Кафедра фізичного матеріалознавства та термічної обробки (ФМТО)
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд Кафедра фізичного матеріалознавства та термічної обробки (ФМТО) за Назва
Зараз показуємо 1 - 20 з 104
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Aerospace Materials Science. Laboratory practicum(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023) Yavorskyi, Yurii; Dudka, Oleksandr; Solovar, OlexiiMaterials science is very important in the training of engineers who will be designers and technologists in the aerospace industry. Understanding the processes of forming the properties of materials depending on their structure, chemical composition, and treatment techniques will provide an opportunity to perform work at a high level. On the other hand, the application of acquired knowledge in the field of aviation materials science will improve the control of the quality of the released products and the ability to determine compliance with technical requirements. The "Aerospace materials science: Laboratory Practice" study aid is written by the program (syllabus) of the "Aerospace Materials Science" subject for students under the educational programs "Aerospace and rocket systems engineering" and “Airplanes and Helicopters” specialty 134 Aviation and rocket-space technic. Besides the students of engineering specialties in the field of aviation and rocket science, the textbook will be useful for graduate students, researchers, and specialists of other technical specialties, whose activities are related to the selection of materials, etc.Документ Відкритий доступ Change in structural and potentiodynamic characteristics of SiO2/TiO2 nanocomposite due to changing mechanosynthesis duration(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023) Tiancheng, An; Yavorskyi, YuriiStructure and scope of practice work. The paper consists of 6 chapters. literature review, research materials and methods, results, occupational health and safety in emergencies, economic section, development startup project, conclusions and reference list. This work include: 111 pages, 51 figures, 23 tables, 13 formulas, 58 references. Actuality. Modern technology requires the creation of new materials with the best electro-chemical and operational properties that meet the criteria of manufacturability, environmental friendliness, and low cost. Therefore, the study of the properties of materials with unique features is undoubtedly relevant. This work presents the study the of influence of the duration of mechanoactivation SiO2/TiO2 mixture with a component ratio of (80/20) % on the structure characteristics. The purpose and tasks of the research. The work aimed to determine the effect of the duration of mechanical processing on the structural characteristics of the powder SiO2/TiO2 nanocomposite and dependence between the changes in structure and electrochemical characteristics. The object of the study – 80 % SiO2/20 % TiO2 nanocomposite after different duration of treatment. The subject of research – X-Ray diffraction patterns, ultra soft X-ray emission specters (USXE) and potenciodynamic (PD) data. Methods of research – XRD, USXE spectroscopy, PD investigation. Scientific innovation. The renowned technique of shock-vibration processing enables the amalgamation of the distinctive characteristics of nano-powder materials. The pioneering aspect of this research lies in ascertaining the impact of mechanical activation on the crystal-structural parameters of the SiO2/TiO2 nanocomposite, and PD characteristics of lithium power sourses.Документ Відкритий доступ Computer modeling of copper casting structure formed by freezing(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2021-12) Fu Xukai; Donii, Oleksandr MykolayovychObjective: to evaluate the possibility of using a simulation model of crystallization to model the formation of the metal structure in the casting process of freezing Research methods in the work: computer experiments, thermal analysis. The process of forming the structure of copper when freezing it on the mold is studied. A set of computer experiments was conducted, the results of which showed the dynamics of the formation of solid phase centers and the formed structure of the metal. The experimental results obtained in the work and the established physical laws are of practical interest for further research and improvement of foundry freezing technology.