Registration Number
0826U003584, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
26-08-2026
popup.evolution
o
Title
IMPROVEMENT OF MECHANICAL AND PHYSICAL PROPERTIES OF ALUMINUM ALLOYS USING NANODISPERSED MATERIALS
Author
Mykola Trenov,
popup.head Olga Pоnоmаrеnkо
popup.opponent Тetiana V. Lysenko
popup.opponent Volodymyr O. Shcheretskyi
popup.review Tatyana V. Berlizeva
popup.review Dmytro O. Demin
popup.rada
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
Description
Треньов М.С. Підвищення механічних та фізичних властивостей алюмінієвих сплавів за допомогою використання нанодисперсних матеріалів. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 136 – Металургія. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Харків, 2026.
Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної науково-технічної задачі підвищення механічних та фізичних властивостей алюмінієвих ливарних сплавів шляхом використання фулеренів С₆₀ як наномодифікаторів. Об'єктом дослідження є процеси формування мікроструктури та властивостей алюмінієвих ливарних сплавів під час їх модифікування. Предмет дослідження – закономірності впливу фулеренів С₆₀ на процеси кристалізації, структуроутворення, фазовий склад, мікроструктуру та властивості сплаву АК12, а також способи введення нанодисперсних матеріалів у металеві розплави. Метою роботи є підвищення механічних і фізичних властивостей сплаву АК12 шляхом розроблення ефективних технологій введення фулеренів С₆₀ та встановлення закономірностей їх впливу на структуру й властивості матеріалу.
У роботі виконано аналіз сучасних методів наномодифікування алюмінієвих сплавів, визначено основні проблеми використання фулеренів, пов'язані з їх агломерацією та недостатньою змочуваністю алюмінієвим розплавом. Розроблено два способи введення наномодифікатора: із застосуванням композиційної лігатури на основі порошку ПА-4 та шляхом функціоналізації фулеренів С₆₀. Проведено металографічні, рентгеноструктурні, механічні та трибологічні дослідження, а також комп'ютерне моделювання процесів кристалізації й прогнозування дефектів литої структури.
Встановлено, що наномодифікування фулеренами С₆₀ забезпечує подрібнення евтектичного кремнію, зменшення міждендритної відстані другого порядку (SDAS), зниження пористості та формування більш однорідної дрібнодисперсної структури сплаву. Визначено оптимальні концентрації наномодифікатора, за яких досягається підвищення твердості, мікротвердості, ударної в'язкості та зносостійкості матеріалу. Показано, що використання функціоналізованих фулеренів забезпечує більш рівномірний розподіл наночастинок у розплаві та вищу ефективність модифікування порівняно з композиційною лігатурою.
Наукова новизна полягає у розробленні ефективних способів введення фулеренів С₆₀ в алюмінієвий розплав, встановленні закономірностей їх впливу на формування структури та властивостей сплаву АК12, а також у створенні комплексного підходу до прогнозування якості виливків на основі комп'ютерного моделювання процесів кристалізації та параметричного методу розпізнавання образів.
Практичне значення роботи полягає у створенні технології наномодифікування алюмінієвого сплаву АК12, захищеної патентом України на корисну модель №158607. Запропонована технологія забезпечує зменшення розміру евтектичного кремнію з 40–80 до 3–7 мкм, зниження SDAS з 90–140 до 25–45 мкм, зменшення пористості на 70–90 %, підвищення мікротвердості на 35–48 % та збільшення зносостійкості приблизно у два рази. Розроблено методику комп'ютерного моделювання процесів кристалізації, що дозволяє прогнозувати дефекти литої структури та оптимізувати технологічні параметри лиття. Результати досліджень впроваджено в освітній процес кафедри ливарного виробництва НТУ «ХПІ» та рекомендовано до практичного використання у ливарному виробництві.
Ключові слова: Алюмінієвий сплав, нанодисперсні матеріали, фулерени C60, модифікація структури, мікротвердість, ливарне виробництво, поршень, дефекти, виливка, властивості, технології, температури, магній.
Registration Date
2026-07-14
popup.nrat_date
2026-07-14 / 2026-09-18
