному насиченні титанового сплаву азотом - можливе утворення

дифузійного шару нітриду титану та твердого розчину азоту в титані.

Відбулося збільшення триботехнічних характеристик титанового сплаву ВТ-9 в

сухих умовах тертя: при швидкості обертання 200 об/хв для зразків, азотованих без

активації процесу насичення та з активацією відповідно 1,7 та 2,4 рази та за

швидкості 300 об/хв – у 7 разів та 16,8 разів.


1. Абковиц C.Термическая обработка титана: [Електронний ресурс] / С. Абковиц, Дж. Бурке, Р.

Хильц // Титан в промышленности. - М.: ОБОРОНГИЗ,1957г .– Режимдоступу:

http://www.domremstroy.ru/etall/titan16.html

89

УДК 538.9

ЗМІНА ЕНЕРГЕТИЧНОГО РОЗПОДІЛУ ВАЛЕНТНИХ ЕЛЕКТРОНІВ

СУМІШЕЙ SiO2/γ-Fe2O3 В РЕЗУЛЬТАТІ МЕХАНОАКТИВАЦІЇ

Зауличний Я. В., Дудка О. І., Яворський Ю.В., Харлан М. Б., Відливаний М. М.




Енергетичний перерозподіл Fesрd-, Sisp та Op-валентних електронів за рахунок

зміни масового співвідношення (20/80, 50/50, 80/20) вхідних прекурсорів SiO2 та γ-

Fe2O3 в сумішах досліджували, порівнюючи отримані від них рентгенівські емісійні

спектри FeLα-, SiLα- та OKα-смуги та спектри порошкового, чистого оксиду заліза та

чистого діоксиду кремнію. При аналізі цих смуг було виявлено схожість форми та

наявність однакових елементів тонкої структури у OKα та FeLα-спектрах емісії, що

свідчить про високу ступінь гібридизації Op- та Fe3d – електронних валентних станів.

Розширення OKα-смуг (Рис. 1(1)) емісії в низько енергетичний бік є наслідком

додаткового розщеплення енергетичних Op- та Fe3d – рівнів при збільшенні ступеня

їх гібридизації в процесі механоактиваційної обробки. В той же час порівняння SiLα-

смуг (Рис. 1(2)) усіх сумішей до і після механоактивації істотних змін їх форми і

енергетичного положення не виявлено, якщо не брати до уваги незначне звуження

максимуму «b», при рівному масовому співвідношенні оксиду заліза та діоксиду

кремнію, на 0,2 еВ, яке близьке до похибки експерименту.

Рис. 1 - Зміщення контурів OKα- та SiLα-смуг внаслідок механоактивації сумішей:

A – 0,2 SiO2+0,8 Fe2O3, B – 0,5 SiO2+0,5 Fe2O3, C – 0,8 SiO2+0,2 Fe2O3, сіра лінія -

суміш, чорна - механоактивована суміш

85 90 95 100

E, eV

b

b

b

a

a

C

B

E, eV

A

a

516 522 528 534

(1)

c

c

c

b

b

a

a

b

C

B

E, eV

Aa

90

УДК 621.891: 539.3

ХАРАКТЕР ЗНИЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОЇ МЕЖІ ТЕКУЧОСТІ

КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОКРИТТІВ, НАВАНТАЖЕНИХ СИЛАМИ ТЕРТЯ

Кіндрачук М.В., Хлевна Ю.Л., Гуменюк І.А., Лобураук В.Я.

Національний авіаційний університет, Аерокосмічний інститут, кафедра машинознавства,

м. Київ, Україна; е-mail: [email protected]

Метою запропонованої роботи є дослідження впливу фізико-механічних

властивостей компонентів композиційних покриттів і коефіцієнта тертя на ефективну

межу текучості.

Матеріал композиції модельований безперервно-армованим середовищем зі

структурами, утвореними випрямленими і нормально орієнтованими до поверхні

тертя циліндричними волокнами та циліндричними вкрапленнями, орієнтованими

паралельно поверхні тертя. Простір між вкрапленнями заповнено сполучним

середовищем – матрицею, пружні характеристики якої відмінні від відповідних

характеристик вкраплень. Для урахування ефекту взаємодії між вкрапленнями, досить

суттєвого за високого об’ємного вмісту наповнювача, допускається, що вкраплення

розміщені у вузлах тетрагональної гратки. Завдання вирішували із застосуванням

методу послідовної регуляризації.

За результатами розрахунків за будь-якого об’ємного вмісту зміцнювальної фази

і всіх значень коефіцієнта f пластичні деформації в шарі з врапленнями, нормальними

щодо поверхонь тертя, наступають за більш високих значень навантаження порівняно

з шаром, який містить зміцнювальну фазу, орієнтовану паралельно поверхні тертя.

Якщо f>0,3 збільшення об’ємного вмісту зміцнювальної фази до ξ>0,4 не

ефективне, оскільки не впливає на середні нормальні напруження початку пластичної

деформації.

Отримані результати свідчать про те, що в композиційних покриттях,

навантажених силами тертя, відбувається зниження ефективної межі текучості та

несучої здатності покриття. При цьому на ефективну межу текучості можна впливати

механічними властивостями та вмістом компонентів композиції.


91

ВПЛИВ ТИПУ ПІДКЛАДИНКИ НА ФОРМУВАННЯ ФАЗОВОГО СКЛАДУ

ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ Pt/Fe та Pt/Ag/Fe

Холіна Є.О., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів; е-mail: [email protected]

Актуальним завданням сучасної науки і техніки є створення термічно-

стабільних магнітних накопичувачів інформації з надвисокою щільністю запису.

Одним з найбільш перспективних матеріалів для майбутнього використання у сфері

надщільного магнітного запису є нанорозмірні плівкові композиції на основі FePt з

хімічно впорядкованою фазою L10-FePt, якій характерні високі значення коерцитивної

сили (Hc>1600 кА/м) та енергії магнітокристалічної анізотропії (Ku=7.10

6 Дж/м

3) .

Однак при осадженні плівок FePt на підкладинки за кімнатної температури в їх

структурі формується магнітно-м’яка хімічно невпорядкована фаза A1-FePt, яка не

може бути використана в якості магнітного носія. Для формування магнітно-твердої

фази L10-FePt необхідне проведення високотемпературної термічної обробки, що

призводить до збільшення розміру зерен і поверхневої шорсткості матеріалу носія.

Для промислового впровадження даних матеріалів необхідне досягнення якомога

меншої температури формування магнітно-твердої фази L10-FePt та якомога меншого

розміру зерен з переважною орієнтацією в напрямку, перпендикулярному до

підкладинки, що забезпечить досягнення максимальної щільності запису.

В даній роботі припускається, що досягти зменшення температури

впорядкування можна шляхом введення в плівкові композиції проміжного шару Ag, а

отримати виражену текстуру [001] – шляхом варіювання типу монокристалічної

підкладинки - MgO(001), SrTiO3(001), Al2O3(0001). Зразки отримані за допомогою

методу магнетронного осадження. Термічна обробка плівкових композицій проведена

в інтервалі температур 623 К – 1173 К впродовж 30 секунд в атмосфері N2.

Структуру та фазовий склад плівкових композицій після осадження і термічної

обробки вивчено методом рентгеноструктурного фазового аналізу. Концентраційні

розподіли плівкових композицій за глибиною отримано за допомогою масс-

спектрометрії вторинних нейтральних частинок. Магнітні властивості визначено за

допомогою SQUID магнітометрії.


92

Визначено, що осадження плівок Pt/Fe і Pt/Ag/Fe на монокристалічні

пілкладинки Al2O3 (0001) і наступна термічна обробка приводить до утворення

вираженої текстури в напрямку [001]. Крім того, температура початку хімічного

впорядкування даних плівок (табл.1) менша порівняно з плівками, осадженими на

MgO(001 ) і SrTiO3 (001).

Табл.1. Температури формування фази L10-FePt і текстури в залежності від типу підкладинки

Підкладинка Cтруктура Т утв. фази L10

-FePt Текстура

SiO2

/Si(001) аморфна 873 К -

MgО(001) кубічна 873 К -

SrTiO3

(001) кубічна 873 К 1073 К

Al2

O3

(0001) гексагональна 673 К 773 К

Важливо відзначити , що тип підкладинки не чинить помітного впливу на

швидкість перебігу дифузійних процесів, однак його вплив на формування текстури і

температуру початку процессу впорядкування є суттєвим. Відмінності в структурних

властивостях плівок, осаджених на різні підкладинки можуть бути пояснені

внутрішніми напруженнями, які виникають на границі поділу підкладинка/плівка

через невідповідність їх коефіціентів температурного розширення. Як показано, на

рис. 1, рівень напружень в плівках на підкладинці Al2O3(0001) набагато вище, ніж в

плівках, осаджених на підкладинки SiO2/Si(001), MgО(001) та SrTiO3(001).

Крім того показано, що введення проміжного шару Ag є ефективним способом

збільшення коерцитивної сили плівки за рахунок зменшення магнітної взаємодії між

їх зернами (рис. 2).

Рисунок 1. Розрахункові теплові напруження, що

виникають в матеріалі через різницю в

коефіцієнтах температурного розширення

підкладинки і плівки FePt

Рисунок 2. Коерцитивна сила плівкових

композицій Pt/Fe та Pt/Ag/Fe в залежності

від температури відпалу

93

ВПЛИВ АЛЮМОХРОМОВАНИХ ПОКРИТТІВ НА ЖАРОСТІЙКІСТЬ

ТИТАНОВОГО СПЛАВ ВТ6

Цимбалюк В.М., Бобіна М.М., Смокович І.Я.




Досліджено жаростійкість алюмохромованих покриттів на сплаві ВТ6,

отриманих способом дифузійної металізації Al та Cr за участі комплексу активаторів

NH4Cl+NiCl2. Покриття складається з дифузійних шарів на основі фаз: Al3(Ti, CR),

Al3Ti, Al2Ti, AlTi, AlTi3, α-Ti.

а б

Рис.1.Мікроструктура окисленого алюмохромованого покриття: а) Т = 700 °С, час випробувань - 36

години; б) Т = 900 °С, час випробувань - 36 годин.

Рентгеноструктурно на поверхні досліджуваних зразків фіксуються окис

алюмінію А12О3. Пошаровим рентгеноструктурним аналізом встановлена присутність

фаз: Al8(Cr,Ti)5, Al3Ti, Cr2Ti, AlTi, AlTi3,α-Ti. Відповідно до даних

мікрорентгеноспектральних досліджень, поверхня зразка містить О2 16,37 мас. %. Al,

Ti - 51,1 мас.% та 30, 6 мас.% що відповідає утворенню. В області сполуки Al3Ti

зафіксовано О2 4 мас. %. Відповідно до діаграми Ті-О, можна вважати, що O2 утворює

тверді розчини в сполуках Al3Ti та Al3(Ti,Cr),[1]. В області шару Al3Ti - 59,9-60,2

мас.% Al; 35,5-37,1 мас.%. Ti , 1,3-1,6 мас.% V, 2,1 мас.% Cr. В зонах Al2Ti та AlTi

вміст Al - 43,6-55,0 мас.%.; Ti - 43,9-54,6 мас.%, V- 1,0 – 1,8 мас.%. В дифузійних

шарах AlTi3 та α-Ті; Al - 16,6-26,2 мас.% ; Ti – 71,8-87,9 мас. %. Виходячи з наведених

даних по розподілу елементів в дифузійних шарах після окислення, їх

співвідношення компонентів при Т = 700 оС впродовж 36 годин так і при Т = 900

оС

протягом 36 годин всі структурні складові покриття зберігаються.

Zhoua C. A study on aluminide and Cr-modified aluminide coatings on TiAl alloys by pack

cementation method Surface and Coatings Technology. – 132.– 2000. – P. 117


94

ВПЛИВ ПРОМІЖНОГО ШАРУ Cu НА ПРОЦЕСИ ВПОРЯДКУВАННЯ В

ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЯХ НА ОСНОВІ FePt

Черниш А.Ю., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів, е-mail: [email protected]

Актуальним завданням сучасного матеріалознавства є пошук матеріалів для створення

нового покоління носіїв інформації на магнітних жорстких дисках з високими щільністю

запису та стабільністю зберігання інформації.

Перспективним матеріалом для надщільного запису є нанорозмірні плівки на основі

хімічно-впорякованої магнітно-твердої фази L10-FePt. Особливістю даної фази є її висока

неаксіальна енергія кристалічної магнітної анізотропії (Ku=7·106

Дж/м3), висока

намагніченість насичення (∼1200 емо/см3), та висока температуру Кюрі (∼450 °С) [1]. Однак, у

структурі плівок FePt, отриманих осадженням на підкладинку при кімнатній температурі,

формується хімічно-невпорядкована магнітно-м’яка фаза А1. Для формування фази L10-FePt

необхідно або проведення високотемпературного відпалу, або осадження на нагріту

підкладинку. Проте термічна обробка призводить до росту зерна. Тому актуальною задачею

сучасного матеріалознавства є зменшення температури впорядкування в плівках на основі FePt.

Передбачається, що впровадження додаткових проміжних шарів таких легуючих елементів як

Cu, Au, Ag з низькою поверхневою енергією може сприяти зменшенню температури

впорядкування [2].

Метою даної роботи є визначення впливу проміжного шару Cu на формування фазового

складу і структури плівкової композиції Fe50Pt50/Сu/Fe50Pt50. Плівкові композиції отримані

методом магнетронного осадження на підкладинки термічно окисненого монокристалічного

кремнію, Термічна обробка проводилась в інтервалі температур 773 К – 1173 К в атмосфері N2.

Товщина шарів Cu складала 15 нм, а товщина шару Fe50Pt50 – 30 нм. Кристалічна структура

досліджена методом рентгеноструктурного фазового аналізу (РСФА).

Дані РСФА засвідчили, що при температурі відпалу 773 К у плівковому матеріалі Fe50Pt50

без проміжного шару спотерігається початок процесу фазового перетворення хімічно-

невпорядкованої фази А1-FePt в хімічно-впорядкованау фазу L10-FePt, а у структурі плівкової

95

композиції Fe50Pt50/Сu/Fe50Pt50 за такої температури термічної обробки формується хімічно-

впорядкована потрійна сполука L10-СuFePt. Утворення потрійної сполуки у даній плівковій

композиції можна пов’язати з дифузією Cu в гратку FePt, в якій вона займає місця заліза [3], що

призводить до зниження температури впорядкування [2].

Розрахунок параметрів кристалічної гратки засвідчив, що у плівковій композиції

FePt/Сu/FePt порівняно з плівковим матеріалом Fe50Pt50, значення параметрів гратки а і с є

меншими. Ці результати узгоджуються з результатами роботи [2], в якій менше значення

параметра с плівкової композиції FePt, легованої Cu, вказує на формування термічно

стабільного потрійного сплаву Fe(Cu)Pt і відсутність сегрегацій Cu по границях зерен. Із

збільшенням температури відпалу до 973 К ступінь тетрагональності с/а зменшується в більшій

мірі в плівковій композиції з проміжними шаром, ніж в плівковому матеріалі без прошарку Cu

(рис. 1). Отже, впровадження проміжного шару Cu сприяє збільшенню ступеню впорядкування

плівкових композицій на основі FePt.

Рис. 1 – Залежність відношення параметрів с/а у кристалічній гратці плівкового матеріалу FePt та плівкової

композиції FePt/Сu(15 нм)/FePt


Вплив умов відпалу на структуру і магнітні властивості нанорозмірних плівок Fe50Pt50 на планарних

підкладках SiO2(100 нм)/Si(100)/Ю.М. Макогон, О.П. Павлова, Т.І. Вербицька, І.А.

Владимирський.//Матеріалознавство та машинобудування. –2011. – С.79

Reduction of ordering temperature of an FePt-ordered alloy by addition of Cu./ Tomoyuki Maeda, Tadashi Kai,

Akira Kikitsu, Toshihiko Nagase, Jun-ichi Akiyama.//Applied Physics Letters. – 2002. – С. 12.