Документ Відкритий доступ The effect of mechanical processing duration of the nanopowdered SiO2/TiO2 composite on the morphology and galvanostatic characteristics of lithium power sources(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023) Yulong, Guo; Yavorskyi, YuriiStructure and scope of master theses. It consists of seven 8 parts: literature review, research materials and methods, results, occupational health and safety in emergencies, economic section, development startup project, conclusions and reference list. Master thesis include: 101 pages, 67 pictures, 20 tables, 86 references. Actuality. Modern electronics require the use of portable energy sources with high indicators of electrochemical characteristics. Currently, the most promising means of energy conservation are lithium power sources (LPS). The purpose and tasks of the research. The aim of the work was to determine the effect of the duration of mechanical processing on the morphology of the powder SiO2/TiO2 nanocomposite and electrochemical characteristics of LPS with cathodes based on such nanocomposites. The object of the study – SiO2/TiO2 nanocomposite with a component ratio of 80/20 % after different duration of treatment. Subject of research – SEM images with magnification 500 and 2500 times, data of USXES and galvanostatic investigation. Methods of research – SEM, USXES, galvanostatic analysis. Scientific innovation. The determination of the effect of mechanical activation on the morphological features of SiO2/TiO2 nanocomposite and dependence of galvanostatic characteristics of LPS from these features. Practical significance of the obtained results. The generalized results can be used to predict changes in the structural and electrochemical characteristics of LPS with cathodes based on other nanosized oxides. Approbation of coursework materials. The result of work presented in the international conferences HighMatTech-23 and XIX – ICPTTFN.Документ Відкритий доступ The effect of mechanical processing of a mixture 80% Al2O3/20% Fe2O3 powders on the structure and electrochemical properties of lithium current sources(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2022-12) Liu, Guannan; Yurii, YavorskyiПояснювальна записка: 87 стор., 21 рис., 23 таблиці, 55 джерел. Об’єкт дослідження – структурні та електрохімічні характеристики суміші порошків 80% Al2O3/20%. Метою роботи є дослідження впливу механоактивації на структуру та електрохімічні властивості нанокомпозиту 80% Al2O3/20% Fe2O3. Методи дослідження: ультрам'яка рентгенівська емісійна спектроскопія, рентгеноструктурний аналіз, растрова електронна мікроскопія, трансмісійна електронна мікроскопія, гальваностатичний аналіз. Сучасні технології вимагають створення нових матеріалів з найкращими електрохімічними та експлуатаційними властивостями, що відповідають критеріям технологічності, екологічності, дешевизни. Тому вивчення властивостей матеріалів з унікальними властивостями є безсумнівно актуальним. У цій роботі представлено дослідження впливу механоактивації суміші Al2O3 та α-Fe2O3 із співвідношенням компонентів 80/20% на структуру та електрохімічні властивості. Отриманими в роботі результатами встановлено, що зарядна ємність ЛПС з катодом на основі механоактивованої суміші підвищується за рахунок вколювання наночастинок Al2O3 в частинки α-Fe2O3 та збільшення поверхневих дефектів нанокопмозиту.Документ Відкритий доступ The Influence of laser welding modes on the structure and mechanical properties of biocompatible TC4 alloy(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Zhou Jiahong; Yavorskyi, YuriiStructure and scope of master thesis: The structure of the master's thesis includes an analysis of the current situation, goals and objectives of the study, objects of research, subject of research, research methods, scientific novelty, results of scientific research and practical significance of the results obtained. Covers research on the structure and defects of TC4 titanium alloy after laser welding, including experimental studies, data analysis, and discussion of future research directions.