Search academic texts

Information × Registration Number 0523U100235, Doctoral dissertation Status Доктор технічних наук Date 20-12-2023 popup.evolution o Title Development of the scientific basis of enhancing the operational properties of alloyed cast irons by improving the chemical composition and applying highly concentrated energy sources for surface treatment. – Qualifying work as а scientific report Author Yulisa G. Chabak, Кандидат технічних наук popup.opponent Netrebko Valeriy V. popup.opponent Mykhailo Student popup.opponent Tatiana V. Loskutova popup.review Andrii Trostyanchyn popup.review Zoya Duriagina popup.review Halyna Klym Description Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.01 ‒ Матеріалознавство (132 – Матеріалознавство). – ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет» Міністерства освіти і науки України, Маріуполь; Національний університет «Львівська політехніка» Міністерства освіти і науки України, Львів, 2023. У дисертації вирішена актуальна науково-технічна проблема підвищення експлуатаційної стійкості металовиробів із білих легованих чавунів триботехнічного призначення. Мета дослідження досягається в роботі за рахунок оптимізації хімічного складу сплавів та застосування зміцнювальних технологій з використанням висококонцентрованих джерел енергії. Вивчено процеси модифікування структури та властивостей різних груп легованих чавунів (Cr-Mn-Ni-Mo-V, V-Mn-Ni, Cr-V-Mn-Ni) та сталей ледебуритного класу (Cr-Mn-Si-Ni-V-B, Cr-Mn-Si-Mo-B, Cr-Mn-Si-Mo-V-B) при обробці поверхні сталим плазмовим струменем. Встановлено оптимальні режим плазмового нагріву та тип вихідної структури матриці високохромистого чавуну, які забезпечують максимальний модифікувальний ефект. Показана можливість суттєвого (на порядок) подрібнення структурних складових (дендритів, карбідів) чавунів поєднанням плазмового оплавлення поверхні із пост-плазмовою термічною обробкою. Встановлено, що плазмова обробка забезпечує підвищення абразивної та абразивно-ерозійної стійкості вказаних сплавів на 20-50 %. В роботі вперше досліджено процеси модифікування чавунів/сталей та нанесення чавуноподібних покриттів при імпульсно-плазмовій обробці із використанням електротермічного аксіального плазмового прискорювача (ЕАПП). Цей спосіб забезпечує нагрів і охолодження поверхні зі швидкістю приблизно (2-4)10 6 К/с із глибиною модифікації до 30 мкм. В результаті твердість поверхні конструкційної сталі, сірого та високохромистого чавунів зростає до 800-1050 HV із відповідним збільшенням адгезійної та абразивної зносостійкості на 18-100 %. Досліджено процеси формування імпульсно-плазмових чавунних покриттів при використанні ЕАПП. В роботі вперше запропоновано використовувати в якості катоду ЕАПП леговані чавуни та сталі ледебуритного класу, що полегшує оплавлення катоду й сприяє нарощенню покриття при повторних плазмових імпульсах. Швидка кристалізація мікрокрапель на металевій поверхні призводить до формування покриття з метастабільною аустенітною структурою без крупних карбідних включень. Утворення карбідів в покритті відбувається за твердофазною реакцією при пост-плазмовій термообробці, в результаті чого твердість зростає до 1200-1550 HV із відповідним підвищенням абразивної (в 3 рази) та адгезійної (до 1200 разів) зносостійкості. Вперше встановлено факт насичення продуктів ерозії катоду атомами вуглецю, які випаровуються при розряді з поверхні діелектричних стінок камери ЕАПП, що майже у два рази підвищує об’ємну частку карбідів відносно матеріалу катоду. Запропоновано використання катодів ЕАПП композитного типу із компонентами (карбіди, металева зв’язка) з великою різницею в температурі плавлення. Легке оплавлення зв’язки дозволяє застосовувати меншу енергію розряду та запобігати розплавленню карбідів задля їх перенесення у неоплавленому стані. Запропоновані варіанти конструкції катоду (спечені сплави «WC-Сu(Бронза)», композит «Сталь+карбіди+епоксидна смола»), за допомогою яких були отримані зносостійкі покриття (без тріщин) із високим вмістом карбідів WC та TiC та різним типом матриці без пост-плазмової термообробки. Запропонована «гібридна» концепція легування, на основі якої розроблено ливарні зносостійкі сплави нового класу – мультикомпонентні W-Mo-V-Cr-Ti-Si-Mn-(1,5-3,5)%В-(0,3-1,1)%С чавуни. В сплавах формується багатофазна структура, що складається з складнолегованих карбоборидів М2(B,C)5, М(C,B), М7(C,B)3 та М3(C,B), кількість та хімічний склад яких визначаються вмістом вуглецю та бору. Визначено оптимальний хімічний склад мультикомпонентного сплаву для використання в умовах інтенсивного абразивного зношування. Результати досліджень впроваджені у вигляді параметрів модифікування та нанесення композитних чавуноподібних покриттів із застосуванням плазмового нагріву. Ключові слова: легований чавун, плазмова обробка, лазерна обробка, покриття, модифікування, мікроструктура, функціональні властивості. Registration Date 2023-11-20 popup.nrat_date 2023-11-20 Close