№ 7 (2025): Нові матеріали і технології в машинобудуванні

У статті досліджено перспективний напрям створення композиційних матеріалів (КМ) з металевою матрицею та неметалевими наповнювачами за допомогою технології лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ). Автор наводить класифікацію сучасних композитів, адаптовану до актуальних тенденцій матеріалознавства, та визначає місце метало-піщаних структур у цій системі. Детально описано технологічний процес виготовлення КМ, який дає змогу формувати складну внутрішню геометрію виробу та інтегрувати наповнювачі без використання складного додаткового оснащення. Такий підхід забезпечує високу структурну жорсткість і термічну стабільність отриманих виробів при одночасному зниженні собівартості виробництва. Наведені приклади підтверджують ефективність методу ЛГМ для отримання функціонально-градієнтних конструкцій у сучасному машинобудуванні.

У статті представлено розробку та опис конструкції нового пристрою для дослідження тріщиностійкості ливарних сталей у процесі їх затвердіння в ливарній формі. Автор обґрунтовує необхідність комплексного підходу до оцінки якості виливків, що включає контроль температурних, деформаційних та силових характеристик зародження і поширення тріщин в умовах ускладненої усадки. Розроблений пристрій дає змогу здійснювати високоточний моніторинг процесу утворення тріщин, що мінімізує похибки, характерні для традиційних ступінчастих проб. Описана методика дає змогу глибше вивчити кінетику руйнування металу на стадії кристалізації, що є ключовим для вдосконалення технологій виробництва відповідальних литих деталей та запобігання виникненню гарячих тріщин.

У статті розглянуто сучасний стан та тенденції світового виробництва виливків із високоміцного чавуну з кулястим графітом. Авторами досліджено особливості технології отримання високоміцного чавуну, зокрема процеси внутрішньоформового модифікування розплаву. У роботі використано методи фізичного та комп’ютерного моделювання для аналізу гідродинамічних та теплофізичних процесів, які відбуваються під час взаємодії рідкого чавуну з модифікатором у порожнині ливарної форми. Отримані результати дають змогу оптимізувати параметри ливникових систем та режими модифікування, що забезпечує стабільне отримання кулястої форми графіту та високий рівень механічних властивостей литих деталей. Запропоновано підходи, які спрямовано на зниження собівартості виробництва за одночасного підвищення надійності та довговічності виробів машинобудування.

У статті досліджено мікроструктуру та мікротвердість сплаву Ti–6Al–4V, одержаного селективним лазерним плавленням (Selective laser melting – SLM). Використовувався волоконний ітербієвий лазер з повітряним охолодженням і номінальною потужністю 200 Вт, діаметром лазерного променю ~45 мкм і довжиною хвилі 1070 ± 2 нм, швидкість сканування  становила 500 мм/с, товщина шару – 25 мкм, відстань штрихування – 150 мкм. Синтезована мікроструктура з періодичних масштабно-градієнтних шарів є результатом циклічної термічної історії, яку зазнає SLM-сплав Ti–6Al–4V. Проаналізовано залежність його мікротвердості від навантаження, орієнтації поверхні (за напрямками вирощування і сканування) та фазового складу. Підтверджено, що величина мікротвердості для α-фази перевищує цю величину для β-фази. Проведено порівняння з літературними даними.

У статті проаналізовано сучасний стан, виробничі потужності та перспективи відновлення гірничо-металургійного комплексу (ГМК) України у повоєнний період. Автор обґрунтовує стратегічну роль ГМК як головного фінансового донора держави та локомотива національної економіки. Визначено поетапний підхід до відродження галузі: від термінових маловартісних заходів для відбудови інфраструктури до глибокої модернізації та впровадження інноваційних технологій. Особливу увагу приділено аналізу сировинної бази, потенціалу феросплавного та ливарного виробництв, а також можливостям експорту залізорудної сировини. Підкреслено необхідність завчасного опрацювання стратегії розвитку для забезпечення стабільності національної валюти та економічного зростання.

У статті за допомогою методів математичного та комп’ютерного моделювання проведено аналіз впливу початкової температури ливарного сплаву АК5М2 на умови формування структури виливка. Досліджено процес затвердіння виливка діаметром 30 мм у сталевому кокілі за умови зміни температури перегрівання розплаву над ліквідусом від 31 до 131 °C. Встановлено, що початкова температура металу суттєво впливає на час перебування сплаву в перегрітому стані, швидкість твердіння та інтенсивність тепловідведення. Результати моделювання дають змогу прогнозувати параметри структурних зон виливка, що є критично важливим для забезпечення необхідних механічних та експлуатаційних властивостей литих виробів.

У статті досліджено вплив електромагнітного перемішування (ЕМП) на формування мікроструктури та зміну механічних властивостей сталевих виливків. Автор аналізує механізми впливу змінного магнітного поля на розплав, що призводить до подрібнення дендритної структури та пригнічення процесів ліквації. Експериментально підтверджено, що застосування ЕМП під час затвердіння сприяє отриманню більш однорідної дрібнозернистої структури металу, що позитивно позначається на його пластичності та ударній в’язкості. Розглянуто технічні особливості реалізації електромагнітної обробки в умовах промислового ливарного виробництва та наведено рекомендації щодо оптимізації режимів магнітного впливу для різних марок сталей. Результати роботи можуть бути використані для підвищення експлуатаційної надійності відповідальних литих деталей.