Документ Відкритий доступ Анізотропія структури та властивостей алюмінієвого сплаву AlSi10Mg отриманого селективним лазерним плавленням(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Заремба, Іван Олександрович; Бурмак, Андрій ПетровичОсновною метою роботи є дослідження анізотропії мікротвердості, морфології поверхні, ступеню деформації, структурно-фазового складу алюмінієвого сплаву AlSi10Mg в залежності від напрямку 3D друку.Документ Відкритий доступ Виконання магістерської дисертації за науковим спрямуванням. Вимоги до підготовки та захисту(КПІ ім.Ігоря Сікорського, 2023) Владимирський, Ігор Анатолійович; Волошко, Світлана Михайлівна; Конорев, Сергій Ігорович; Шаповалова, Наталія АнатоліївнаНавчальний посібник призначений для здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти, що навчаються за освітньо-професійною програмою “Інжиніринг та комп'ютерне моделювання в матеріалознавстві” спеціальності 132 “Матеріалознавство”. У навчальному посібнику представлені вимоги та рекомендації до підготовки та захисту магістерської дисертації. по типу науково-дослідної роботи. В посібнику наведено: мету і основні завдання магістерської дисертації; вимоги до структури, обсягу і оформлення з прикладами; рекомендації до підготовки доповіді та презентації. Навчальний посібник є електронним мережним навчальним виданням, яке містить посилання на сторінки сайтів актуальних нормативних документів.Документ Відкритий доступ Вплив Nb на структуру та механічні властивості сплавів TiAl(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022-12) Коу, Чжежуй; Карпець, Мирослав ВасильовичДосліджено вплив ніобію на формування структури, фазового складу та механічні властивості сплавів – TiAl. Легування ніобієм проводилося в межах твердого розчину, кількість Nb в сплаві складала від 2 до 10 ат. %. Ніобій вводився в вигляді інтерметаліду Al3Nb, що дозволило досягти високої дисперсності шихти при високоенергетичному розмелі. Матеріал отримувався з вихідної шихти TiH2 +Al3Ti+ Al3Nb, що дозволило мінімізувати вплив ефекту Кіркендала-Френкеля, якій існує в системі Ti-Al, та запобігти утворенню значної додаткової пористості в процесі спікання. В спечених матеріалах виявлено присутність тільки фаз TiAl та Ti3Al, що вказує на розчинення ніобію в наявних фазах. Досліджено вплив кількості Al на механічні характеристики отриманих сплавів. Сплави з меншою кількістю Al сильніше зміцнюються але є менш пластичними як при кімнатній так і при підвищеній температурах внаслідок більшої кількості a2 фази. Легування Nb на (2-4) % знижує усадку при спіканні та гальмує ріст зерен. Досліджені сплави поєднують задовільну низькотемпературну міцність та пластичність з високою жароміцністю при 700 °С, вони мають малу схильність до знеміцнення, що вказує на їх перспективність, для застосування при температурах вище 700 °С.Документ Відкритий доступ Вплив активатора на структуру та властивості хромоалітованого титанового сплаву ВТ6(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022-12) Циганков, Миколай Миколайович; Лоскутова, Тетяна ВолодимирівнаОб’єктом дослідження є дифузійне алюмохромове покриття на титановому сплаві ВТ6. Метою даної роботи є вивчення впливу активатору на склад, структуру і захисних властивостей дифузійних покриттів на титановому сплаві ВТ6 за участю хрому та алюмінію. Методи дослідження – мікроструктурний, дюрометричний та рентгеноструктурний аналізи, випробування на жаростійкість. В результаті роботи вплив кількості та типу активатору на склад, структуру та властивості хромоалітованих покриттів, отриманих на поверхні титанового сплаву ВТ6, вивчені мікроструктури отриманих покриттів, їх хімічний склад склад. Показан вплив активатору на властивості отриманих покриттів (мікротвердість, жаростійкість).Документ Відкритий доступ Вплив атмосфери відпалу на термічну стабільність нанорозмірної плівкової системи Ni/Cu/V(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022-12) Лозова, Анна Василівна; Волошко, Світлана МихайлівнаПроаналізовано особливості структурно-фазових перетворень, дифузійного масопереносу та модифікації поверхні під час термічної обробки до температури 550 °С плівкових композицій Ni/Cu/V/Si(100) з товщиною шарів 25 нм в нейтральному середовищі (Ar) в порівнянні з відпалом у вакуумі (10-3 Па) за допомогою комплексу сучасних фізичних методів дослідження. Встановлено, що у температурному інтервалі 300 – 500 °С атоми Cu на початкових етапах відпалу дифундують границями зерен Ni, а атоми Ni – в об’єм зерен Cu, що зумовлює формування двох твердих розчинів на основі Cu з різною концентрацією Ni не залежно від атмосфери відпалу. Показано, що вакуумний відпал у порівнянні з відпалом у середовищі Ar дозволяє зменшити на 100 °C температуру утворення твердого розчину заміщення на основі Cu і зменшує концентрацію Ni в цьому твердому розчині з 23 ат.