Registration Number
0826U004352, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
17-09-2026
popup.evolution
.
Title
Technology for producing castings from iron-carbon alloys with nonmetallic fillers by lost-foam casting
Author
Maksym M. Diachenko,
popup.head Shalevska Inna Anatoliivna
popup.opponent Valerii H. Ivanov
popup.opponent Ivan V. Lukianenko
popup.review Andrii M. Tymoshenko
popup.review V`iacheslav O. Tverdokhvalov
popup.rada
Physico-technological Institute of Metals and Alloys of National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Дьяченко М. М. Технологія одержання виливків із залізовуглецевих сплавів з неметалевими наповнювачами за моделями, що газифікуються. — Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 136 «Металургія», галузь знань 13 «Механічна інженерія». — Фізико-технологічний інститут металів та сплавів Національної академії наук України, Київ, 2026.
Дисертацію присвячено розробленню технології одержання виливків із залізовуглецевих сплавів з інтегрованими неметалевими наповнювачами за моделями, що газифікуються. Бінарний виливок розглянуто як систему «металева оболонка - неметалевий наповнювач - перехідний шар», у якій металева оболонка виконує функцію зовнішнього силового каркаса, а наповнювач частково заміщує металевий об’єм та утворює внутрішнє опорне і енергопоглинальне середовище.
Метою роботи є розроблення технологічних підходів до одержання таких виливків і встановлення умов формування цілісної металевої оболонки, збереження неметалевого наповнювача та утворення перехідного шару між ними. Як матеріали оболонки використано сірий чавун СЧ200 і сталь 35Л, а як наповнювач кварцовий пісок із рідким склом. Досліджено суміші з різним умістом рідкого скла, теплофізичні процеси під час заливання, мікроструктуру і мікротвердість металевої оболонки, стан перехідного шару, опір наповнювача пробиванню та поведінку бінарних зразків під час стиску. Застосовано експериментальні методи, металографічний аналіз, вимірювання мікротвердості, механічні випробування та математичне моделювання теплоперенесення.
Установлено, що тепловий вплив розплаву забезпечує прогрівання рідкоскляного наповнювача до температур, достатніх для його вторинного зміцнення. Максимальна температура на половині радіуса наповнювача становила близько 929 °С, у центрі — близько 880 °С; тривалість перебування вище 800 °С становила відповідно 315 і 255 с. Визначено істотний вплив вмісту рідкого скла на опір наповнювача пробиванню: за його збільшення від 10 до 16 г на 100 г піску робота пробивання зростала приблизно від 295 до 698 Дж. Показано формування перехідного шару на межі металу з наповнювачем, досліджено його структуру та локальні властивості. Випробування на стиск підтвердили, що інтегрований наповнювач підвищує здатність оболонки сприймати навантаження порівняно з порожнистим металевим зразком.
Розроблено технологічну схему виготовлення бінарних виливків, яка передбачає виготовлення пінополістиролової моделі з внутрішньою порожниною, підготовку та ущільнення неметалевого наповнювача, нанесення протипригарного покриття, формування в сухому кварцовому піску, вакуумування, заливання, охолодження та контроль якості. Технологію перевірено під час виготовлення дослідних сегментів із чавуну СЧ200 і сталі 35Л. Для виливка типу «Модуль 405×410 мм» заміщення частини металевого об’єму неметалевим наповнювачем дає змогу прогнозовано зменшити витрату металу на 57,4 %, а загальну масу виробу з урахуванням наповнювача — на 37,7 %, а також скоротити витрати розплаву та прогнозовані викиди шкідливих речовин. Отримані результати можуть бути використані під час проєктування легковагових литих модулів і виробів із функціональним неметалевим наповнювачем.
Registration Date
2026-08-06
popup.nrat_date
2026-08-06 / 2026-10-01
