Registration Number
0825U003551, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
22-08-2025
popup.evolution
.
Title
Application of modifying additives and their introduction into refinishing coatings to increase operational stability
Author
Andrii Zakharov,
popup.head Ivan M. Rybalko
popup.opponent Viyalii M. Vlasovets
popup.opponent Larysa A. Timofeeva
popup.review Oleksii B. Kalyuzhny
popup.review Oleh I. Tryshevskyj
popup.rada
State Biotechnological University
Description
Дисертаційна робота спрямована на пошук шляхів вирішення актуальної проблеми підвищення зносостійкості та експлуатаційного ресурсу деталей, що працюють в умовах значного абразивного зношування. Робота присвячена розробці нової технології зміцнення деталей сільськогосподарської техніки на основі дослідження інноваційних методів застосування модифікуючих присадок та електрошлакового наплавлення.
У ході дослідження було проведено комплексний аналіз сучасних методів відновлення деталей, які використовуються в сільськогосподарській техніці, та визначено недоліки існуючих технологій. На основі отриманих даних розроблено нову технологію наплавлення, що включає використання порошкових дротів із додаванням модифікуючих домішок, таких як карбіди хрому, ніобію та оксиду алюмінію. Ці компоненти забезпечують створення дрібнозернистої та рівномірної структури покриттів, що підвищує їх зносостійкість, твердість та опір впливу високих температур.
Дослідження включало вивчення фазового складу, структури та механічних властивостей отриманих покриттів. Особливу увагу приділено впливу гранулометричного складу, температурних режимів, швидкості кристалізації та рівномірності розподілу модифікуючих компонентів на експлуатаційні характеристики покриттів. Експериментально підтверджено, що нова технологія дозволяє досягти підвищення ресурсу деталей до 40% у порівнянні з традиційними методами відновлення.
Польові випробування відновлених деталей, таких як культиваторні лапи та плужні леміші, показали значне зниження абразивного зношування та напрацювання без втрати механічних властивостей. У результаті відновлені деталі демонструють високу ефективність навіть у складних умовах, таких як важкі та кам’янисті ґрунти. Проведені експерименти підтвердили стабільність отриманих покриттів, їхню стійкість до динамічних навантажень та впливу агресивних середовищ, що робить їх придатними для широкого впровадження в сучасному агропромисловому виробництві.
Результати дослідження також сприяли розробці нових технічних підходів до виготовлення порошкових дротів з покращеними характеристиками. Встановлено раціональні параметри співвідношення компонентів шихти та технологічних режимів наплавлення, включаючи швидкість подачі дроту, температуру шлакової ванни, контроль кристалізації металу та методи охолодження. Це дозволило досягти більшої однорідності покриттів, мінімізувати можливі дефекти та забезпечити тривалу стійкість до зношування.
Практичне значення роботи полягає у створенні універсального підходу до зміцнення та відновлення деталей, який забезпечує зменшення експлуатаційних витрат, скорочення простоїв техніки та підвищення її продуктивності. Застосування запропонованих технологій дозволяє знизити споживання матеріалів, зменшити кількість відходів, сприяє екологічній безпеці виробництва та значно покращує економічні показники агропромислового комплексу.
Дисертаційна робота є важливим внеском у розвиток матеріалознавства та інженерії поверхонь. Отримані результати можуть бути використані не лише в сільському господарстві, а й у машинобудуванні, гірничій промисловості, енергетичному секторі та інших галузях, що потребують високої зносостійкості та довговічності деталей. Впровадження новітніх технологій відкриває можливості для створення адаптованих до конкретних умов експлуатації покриттів, які відповідають сучасним вимогам якості та екологічності.
У ході досліджень виконано комплекс експериментальних, теоретичних та практичних робіт, спрямованих на вдосконалення технології електрошлакового наплавлення (ЕШН) з використанням модифікуючих присадок для підвищення зносостійкості та довговічності робочих органів сільськогосподарської техніки. Лабораторні експерименти охоплювали металографічний аналіз структури покриттів, оцінку фазового складу, дослідження твердості, зносостійкості та термічної стабільності отриманих матеріалів. Визначено, що використання таких модифікуючих компонентів, як карбіди хрому, ніобію та оксиди алюмінію, сприяє формуванню дрібнозернистої структури покриттів, що забезпечує високу механічну міцність, стійкість до утворення тріщин і тривалий експлуатаційний ресурс деталей.
На основі теоретичних досліджень, зокрема розробці оптико-математичної моделі деяких структур, яка ґрунтується на поєднанні оптичної візуалізації та подальшій математичній обробці отриманих зображень для кількісної оцінки фазового складу й морфології зерен вдається ідентифікувати розподіл твердорозчинних фаз, виділити зони з модифікованою мікроструктурою й встановити характерні ознаки формування зерен у процесі електрошлакового наплавлення.
Польові випробування проведено на деталях, відновлених за розробленою технологією, зокрема на культиваторних лапах і плужних лемішах. Умови роботи включали інтенсивний вплив абразивного середовища важких і кам’янистих ґрунтів. Результати показали, що запропоновані покриття забезпечують до 40% підвищення експлуатаційного ресурсу деталей порівняно з традиційними методами відновлення.
Registration Date
2025-08-25
popup.nrat_date
2025-08-25 / 2026-07-01