% до 5 ат.%. Доведено, що адгезійний шар V запобігає змішуванню атомів Cu та Ni з підкладкою кремнію та запобігає утворенню силіцидів за температур нижчих 400 °C під час відпалу в середовищі аргону. Подальше підвищення температури відпалу обумовлює дифузію атомів V до зовнішньої поверхні з його сегрегацією в приповерхневій області. Визначено, що приповерхневий шар Ni запобігає окисненню провідного шару Cu у температурному інтервалі 300 – 500 °С в обох середовищах термічної обробки. Рекомендовано для підвищення термічної стабільності тришарової нанорозмірної системи Ni/Cu/V/Si(100) застосовувати відпал у вакуумі замість відпалу в нейтральному середовищі. Роботу виконано в рамках міжнародного проєкту СРДФ "Високоефективні багатошарові тонкоплівкові металеві контакти для сонячних елементів нового покоління" з Каліфорнійським університетом UCLA в Лос-Анджелесі.Документ Відкритий доступ Вплив високочастотної поверхневої механічної обробки тертям на структуру та механічні властивості поверхні титанового сплаву ВТ6(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022-06) Глущенко, Олександр Олександрович; Бурмак, Андрій ПетровичОб’єкт дослідження: модифікований поверхневий шар титанового сплаву ВТ6 сформований високочастотною поверхневою механічною обробкою тертям. Предмет дослідження: процеси структурно-фазових перетворень в поверхневому шарі титанового сплаву ВТ6 підчас високочастотної поверхневої механічної обробки тертям. Мета роботи: дослідити еволюцію мікротвердості та морфології поверхні титанового сплаву ВТ6 після високочастотної ударної обробки на спеціально виготовленому SMAT пристрої з використанням високотехнологічного цифрового ультразвукового обладнання. Методи дослідження: вимірювання мікротвердості за методом Віккерса, оптична мікроскопія, рентгеноструктурний аналіз. Результати досліджень та їх новизна – досліджено можливість формування зміцнених шарів в титановому сплаві ВТ6 за допомогою високочастотної поверхневої механічної обробки тертям високоміцних композиційних покриттів деформаційного походження високими механічними властивостями.Документ Відкритий доступ Вплив вмісту Fe на структуру та властивості сплавів з пам’яттю форми на основі Cu-Al-Mn та Cu-Mn(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Тітенко, Олексій Анатолійович; Конорев, Сергій ІгоровичОб’єкт дослідження: зразки сплавів з пам'яттю форми на основі Cu-Mn-Al та Cu-Mn з різним вмістом Fe. Предмет дослідження: функціональні властивості сплавів з пам'яттю форми на основі Cu-Mn-Al та Cu-Mn з різним вмістом Fe. Мета роботи: визначення впливу вмісту Fe на структуру та властивості сплавів з пам'яттю форми на основі Cu-Mn-Al та Cu-Mn. Методи дослідження: метод електронного парамагнітного резонансу, метод резистометрії, метод безперервного вдавлювання індентора. Результати дослідження та їх новизна: практично доведено, що варіювання кількості Fe у сплавах з пам’яттю форми на основі Cu-Al-Mn та Cu-Mn дозволяє керувати характеристичними температурами мартенситного перетворення (і відповідно встановлювати необхідні робочі температури їх використання), а також впливає на магнітні характеристики цих сплавів, що дозволяє значно розширити область їх використання.Документ Відкритий доступ Вплив вуглецю на структуру та жаростійкість ніобієвих сплавів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Маляренко, Ілля Володимирович; Рокицька, Олена АнатоліївнаРезультати дослідження та їх новизна: вплив легування вуглецем на механічні властивості легованих сплавів на основі ніобію в широкому інтервалі температур, стійкість до окиснення при 1000С та можливість зменшення питомої ваги до рівня <7 г/см3. Отримані результати показують, що всі досліджені сплави представляють собою однофазний ОЦК твердий розчин на основі ніобію. Виявлено, що в залежності від вмісту та природи легуючих елементів, при введенні до сплавів 0, 8 % ат С, відбувається виділення карбідних фаз типу ТіС або ZrC, як в ОЦК твердому розчині на основі Nb, так і вздовж границь зерен, що сприяє підвищенню міцності сплавів при високих температурах.