Enhancement in ordering of Fe50Pt50 film caused by Cr and Cu additives./W.Y. Zhang, H. Shima, F. Takano, H.

Akinaga, x.Z. Yu, T. Hara, W.Z. Zhang, K. Kimoto, Y. Matsui, S. Nimori. // Journal of Applied Physics. – 2009. – С. 106

96

СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПОКРИТТІВ,

ОДЕРЖАНИХ ПОШАРОВИМ ЕЛЕКТРОІСКРОВИМ ЛЕГУВАННЯМ

Cr-, Ni-, Cu-, C-АНОДАМИ

Шаповалова Н.А., Рець С.С.



Однією з найбільш важливих задач технічного прогресу є необхідність

забезпечення довговічності та надійності деталей машин та інструменту, що

працюють в складних умовах експлуатації, шляхом зміцнення поверхневого шару

виробів.

Електроіскрове легування є ефективним методом модифікації хімічного складу,

структурно-фазового стану і властивостей поверхневих шарів металевих матеріалів,

який оснований на використанні концентрованих потоків електричної енергії при

протіканні імпульсних розрядів в міжелектродному середовищі і полярного

перенесення матеріалу аноду на поверхню катоду (деталі).

Метою даної роботи є вивчення структури та мікротвердості поверхневих шарів

сталі 45 після пошарового ЕІЛ у послідовності: Cr-C-Cu, Cr-Cu-C, Ni-C-Cu, Ni-Cu-C.

Виявлено, що ці трьохстадійні процеси ЕІЛ призводять до підвищення поверхневої

мікротвердості від 7,6 до 8,8 ГПа. При цьому покриття після ЕІЛ з початковою

стадією легування нікелем мають більшу мікротвердість (8,3 та 8,8 ГПа), ніж покриття,

одержані при ЕІЛ з початковою стадією нанесення хрому.

Встановлено, що зносостійкість поверхні сталі 45 після пошарового ЕІЛ зростає

у 6 - 12 разів у порівнянні з поверхнею без обробки. Це пояснюється наявністю в

покритті міді та графіту, що відіграють роль твердого мастила під час випробувань на

зносостійкість за схемою сухого тертя-ковзання площина по площині.


97

УДК 538.9

ВПЛИВ МЕХАНОАКТИВАЦІЇ НА РОЗПОДІЛ ВАЛЕНТНИХ

ЕЛЕКТРОНІВ ТА ІНТЕРКАЛАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ

СУМІШЕЙ x-Al2O3+y-α-Fe2O3 (x=0,2; 0,5; 0,8; y=0,8; 0,5; 0,2)

Яворський Ю.В1., Зауличний Я. В.

1, Ільків В. Я.

1, Петровська С. С.

2,

Гасюк І.М. 3, Груб’як А. Б.

3, Колковський П. І.

3

1 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Інженерно-

фізичний факультет, кафедра металознавства та термічної обробки; e-mail: [email protected] 2

Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича НАН України;

e-mail: [email protected]. 3

Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ,

Україна; e-mail: [email protected]

В результаті досліджень спостерігалося зниження заселеності Op- та Alsd-

електронних станів, що може бути наслідком переносу електронів від Al2O3 в гібридні

електронні стани Fe2O3. Зокрема ці електрони можуть пересилятися на Fe3d-стани

поблизу стелі валентної зони, густина яких значно нижча ніж Op-станів в Fe2O3. Зміна

енергетичного розподілу в результаті механоактивації сумішей може бути наслідком

того, що наночастинки Al2O3 при високих локальних тисках проникають в набагато

м'якші і крупніші нанозерна Fe2O3, оскільки мікротвердість Al2O3 в декілька раз

більша [1] особливо при високих локальних температурах, які виникають під час

механоактивації, що очевидно приводить до нашарування дрібніших і твердіших

нанокристалітів оксиду алюмінію на більш крупніші нанокристаліти оксиду заліза.

Збільшення енергії зв’язку електронів з іонами таких композитів повинно

сприяти більшій ступені інтер та деінтеркаляціїї іонів літію в структурні канали та

пори, оскільки при взаємодії Li+ з іонами кисню імовірність їх рекомбінації

знижується. Тому при деінтеркаляції, тобто розряді, із матеріалу катоду повинно

виходити більше число носіїв струму Li+. Це підтверджується результатом порівняння

зарядових ємностей звичайної та механоактивованої суміші складу 0,8Al2O3+0,2Fe2O3.

Питома ємність комірки з катодом на основі механоактивованої суміші

0,8Al2O3+0,2Fe2O3 більша майже у 1,5 раз, а потужність більша у 1,89 раз.


[1] Гладкий Я.Н.,Лисовой Е.Н., Проблеми трибології (Problems of Tribology), № 2, c. 82-89 (2013).


98

СЕКЦІЯ 2 «Металеві матеріали для медицини,

біосумісні металеві матеріали та інші міждисциплінарні проблеми

матеріалознавства» SECTION 2

«Metallic materials for medicine, biocompatible metallic materials

and other interdisciplinary problems of materials science»

99

POTENTIAL OF APPLICATION MG ALLOYS IN MANUFACTURING

LIGHTWEIGHT PARTS WITH ADDITIVE TECHNOLOGIES

Andrzej Pawlak

Centre for Advanced Manufacturing Technologies/FPC, Wrocław Univ. of Technology, Faculty of

Mechanical Engineering, Dept of Laser Technologies, Automatization and Production Organization,

ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland; e-mail: [email protected]

Magnesium is the 5th, the most popular element on the Earth. It is very light metal –

1,77 g*cm-3

, widely used in industry branches, but not so common as Al-alloys. Main

applications of Mg are focused in aerospace and motorsport fields, where mass criteria is

crucial, because of its high specific strength (strength/mass ratio). its. Joining applications of

Mg-alloys with actual stage of Metal Additive Manufacturing technologies (MAM)

application, can be promising approach to gain new possibilities of manufacturing ultra light

spatial structures. Biological properties of magnesium and its alloys, are especially

interesting. Magnesium is a soluble metallic material in human body, but intensive

researches on that, was discontinued, because of uncontrolled pace of solubility.

Performed researches so far on material microstructures obtained in MAM presents,

that custom microstructures are possible to achieve by different process characteristics.

Thanks to high temperature gradient between melting and solidified zone, microstructure is

much finer than in cast material and as a result increases mechanical properties.

References:

1. Absorbable metal in bone surgery / McBride E.D. // J Am Med Assoc. - 1938. - #111. – P. 2464-7.

2. Selective laser melting of Magnesium for Future Applications in the Medicine / Savalani M.M., Ng

C.C., Man H.C. // 2010 International Conference on Manufacturing Automation. - 2010. – P.50-54.

3. Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials: A review / Staiger M.P., Pietak A.M.,

Huadmai J., Dias G. // Biomaterials - 2006. - #27. – P. 1728-1734.

4. Wohlers Report / [Wohlers T.] - Fort Collins: Wohlers Associates, Inc., 2014 – 277 pages.

5. Effects of processing parameters on properties of selective laser melting Mg-9%Al powder mixture /

Zhang B., Liao H,. Codett Ch. // Materials and Design - 2012. - #34. – P. 753-758.


100

MANUFACTURING POSSIBILITIES WITH ELECTRON BEAM MELTING

ADDITIVE TECHNOLOGY USING TI BASE ALLOY (TI6AL4V)

Karol Kobiela

Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering CAMT-FPC, Department of Laser

Technology and Process Organization, 5 Lukasiewicza St. , 50-370 Wroclaw, Poland;


The extensive use of Ti and its alloys especially Ti-6Al-4V, in many industries like

aerospace, where reliability and functionality of the components are of major interest,

requires better understanding of the process and procedures by which these components are

fabricated. Electron beam melting (EBM) is layer-by-layer additive manufacturing

technologies[1]. 3D Printing technologies like EBM could gave up to 45% cost savings

especially in aerospace and medical industry. With those technologies buy-to-fly ratio used

in areospace industries decrease form 20:1 to 2:1[2]. The Construction of the machine gave

some limitation to the shape of manufactured parts. The aim of the investigation was to

check limitations of the process with best parameters of the process (criterion was the

highest density of manufactured part)[3]. To investigate the machine limitations was used

process where prepared build with benchmark parts where manufactured. Benchmark part is

a type of matrix part that tests one feature in defined dimension range. During the study

prepared benchmark part tests: minimum diameter, wall thickness and beam structure. The

example of used benchmark parts was shown on

fig. 1.

References:

[1] Effects of processing on microstructure and

mechanical properties of a titanium alloy (Ti–6Al–4V)

fabricated using electron beam melting (EBM), N.

Hrabe, T. Quinn, Material Science & Engineering A

573(2013)264–270

[2] Additive Manufacturing An expose on the diversity

of industrial use, Time Shinbar, Presentation AMT –

The Association For Manufacturing Technology

[3] Identification on some design key parameters for

additive manufacturing: application on Electron Beam Melting, B. Vayre a,*, F. Vignata, F. Villeneuvea,

Forty Sixth CIRP Conference on Manufacturing Systems 2013 Procedia CIRP 7 ( 2013 ) 264 – 269

Fig. 1 – Presents CAD model of minimum

diameter benchmark and manufactured part

using EBM with marked matrix showing

accepted and rejected hole extrude features


101

AN INVESTIGATION OF POST-PROCESS OPERATIONS

AFTER SELECTIVE LASER MICROMETALLURGY

OF TITANIUM ALLOY TI-6AL-7NB

Michał Karoluk

Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering CAMT-FPC,

Department of Laser Technology and Process Organization,

Lukasiewicza 5, 50-370 Wroclaw, Poland; e-mail: [email protected]

Selective Laser Micrometallurgy (SLM) is one of the additive manufacturing

technologies also known as layer manufacturing, which is an alternative manufacturing

method for subtractive manufacturing techniques. This free form fabrication process allows

to build up object layer by layer via selectively melting metal powder particles by localized

heating operations using laser beam. The direct fabrication of dense metallic parts by SLM

offers enormous opportunity for the production of 3D geometries, such as hollow parts,

engineered porosity, lattice structure, that are not possible to obtain by traditional techniques.

Producing parts by SLM causes conditions of fast heat removal. This phenomena

leads to non-equilibrium microstructures, which are accompanied by residual stresses which

cause the decrease of mechanical properties. The research focused on the different aspects of

the influence of post-process operations, such as machining and heat treatment, on the

mechanical properties of two-phase titanium alloy Ti-6Al-7Nb parts, produced by SLM.

References:

1. Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturin /

[Gibson I., Rosen D. W., Stucker B.]. – London: Springer Science+Business Media, 2010.

2. Rapid manufacturing of metal components by laser forming / Santos E. C., Shiomi M., Osakada

K., Laoui T. // International Journal of Machine Tools & Manufacture. – 2006. -#46. – P. 1459–1468.

3. Rapid manufacturing: an industrial revolution for a digital age / [Hopkinson N., Hague R.,

Dickens P.]. – Berlin: Wiley-Blackwell, 2005.

4. Selective Laser Melting of Iron-Based Powder / Kruth J.P., Froyen L., Vaerenbergh J., Mercelis

P., Rombouts M., Lauwers B. // Journal of Materials Processing Technology. – 2004. - #149. – P. 616–622.


102

ПЕРСПЕКТИВНИЙ СПОСІБ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО

ІОННО-ПЛАЗМОВОГО АЗОТУВАННЯ (АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)

Боришкевич В.Ю., Іващенко Є.В.



Суттєвим недоліком практично всіх видів хіміко-термічної обробки, в тому

числі азотування, є необхідність нагрівання виробів до високих температур і тривала

витримка при цих температурах та, відповідно, великі енергозатрати.

Інтенсифікація процесів обробки способом комбінованого

низькотемпературного іонно-плазмового азотування проходить без застосування

додаткового дорогого обладнання, заощаджує час і енерговитрати при проведенні

термодифузійної обробки [1].

Поставлена задача вирішується таким чином, що за відомим способом

азотування в середовищі 75 % об.азоту і 25% об.аргону при температурах 500-5600С

( нище точки Ас1) згідно з корисною моделлю проводять попередню термоциклічну

обробку (ТЦО) «маятниковим» або середньо температурним способами при

швидкостях нагрівання 6,8 - 8,6оС/с і оптимальному для кожного виду сталі числі

циклів термообробки.

У результаті термоциклічної обробки (ТЦО) сталей розмір величини зерна з 5

балів зменшується до 11-12 балів і , відповідно, суттєво збільшується загальна

довжина границь між зернами. Разом з тим, дифузія по границях зерен проходить з

більшою швидкістю, ніж в об’ємі зерна. Крім того, подрібнення зерна при ТЦО

супроводжується підвищенням густини дислокацій, вакансій, локальних спотворень

кристалічної гратки та іншими дефектами, що веде до збільшення коефіцієнта дифузії

азоту. Цей спосіб проводиться при температурах нижче температури Ас1, що

унеможливлює ріст зерен перліту, за рахунок чого зберігається початкова протяжність

міжзеренних границь і, таким чином, забезпечується висока стабільність коефіцієнта

дифузії азоту в поверхневих шарах стальних виробів як на початку, так і в кінці

азотування.

Як зазначають автори [2], результатом запропонованого способу азотування

сталі 40Х мікротвердість підвищується в середньому в 2-3 рази, а кавітаційна

стійкість в 1,9-2,2 рази залежно від виду ТЦО та режимів азотування.


103


1.Вакуумно-дуговые устройства и покрытия : монография / А. А. Андреев, Л. П. Саблев, В. М.

Шулаев, С. Н. Григорьев. – Харьков : ННЦ ХФТИ, 2005. – 236 с

2.Пат. 66973 Україна, МПК С23С 8/02. Спосіб комбінованого низькотемпературного іонно-

плазмового азотування / Стечишин М.С.; Береговий А.І.; Стечишина Н.М. – № 201108574 ; заявл.

08.07.11 ; опубл. 25.01.12, Бюл. № 2,2012 р.

BONE TISSUE ULTRASTRUCTURE CHARACTERIZATION BY

SYNCHROTRON SCANNING XRD/SAXS AND ACOM-TEM

M. Verezhak1,2,3

, B. Weinhausen3, M. Burghammer

3, E. Rauch

4,

A. Gourrier1,3

, S. Sidorenko2

1Laboratory of Interdisciplinary Physics, Université Grenoble Alpes - CNRS, Grenoble, France;

2NTUU

“KPI”, Physical-Engineering faculty, Metals Physics department; 3European Synchrotron Radiation Facility,

Grenoble, France; 4SIMaP laboratory, Université Grenoble Alpes - CNRS, Grenoble, France;


At the nanoscale, bone tissue can be viewed as a composite material made of two

principal components: collagen fibrils of ~ 100 nm in diameter and platelet-shaped calcium

phosphate mineral nanocrystals of ~ 5 x 50 x 100 nm dimensions. The nanoparticles

organization and structure in bone have been identified as potential markers of bone quality

and diverse pathological conditions [1].

Synchrotron small-angle X-ray scattering and diffraction (SAXS/XRD) using

nanofocused beams allows mapping large sample areas and provides information about

nanocrystals size, shape and organization in reciprocal space. Differences in particle

orientation, particles size and in mineral content between mineralized cartilage and newly

formed bone and between the neighboring lamellas in the osteon had been observed and the

crystals orientation maps were constructed.

The nanocrystal orientation mapping in bone tissue with the spatial resolution of 20

nm was performed by the novel use of the Automated Crystal Orientation Mapping

(ACOM-TEM, also known as ASTARTM

tool from NanoMEGAS) [2] and the presence of

disorder, discontinuity and crystallinity degree variations is discussed.

Current results are part of larger project aiming to understand the nanostructural

characteristics of bone tissue and to identify key structural markers of pathological human


104

bone, providing possible development of new diagnostic and pharmaceutical tools. This

project is supported by the NanoSciences Fondation (Grenoble, France).

