№ 4 (2024): Нові матеріали і технології в машинобудуванні

У статті розглянуто можливі причини утворення дегенеративних дендритів у процесі недендритної кристалізації металів, зокрема Al-Si сплаву (A356). Дослідження включають експерименти з модельними системами та числове моделювання. Встановлено, що такі морфології можуть виникати через зменшення анізотропії, перехідні процеси або примусові умови зростання. Під час експериментів з направленою кристалізацією і зміною умов росту спостерігались як класичні, так і розщеплені дендрити. Зроблено висновок, що градієнти, створені під час інтенсивного перемішування розплаву, можуть бути причиною утворення дегенеративних дендритів.

Високоентропійні сплави (ВЕС) – це новий клас матеріалів із багатокомпонентним складом, що характеризуються високою ентропією змішування та унікальними властивостями. У статті досліджено сплав системи Al-Cu-Ni-Cr-Fe, отриманий ливарними методами. Вивчено його фазовий склад, термічні перетворення, механічні та ливарні властивості. Сплав демонструє високу міцність (450–550 МПа), твердість (320–340 НВ), задовільну пластичність (2 % видовження) і добру рідкотекучість. Отримані результати вказують на перспективність застосування ВЕС у виробництві конструкційних матеріалів.

Робота присвячена розробленню технології виготовлення металевих шаруватих композитів на основі металевої стружки – відходів металообробки. Проведено аналіз забруднень стружки, зокрема мастильно-охолоджувальної рідини, оксидів та домішок, і запропоновано методи їх видалення через відпал у середовищі гостроосушеного водню. Розглянуто вплив тиску пресування на пористість матеріалів, необхідну для інфільтрації рідким алюмінієм. Результати демонструють оптимальні умови обробки та показники міцності композитів. Технологія може бути використана для створення енергопоглинаючих елементів з малою вагою, що сприятиме зниженню собівартості та ресурсозбереженню.

У статті досліджено вплив різних фізико-хімічних методів обробки алюмінієвого розплаву на тріщиностійкість виливків із сплаву АМ4,5Кд (ВАЛ10). Розглянуто технології модифікування титаном і цирконієм, вібраційної обробки, продування розплаву воднем і обробки ротором, що обертається. Показано, що модифікування титаном є найефективнішим методом підвищення тріщиностійкості, забезпечуючи 100% ефективність. Вібрація та воднева обробка також суттєво покращують характеристики, але мають певні обмеження. Аналіз результатів дозволяє обґрунтувати вибір технологічних прийомів для конкретних умов литва, зокрема для складних фасонних виливків.

Робота присвячена дослідженню мікронеоднорідностей у сплаві Cu-Fe, отриманих шляхом механічного перемішування в умовах індукційного плавлення. Розглянуто вплив перегрівання над лінією ліквідус на структуру сплавів із добавками заліза (армко-залізо, карбонільне залізо) та вуглецю. Встановлено, що низьке перегрівання (120 K) та збільшення вмісту вуглецю сприяють формуванню мікросуспензії (3–6 мкм), знижуючи кількість дендритів. Виявлено ключові параметри температурного режиму та складу для оптимізації структури сплавів, що забезпечують кращі фізико-механічні властивості.

У статті представлено впровадження лабораторної роботи «НаноАрт і металургія» для студентів спеціальності «Металургія» в умовах дистанційного навчання. Поєднання науки і мистецтва через дослідження мікро- та макроструктур металів сприяє розвитку творчих здібностей і популяризації українського мистецтва. Створені у стилі НаноАрт картини несуть символічний меседж, закликають до підтримки України та зберігають пам’ять про боротьбу українського народу.

Метою роботи є дослідження властивостей аморфних молекулярних напівпровідників, які використовуються для створення упорядкованих нанооб’єктів за допомогою темплатів. Світлочутливі АМН, на основі карбазолвмісних полімерів, мають високу чутливість та роздільну здатність, що робить їх перспективними для мікроелектроніки. У роботі аналізуються механізми термалізації носіїв заряду, квантовий вихід фотогенерації, а також електрофізичні властивості. Використано метод термостимульованої деполяризації для вивчення кінетики електричних процесів. Досліджено залежність квантового виходу фотогенерації від довжини хвилі збуджуючого світла, що дозволило уточнити модель термалізації носіїв заряду.

У роботі досліджено електроалюмінотермічний процес отримання ферованадію шляхом відновлення п’ятиокису ванадію у шарі рідкого шлаку. Проведено серію лабораторних плавок на установках УШ-114 та А-550 для оптимізації складу шихти, хімічного складу шлаку та умов процесу. Встановлено, що застосування електрошлакової плавки забезпечує ефективне відновлення ванадію, низькі втрати металу та високу якість отриманого сплаву. Технологію впроваджено для отримання ферованадію марок ФВд50, ФВд60 і ФВд80.

У статті розглянуто умови отримання порошків сплаву 75 % Al + 15 % Fe з дисперсно зміцненою структурою, яка складається з твердого розчину заліза в алюмінії (α-Al) та інтерметалідів Al6Fe і Al13Fe4. Визначено оптимальні умови для отримання таких порошків за допомогою механічного диспергування розплаву, що дозволяє отримати структуру, яка відповідає вимогам до дисперсно-зміцнюючої фази. Проведено експериментальні дослідження процесу ущільнення порошків і визначено механізм цього процесу залежно від розміру частинок. Показано, що на початкових стадіях ущільнення домінує пластична деформація, а на стадії об’ємного стиснення — псевдопластична деформація, що супроводжується крихким руйнуванням інтерметалідів.