Документ Відкритий доступ Вплив відпалу в аргоні на структурно-фазові перетворення в тонкоплівкових системах Ni/Me/Ti (Me = Ag, Cu)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Полегенько, Олег Олександрович; Круглов, Іван ОлександровичОсновною метою роботи є дослідження дослідження впливу середовища відпалу на структурно-фазові перетворення в тонкоплівкових композиціях Ni/Ag/Ti та Ni/Cu/Ti. Для виконання поставлених задач були використані рентгеноструктурний аналіз та скануюча електронна мікроскопія. В результаті виконання роботи на були отримані результати досліджено їх структурно-фазову будову та морфологію поверхні.Документ Відкритий доступ Вплив границь розділу на термічно-індуковані твердотільні реакції в тонкоплівкових композиціях Ni/Ti(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022-12) Гуйжун; Орлов, Андрій КостянтиновичОб’єкт дослідження: Нанорозмірні плівкові композиції Ni(30 нм)/Ti(30 нм) та [Ni(15 нм)/Ti(15 нм)]x2, осаджені методом магнетронного розпорошення на термічно-окиснені підкладинки монокристалічного кремнію SiO2(100 нм)/Si(001). Предмет дослідження: процеси дифузійного структуроутворення та закономірності фазоутворення в системі Ni-Ti для різної кількості внутрішніх інтерфейсів Ni(30нм)/Ti(30нм)/Si та [Ni(15нм)/Ti(15нм)]x2/Si. Мета роботи: дослідження впливу кількості границь розділу тонкоплівкової системи Ni/Ti на структурно-фазові перетворення та розвиток дифузійних процесів за умов відпалу в температурному інтервалі 200 - 600 ∘С в вакуумі (10-3 Па). Методи дослідження: рентгеноструктурний фазовий аналіз, мас-спектрометрія вторинних іонів. Результати досліджень та їх новизна: збільшення кількості внутрішніх границь розділу із збереженням загальної товщини системи призводить до інтенсифікації дифузійних процесів та структурних змін на ранніх стадіях термічної обробки нанорозмірних плівкових композицій. Сфера застосування: інформаційні технології, мікроелектромеханічні системи.Документ Відкритий доступ Вплив дефектів наплавлення на втомну міцність титанового сплаву ВТ22 з відновленою поверхнею(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Горпенко, Артем Олександрович; Доній, Олександр МиколайовичГорпенко А.О. Вплив дефектів наплавлення на втомну міцність титанового сплаву ВТ22 з відновленою поверхнею – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 132 – Матеріалознавство. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ – 2025. Дисертаційна робота присвячена експериментальному та теоретичному дослідженню впливу фізико-технологічних параметрів відновлювального наплавлення із застосуванням присадних дротів ВТ22св і СП15св на параметри мікроструктури, фазовий склад та механічні властивості титанового сплаву ВТ22. У роботі досліджено зразки сплаву ВТ22, що пройшли повний цикл технологічної обробки, включаючи відновлювальне наплавлення із застосуванням зовнішнього магнітного поля для зменшення дефектності і покращення структури, захист зони розплаву аргоном для запобігання окисленню, локальну термічну обробку для забезпечення однорідності мікроструктури, а також втомні випробування для оцінки стійкості до циклічних навантажень. Проведений аналіз дозволив визначити взаємозв’язок між параметрами наплавлення, термічною обробкою та мікроструктурними і механічними характеристиками зон наплавлення титанового сплаву ВТ22. Дисертаційна робота складається з п’яти розділів, у яких викладено та обґрунтовано основні результати проведеного дослідження. У вступі дисертації подано загальну характеристику дослідження, зокрема, обґрунтовано актуальність теми і визначено зв’язок роботи з науковими програмами. Описано мету та завдання дослідження, а також визначено об’єкт і предмет роботи. Розкрито наукову новизну отриманих результатів, їх практичне значення, а також особистий внесок здобувача. Наведено інформацію щодо апробації результатів дослідження, опублікованих праць, а також структури та загального обсягу дисертаційної роботи. У першому розділі проведено критичний аналіз основних властивостей титану та його сплавів, зокрема їхньої мікроструктури та фазового складу, технологій легування і термічної обробки, а також впливу цих чинників на механічні властивості. Детально розглянуто сплав ВТ22, його особливості, а також методи відновлювального наплавлення. Проаналізовано вплив типу присадних дротів, таких як СП15св і ВТ22св, на мікроструктуру, залишкові напруження та механічні властивості титанових сплавів. Описано типи дефектів, які