References:

1. Scanning small-angle X-ray scattering analysis of the size and organization of the mineral

nanoparticles in fluorotic bone using a stack of cards model /A. Gourrier et al.//J. Appl Crystallogr. - 2010. -

#43, P. 1385-1392.

2. Precession Electron Diffraction assisted Orientation Mapping in the Transmission Electron

Microscope/Portillo J., Rauch E.F., et al.// Mater Sci Forum. - 2010. - #644, P.1-7.

ВИКОРИСТАННЯ СПЛАВУ ІНВАР 36Н ЯК МАТЕРІАЛУ КОРПУСУ

ПІВДЕННОПОЛЯРНОГО ТЕЛЕСКОПУ (SPT)

Галкіна А.А.



Високоточні астрономічні дослідження найкраще проводити на Південному

полюсі Землі, оскільки: тут надзвичайно розріджена атмосфера та практично відсутня

водяна пара, тому космічне випромінювання дуже слабко розсіюється; спостереження

можна проводити неперервно, без недоліків, викликаних циклічним процесом день-

ніч; Південний полюс має фіксоване положення при обертанні Землі.

Екстремальні кліматичні умови на Південному полюсі (середньорічна

температура повітря складає -57,80 С) створюють необхідність у матеріалах, які б

витримували такий температурний режим. Прикладом такого матеріалу може

слугувати сплава Інвар 36Н, з якого виготовлено корпус Південнополярного

телескопу (South Pole Telescope) на дослідницькій станції Амундсен-Скотт.

Використовувати цей сплав на Південному полюсі дозволяє ряд його унікальних

характеристик, передусім дуже низький (α ≈ 1.5*10-6

С-1

) та стабільний в інтервалі

температур від -1000 С до 100

0 С. Унікальні властивості інвару пояснюються

особливостями його електронної будови, а саме високою густиною станів на рівні

Фермі та її чутливістю до впливу температури.


1. Инвары: учеб. пособие/ под. ред.. Афанасьева В. К. // СибГИУ. – Новокузнецк, 2006 – 126 с.

2. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Лахтин Ю.М.,

Леонтьева В.П. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.: ил.


105

АВТОНОМНІ МОЗКОВІ ІМПЛАНТАТИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ

СПИННОМОЗКОВУ РІДИНУ В ЯКОСТІ ПАЛИВНОГО ЕЛЕМЕНТУ

Губіна О.М., Солдатенко С.М.



На сьогоднішній день актуальним є питання відновлення діяльності мозку,

рухливості паралізованих кінцівок та можливість взаємодії штучної кінцівки з

нейронами головного мозку.

Інженери розробили мікрочіп, площею 1 – 2 мм2, який може генерувати струм із

глюкози, що міститься в спинномозковій рідині. Чіп обладнаний катодом, анодом і

мембраною, що їх розділяє. Анод зроблений із платини, а для виробництва катода

використовували вуглецеві нанотрубки.

Даний імплант працює від окислення глюкози зі спинномозкової рідини на

поверхні активованого анода і перетворює кисень на воду на поверхні мережі

одностінних карбонових нанотрубок, розташованих на кінці катоду елемента.

Електрони відбираються у глюкози і паливний елемент використовує їх для створення

електричного струму. Паливний елемент також використовує градієнт кисню, аби

попередити потрапляння кисню на анод і не спричинити таким чином електрохімічне

коротке замикання.

Така «паливна комірка» є цілком безпечною. Спинномозкова рідина містить

мало імунних клітин і ймовірність не приживання імплантату дуже мала. До того ж

вона має низький вміст білків, які зазвичай спричиняють обростання імплантату і його

подальше відторгнення.

Мозкові імплантати вимагають зовсім небагато електроенергії – всього 100

мікроват. Це означає, що «глюкозного» палива цілком вистачить для живлення

імплантату, що керує протезом.


1. B.I. Rapoport et al. PLoS ONE, 2012, 7 (6), doi: 10.1371/journal.pone.0038436

2. Електронний ресурс: http://www.plosone.org/browse/connective_tissue


http://www.plosone.org/browse/connective_tissue

106

СТВОРЕННЯ БІОСУМІСНИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ

ГІДРОКСИАПАТИТУ (АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)

Іващенко Є.В., Зарецька Т.С.



На даний час актуальним є створення біосумісних покриттів. Біосумісні

покриття, що мають в своєму складі гідроксиапатит, застосовують для імплантатів, де

потрібна хороша сумісність з тканинами тіла людини.

Як показав огляд літературних джерел, для нанесення біосумісних покриттів на

основі гідроксиапатиту використовують різні методи:

1) використання СВЧ-випромінювання, що включає приготування та

змішування водних розчинів нітрату кальцію, гідрофосфату амонію і аміаку і розчину

тетраетоксисилана в етанолі з подальшим впливом СВЧ-випромінювання,

відстоювання, просушування при температурі 90˚С протягом 3 годин та

проколювання при температурі 800˚С протягом 1 години (одержання покриття, що

містить кремніємодифікований гідроксиапатит);

2) анодування титану і його сплавів імпульсним струмом в умовах іскрового

розряду, при цьому процес ведуть в насиченому розчині гідроксиапатиту в фосфорній

кислоті з концентрацією 5 – 20% або 3 – 5% суспензії гідроксиапатиту дисперсністю

менше 100 мкм в цьому насиченому розчині (одержання покриття, що складається з

оксиду титану та кальцій-фосфатних сполук, взятих у певному кількісному

співвідношенні);

3) змішування порошку гідроксиапатиту з біосумісною речовиною у вигляді

фосватної зв᾿язки при співвідношенні зв᾿язки і порошку 1,0-1,5:5-2,0, нанесення

отриманої суспензії на металічну поверхню, просушування та наступної

термообробки аргоно-плазмовим струменем при струмі дуги 300-500 А, протягом 0,5-

2,0 хвилин на відстані 40-100 мм (одержання покриття на імплантантах із біоінертних

сеталів, металів та їх сплавів).


1. http://www.freepatent.ru/patents


http://www.freepatent.ru/patents

107

НОВІТНІ МЕТОДИ ЩОДО ФОРМУВАННЯ БІОСУМІСНИХ

КАЛЬЦІЙФОСФАТНИХ ПОКРИТТІВ

Кузьменко О.В., Іващенко Є.В.



Розробка біосумісних покриттів є дуже важливим завданням на сьогоднішній

день. Створенная кальційфосфатних покриттів є найбільш перспективним в плані

біосумістності, оскільки гідроксиапатит є складовою людських кісток. Імплантати,

вкриті шаром гідроксиапатиту, сприяють росту живих тканин на його поверхні.

Найчастіше імплантати виготовляють з титату, зважаючи на те, що даний метал є

біоінертним і не викликає запалень у живих тканинах. До того ж комбінація «титан і

гідроксиапатит» дозволяє поєднати високі механічні та біологічні властивості у

імплантаті [3,4,5].

Для нанесення гідроксиапатиту на поверхню титану в літературі [1,5]

розглядаються такі методи:

1. метод високочастотного магнетронного розпилення;

2. метод електроіскрового легування.

Біосумісні покриття, отримані одним з вище перелічених методів повинні

відповідати таким вимогам: бути щільними, безпористими, мати біостійкість,

біоінертність та високу адгезію до металічної основи.

Проаналізувавши літературні дослідження у цьому напрямку, можна зробити

висновок щодо перспективності та ефективності методів високочастотного

магнетронного розпилення та електроіскрового легування для створення біосумісних

покриттів.


1. Sun L., Berndt С.С., Gross К.А., Kucuk A. Material Fundamentals and Clinical Performance of

Plasma-sprayed Hydroxyapatite coatings // J. Biomed. Mater. Res. -2001

2. Eans E.D., Hailer A.W. (1998). The effect of fluoride on the size and morphology of apatite crystals

grown from physiologic solutions. Calcif. Tissue Int.;

3. Matsuno, H.; Yokoyama, A.; Watari, F.; Uo, M.; Kawasaki, T. Biocompatibility and osteogenesis of

refractory metal implants, titanium, hafnium, niobium, tantalum and rhenium. Biomaterials 2001

4. Mitsuo, N. Mechanical properties of biomedical titanium alloys. Mater. Sci. Eng. 1998

5. Dinda, G.P.; Shin, J.; Mazumder, J. Pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films on Ti-6Al-

4V: Effect of heat treatment on structure and properties. Acta Biomater. 2009.


108

УДК 539.24, 669.2, 538.951

НОВІ БІОСУМІСНІ ФУНКЦІОНАЛЬНІ СПЛАВИ НА ОСНОВІ

СИСТЕМ Zr-Nb і Zr-Nb-Ta

Кедровський С.М.2, Коваль Ю.М.

2, Мельничук В.П.

1,

Мельничук Д.П.1, Сліпченко В.М.

2

1Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут», Інженерно-

фiзичний факультет, кафедра металознавства та термiчної обробки; e-mail: [email protected] 2Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України

Функціональні матеріали з ефектом пам’яті форми (ЕПФ) стають все більш

популярнішими в інженерних технічних рішеннях. Наразі актуальною задачею є

розробка біосумісних матеріалів медичного призначення. До числа функціональних

сплавів на основі біосумісних елементів можна віднести сплави на основі системи Zr-

Nb.

Вже давно відомо, що в загартованих сплавах системи Zr-Nb може існувати

мартенситне перетворення (МП), але тільки нещодавно було вперше

продемонстровано наявність ефекту пам’яті форми (ЕПФ) [1].

В роботі представлено результати впливу легуючого елементу Та (4, 5, 7 ат.%) на

параметри МП сплавів Zr93Nb7, Zr90Nb10, Zr86Nb14 (відповідно). Збереження здатності

до відновлення форми спостерігається на протязі більше 30 циклів термоциклювання.

Коефіцієнт відновлення форми змінюється від 90% до 85%. Досліджені сплави

системи Zr-Nb мають трьохфазну структуру – складаються з α′-мартенситу (ГЩУ), ω і

аустенітної β (ОЦК) фаз. При цьому ω-фаза має негативний вплив на МП, при певних

умовах подавляючи його. Легування танталом потрібне для «знешкодження» ω-фази

та покращення механічних властивостей сплавів, можлива поява α′′-мартенситу

(орторомбічного).

Також представлені результати досліджень впливу мікролегування ітрієм на

властивості сплаву Zr86Nb14.


1. Сплавы на основе Zr-Nb – перспективные функциональные материалы / C.Н. Кедровский,

Ю.Н. Коваль, В.Н. Слепченко // Металлофизика и новейшие технологии. – 2014. – Т.36. – №12. – С.

1651-1659.


109

МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРОМАГНЕТИКА

Прядко В.В., Балахонова Н.О.



При розробці конструкцій електротехнічних пристроїв виникає потреба у

експериментальних методах вимірювання характеристик феромагнетиків. Відомі

наступні методи контролю характеристик магнітних матеріалів [1]:

балістичний метод - здійснюється за допомогою балістичного гальванометра

вимірюється кількість електричного заряду, що протікає крізь витки обмотки,

намотаної на тороїдальний зразок при різкій зміні магнітного потоку;

метод імпульсного зчитування - здійснюється за допомогою створення у зразку

почергово потік напруженості магнітного поля від сталого струму і потік

«зчитування» від імпульсного струму, спрямований назустріч;

осцилографічний метод - здійснюється за допомогою аналогового інтегрування

вихідної напруги на клемах вторинної обмотки і виміру напруги, яка є пропорційною

до синусоїдального струму, що проходить по витках первинної обмотки.

Завданням роботи є створення устаткування для осцилографічного методу

вимірювання петлі гистерезису феромагнітних матеріалів тороїдальної форми та

оформлення результатів у лабораторну роботу [2] «Осцилографічний метод

отримання петлі гистерезису феромагнітних матеріалів» з дисципліни «Фізичні

властивості та методи дослідження матеріалів.

Перевагою осцилографічного методу дослідження характеристик магнітних

матеріалів є те, що петля гистерезису спостерігається студентами візуально, що дає

можливість відносно просто визначати Вост и Нкоерц та площу петлі гистерезису, яка є

пропорційною до енергії, витраченої на перемагнічування одиниці об’єму зразка в

одному циклі.


1. Попов А.П. Татевосян А. С. Цифровой метод контроля петли гистерезиса ферромагнитных

материалов// Омский научный вестник. - 2009. - вып. 3. - С. 153-157.

2. Дурасова Ю.А., Матюнин А.В., Погожев В.А. Лабораторная работа № 305 “Магнитная индукция в

ферромагнетиках”. ООП Физ. фак-та МГУ, 2011. С. 11


110

ВПЛИВ Y2O3 НА ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА ВЛАСТИВОСТІ

КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ AlN-SiC-Y2O3

Сербенюк Т.Б., Пріхна Т.О., Свердун В.Б., Басюк Т.В.

Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАНУ, м. Київ, Україна; e-mail: [email protected]

Для застосування в області вакуумної електроніки розроблено нові

композиційні матеріали AlN-SiC-Y2O3. В роботі використовували порошки: AlN

(дисперсністю 4 мкм); SiC (дисперсністю 0,367-0,369, 3 та 5 мкм), та Y2O3 як

активуючу добавку (дисперсністю 4 мкм). Вміст Y2O3 в матеріалі варіювали від 2 до 8

мас.%, порошок SiC додавали в межах 43-50 мас.%. Після ущільнення ізостатичним

пресуванням, компактів спікали вільним спіканням в атмосфері азоту, при

температурах 18000С та 1900

0С з витримкою 60 хв.

Розрахунок усадки одержаних зразків показав, що усадка складає 13,5-14,0%.

Розроблені композити мають щільність 2,85-3,18 г/см3. Методом рентгенофазового

аналізу у всіх композиційних матеріалах AlN-SiC-Y2O3 виявлено основні фази: AlN,

SiC та Y3Al5O12. Параметри кристалічної гратки AlN змінюються по лінійному закону,

що свідчить про невелику взаємну розчинність AlN і SiC. Структура матеріалів

гетерофазна, по границям зерен AlN та SiC розміщені прошарки Y3Al5O12. Відмічено,

що завдяки підвищенню у шихті вмісту Y2O3 з 2 до 6 мас.%, при використанні

порошку SiC всіх дисперсностей, композиційні матеріали зберігають діелектричні

властивості і мають питомий електричний опір R≥107 Омм. А подальше збільшення

вмісту Y2O3 до 8мас.% призводить до зменшення щільності матеріалів. Зменшення

середнього розміру зерен SiC від 3 до 0,367-0,369 мкм при вмісті 50мас.%SiC

приводить до підвищення здатності матеріалу поглинати електромагнітну енергію від

35,4 до 50,0 дБ/см, та до підвищення твердості HV від 8,7 до 13,0 ГПа (при 150 Н).


111

МЕТАЛОКЕРАМІЧНІ ПОКРИТТЯ ОТРИМАНІ АЛЮМОТЕРМІЧНОЮ

НАПЛАВКОЮ

Терещенко О.С., Сисоєв М.О.

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”,

Інженерно-фізичний факультет, кафедра високотемпературних матеріалів та порошкової металургії,


При створенні функціональних покриттів керуються трьохвимірною системою

координат "властивість покриття - склад покриття - метод нанесення покриття". Для

вибору складу та методу нанесення покриття визначальним є задача одержання

необхідних властивостей цього покриття. В даний час все частіше використовують

методи, що дозволяють знизити енергозатрати при цьому не суттєво впливаючи на

властивості покриття. Одним з таких методів є СВС. Висока температура і швидкість

процесу, використання більш дешевої хімічної енергії замість електричної, простота і

довговічність обладнання зумовлюють технічну та економічну ефективність СВС-

технології та роблять її ресурсозберігаючою [1].

Суміш порошків твердого сплаву WC-W2C та терміту, а також суміш порошків

самофлюсівного сплаву Ni-Cr-В-Si (легкоплавка складова), WC-W2C та «терміту»

наносили на сталеву основу, після чого проводили процес наплавлення композиції в

режимі СВС.

Металографічним аналізом встановлено, що структура покриття є

композиційним матеріалом матричного типу з матрицею на основі легкоплавкої

складової та включеннями карбіду вольфраму. Додавання порошку самофлюсівного

сплаву Ni-Cr-Si-B до вихідної шихти терміт - WC-W2C сприяє подрібненню структури

покриття, а також отриманню рівномірної мікротвердості по об’єму матеріалу

покриття, яка становить 8 ГПа.


1. Мержанов А. Г., Мукасьян А. С. Твердопламенное горение. - М.: Торус Пресс, 2007. - 336 с.


112

УДК 537.39

ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ ОБРОБКИ ІМПУЛЬСНИМ ЕЛЕКТРИЧНИМ

СТРУМОМ НА ТРАНСФОРМАЦІЮ СТРУКТУРИ НІКЕЛІДУ ТИТАНУ

Чижик Г.В., к.т.н., Степанов Г.В.

Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України, м. Київ, Україна;


Інтерметалідні сплави NiTi еквіатомного складу знаходить широке застосування в

медицині при виготовленні різноманітних імплантів (ортопедичних, стоматологічних,

кардіологічних та ін.) завдяки своїм властивостям, таким як ефект пам’яті форми,

псевдопружність та значній біосумісності.

Виробництво матеріалів на основі нікеліду титану це багатостадійний процес і

кінцевий результат не завжди задовольняє вимоги з фазового складу матеріалу, через

присутність в кристалічній будові вторинних фаз. Тому розробка нових методів, що

дозволяють впливати на структурний та фазовий стан є актуальним завданням.

Відповідно до експериментальних даних обробка імпульсним електричним

струмом (ІЕС) високої густини призводить до розчинення на границях зерен

вторинної інтерметалідної фази NiTi2, яка є причиною міжзеренного окрихчення і

підвищеної твердості інтерметалідного сплаву на основі NiTi.

За результатами комплексних металографічних та металофізичних досліджень

були встановлені механізми ефективної дії обробки ІЕС на властивості та

трансформацію структури нікеліну титану. Виявлено, що високоенергетичний вплив

обробки призводить до переорієнтації фрагментів кристалічної будови матеріалу,

зниженні її дефектності, релаксації залишкових напружень. В цілому результати

досліджень свідчать, що матеріал після пропускання імпульсів струму

характеризується більш гомогенною структурою.


113

СЕКЦІЯ 3 «Бази даних, світові мережі

матеріалознавства та комп’ютерне конструювання матеріалів»

SECTION 3

«Database, global networks of Materials science and computer materials design»

114

SYNERGETIC EFFECT OF Rе AND W AT THE Ni/Ni3Al INTERFACE

Shuang He

College of Environmental Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China;

Department of Materials Science and Engineering, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden;

е-mail: [email protected]

Ni-based SC superalloys containing a high volume fraction of intermetallic γ′-Ni3Al

precipitates embedded coherently in a FCC γ-Ni matrix. The interfacial area between γ-Ni

and γ′-Ni3Al is of great importance for the overall performance of superalloys. Many

experiments have demonstrated that usually a series of alloying elements, such as Re, W, Ru,

Cr, Mo, etc., may be coexistent and have a synergetic effect on the mechanical properties of

Ni-based SC superalloys.

A first-principles investigation of the interplay of Re and W and their role at the γ-

Ni/γ′-Ni3Al interface is conducted. The calculated point defect energy and interaction energy

show that alloying elements Re and W can coexist in the γ-Ni/γ′-Ni3Al interfacial region and

either Re or W prefers to occupy Ni sub-lattice sites in Ni phase, in addition, their site

preferences are scarcely changed by other heterogeneous dopants. Calculating the interface

energy for a number of alloying systems, we find that both Re doping and W doping can

enhance the interfacial strength, doping Re in Ni phase and doping W in Ni3Al phase in the

quaternary alloying system is good for binding strength at the γ-Ni/γ′-Ni3Al interface.

References:

[1] An interplay of sulfur and phosphorus at the -Ni/'-Ni3Al interface. S. He, P. Peng, L. Peng, Y. Chen, H.

Wei, Z.Q. Hu. Journal of Alloys and Compounds, 597(2014)243-248.


http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838814002886





http://www.sciencedirect.com/science/journal/09258388

http://www.sciencedirect.com/science/journal/09258388/597/supp/C

115

МОДЕЛЮВАННЯ КРИСТАЛИЧНИХ СТРУКТУР

ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ VESTA

Абугре С.1, Балахонова Н.О.


Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів (1студент-іноземець, Гана);


Програма VESTA (Visualisation for Electronic and Structural Analisis), розроблена

Національним інститутом матеріалознавства в Японії у 2001 р.[1] для візуалізації

органічних та неорганічних структур і входить до програмного комплексу VASP,

створеної для аb-initio моделювання електронних властивостей наноструктурних

матеріалів.

На сьогодні останньою версією є VESTA 3.2.1, яка вийшла у 2014 р. Порівняно

з іншими програмами візуалізації, VESTA розроблена для різних операційних систем

(Windows, Linux, MAC OS X).

Створення структур у VESTA починається з формування вхідного фала у будь

якій програмі, яка має формат txt. Після створення вхідного файлу за стандартним

алгоритмом, треба змінити його розширення на *.xyz та запустити цей файл у VESTA.

У якості вхідного файлу можна застосовувати вхідний файл POSCAR, створений для

VASP. Зображення кристалічної гратки, як і в інших програмах візуалізації, можна

обертати навколо осей xyz, додавати зв’язки між атомами, збільшувати та

здійснювати операції трансляції (ця операція можлива лише після уточнення

просторової групи кристалу, гратку якого зображають). Порівняно з іншими

програмами (CarIne, Mercury) у VESTA можна здійснити трансляції не тільки 3D, але

й 2D та 1D [1]. Також можна зображати структури за допомогою поліедрів, або моделі

кульок, або моделі міжатомних зав’язків.

Перевагами VESTA є можливість, при наявності розрахованого у програмному

комплексі VASP файлу, візуалізації (як у 3D, так і у 2D вигляді), розподілу

електронних та ядерних густин, хвильових функцій частинок, розподілу

електростатичних потенціалів, функцій Паттерсона, створювати зовнішню форму

кристалу тощо. Для ілюстрації роботи VESTA було здійснено моделювання гратки

SiO.


1. Koichi Momma, Fugio Izumi, VESTA: a Three Dimensional Visualisation System for Electronic and

Structural Analisis – Japan, 2011. – p.128


116

УДК 004.055

ПОРІВНЯННЯ ПРОГРАМНИХ ЗАБЕЗПЕЧЕНЬ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ПАНОРАМ

Вінніченко М.М.


Видавничо-поліграфічний інститут, кафедра репрографії; e-mail: [email protected]

Завданням дослідження було з’ясувати та обґрунтувати швидкість та якість

створення панорамних фотографій, дослідити та проаналізувати роботу та можливості

програм для створення панорам. Порівняти програмні забезпечення PanoramaStudio,

PanoramaPlus та ImageComposideEditor.

Для експерименту було обрано фотоапарат NikonJ1, з налаштуваннями за

замовчуванням, сюжет знімався в сонячний день при денному світлі. Панорамний

знімок монтувався з п’яти окремих фотографій.

Створивши панорами з використанням досліджуваних програмних продуктів,

можна стверджувати, що їх якість майже однакова, проте час на «з’єднання» окремих

фотографій був різний – у програмі PanoramaStudio він був найбільший, а у

PanoramaPlus – найменший.

Для комплексного оцінювання та вибору найбільш ефективного програмного

продукту вони були оцінені за такими критеріями: ціна, якість, крос-платформенність,

логічність та легкість створення, швидкість створення та додаткові можливості.

Параметри оцінено від 1 до 5, де 5 – найвищий показник, 1 – найгірший. Результати

оцінки занесені в таблицю 1.

Таблиця 1 - Оцінка основних показників програм

Програми

Основні параметри PanoramaStudio PanoramaPlus Image Composide

Editor

Ціна, $ 3 5 4

Додаткові можливості 5 4 3

Якість створеної панорами 5 5 4

Швидкість створення, сек. 3 4 5

Крос-платформенність 2 3 5

Логічність та легкість

створення

5 4 3


117

З вище наведених параметрів таблиці, побудовано діаграму вибору та визначено,

що програмний продуктPanoramaPlus є найкращим, а PanoramaStudio – найгіршим.

Рис. 1 - Радіальний графік порівняння показників програмних продуктів

УДК 539.219.3;53.096:669.25'1'24'295:669.112.227.346.2

ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИЙ АНАЛІЗ КОНДЕНСАТОРА,

ВИГОТОВЛЕНОГО З ТОНКИХ ПАРАЛЕЛЬНИХ ДИСКІВ,

ШЛЯХОМ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

П.С.Данилюк, А.Д. Холмська



У наш час конденсатори знаходять застосування практично у всіх областях

електротехніки для побудови ланцюгів з частотно-залежними властивостями (фільтрів,

ланцюгів зворотного зв'язку, коливальних контурів). У вторинних джерелах


118

електроживлення конденсатори застосовуються для згладжування пульсацій

випрямленої напруги і т.п. Комп’ютерне моделювання фізичних процесів, які

відбуваються у конденсаторах під час їх експлуатації, дозволяє розвинути фізичні

уявлення щодо формування електростатичних полів на пластинах і навколо

конденсаторів, допомагає вирішити актуальну практичну задачу забезпечення їх

стабільної роботи у різних середовищах.

Метою роботи є теоретичне дослідження разподілу електричного поля навколо

конденсатору та порівняння накопиченої електростатичної енергії для двох випадків:

коли пластини виготовленні з матеріалу з високою провідністю та з матеріалу, що не

проводить струм. Для вирішення поставленої задачі використовувався програмний

комплекс імітаційного моделювання методом кінцевих елементів "MSC Marc"[1].

Моделювання було проведено за наступною схемою: створення моделі пластин

конденсатора; задання граничних умов; моделювання електричного потенціалу та

розподілу електричного поля и електричних напруг для випадків діелектрика та

повітря в якості оточуючого середовища та пластин, виготовлених з матеріалу з

високою провідністю або з ізолятору.

В результаті отримано детальну інформацію, яким чином відбуватиметься

розподіл і перерозподіл електричного заряду на пластинах конденсатора та в

оточуючому середовищі у числовому вигляді та у вигляді просторової тривимірної

моделі.

Таким чином, імітаційне моделювання методом кінцевих елементів є

ефективним методом прогнозування фізичних явищ в електротехнічних приладах.


1. https://simcompanion.mscsoftware.com/infocenter/index?page=content&cat=MARC_DOCUMENT

ATION&channel=DOCUMENTATION–електронний ресурс MSC Marc.

119

УДК 539.22

RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY OF Tl3PbI5 SINGLE CRYSTAL

N.M. Denysyuk1, O.Y. Khyzhun

1, O.V. Parasyuk

2

1Institute for Problems of Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine;

e-mail: [email protected] 2Department of Inorganic and Physical Chemistry, Volyn National University, Ukraine

We have performed complex studies of the electronic structure of Tl3PbI5 single

crystals. The core-level and valence band spectra of Tl3PbI5 single crystal grown by the

Bridgman–Stockbarger method have been measured employing the X-ray photoelectron

spectroscopy (XPS) for the pristine and 3.0 keV Ar+ ion-irradiated surfaces. Our XPS results

have revealed that there are no significant changes of binding energy values of constituent

element core-level electrons or shapes of the core-level spectra as a result of the Ar+-ion

bombardment of surface of the Tl3PbI5 single crystal. These results indicate high chemical

stability of the Tl3PbI5 surface. The high chemical stability of the Tl3PbI5 surface with

respect to the Ar+ ion is confirmed by the fact that such a bombardment does not lead to any

detected shifts of values of the core-level binding energies of atoms constituting Tl3PbI5.

Additionally, the above treatment does not cause any noticeable changes of shapes of the

XPS core-level and valence-band spectra. Furthermore, the bombardment (at the fluence of

5.31016

ions/cm2) does not change the chemical stoichiometry and concentration of

individual elements of the Tl3PbI5 surface. It should be mentioned that similar behaviour we

have detected also for isostructural lead-containing bromide, namely the Tl3PbBr5 compound,

that was undergone to the same surface treatment and employing the same apparatus for

measurements the XPS spectra.

The XPS data also allow for the conclusion that the Tl3PbI5 single crystal has low

hygroscopicity, which is extremely important for handling this material as an efficient laser

source operating in ambient conditions. With respect to the occupation of the electronic

states within the valence-band region of Tl3PbI5, our XPS data were found to be in excellent

agreement with results of band-structure calculations of this compound.


120

ВІЗУАЛІЗАЦІЯ ФТАЛОЦІАНІНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ MERCURY

Жабинська О.О.



Програма Mercury є прикладом спеціального програмного забезпечення,

призначеного для візуалізації кристалічних структур, розробниками якої є Cambridge

Crystallographic Data Centre (CCDC) (Кембриджський кристалографічний центр

даних). Ця програма дозволяє візуалізувати молекулярні структури, а також

здійснювати дослідження і аналіз цих структур.

Використання молекулярних напівпровідників, зокрема фталоціанінів, в

сонячних батареях, органічних світловипромінювальних пристроях (OLED), чутливих

елементах датчиків та в інших областях електроніки є найбільш перспективною

галуззю їх практичного застосування. Це зумовлено тим, що фталоціаніни є хімічно

інертними, термічно стійкими, володіють напівпровідниковими властивостями,

утворюють тонкі полікристалічні чи аморфні плівки.

В даній роботі за допомогою програми Mercury була проведена візуалізація

будови молекули фталоціаніну (безметального та його металовмісного комплексу),

його двох основних поліморфних форм, розташування та пакування молекул

фталоціаніну в різних хімічних модифікаціях.

Головними перевагами даної програми серед подібних є повний набір

інструментів для 3D візуалізації кристалічних структур, відображення елементарної

комірки, вимірювання геометричних параметрів, відображення міжмолекулярних

зв’язків, побудова площин Міллера, створення і відображення ланцюга молекул за

певним напрямом, відтворення рентгенограми речовини тощо.


1. Mercury [Електронний ресурс]. - Режим доступу: URL:

http://www.ccdc.cam.ac.uk/products/mercury/

2. Пахомов Л.Г., Леонов Е.С. Пленочные структуры на основе органических полупроводников.

Учебно-методический материал по программе повышения квалификации «Физико-химические

основы нанотехнологий». Нижний Новгород, 2007, 79с.


http://www.ccdc.cam.ac.uk/products/mercury/

121

УДК 621.762.5, 004.94

КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ НЕСТАЦІОНАРНИХ ТЕМПЕРАТУРНИХ

ПОЛІВ В РОБОЧОМУ ОБ’ЄМІ АПАРАТУ ВИСОКОГО ТИСКУ ПРИ

ОДЕРЖАННІ НАДТВЕРДИХ КОМПОЗИТІВ СИСТЕМ сBN–Al

С. М. Коновал, к.т.н.

Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України; e-mail: [email protected]

Композиційні матеріали кубічного нітриду бору (cBN), які широко відомі основною

продукцією — ріжучими пластинами (РСBN), у всьому світі виробляють з застосуванням

техніки і технологій високого тиску. Якість композитів багато в чому визначається

рівномірністю температурного поля при виготовленні виробу. Характер розподілу

температур залежить від багатьох факторів – способу підведення потужності до

реакційного об’єму, форми і розмірів елементів спорядження, фізичних властивостей

матеріалів і т. д. Знання розподілу температур в апараті високого тиску (АВТ) дозволяє

управляти термодинамічними параметрами спікання шляхом зміни схеми спорядження і

вибором елементів спорядження з необхідними електро- і теплофізичними властивостями.