утворюються під час зварювання і наплавлення, та їхній вплив на втомну міцність і поведінку титанових сплавів за циклічних навантажень. Висвітлено класифікацію титанових сплавів за структурою та фазовим складом, а також особливості термічної обробки цих матеріалів. Розглянуто перспективи застосування наплавлення для відновлення деталей із титанових сплавів, зокрема, – сплаву ВТ22, та методи зменшення розмірів дефектів у зоні наплавлення для підвищення довговічності деталей. На основі проведеного огляду сформульовано мету та завдання дослідження, спрямовані на вивчення ефективності технології відновлювального наплавлення, впливу локальної термічної обробки на структуру, фазовий склад, а також механічні та втомні властивості сплаву ВТ22. У другому розділі описано матеріали та методи дослідження, використані для виконання роботи. Основний матеріал досліджень – сплав ВТ22, який підлягав стандартній термічній обробці за режимом: 1 етап - нагрівання до 850°С, витримка 1 год, охолодження з піччю до 750°C, витримка 2 год, охолодження на повітрі; 2 етап - нагрівання до 620°С, витримка 4 год, охолодження на повітрі, а також присадні дроти СП15св і ВТ22св. Для кожного матеріалу наведено дані щодо його хімічного складу, вмісту газів і механічних властивостей. Проведено відновлювальне наплавлення двох серій зразків типу «лопатка» із використанням присадних дротів у середовищі аргону із прикладанням зовнішнього магнітного поля. Режими наплавлення оптимізовано для мінімізації глибини проплавлення та зони термічного впливу. Після відновлювального наплавлення та локальної термічної обробки, яка полягала у швидкому нагріванні зони наплавлення до температури 900 °C, після чого проводилося охолодження на повітрі, додатково здійснювали старіння за температури 600 °C із витримкою протягом 15 хвилин, після чого також проводили охолодження на повітрі. Такий режим локальної термічної обробки сприяв зниженню залишкових напружень, стабілізації мікроструктури та формуванню двофазного стану (α+β). Після виконання наплавлення із застосуванням двох видів присадних дротів (СП15св, ВТ22св) та проведення локальної термічної обробки було виготовлено дві серії зразків типу «лопатка». У центральній зоні кожного зразка виконано отвір діаметром Ø6 мм із забезпеченням шорсткості поверхні на рівні Ra = 0,8 мкм. Втомні випробування зразків проводили на гідравлічній машині УИМ-25 до повного руйнування за умов циклічних навантажень із нульовим циклом (R = 0). Частота навантаження становила 3 Гц, а максимальні прикладені навантаження складали: Pmax розтяг ≈ 90 кН та Pmax стиск ≈ 60 кН. Під час аналізу результатів випробувань зразків двох серій було виявлено значну розбіжність у напрацюваннях до руйнування, незважаючи на однакові параметри наплавлення та локальної термічної обробки. Для з'ясування причин такої розбіжності було проведено детальні дослідження. Особливу увагу приділено аналізу мікроструктури зон наплавлення, зон термічного впливу, а також характеру і просторового розподілу дефектів, які могли впливати на розвиток тріщин і, відповідно, на кінцеву втомну міцність зразків. Для аналізу отриманих результатів зразки було розподіллено на дві групи відповідно до їх напрацювання до руйнування. До першої групи включено зразки з напрацюваннями менше 10 000 циклів, тоді як друга група охоплювала зразки з напрацюваннями понад 15 000 циклів. Після завершення випробувань зразки досліджували із використанням комплексу сучасних методів матеріалознавства. Макро- та мікрофрактографічний аналіз проведено з використанням оптичної (Stemi 580, SteREO DiscoveryV20) та растрової електронної мікроскопії (TESCAN Vega-3LM) мікроскопії для визначення механізмів руйнування матеріалу. Мікроструктуру досліджували на мікрошліфах у поперечному та поздовжньому напрямках по відношенню до напрямку наплавлення, що дозволило оцінити розподіл фазових компонентів і структурних особливостей у зоні наплавлення, зоні термічного впливу та основному металі. Хімічний склад аналізували методом рентгеноспектрального мікроаналізу (Oxford X-Max-50) у зоні наплавлення, в зоні термічного впливу та основному металі для оцінки розподілу легуючих елементів. Мікротвердість матеріалу визначали методом індентування за Віккерсом (QNESS 60A+ EVO) для виявлення локальних змін механічних властивостей у різних зонах. Шорсткість поверхні отворів оцінювали за допомогою приладу Surftest