Особливістю отримання композитів системи cBN-Al є різке (на 10-11 порядків)

підвищення електропровідності композиту на початку спікання внаслідок просочення

рідким алюмінієм порошку кубічного нітриду бору і подальше її зменшення за

рахунок хімічної взаємодії і утворення непровідних сполук. Такі коливання

призводять до перерозподілу джерел тепловиділення в робочому об’ємі АВТ і

зміщення картини температурного поля. Дослідження динаміки температурного поля

з урахуванням вказаних ефектів дає можливість попередньо оцінити ефективність

конструкції, матеріалів елементів спорядження та досягнути мінімально можливих

температурних градієнтів, що позитивно позначиться на однорідності отриманих

композитів.


1. Вивчення динаміки температурного поля в робочому об’ємі апаратів високого тиску при

одержанні надтвердих композитів систем cBN-Al / С.М. Коновал // Породоразрушающий и

металлообрабатывающий инструмент – техника, технология его изготовления и применения. – 2014.

– № 17. – С. 291 – 301.


122

МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ, ЯКІ ВИНИКАЮТЬ

ПРИ ЛЕГУВАННІ МЕТАЛУ ІМПУЛЬСНИМ ЛАЗЕРОМ

Мазурик В.С., Балахонова Н.О.



Одним з методів обробки поверхні металів для її зміцнення є лазерна обробка

[1]. Таке легування має низку переваг, порівняно з іншими методами (електроіскрове

легування, обробки: електронно-променева, хіміко-термічна, ударна, тощо).

Використання лазерної обробки є найбільш ефективним для використання зміцнення

найбільш зносостійких ділянок поверхонь, що забезпечується високою локальністю

дії лазерного випромінювання на поверхню металу. Це призводить до значної

економії енергії, зменшенню деформації всього виробу.

Одним з методів лазерного легування є імпульсна лазерна обробка. ЇЇ відрізняє

від обробки неперервним когерентним випромінюванням використання для нагріву

поверхні джерел тепла високої енергонасиченості, густина яких вимірюється сотнями

МВт/м2

, які діють всього декілька мілісекунд. При цьому розвиваються гіпершвидкі

(106 град/с) швидкості нагрівання при наявності значних температурних градієнтів за

товщиною, які забезпечують швидке охолодження (10' -10 град/с) за рахунок відводу

тепла у "холодний" об’єм виробу за механізмом теплопровідності. Ці процеси

супроводжуються значними структурними перетвореннями у зоні легування, тому

моделювання таких процесів повинно будуватись на теорії теплопровідності та

дифузії.

В даній роботі на базі теорії теплоємності та розв’язку стандартних задач

математичної фізики [2] у середовищі MathCAD був змодельований процес

імпульсної лазерної обробки. У моделі були зроблені наступні припущення: виріб, що

зміцнюється, уявляється напівнескінченим твердим тілом, а інтенсивність лазерного

випромінювання не залежить від часу. Для такої задачі відомий аналітичний розв’язок

[2] дозволив знайти такі характеристики, як температуру на стадії нагріву та

охолодження, швидкість нагріву та охолодження як для всієї ділянки дії лазерного

випромінювання, так і у її центрі.


1. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки

М.: изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 664 с.

2. Б М. Будак, А. А. Самаpский, М. Н Тихонов. Сборник задач по математической физике. М.: Наука,

1972.


123

МОДЕЛЮВАННЯ ДИСПЕРСІЇ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОНИКНОСТІ МЕТАЛІВ

В СЕРЕДОВИЩІ MATHCAD

Онісенко Д., Балахонова Н.О.



Метаматеріал [1], — композиційний матеріал, властивості якого зумовлені

штучно створеною періодичною структурою. Одним з таких матеріалів можна

вважати створену на поверхні металевої плівки дифракційну гратку, період якої

співставимий з довжиною падаючої електромагнітної хвилі. При таких умовах та при

певній амплітуді дифракційної гратки спостерігається повне заглушенні дзеркально-

відбитої електромагнітної хвилі. Цей ефект можна використати для створення

мультиплексора, [1], — пристрою, що є дифракційною граткою, яка дозволяє за

допомогою пакету хвиль ІЧ діапазону з різними довжинами хвиль передавати по

одній комунікаційній лінії одночасно декілька різних потоків даних (декілька каналів).

Існує чотири стандарти G.692 [2] для ширини одного каналу за частотою:

WDM-системи - мають частотне рознесення каналів не менш 200 ГГц –

дозволяють мультиплексувати не більш восьми каналів;

DWDM-системи - забезпечують рознесення каналів не менш 100 ГГц і

дають можливість мультиплексувати не більш 32-40 каналів;

HDWDM-системи – підтримують рознесення каналів 50 ГГц і менше,

дозволяють мультиплексувати не менш ніж 40 каналів;

CWDM-системи ("грубе" спектральне ущільнення) – рознесення

каналів 20 нм (2500 ГГц).

З [3] відомо, що ширина «каналу» до довжини хвилі випромінювання

визначається співвідношенням 410/1Im/1Re2~ ,

де - діелектрична проникність матеріалу поверхні гратки. Для того, щоб знайти

певний матеріал для створення вказаної дифракційної гратки, треба знати, як

змінюється діелектрична проникність металу з частотою. Для цього в моделі Друде [4]

за допомогою середовища Mathcad були змодульовані залежності )Re(),Im( від

для Ag, Au, Al, Cu, Pt, Cd.


1. Онлайн енциклопедія [Електронний ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/

2. Лукін В.Є. Мультиплексні технології: навчальний посібник по вивченню дисципліни. Київ 2015 , с.

70.

3. Балахонова Н. А., Кац А. В. // Вісн. Харк. нац. ун-ту. Сер. Фізика. - 2005. - N 651, вип. 8. - С. 47-53.

4. Ашкрофт Н.,Мермин Н. Физика твердого тела, в 2-х томах, М., Мир, 1979, т.1 -399 с.


https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB

http://www.dut.edu.ua/ua/lib/8/category/740/view/936

http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?Z21ID=&I21DBN=REF&P21DBN=REF&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=fullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=TJ=&S21COLORTERMS=1&S21STR=%D0%92%D1%96%D1%81%D0%BD.%20%D0%A5%D0%B0%D1%80%D0%BA.%20%D0%BD%D0%B0%D1%86.%20%D1%83%D0%BD-%D1%82%D1%83.%20%D0%A1%D0%B5%D1%80.%20%D0%A4%D1%96%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0

124

ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ МІЦНОСТІ КАНІСТР З ПОЛІЕТИЛЕНА

ВИСОКОЇ ЩІЛЬНОСТІ

Онопрієнко В.Ю.

Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Університет»,

Інженерно-хімічний факультет, кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування;

e-mail: [email protected].

У сучасній промисловості широкого використання набув такий матеріал, як

поліетилен високої щільності. Він використовується для виробництва паливних баків,

резервуарів для зберігання й транспортування рідин, великої кількості тари різного

призначення. Саме цей матеріал поширений у виробництві такого типу тари як

каністри невеликої ємності. На базі програмного комплексу АПРОКС методом

скінченних елементів досліджено процес лінійного і нелінійного деформування

каністр з поліетилену високої щільності для зберігання нафтопродуктів. На базі

розроблених скінченно-елементних моделей проведено чисельний аналіз та визначено

напружено-деформований стан каністр. Наведено результати чисельного аналізу

каністр для нафтопродуктів за умови їх штабельного зберігання, а також при падінні.

На основі виконаних розрахунків запропоновані проектно-конструкторські

рекомендації до проектування подібного роду виробів.


1. Дж.Л. Уайт, Д.Д. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины / пер. с англ. яз. под. ред.

Е.С. Цобкалло — СПб.: Профессия, 2006. — 256 стр., ил.

2. Технические условия на канистры 2297-043-05757601-98.

3. Баженов В.А., Сахаров А.С., Гондлях А.В., С. Л. Мельников. Нелинейные задачи механики

многослойных оболочек. – К.: 1994. – 264 с.

4. Лукасевич С. Локальные нагрузки в пластинах и оболочках.–М.: Мир, 1982.–544 с.

5. Метод конечных элементов в механике твердых тел. / Под общ. ред. А.С. Сахарова и И.

Альтенбаха. – Киев: Вища школа., 1982. – 480 с.


125

Рис. 1 - Візуалізація результатів

моделювання в програмі VMD

УДК 621.783.2

3D МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ НАГРІВУ ОЦК МЕТАЛУ

ГІГАНСЬКИМ ІМПУЛЬСОМ ЛАЗЕРА

Павлюк Я. О., Павлюк Д. В.



Оптимальне поєднання натурних досліджень з моделюванням дозволяє всебічно

досліджувати різноманітні процеси і явища, виявляти як їх загальні фізичні

закономірності, так і вплив окремих факторів, до того ж істотно заощаджуючи

матеріальні витрати і час.

Методом молекулярної динаміки (МД) нами було змодельовано і візуалізовано

процес зміни структури ОЦК металу під час впливу гігантського лазерного імпульсу в

програмному середовищі XMD і VMD. Об'єкт моделювання — циліндричний

нанокристал ОЦК-Fe радіусу , висотою і кількістю атомів

.

Було розраховано, що інтенсивність поглинутого лазерного випромінювання

. Це відповідає температурі на поверхні .

З рис.1 видно, що відбувся процес нагріву

зразка. Область кристалу під впливом

випромінювання розплавилась на глибину 8-ми

атомних шарів, окремі атоми випарувались.

Результати моделювання та натурних

експериментів узгоджуються, отже запропонована

модель може бути застосована для вивчення

структурних закономірностей в металах під дією

гігантських імпульсів.


126

ВІЗУАЛІЗАЦІЯ КРИСТАЛІЧНИХ СТРУКТУР

ВПОРЯДКОВАНИХ РОЗЧИНІВ FePt у ПЗ CaRIne

Перваков М.О.



Існують багато методів комп’ютерного моделювання матеріалів. Найвідоміші з

них наступні методи: молекулярної динаміки, Монте-Карло; з використанням

квантово-механічних положень, розрахунками ab initio у квантовій хімії та фізиці

твердого тіла. Моделювання фізичних властивостей матеріалів та опис властивостей

малорозмірних і наномасштабних структур припускає візуалізацію кристалографічної

структури матеріалів. З цією метою створені різноманітні програмні пакети, одним із

яких є ПЗ CaRIne.

За допомогою програмного забезпечення CaRIne створені кристалічні

структури впорядкованих розчинів системи Fe-Pt: Fe3Pt(ɣ1), FePt(ɣ1), FePt3(ɣ3). Таке

моделювання є корисним, оскільки допомагає зробити більш наочним зображення

граток як в моделі твердих кульок, так і в моделі багатогранників. Крім того, за

допомогою програмного забезпечення можлива побудова зворотної гратки,

стереографічної проекції, дифрактограми і є можливість відстежити взаємозв’язок між

цими об’єктами.

Цікавість до надструктур FePt пов’язана зі створенням приладів з

надвисокою щільністю магнітного запису і зберігання інформації при забезпеченні

високої термічної стабільності намагнічування, що було досліджено в [1].


1. Макагон Ю.М., Павлова О.П., Вербицька Т.І., Владимирський І.А.. Вплив температури

відпалу на структуру і магнітні властивості нанорозмірної плівкової композиції Fe50Pt50(15

нм)/Ag(30 нм)/Fe50Pt50(15 нм)/SiO2(100 нм)/Si(001) //Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2012р.- №5.,- с. 86-

91.

2. Кругликов Н.А. Среда визуализации кристаллографических объектов CaRIne v3.1:

Методические указания к лабораторным работам. - Е-бург: ГОУ ВПО УГТУ, 2005. - 20 с.


127

УДК 621.74.043.2

НЕЧІТКЕ РЕГУЛЮВАННЯ В СИСТЕМІ АВТОМАТИЧНОГО

КОНТРОЛЮ УТВОРЕННЯ ШАРУ НАКИПУ ДЛЯ ПРОМИВКИ

ОХОЛОДЖУЮЧИХ КАНАЛІВ ПРЕС-ФОРМИ

Самарай Р. В.




В основі автоматичної системи керування комплексів лиття під тиском (ЛПТ)

лежать моделі нечіткої логіки, з автоматичним вибором структури математичної

моделі й самонастроювання її параметрів для безперервного функціонування в режимі

керування. Досліджений контур регулювання температури прес-форми машини ЛПТ,

як найбільш важливий і складний в регулюванні. Система реалізується за допомогою

того, що в прес-формі встановлено термопару (датчик для вимірювання температури)

на не великій відстані від каналів контуру змазочно-охолоджуючої рідини, яка в свою

чергу слугує для нагріву та охолодження прес-форми при роботі машини ЛПТ. На

відчизняних машинах ЛПТ промивка каналів відбувається після певної кількості

годин роботи машини (планово) вручну оператором, що не є задовільним так, як не

дозволяє проводити цю процедуру своєчасно в найбільш оптимальний момент.

Система автоматичного контролю утворення шару накипу для промивки

охолоджуючих каналів прес-форми дозволяє визначити оптимальний момент для

проведення промивки охолоджуючих каналів автоматично виходячи з реальних

результатів вимірів, що дозволяє проводити технічне обслуговування машини саме в

той момент коли це дійсно необхідно та без участі оператора. Це покращує роботу

машини, зберігає її в робочому стані більш тривалий період та зменшує час простою

машини в ремонті.


1. Гостев В.И. Нечеткие регуляторы в системе автоматического управления. – К.:

“Радіоаматор”, 2008. – 972 с.

2. Богушевский В.С., Самарай Р.В. Система регулирования температуры пресс-формы на

основе нечеткой логики // Металл и литье Украины – 2014. – № 3. – С. 16 – 20.


128

МОДЕЛЮВАННЯ МЕХАНІЧНИХ НАПРУЖЕНЬ, ЯКІ ВИНИКАЮТЬ

ПРИ ЛЕГУВАННІ МЕТАЛУ ЛАЗЕРОМ

Сергійчук Д.І., Балахонова Н.О.



Серед різних методів зміцнення поверхні значне місце посідає лазерна обробка

(закалювання та легування) [1]. Її переваги порівняно з іншими методами

забезпечуються:

високим ступенем концентрації енергії,

відсутня необхідність проводити процес у вакуумі або в інших газових

середовищах, що забезпечує використання цього методу для виробів довільного

розміру,

відносна простота керування, яка дозволяє повністю автоматизувати процес.

Використання цього методу забезпечує можливість обробки локальних об’ємів

виробів, отримання заданого комплексу фізичних та механічних властивостей

обробляємих поверхонь шляхом їх легування різними елементами при лазерному

нагріві.

При лазерній обробці металів спостерігається значна нерівномірність розподілу

температури (термопружні напруги), що призводить до значної структурної

неоднорідності за товщиною та шириною зони лазерної дії [1]. Це може викликати

неоднорідність розподілення залишкових механічних напруг за товщиною та

шириною зони лазерної дії і навіть привести до деформації виробу, і, як наслідок,

виникнення підвищеної щільності дефектів кристалічної будови та пластичних зсувів.

Крім терпопружних напруг, згаданих вище, в локальній зоні будуть виникати:

напруження на границях зерен, блоків мозаїки та інших структурних елементів,

напруги, зумовлені проходженням ударної теплової хвилі,

напруги, викликані нерівноважними фазовими переходами, тощо.

Всі ці фактори діють одночасно і розділити їх вплив при дослідженні виробів,

які піддаються лазерній обробці не завжди можливо. В даній роботі були

змодельовані механічні напруження, що виникають при проходженні ударної теплової

хвилі за допомогою стандартних рівнянь математичної фізики [2] у середовищі

MathCAD.


1. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных

исследований и прикладных разработок / Под ред. В.Я.Панченко. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. –

664 с.

2. Б М. Будак, А. А. Самаpский, М. Н Тихонов. Сборник задач по математической физике. М.:

Наука, 1972.


129

СЕКЦІЯ 4

«Іноваційні технології навчання матеріалознавства»

SECTION 4

«Innovative Technology Learning Materials»

130

УДК 681.932.9: 681.932.4

ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ЗМІНИ ТЕХНОЛОГІЙ ВИГОТОВЛЕННЯ

КОЛЬОРОВОЇ ФОТОГРАФІЇ

Кабиш В.



Розвиток і вдосконалення методів друку фотографій став надзвичайно бурхливим

упродовж останнього десятиліття, що, насамперед, пов’язано з новими потребами

ринку, насиченістю темпу життя, а отже і оперативного виконання поліграфічної

продукції. Тому огляд процесу переходу від аналогового (традиційного) методу друку

фотографій до цифрового є актуальним на сьогоднішній день.

На основі аналізу літературних джерел та науково-технічної літератури було

встановлено, що проведення складних аналогових фізико-хімічних процесів,

передбачених дагеротипією, амбротипією, желатин-срібним способом отримання

фотографій та ін., з часом витіснилося обробкою зображення на комп'ютері та

отриманням знімка у вигляді файлу або роздруківки на принтері.

Оскільки плівкова фотографія заснована на фотоматеріалах, у яких відбуваються

фотохімічні процеси, для її виготовлення застосовувався аналоговий спосіб друку,

тобто отримання фотознімків шляхом оптичного збільшення з негативу або

використання спеціального проектора.

Користувач сучасної цифрової камери може більше не перейматися про

обмеженість у кількості можливих використаних кадрів (карти пам’яті

використовуються багаторазово), оцінку майбутнього кадру (пізніше можна

роздруковувати лише вдалі кадри). Усунення недоліків стало реальним і доступним

завдяки застосуванню графічних редакторів, наприклад, AdobePhotoshop. Не менш

важливою перевагою є те, що більше немає потреби чекати на виготовлені фотографії

після обробки фотоплівки у спеціальній лабораторії. Технічні можливості цифрових

друкарських машин дають змогу виготовити фотографії досконалої якості. Процес

друкування контролюється комп’ютером, що уможливлює отримання точного

суміщення кольорів та уникнення необхідності накладання кольорів для

приховування дефектів.


131

ПРОБЛЕМИ ВДОСКОНАЛЕННЯ ПІДГОТОВКИ МАТЕРІАЛОЗНАВЦІВ,

КОНКУРЕНТОСПРОМОЖНИХ НА МІЖНАРОДНОМУ РИНКУ ПРАЦІ

Скачко Д.С. , Могилко В.В.



Кваліфікація випускників кафедри фізики металів повинна бути достатньою для

роботи як в Україні, так і за кордоном.

Відповідно, зміст, форми і методи навчання на кафедрі повинні бути на рівні

кращих зарубіжних університетів.

В доповіді порівнюються програми підготовки матеріалознавців в НТУУ «КПІ»

та Масачусетському технологічному університеті (МТІ), основні відмінності та

спільні риси професійно-спрямованих навчальних курсів, форм організації

навчального процесу і методів навчання. Зокрема, розглядається система

безкоштовного навчання в МТІ он-лайн та її можливості.

Також нами було проведено опитування студентів щодо навчального плану

спеціальності «Фізичне матеріалознавство» і систематизація його результатів.

Запропоновані рекомендації для покращення підготовки матеріалознавців.


1. http://www.indeed.com/q-Materials-Science-jobs.html - електронний ресурс з працевлаштування

в США.

2. http://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering / - електронний ресурс онлайн

навчання МТІ

3. http://kpm.kpi.ua/doc/Metod.pdf- електронний ресурс навчального плану


http://www.indeed.com/q-Materials-Science-jobs.html

http://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering

http://kpm.kpi.ua/doc/Metod.pdf-

132

ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ГОЛОГРАФІЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ

ДЛЯ ЗАХИСТУ ПОЛІГРАФІЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ

FEATURES OF APPLICATION OF HOLOGRAPHIC IMAGES IN ORDER TO

PROTECT PRINTED PRODUCTS

Падалко А.



На сьогоднішній день проблема захисту продукції від підробки є одним із

першочергових завдань сучасної поліграфії, саме тому набуває все більший розвиток

технологія голографічного захисту. Розроблена та представлена у даній роботі

систематизація дозволяє спростити процес обрання необхідної структури та технології

виготовлення голографічних зображень (рис. 1).

Рис.1 – Систематизація голограм за основними критеріями

На основі аналізу літературних джерел та розробленої систематизації визначено

головні характеристики голограм і надано класифікацію ступенів захисту, технології

одержання, виду відтворюваної інформації та інших параметрів, що дає змогу

цілеспрямовано обирати вид голографічного зображення в залежності від призначення

та продукції для захисту.


133

АВТОМАТИЗАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РЕНТГЕНОСТРУКТРУНОГО ФАЗОВОГО

АНАЛІЗУ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ORIGIN

Фаловська А.І., Холмська Г.Д.



Використання комп'ютерної техніки дозволяє багатократно збільшити швидкість

і точність обробки експериментальних даних, зокрема - даних рентгеноструктурного

фазового аналізу матеріалів, виявити закономірності їх структури. Отже, сучасний

фахівець - матеріалознавець повинен володіти уміннями і працювати зі

спеціалізованим програмним забезпеченням, і розробляти методи і алгоритми

автоматизації задач професійної галузі.

Однією з найбільш вдалих розробок, призначених для чисельної обробки

експериментальних результатів, ми вважаємо програмний пакет ORIGIN. Перевагами

ORIGIN є не тільки простота в побудові тих чи інші графіків і оформлення їх

відповідно до задуму дослідника, але і можливість проводити математичну обробку

результатів: шукати залежності в даних, проводити чисельне диференціювання та

інтегрування, здійснювати інтерполяцію і екстраполяцію, проводити необхідні

перетворення даних безпосередньо в самій програм [1].

За допомогою програми ORIGIN 7 нами було проведено ряд операцій обробки

результатів, отриманих в результаті рентгеноструктурного фазового аналізу плівкових

композицій Fe50Pt50/Au(15 нм)/Fe50Pt50/SiO2/Si після високотемпературного відпалу в

інтервалі температур 773 К-1173 К, а саме: відображення даних на графіках і їх

відповідне оформлення, згладжування спектрів, а також було проведено об’єднання

графіків рентгенівських спектрів на одному графічному вікні (рис. 1).

Методика автоматизації обробки результатів рентгеноструктурних досліджень за

допомогою програми ORIGIN та детальна інструкція її покрокової реалізації,

запропонована авторами, може бути корисною для досліджень фазового аналізу


134

різних плівкових композицій, оскільки допомагає отримати точні результати за

мінімальний проміжок часу.

20 30 40 50 60

0

100

200

300

400

500

600

20 30 40 50 60

0

50

100

150

200

250

300

20 30 40 50 60

0

100

200

300

400

500

600

700

800

20 30 40 50 60

0

500

1000

1500

2000

2500

20 30 40 50 60

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

[Fe50

Pt50

/Au(15 нм)/Fe50

Pt50

]/SiO2(100 нм)/Si відпал в N

2 при T=873 К

Si

[Fe50

Pt50

/Au(15 нм)/Fe50

Pt50


2 при T=773 К

Кут дифракції, 2 Кут дифракції, 2

Інтен

си

вн

ість,

від

н.

од

.Ін

тен

си

вн

ість,

від

н.

од

.

Кут дифракції, 2

Інтен

си

вн

ість,

від

н.

од

.Ін

тен

си

вн

ість,

від

н.

од

.Ін

тен

си

вн

ість,

від

н.

од

.


L1

0-F

eP

t (1

11)

Au

(111)

Si L10-F

eP

t (2

00)

L10-F

eP

t (0

02)

L10-F

eP

t (1

11)

Au (

111)

L10-F

eP

t (0

01)

[Fe50

Pt50

/Au(15 нм)/Fe50

Pt50


2 при T=973 К

L10

FeP

t (2

00

)

L10F

eP

t (0

02

)

L10F

eP

t (1

11

)

Au (

11

1)

L10F

eP

t (0

01

)

Si

[Fe50

Pt50

/Au(15 нм)/Fe50

Pt50


2 при T=1073 К

L10-F

eP

t (0

02

)

L10-F

eP

t (1

11

)

Au

(1

11

)

L10-F

eP

t (0

01

)

[Fe50

Pt50

/Au(15 нм)/Fe50

Pt50


2 при T=1173 К


L10-F

eP

t (0

02)

L10-F

eP

t (1

11)

Au (

111)

L10-F

eP

t (0

01)

Рис.1 ̶ Результат обробки даних


1. Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю. Обработка и визуализация данных физических экспериментов

с помощью пакета Origin. Учебно- методическое пособие. – Астрахань, Издательство ОГОУ ДПО

«АИПКП», 2007. – 68 с.

135

ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМНОГО ПАКЕТУ ORIGIN ДЛЯ ОБРОБКИ

РЕЗУЛЬТАТІВ РФА ТОНКОПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ

Черниш А.Ю.



Одним з важливих етапів науково-дослідної роботи є графічне відображення та

різноманітні обрахунки отриманих експериментальних результатів. Програмне

забезпечення Origin це універсальний засіб обробки математичних та статистичних

функцій, побудови графіків цих функцій, а також є інструментом розробки

вузькоспеціалізованих математичних програм і засобів візуалізації графічних даних [1]. В

рамках даного програмного забезпечення на основі рівнянь або даних, що зберігаються у

файлі, можлива побудова дво- або тривимірних графіків, здійснення перетворень Фур'є,

статистичний аналіз наявної інформації [2]. Програма Origin проста в користуванні, що

можна віднести до її переваг.

При обробці даних рентгеноструктурного фазового аналізу, а саме рентгенівських

спектрів зразка, програмне забезпечення Origin дозволяє знайти істину інтенсивність піку,

згладжувати та апроксимувати спектри різними методами, що скорочує час для

знаходження, наприклад, середнього розміру зерен за формулою Дебая-Шерера.

На прикладі результатів рентгеноструктурного фазового аналізу плівкової композиції

Fe50Pt50/Сu(15 нм)/Fe50Pt50 відпаленої при температурі 973 К в атмосфері N2, було

опробовано методику апроксимування спектру набором лоренціанів (рис. 1) та знайдено

Pрезультати у числовому вигляді (табл. 1).


136

20 30 40 50 60

0

20

40

60

80

100

120

140

160

спектр плівкової композиції Fe50

Pt50

/Cu(15 нм)/Fe50

Pt50

апроксимований спектр


Інте

нсив

ніст

ь, в

ідн.

од.

(001

) L1 0

-CuF

ePt

(011

) L1 0

-CuF

ePt

Si

(002

) L1 0

-CuF

ePt

Рис.1 – Результат апроксимації спектру набором лоренціанів

Таблиця 1 - Результат апроксимації спектру набором лоренціанів у числовому вигляді

Lorentz(4) fit to Data1_B:

Chi^2/DoF 70,5944

R^2 0,78887

Peak Area Center Width Height

1 93,365 24,974 0,44283 134,22

2 284,12 33,824 3,1741 56,985

3 62,577 41,676 0,36784 108,3

4 61,988 51,219 0,68182 57,879

Позначення у таблиці : area ( A)- інтегральна інтенсивність піку, center ( хс ) – частота

максимума, width (w) – напівширина, height (2А/πw) – амплітуда.

Таким чином, нами показано, що програма Origin дозволяє автоматизувати і провести

за мінімальний проміжок часу розрахунки та оформлення результатів рентгеноструктурного

фазового аналізу.


1. Визуализация данных в Microcal Origin / Богданов А.А. // М.: «Альтекс-А». – 2003. – 112 с. – ISBN 5-

94271-010-4

2. Графическое отображение данных с использованием пакета Origin. Учебно-методическое

пособие./ Менжевицкий В.С.// Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет.– 2013. – 56 с.

137

ЗМІСТ

CONTENTS

СЕКЦІЯ 1

«Сучасні проблеми металевих матеріалів та нанотехнологій»

SECTION 1

«Modern problems of metal materials and nanotechnologies»

EFFECT OF PROCESSING TEMPERATURE ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE THERMOPLASTIC MODELS FROM FDM/FFF TECHNOLOGY M. Olejarczyk, K. Gruber

Wrocław University of Technology, Mechanical Engineering Faculty,

Department of Laser Technologies, Automation and Production Management,

Poland

6

ПРОЦЕСИ ВПОРЯДКУВАННЯ В СИСТЕМІ Cu-Au

М.В. Афанасієв, І.Є. Котенко

Національний технічний університет України «Київський політехнічний

інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів

7

МАГНІТО-М'ЯКІ СПЛАВИ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА З

ПІДВИЩЕНОЮ НАМАГНІЧЕНІСТЮ І ЗНИЖЕННОЮ

КОЕРЦИТИВНОЮ СИЛОЮ

Басих В.А., Jarosław Ferenc, Tadeusz Kulik

Warsaw University of Technology (WUT), Faculty of Materials Science and

Engineering, Poland

8

КОМПОЗИЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ НА ОСНОВІ ZrO2 ТА TiAl ДЛЯ

РІЗАЛЬНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Білодід Д.М., Білоусов Д.О., Кисла Г.П. Національний технічний університет України «Київський політехнічний

інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра

високотемпературних матеріалів та порошкової металургії

9

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ІНТЕРМЕТАЛІДНОГО ШАРУ

ПРИ РІЗНИХ РЕЖИМАХ СПЛАВЛЕННЯ

ТИТАНА Й АЛЮМІНІЮ В АТМОСФЕРІ ПОВІТРЯ

Берест Д.А., Шалений Я.М.


інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра металознавства та

термічної обробки

10

138

ФОРМУВАННЯ ПОВЕРХНЕВОЇ ЗОНИ СПЛАВІВ Fe-Ti ПРИ

ЕЛЕКТРОІСКРОВОМУ ЛЕГУВАННІ ТИТАНОМ

У НАСИЧУВАЛЬНИХ АТМОСФЕРАХ

Лобачова Г.Г., Бовсунівський О.В.



11

CONSOLIDATION OF Al-BASED POWDERED ALLOY

REINFORCED BY METASTABLE NANOQUASICRYSTALLINE

PARTICLES

Bohuk Y.О., Kravchenko О.І., Byba E.G., Yurkova О.І.

National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute”,

Faculty of Physical Engineering, Department of High Temperature Materials

12

ВПЛИВ СПІКАННЯ ПІД ТИСКОМ НА СТРУКТУРУ ТА

ФАЗОВИЙ СКЛАД ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ AlCuNiFeCr ТА

AlCuNiFeTi СПЛАВІВ, ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ МЕХАНІЧНОГО

ЛЕГУВАННЯ

Большаков О.Є.,Чернявський В.В., Юркова О.І.




13

ОСОБЛИВОСТІ ФАЗОУТВОРЕННЯ В ТОНКИХ

ПЛІВКАХ СИСТЕМИ Ni-Sn

Броварник І.В., Котенко І.Є.



14

ХРОМОАЛІТОВАНІ ПОКРИТТЯ НА ТИТАНОВОМУ

СПЛАВІ ВТ6

Броннікова В.А., Смокович І.Я., Бобіна М.М., Лоскутова Т.В.




15

ВПЛИВ КОНФІГУРАЦІЇ ВИЛИВКА НА ШОРСТКІСТЬ

ЙОГО ПОВЕРХНІ

Тошева О.Ю., Буздиган Є.С. , Кочешков А.С. Національний технічний університет України «Київський політехнічний

інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра ливарного

виробництва чорних та кольорових металів

16

139

УЛЬТРАЗВУКОВА УДАРНА ОБРОБКА АЛЮМІНІЄВОГО

СПЛАВУ Д16 В ХІМІЧНО АКТИВНИХ ТА НЕЙТРАЛЬНИХ

СЕРЕДОВИЩАХ

Волошко С.М., Бурмак А.П. Національний технічний університет України «Київський політехнічний


17


ЕЛЕКТРОНІВ СУМІШЕЙ 0,2 SiO2/ 0.8 γ-Fe2O3.