SJ400. Вимірювання проводили на глибину 1 мм від центру отвору, що дозволило визначити якість обробки поверхні У третьому розділі представлено результати дослідження впливу технологічних параметрів відновлювального наплавлення та локальної термічної обробки (ЛТО) на мікроструктуру, механічні властивості та втомну довговічність титанового сплаву ВТ22. Особливу увагу приділено аналізу зони наплавлення та зони термічного впливу (ЗТВ), а також їхньої ролі у формуванні дефектів та ініціації втомних тріщин. Встановлено, що поєднання наплавлення присадним дротом СП15св у середовищі аргону та подальша локальна термічна обробка сприяють формуванню рівномірної мікроструктури наплавленого шару, стабільної ЗТВ та мінімізації кількості дефектів. У зразках, які продемонстрували найкращі втомні характеристики, спостерігався рівномірний розподіл фаз, плавний перехід між зонами, стабільні значення мікротвердості в ЗТВ (408–418 HV) та відсутність значних поверхневих дефектів, що могли б спричиняти локальні концентрації напружень. Виявлено, що у зразках, які мали локальні неоднорідності в ЗТВ у вигляді зон із відмінною травимістю, спостерігалася знижена мікротвердість (325–335 HV) та підвищений вміст β-фази, що сприяло локальним концентраціям напружень і прискореному зародженню втомних тріщин. Наявність дефектів, таких як пори діаметром до 0,1 мм, глибокі риски (до 25 мкм) і забоїни на поверхні, сприяла розвитку втомного руйнування, що призводило до зниження довговічності матеріалу. Встановлено, що у деяких зразках, незважаючи на наявність зони з відмінною травимістю, спостерігалися відносно високі значення мікротвердості (340 HV), що свідчить про часткове перетворення β-фази на рівноважний α+β стан. Відсутність значних поверхневих дефектів у цих зразках дозволила зменшити концентрацію напружень, що позитивно вплинуло на їхню втомну міцність порівняно із зразками з вираженими структурними неоднорідностями. Отримані результати підтверджують ключову роль контролю параметрів локальної термічної обробки у формуванні однорідного фазового складу, усуненні зон із відмінною травимістю та запобіганні утворенню поверхневих дефектів. Це підтверджує необхідність оптимізації технологічних параметрів наплавлення та термічної обробки для забезпечення стабільних експлуатаційних характеристик відновлених деталей. У четвертому розділі розглянуто вплив параметрів відновлювального наплавлення присадним дротом ВТ22св та локальної термічної обробки на структурну однорідність, мікротвердість та втомну міцність титанового сплаву ВТ22. Встановлено, що мікроструктурні неоднорідності в зоні термічного впливу та пори у приповерхневому шарі наплавлення є ключовими факторами, що визначають довговічність матеріалу. Дослідження пористості показало, що пори діаметром 80–120 мкм, локалізовані на глибині 100 мкм від поверхні отвору, є концентраторами напружень та сприяють ініціації втомних тріщин. Це зумовлено локальним підвищенням напружень на границях пор, що прискорює процес зародження та розвитку тріщин у зоні наплавлення. Аналіз фазових перетворень у наплавленому шарі підтвердив, що присутність витягнутих β-зерен та частковий розпад мартенситної α'-фази на α+β структуру впливають на стабільність мікротвердості та механічні характеристики матеріалу. Оптимальне поєднання фазового складу сприяє рівномірному розподілу напружень, що підвищує втомну міцність. Виявлено, що варіації мікротвердості в зоні термічного впливу (330–368 HV) та наплавленому шарі (371 HV) значно впливають на довговічність матеріалу. Випробувальні зразки зі стабільною структурою та рівномірним фазовим складом демонстрували підвищену довговічність. Результати досліджень підкреслюють необхідність точного контролю параметрів наплавлення та ЛТО для забезпечення мінімальної пористості, рівномірного фазового складу та стабільної мікротвердості. Отримані висновки можуть бути використані для вдосконалення технологічних процесів відновлення деталей, що працюють в умовах високих циклічних навантажень. У п’ятому розділі проведено комплексний аналіз впливу дефектів наплавлення та локальної термічної обробки на втомну міцність титанового сплаву ВТ22 після відновлювального наплавлення присадними дротами СП15св та ВТ22св. Особливу увагу приділено визначенню механізмів зародження та розвитку втомних тріщин у зонах наплавлення, термічного впливу та сплавлення, а також встановленню ключових