Зауличний Я. В., Дудка О. І., Яворський Ю.В.,

Відливаний М. М., Харлан М. Б.




18

ФРАКТОГРАФІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ

НІКЕЛЮ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ПОЛІГРАФІЧНИХ МАШИН

Віцюк Ю.Ю.

Національний технічний університет України, Видавничо-поліграфічний

інститут, кафедра репрографії

19

ВИРОБНИЦТВО МЕТАЛЕВИХ ДОБАВОК

ДЛЯ КОВШЕВОЇ ОБРОБКИ СТАЛІ

Богушевський В.С., Вовк В.В. Національний технічний університет України «Київський політехнічний

інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізико-хімічних

основ технології металів

20

EFFECT OF INTERMIDIATE Ag LAYER ADDITION ON THE

PHASE COMPOSITION FORMATION AND GRAINS

ORIENTATIONAL GROWTH OF

Pt(15 nm)/Ag(0, 10 nm)/Fe(15 nm) FILMS

A.E.Gafarov, I.A. Vladymyrskyi, Iu.N. Makogon NTUU “KPI”, Physics Engineering Faculty, Metals Physics Department

21

ПІДВИЩЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ

ОСНАСТКИ ЗМІЦНЮЮЧИМИ ПОКРИТТЯМИ 1Б.А. Ляшенко,

2 М.В.Кіндрачук,

2 О.В.Герасимова

1Інститут проблем міцності ім. Г.С.Писаренка НАН України,

2Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна

22

140

IMPROVING EFFICIENCY OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT

WITH STRENGTHENING COATINGS 1B.A. Lyashenko,

2M.V.Kіndrachuk,

2O.V. Gerasimova

1Pisarenko Institute of Problems of Strength, NA Sciences of Ukraine

2National Aviation University, Kyiv, Ukraine

23

MICROSTRUCTURE ANALYSIS OF B4C – TiB2 EUTECTIC ALLOY

DOPED WITH LANTHANUM

Y. B. Holovenko, I. I. Bogomol National technical university of Ukraine «KPI», Ukraine

24

ВПЛИВ МЕТАСТАБІЛЬНИХ ФАЗ НА ЗНОСОСТІЙКІСТЬ

СТАЛЕЙ В АБРАЗИВНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Гончар В.А.

Хмельницький національний університет, кафедра машинознавства

25

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИДАЛЕННЯ НЕМЕТАЛЕВИХ

ВКЛЮЧЕНЬ ЗІ СТАЛІ ШЛЯХОМ ЗМІНИ ІНТЕНСИВНОСТІ

ПРОДУВКИ В КОВШІ

Горбачова М.В. Національний технічний університет України «Київський політехнічний



26

ПІДВИЩЕННЯ КОРОЗІЙНОЇ СТІЙКОСТІ СТАЛІ 45 В 20 %

РОЗЧИНІ НІТРАТНОЇ КИСЛОТИ

ХРОМОТИТАНОАЛІТОВАНИМИ ПОКРИТТЯМИ 1Гулян Р.І.,

1Погребова І.С.,

2Хижняк В.Г.,

2Лоскутова Т.В.


інститут», 1Хіміко-технологічний факультет, кафедра електрохімічних виробництв;

2Інженерно-фізичний факультет, кафедра металознавства та термічної

обробки

27

СИНТЕЗ ГРАФІТОПОДІБНОГО НІТРИДУ БОРУ ПРИ

ПОНИЖЕНІЙ ТЕМПЕРАТУРІ МЕТОДОМ СВС

Золотаренко О.П. , Бурхан А.О.,

Смоляр А.С., Блощаневич О.М.,

Щур Д.В., Хоменко Б.С., Тітенко А.М.

Інститут проблем матеріалознавства НАН України

28

141

ЕФЕКТИВНІСТЬ РАФІНУВАННЯ СПЛАВУ АК7 ПРИ

ГАЗОРЕАГЕНТНІЙ ОБРОБЦІ РОЗПЛАВУ

Сергеєва К.О., Золотухін С.С., Гришко С.В Національний технічний університет України «Київський політехнічний



29

ВПЛИВ НАНОПОРОШКОВИХ ОКСИДНИХ ІНОКУЛЯТОРІВ НА

СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛУ ЗВАРНИХ ШВІВ

ВМНЛ СТАЛЕЙ

В.А. Костін, В. В. Жуков, Т.O. Зубер Інститут електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України

31

СТРУКТУРА ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОКРИТТІВ

ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ AlCuNiFeCr та AlCuNiFeCrTi СПЛАВІВ,

ОТРИМАНИХ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВИМ МЕТОДОМ

Кальян Б.А. , Чернявський В.В., Юркова О.І.




32

ВПЛИВ АТМОСФЕРИ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ ТА КІЛЬКОСТІ

ГРАНИЦЬ ПОДІЛУ НА ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА

ФАЗОВОГО СКЛАДУ ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ FePt З

ПРОМІЖНИМ ШАРОМ Cu

Кірашенко О.А, Владимирський І.А., Макогон Ю.М.



33

СТВОРЕННЯ ДИФУЗІЙНОГО БАР’ЄРУ МІДІ НА ПОВЕРХНІ

ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК

В.Є. Панарін1, В.В. Мангушева

1, М.І. Колюх

2

1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України;

2Національний технічний університет України «Київський політехнічний


35

КІЛЬКІСНІ ПОКАЗНИКИ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОЇ

ЗНОСОСТІЙКОСТІ СПЛАВІВ ЧС88У-ВИ ТА Х30Н50Ю5Т2

Костін О.М., Мартиненко В.О. Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова,

Інститут комп’ютерних та інженерно-технологічних наук,

Технологічний факультет, м. Миколаїв, Україна

38

142

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ

ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ AlCuNiFeCr і AlCuNiFeTi СПЛАВІВ,

ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ МЕХАНІЧНОГО ЛЕГУВАННЯ ТА

СПІКАННЯ

Кравченко О. І., Чернявський В.В, .Юркова О. І.




39

ВПЛИВ ТОВЩИНИ ПРОМІЖНОГО ШАРУ Ag НА ФАЗОВІ

ПЕРЕТВОРЕННЯ В ТОНКОПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЯХ

FePt/Ag/FePt

Круглов І.О., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.



40

ОСОБЛИВОСТІ ЖАРОМІЦНИХ НІКЕЛЕВИХ СПЛАВІВ

ДЛЯ ДИСКІВ ТУРБІН

Кухарик С.С.



41

ФАЗОВИЙ ТА ХІМІЧНИЙ СКЛАДИ, СТРУКТУРА

БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ ТИТАНОАЛЮМОКРЕМНІЄВИХ

ПОКРИТТІВ НА НІКЕЛІ

Дацюк О.Е., Кучеренко П.М., Дудка О.І. Національний технічний університет України «Київський політехнічний



43

НАНЕСЕННЯ НІТРИДНИХ ПОКРИТТІВ НА ТИТАН ТА ЙОГО

СПЛАВИ

Левчук Т.О.




44

АЗОТУВАННЯ В ТЛІЮЧОМУ РОЗРЯДІ ОТВОРІВ МАЛОГО

ДІАМЕТРА

Люховець В.В.

Хмельницький національний університет, Факультет інженерної

механіки, кафедра машинознавства

45

143

ВПЛИВ ВІДПАЛУ У МАГНІТНОМУ ПОЛІ НА ФОРМУВАННЯ

СИСТЕМИ ФЕРОМАГНІТНИХ НАНОЧАСТИНОК В СПЛАВІ Cu-

Al-Mn З ІНДУКОВАНИМ МАРТЕНСИТНИМ ПЕРЕТВОРЕННЯМ

О.Г. Марецький1, А.М. Тітенко

2,3, Л.Д. Демченко

1

1 Інститут магнетизму НАН та МОН України ,

2 Національний технічний університет України «Київський

політехнічний інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики

металів; 3 Київський електромеханічний коледж

46

ВПЛИВ ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ ОСАДКОЮ НА

СТРУКТУРУ ТА МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ІНВАРНОГО

СПЛАВУ Fe-35%Ni

В.М. Надутов1, Д.Л. Ващук

1, Є.В. Марковський

1,2

1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Київ, Україна,


політехнічний інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики

металів

47

EFFECT OF PLASTIC DEFORMATION BY UPSETTING ON

STRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTIES OF INVAR Fe-35%Ni

ALLOY

V.M. Nadutov1, D.L. Vashchuk

1, E.V. Markovskiy

1,2

1 G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the N.A.S. of Ukraine

2 National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”

48

ВПЛИВ РЕЖИМІВ ІОННОГО АЗОТУВАННЯ НА

ЗНОСОСТІЙКІСТЬ СТАЛІ 38ХМЮА В КОРОЗІЙНО-

АБРАЗИВНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Матвіїшин П.В.

Бережанський агротехнічний інститут, Механічний факультет

49

СПЛАВИ НА ОСНОВІ ГАЛІЮ

Матяш Д.І. Національний технічний університет України «Київський політехнічний


50

ШЛЯХИ ПІДВИЩЕННЯ РІВНЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ І

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МОНОТЕКТИЧНИХ

СПЛАВІВ НА ОСНОВІ МІДІ

Минько І.В.




51

144

ФОРМУВАННЯ ПОКРИТТІВ НА СТАЛІ 45 ПІСЛЯ

ЕЛЕКТРОІСКРОВОГО ЛЕГУВАННЯ ЗА СХЕМАМИ

Ti-C, Cr-C, Zr-C

Г.Г. Лобачова, С.С. Мороз



53

ВПЛИВ ЗАЛІЗА ТА ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ НА

СТРУКТУРУ І ТЕРМІЧНЕ РОЗШИРЕННЯ СПЛАВУ Ti-Nb

В.М. Надутов1, А.А. Музиченко

1,2, Є.О. Свистунов

1, В.П. Залуцький

1

1 Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України;

2 Фізико-технічний навчально-науковий центр НАН України, факультет

проблем фізики та енергетики, кафедра фізико-технологічних проблем

нанорозмірних систем

54

IRON AND PLASTIC DEFORMATION EFFECT ON THE STRUCTURE

AND THERMAL EXPANSION OF Ti-Nb ALLOY

V. M. Nadutov1, A. A. Muzychenko

1,2, Ye. O. Svystunov

1, V. P. Zalutskii

1

1 G. V. Kurdyumov institute for Metal Physics of NAS of Ukraine;

2 Physico-Technical Education and Research Center of NAS of Ukraine,

Faculty of Physics and Energetics Problems

55

PHASE TRANSFORMATIONS IN Pd-Ho THIN FILMS

Naumenko O.V., Oleshkevych A.I. NTUU «KPI», Metal Physics Department, Ukraine

56

СПЛАВИ З ЕФЕКТОМ ПАМ’ЯТІ ФОРМИ

Небога О.С.



57

СПОСОБИ ВІДНОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ АРКУШЕПРОВІДНИХ

СИСТЕМ ДРУКАРСЬКИХ МАШИН ТА ЇХ ВПЛИВ НА ЯКІСТЬ


Несхозієвська Т.М.


інститут», Видавничо-поліграфічний інститут

59

СУЧАСНІ МЕТОДИ ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ РОБОТИ

МЕТАЛЕВИХ ЧАСТИН ПОЛІГРАФІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

Несхозієвський А.В.


інститут», Видавничо-поліграфічний інститут, кафедра технології

поліграфічного виробництва

60

145

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ УМОВИ КОМПЛЕКСНОГО НАСИЧЕННЯ

СТАЛЕЙ ХРОМОМ ТА АЛЮМІНІЄМ

Лоскутова Т.В., Хижняк В.Г., Осипенко О.С., Білянська І.О. Національний технічний університет України «Київський політехнічний



61

СУЧАСНА МЕТОДИКА РЕЄСТРАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ ІМПУЛЬСНОГО

ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬОВАНОЇ

ОБРОБКИ МЕТАЛІВ

Павлюк Д. В. , Павлюк Я. О. Національний технічний університет України «Київський політехнічний


62

ВПЛИВ ПОПЕРЕДНЬОГО МАГНІТНО-АБРАЗИВНОЇ ОБРОБКИ

НА СКЛАД ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ АЗОТУ

Петриканин О.В.




63

ОСОБЛИВОСТІ ДЮРАЛЮМІНІВ

Пефті Д.В. Національний технічний університет України «Київський політехнічний


64

ХАРАКТЕР ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСНЕННЯ

КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ

ІНТЕРМЕТАЛІДУ NiAl

Полярус О.М.

Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України,

м. Київ, Україна

66

ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОІСКРОВОГО

ЛЕГУВАННЯ ДЕТАЛЕЙ В МАШИНОБУДУВАННІ

(ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Лобачова Г.Г., Підгірний Т.В.


інститут», Інженерно фізичний факультет, кафедра фізики металів

68

146

DIFFUSION BORON COATING OBTAINED AT APPLYING AN

EXTERNAL MAGNETIC FIELD

ДИФУЗІЙНІ БОРИДНІ ПОКРИТТЯ ОТРИМАНІ ПРИ

ЗАСТОСУВАННІ ЗОВНІШНЬОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Chernega S., Poliakov I., Krasovskii M., Pavluk A. National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute",

Physics Engineering Faculty, Department of metallurgy and heat treatment,

Kyiv, Ukraine

69

ВПЛИВ ВОДНЮ ПРИ ІОННОМУ АЗОТУВАННІ НА

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СТАЛЕЙ

Гуменний В.Г., Райхіль П.М.

Хмельницький національний університет, факультет інженерної

механіки

70

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАДТВЕРДИХ

КОМПОЗИТІВ СИСТЕМИ КУБІЧНИЙ НІТРИД БОРУ –

ПЕРЕХІДНИЙ МЕТАЛ - АЛЮМІНІЙ

Романенко Я. М. Інститут надтвердих матеріалів НАН України ім. В. М. Бакуля

71

КОРОЗІЙНА СТІЙКІСТЬ ПОРОШКОВИХ СПЛАВІВ

Румянцева Ю.Ю., Севернюк Т.В.


інститут», Інженерно фізичний факультет, кафедра


72

ВЛАСТИВОСТІ ВІДХОДІВ ШЛІФУВАННЯ, ЯК ВТОРИННОЇ

СИРОВИНИ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЗАЛІЗНОГО ПОРОШКУ

Рябоконь В. В., Романенко Ю. М




73

ВПЛИВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОІСКРОВОЇ ТА ІОННО-

ПЛАЗМОВОЇ ОБРОБКИ НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ

ДИФУЗІЙНИХ ЗОН СПЛАВІВ ЗАЛІЗА

Савіцький О.В., Іващенко Є.В.



74

147

LOW-TEMPERATURE DIFFUSION PROCESSES IN Ag/Ti THIN

FILMS

Sidorenko S., Voloshko S., Tynkova A., Sanina Y.

NTUU “Kiev Polytechnic Institute”, Physical Engineering Faculty, Metal

Physics Department

75

ВПЛИВ МАТЕРІАЛУ КЛІШЕ ДЛЯ ТИСНЕННЯ НА ЯКІСТЬ


Сидорова Ю.В., Лотоцька О.І. Національний технічний університет України «Київський політехнічний

інститут», Видавничо-поліграфічний інститут, кафедра технології

поліграфічного виробництва

76

ІНТЕГРУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ГАЗОПОЛУМ’ЯНОГО

НАПИЛЕННЯ З ЕЛЕКТРОІСКРОВИМ ЛЕГУВАННЯМ

(АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)

Сироватко В.М. Національний технічний університет України «Київський політехнічний


77

ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ТИТАНОВОГО СПЛАВУ

ВТ-9 НІТРОЦЕМЕНТАЦІЄЮ

Сільвейстров І.С.




78

ФОРМУВАННЯ ПОКРИТТІВ НА ЗАЛІЗІ БАГАТОРАЗОВИМ

ЕЛЕКТРОІСКРОВИМ ЛЕГУВАННЯМ АЛЮМІНІЄМ ТА

ГРАФІТОМ

Лобачова Г.Г., Сікорський Ю. М. Національний технічний університет України «Київський Політехнічний

Інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів

79

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ВУГЛЕЦЮ В ЧАВУНІ

ЗА ЙОГО В’ЯЗКІСТЮ

Богушевський В.С., Скачок О.Е. Національний технічний університет України «Київський політехнічний



80

148

ADDITIVE TECHNOLOGIES FOR METAL POWDERS

Irina Smolina, Jaroslaw Kurzac

Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering

CAMT-FPC, Department of Laser Technology and Process Organization,

Wroclaw

81

ТЕХНОЛОГІЯ МОДИФІКАЦІЇ МЕТАЛЕВИХ ПОВЕРХОНЬ В

ТЛІЮЧОМУ РОЗРЯДІ З АВТОНОМНИМИ ПАРАМЕТРАМИ

РЕЖИМУ

Соколова Г.М. Хмельницький національний університет, Факультет інженерної

механіки, кафедра машинознавства

82

THE MAIN FACTORS AFFECTING ON THE SECOND PRESSING

OF MATERIALS BASED IRON POWDER

Minitskyy A.V., Solodka O.A. , Minitska N.V., Sidorenko B.O. National Technical University of Ukraine "KPI", Faculty of Engineering

Physics, Dept. of high-temperature materials and powder metallurgy

83

ТЕХНОЛОГІЯ ПЛАЗМОВОГО ПЕРЕПЛАВУ З ВИТРАТНИМ

ПЛАЗМОТРОНОМ

Жук С.В., Стецик А.І., Васьковець О.А. Національний технічний університет України «Київський політехнічний



84

ВПЛИВ ТОВЩИНИ ПРОМІЖНОГО ШАРУ Au НА ФОРМУВАННЯ

ВПОРЯДКОВАНОЇ ФАЗИ L10 В ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЯХ НА

ОСНОВІ FePt

Фаловська А.І., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.

Національний технічний університет України «Київський Політехнічний

Інститут», Інженерно- фізичний факультет, кафедра фізики металів

85

ВПЛИВ Ag НА ФОРМУВАННЯ ФАЗИ L10(FePt) ТА МАГНІТНІ

ВЛАСТИВОСТІ ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ Fe50Pt50-Ag

О.В. Фігурна, М.Ю. Вербицька, М.Н. Шаміс, Ю.М. Макогон


Інститут», Інженерно- фізичний факультет, кафедра фізики металів

87

149

ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ТИТАНОВОГО

СПЛАВУ ВТ-9 ШЛЯХОМ АЗОТУВАННЯ

Філіпченко І. С. Національний технічний університет України «Київський Політехнічний

Інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра металознавства та


88

ЗМІНА ЕНЕРГЕТИЧНОГО РОЗПОДІЛУ ВАЛЕНТНИХ

ЕЛЕКТРОНІВ СУМІШЕЙ SiO2/γ-Fe2O3 В РЕЗУЛЬТАТІ

МЕХАНОАКТИВАЦІЇ

Зауличний Я. В., Дудка О. І., Яворський Ю.В., Харлан М. Б.,

Відливаний М. М.




89

ХАРАКТЕР ЗНИЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОЇ МЕЖІ ТЕКУЧОСТІ

КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОКРИТТІВ, НАВАНТАЖЕНИХ СИЛАМИ

ТЕРТЯ

Кіндрачук М.В., Хлевна Ю.Л., Гуменюк І.А., Лобураук В.Я.

Національний авіаційний університет, Аерокосмічний інститут, кафедра

машинознавства, м. Київ, Україна

90

ВПЛИВ ТИПУ ПІДКЛАДИНКИ НА ФОРМУВАННЯ ФАЗОВОГО

СКЛАДУ ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЙ Pt/Fe та Pt/Ag/Fe

Холіна Є.О., Владимирський І.А., Макогон Ю.М.



91

ВПЛИВ АЛЮМОХРОМОВАНИХ ПОКРИТТІВ НА

ЖАРОСТІЙКІСТЬ ТИТАНОВОГО СПЛАВ ВТ6

Цимбалюк В.М., Бобіна М.М., Смокович І.Я.




93

ВПЛИВ ПРОМІЖНОГО ШАРУ Cu НА ПРОЦЕСИ

ВПОРЯДКУВАННЯ В ПЛІВКОВИХ КОМПОЗИЦІЯХ НА ОСНОВІ

FePt

Черниш А.Ю., Владимирський І.А., Макогон Ю.М. Національний технічний університет України "Київський Політехнічний

Інститут", Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів

94

150

СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ

ПОКРИТТІВ, ОДЕРЖАНИХ ПОШАРОВИМ ЕЛЕКТРОІСКРОВИМ

ЛЕГУВАННЯМ Cr-, Ni-, Cu-, C-АНОДАМИ

Шаповалова Н.А., Рець С.С.


Інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів

96


ЕЛЕКТРОНІВ ТА ІНТЕРКАЛАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ

СУМІШЕЙ x-Al2O3+y-α-Fe2O3 (x=0,2; 0,5; 0,8; y=0,8; 0,5; 0,2)

Яворський Ю.В1., Зауличний Я. В.

1, Ільків В. Я.

1, Петровська С. С.

2,

Гасюк І.М. 3, Груб’як А. Б.

3, Колковський П. І.

3


політехнічний інститут», Інженерно-фізичний факультет, кафедра

металознавства та термічної обробки; 2 Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича НАН України;

3 Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника,

м. Івано-Франківськ, Україна;

97

СЕКЦІЯ 2

«Металеві матеріали для медицини, біосумісні металеві матеріали

та інші міждисциплінарні проблеми матеріалознавства»

SECTION 2

«Metallic materials for medicine, biocompatible metallic materials

and other interdisciplinary problems

of materials science»

POTENTIAL OF APPLICATION MG ALLOYS IN

MANUFACTURING LIGHTWEIGHT PARTS WITH ADDITIVE

TECHNOLOGIES

Andrzej Pawlak

Centre for Advanced Manufacturing Technologies/FPC, Wrocław Univ. of

Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Dept of Laser Technologies,

Automatization and Production Organization,

ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

99

MANUFACTURING POSSIBILITIES WITH ELECTRON BEAM

MELTING ADDITIVE TECHNOLOGY USING TI BASE ALLOY

(TI6AL4V)

Karol Kobiela


CAMT-FPC, Department of Laser Technology and Process Organization, 5

Lukasiewicza St. , 50-370 Wroclaw, Poland

100

151

AN INVESTIGATION OF POST-PROCESS OPERATIONS

AFTER SELECTIVE LASER MICROMETALLURGY

OF TITANIUM ALLOY TI-6AL-7NB

Michał Karoluk


CAMT-FPC, Department of Laser Technology and Process Organization,

Lukasiewicza 5, 50-370 Wroclaw, Poland

101

ПЕРСПЕКТИВНИЙ СПОСІБ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО

ІОННО-ПЛАЗМОВОГО АЗОТУВАННЯ (АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)

Боришкевич В.Ю., Іващенко Є.В.



102

BONE TISSUE ULTRASTRUCTURE CHARACTERIZATION BY

SYNCHROTRON SCANNING XRD/SAXS AND ACOM-TEM

M. Verezhak1,2,3

, B. Weinhausen3, M. Burghammer

3, E. Rauch

4,

A. Gourrier1,3

, S. Sidorenko2

1Laboratory of Interdisciplinary Physics, Université Grenoble Alpes - CNRS,

Grenoble, France;

2NTUU “KPI”, Physical-Engineering faculty, Metals Physics department;

3European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France;

4SIMaP laboratory, Université Grenoble Alpes - CNRS, Grenoble, France

103

ВИКОРИСТАННЯ СПЛАВУ ІНВАР 36Н ЯК МАТЕРІАЛУ

КОРПУСУ ПІВДЕННОПОЛЯРНОГО ТЕЛЕСКОПУ (SPT)

Галкіна А.А.



104

АВТОНОМНІ МОЗКОВІ ІМПЛАНТАТИ, ЩО

ВИКОРИСТОВУЮТЬ СПИННОМОЗКОВУ РІДИНУ В ЯКОСТІ

ПАЛИВНОГО ЕЛЕМЕНТУ

Губіна О.М., Солдатенко С.М.



105

СТВОРЕННЯ БІОСУМІСНИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ

ГІДРОКСИАПАТИТУ (АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРИ)

Іващенко Є.В., Зарецька Т.С.



106

152

НОВІТНІ МЕТОДИ ЩОДО ФОРМУВАННЯ БІОСУМІСНИХ

КАЛЬЦІЙФОСФАТНИХ ПОКРИТТІВ

Кузьменко О.В., Іващенко Є.В.



107

НОВІ БІОСУМІСНІ ФУНКЦІОНАЛЬНІ СПЛАВИ НА ОСНОВІ

СИСТЕМ Zr-Nb і Zr-Nb-Ta

Кедровський С.М.2, Коваль Ю.М.

2, Мельничук В.П.

1,

Мельничук Д.П.1, Сліпченко В.М.

2

1Національний технічний університет України «Київський

Політехнічний Інститут», Інженерно-фiзичний факультет, кафедра

металознавства та термiчної обробки; 2Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України

108

МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ФЕРОМАГНЕТИКА

Прядко В.В., Балахонова Н.О.



109

ВПЛИВ Y2O3 НА ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА

ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ AlN-SiC-Y2O3

Сербенюк Т.Б., Пріхна Т.О., Свердун В.Б., Басюк Т.В.

Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАНУ, м. Київ, Україна

110

МЕТАЛОКЕРАМІЧНІ ПОКРИТТЯ ОТРИМАНІ

АЛЮМОТЕРМІЧНОЮ НАПЛАВКОЮ

Терещенко О.С., Сисоєв М.О.

Національний технічний університет України “Київський політехнічний

інститут”, Інженерно-фізичний факультет, кафедра


111

ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ ОБРОБКИ ІМПУЛЬСНИМ

ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ НА ТРАНСФОРМАЦІЮ

СТРУКТУРИ НІКЕЛІДУ ТИТАНУ

Чижик Г.В., к.т.н., Степанов Г.В.

Інститут проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України,

м. Київ, Україна

112

153

СЕКЦІЯ 3

«Бази даних, світові мережі матеріалознавства та комп’ютерне конструювання

матеріалів»

SECTION 3

«Database, global networks of Materials science and computer materials design»

SYNERGETIC EFFECT OF Rе AND W AT THE Ni/Ni3Al

INTERFACE

Shuang He

College of Environmental Science and Engineering, Hunan University,

Changsha 410082, China;

Department of Materials Science and Engineering, Royal Institute of

Technology, Stockholm, Sweden

114

МОДЕЛЮВАННЯ КРИСТАЛИЧНИХ СТРУКТУР

ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ VESTA

Абугре С.1, Балахонова Н.О.



(1студент-іноземець, Гана)

115

ПОРІВНЯННЯ ПРОГРАМНИХ ЗАБЕЗПЕЧЕНЬ ДЛЯ СТВОРЕННЯ

ПАНОРАМ

Вінніченко М.М.


інститут», Видавничо-поліграфічний інститут, кафедра репрографії

116

ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИЙ АНАЛІЗ КОНДЕНСАТОРА,

ВИГОТОВЛЕНОГО З ТОНКИХ ПАРАЛЕЛЬНИХ ДИСКІВ,

ШЛЯХОМ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

П.С.Данилюк, А.Д. Холмська



117

RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY OF Tl3PbI5 SINGLE

CRYSTAL

N.M. Denysyuk1, O.Y. Khyzhun

1, O.V. Parasyuk

2

1Institute for Problems of Materials Science, National Academy of Sciences of

Ukraine; 2Department of Inorganic and Physical Chemistry, Volyn National University,

Ukraine

119

154

ВІЗУАЛІЗАЦІЯ ФТАЛОЦІАНІНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ

MERCURY

Жабинська О.О.



120

КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ НЕСТАЦІОНАРНИХ

ТЕМПЕРАТУРНИХ ПОЛІВ В РОБОЧОМУ ОБ’ЄМІ АПАРАТУ

ВИСОКОГО ТИСКУ ПРИ ОДЕРЖАННІ НАДТВЕРДИХ

КОМПОЗИТІВ СИСТЕМ сBN–Al

С. М. Коновал

Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України

121

МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ, ЯКІ ВИНИКАЮТЬ

ПРИ ЛЕГУВАННІ МЕТАЛУ ІМПУЛЬСНИМ ЛАЗЕРОМ

Мазурик В.С., Балахонова Н.О.


інститут»,Інженерно-фізичний факультет, кафедра фізики металів

122

МОДЕЛЮВАННЯ ДИСПЕРСІЇ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОНИКНОСТІ

МЕТАЛІВ В СЕРЕДОВИЩІ MATHCAD

Онісенко Д., Балахонова Н.О.



123

ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ МІЦНОСТІ КАНІСТР З ПОЛІЕТИЛЕНА

ВИСОКОЇ ЩІЛЬНОСТІ

Онопрієнко В.Ю.

Національний Технічний Університет України «Київський

Політехнічний Університет», Інженерно-хімічний факультет, кафедра

хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

124

3D МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ НАГРІВУ ОЦК МЕТАЛУ

ГІГАНСЬКИМ ІМПУЛЬСОМ ЛАЗЕРА

Павлюк Я. О., Павлюк Д. В.



125

ВІЗУАЛІЗАЦІЯ КРИСТАЛІЧНИХ СТРУКТУР

ВПОРЯДКОВАНИХ РОЗЧИНІВ FePt у ПЗ CaRIne

Перваков М.О.



126

155

НЕЧІТКЕ РЕГУЛЮВАННЯ В СИСТЕМІ АВТОМАТИЧНОГО

КОНТРОЛЮ УТВОРЕННЯ ШАРУ НАКИПУ ДЛЯ ПРОМИВКИ

ОХОЛОДЖУЮЧИХ КАНАЛІВ ПРЕС-ФОРМИ

Самарай Р. В.




127

МОДЕЛЮВАННЯ МЕХАНІЧНИХ НАПРУЖЕНЬ, ЯКІ

ВИНИКАЮТЬ

ПРИ ЛЕГУВАННІ МЕТАЛУ ЛАЗЕРОМ

Сергійчук Д.І., Балахонова Н.О.



128

СЕКЦІЯ 4

«Іноваційні технології навчання матеріалознавства»

SECTION 4

«Innovative Technology Learning Materials»

ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ЗМІНИ ТЕХНОЛОГІЙ

ВИГОТОВЛЕННЯ КОЛЬОРОВОЇ ФОТОГРАФІЇ

Кабиш В.



130

ПРОБЛЕМИ ВДОСКОНАЛЕННЯ ПІДГОТОВКИ

МАТЕРІАЛОЗНАВЦІВ, КОНКУРЕНТОСПРОМОЖНИХ НА

МІЖНАРОДНОМУ РИНКУ ПРАЦІ

Скачко Д.С. , Могилко В.В.



131

ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ГОЛОГРАФІЧНИХ

ЗОБРАЖЕНЬ ДЛЯ ЗАХИСТУ ПОЛІГРАФІЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ

FEATURES OF APPLICATION OF HOLOGRAPHIC IMAGES IN

ORDER TO PROTECT PRINTED PRODUCTS

Падалко А.



132

156

АВТОМАТИЗАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РЕНТГЕНОСТРУКТРУНОГО

ФАЗОВОГО АНАЛІЗУ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМНОГО

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ORIGIN

Фаловська А.І., Холмська Г.Д.



133

ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМНОГО ПАКЕТУ ORIGIN ДЛЯ

ОБРОБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ РФА ТОНКОПЛІВКОВИХ

КОМПОЗИЦІЙ

Черниш А.Ю.



135

ЗБІРКА ТЕЗ ДОПОВІДЕЙ - kpm.kpi.uakpm.kpi.ua/doc/Zbirka_tez_2015.pdf · Physics Department, Physical Engineering Faculty of NTUU "KPI", Ukraine - Deputy ... senior

Documents