факторів, що визначають довговічність матеріалу. Поверхневі дефекти у зоні термічного впливу та отворах наплавлених зразків із СП15СВ спричиняли локальні концентрації напружень, які ініціювали зародження тріщин. Встановлено, що ділянки з відмінною травимістю характеризувалися зниженою мікротвердістю (323–335 HV), що сприяло прискореному розвитку тріщин. Водночас у структурах із вищою стабільністю мікротвердість досягала 419–428 HV, що зумовлювало розвиток тріщин за втомним механізмом. Пори у наплавленому шарі зразків із ВТ22св (80–120 мкм, розташовані на глибині ~100 мкм від поверхні отвору) слугували концентраторами напружень та осередками зародження втомних тріщин. Інші вироби зі сплаву ВТ22 мали значні оксидні включення у зоні сплавлення, що виникли через недостатній газовий захист, додатково знижувала довговічність матеріалу. Доведено, що відсутність зон із відмінною травимістю або їх мінімізація суттєво підвищує втомну міцність відновленого матеріалу. Найвищі показники довговічності продемонстрував метал зі стабільною фазовою структурою та рівномірною мікротвердістю, що дозволило уникнути локальних концентрацій напружень та відтермінувати ініціацію тріщин. Максимальні напрацювання до руйнування мали вироби з наплавленням СП15св та становили 24 796 циклів, а для ВТ22св – 28 388 циклів. Розроблено метод виявлення зон із відмінною травимістю без застосування хімічного травлення – шляхом аналізу оптичної взаємодії поверхні під час шліфування. Виявлено, що такі зони можуть бути ідентифіковані за змінами відбивної здатності матеріалу під час механічного оброблення, що дозволяє своєчасно виявляти потенційно слабкі ділянки та здійснювати корекцію технологічних параметрів відновлення деталей.Документ Відкритий доступ Вплив деформаційної та термічної обробки на структурно-фазовий стан та властивості жароміцних ливарних сплавів на основі системи Al Fe Mn Ni(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Соловей, Матвій Олексійович; Ворон, Михайло МихайловичОсновною метою роботи було дослідження особливостей структурно-фазового стану та механічних властивостей експериментальних ливарних жароміцних алюмінієвих сплавів на основі системи Al-Fe-Mn-Ni із додаванням хрому і кобальту, а також додатковим легуванням міддю і магнієм у вихідних литому і деформованому станах, а також після термічної обробки.Документ Відкритий доступ Вплив дифузійного титанування на структуру і властивості твердого сплаву Т15К6(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024-06) Сиров, Олексій Володимирович; Лоскутова, Тетяна ВолодимирівнаОсновною метою роботи було дослідження структури, фазового, хімічнного складу титанового твердого сплаву Т15К6, встановлення впливу отриманих шарів на зносостійкість. Для виконання поставлених задач були використані мікроструктурний, дюрометричний, рентгеноструктурний, мікрорентгеноспектральний методи аналізу і випробування на зносостійкість. В результаті виконання роботи на поврехні сталі Т15К6 були отримані комплексні покриття на основі титану з використанням різних типів активаторів, досліджено їх будову, хім. склад та мікротвердістьДокумент Відкритий доступ Вплив додаткових шарів Ag на аморфізацію границь розділу та фазові перетворення в нанорозмірних плівкових композиціях Ni/Ag/Ti(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Турта, Данило Олексійович; Орлов, Андрій КостянтиновичОб’єкт досліджень: нанорозмірні тонкоплівкові композиції на основі Ni (30 нм)/Ti (30 нм) з проміжним шаром Ag (10 нм), осаджені на підкладинку Si (100) методом магнетронного розпорошення. Предмет досліджень: вплив проміжного шару Ag на аморфізацію та структурнто-фазові перетворення в тонкоплівковій композиції Ni/Ag/Ti/Si. Мета роботи: дослідити термічно-індуковані структурно-фазові перетворення при додаванні проміжного шару Ag (10 нм) в тонкоплівкових композиціях Ni/Ag/Ti/Si після відпалу в вакуумі (10-4 Па) за температури (300-700) C. Методи дослідження: рентгеноструктурний фазовий аналіз, вторинно іонна мас-спектрометрія. Результати досліджень та їх новизна: отримані результати рентгеноструктурного аналізу та вторинно іоної мас-спектроскопії свідчать про можливе утворення інтерметалідної фази Ni3Ti або NiTi2. Також було виявлено, що проміжний шар Ag (10 нм) запобігає аморфізації границі розділу Ni/Ti у вихідному стані. Сфери застосування: аерокосмічна, медична, мікроелектромеханічні системи.