механічні властивості

На підставі результатів досліджень із застосуванням комплексу сучасних методів фізичного матеріалознавства вперше розвинуті наукові уявлення щодо закономірностей формування структури, фазового складу та фізико-механічних властивостей каркасних металокерамічних композитів на основі карбіду вольфраму з багатокомпонентною зв’язкою з високоентропійного сплаву (ВЕС) під час швидкісного електронно-променевого та індукційного спікання, які будуть відігравати важливу роль у поглибленні уявлень щодо процесів формування структури в дисперсних гетерогенних системах.

Створено методи забезпечення високих механічних властивостей при пластичному формоутворенні конструкцій з нового зварювального сплаву системи Al-Mg-ПМ-РЗМ для авіакосмічного машинобудування. Розроблено двостадійний підхід до деформування, коли на першій стадії виконується деформування в умовах великих деформацій зсуву для більш рівномірного перерозподілення фазових складових та зменшення величини розміру зерен – гомогенізації матеріалу за рахунок механічного впливу, а на другій стадії – формоутворення конструкції.

Розроблено основи нетривіальних адитивних технологій 3D–друку та холодного газодинамічного напилення (ХГН) для виготовлення виробів складної форми з металокерамічних та керамічних композитів, а також із нового класу багатокомпонентних металевих сплавів, що докорінно різняться від існуючих аналогів витратних способів ливарного виробництва, які до того ж неспроможні забезпечити рівень властивостей матеріалу, необхідний для роботи при температурах вищих за 600 °С, в умовах швидкісного багаторазового нагрівання-охолодження (1500 град/хв.), циклічних навантажень та в агресивному окислювальному

В роботі з використанням єдиного теоретичного підходу виконано аналіз процесів в’язкопластичного формоутворення типових конструкцій машинобудування з гомогенних та структурно-неоднорідних матеріалів. В основу теоретичного підходу покладено замкнуту систему рівнянь теорії пластичної течії механіки суцільного середовища з урахуванням в’язкопластичних властивостей матеріалів. Цей підхід дозволив забезпечити системне проектування процесів формоутворення конструкцій. Для його реалізації розроблений метод визначення моделі в’язкопластичного деформування матеріалів при випробуваннях на згин.

Вперше розвинуто фізичні уявлення і теоретичні положення щодо закономірностей впливу квазігідростатичного стиску, як найбільш жорстких умов деформації, на склад, фазові перетворення, структуру, властивості міцності та пластичності кристалічних металоподібних та квазікристалічних металевих фаз, включаючи висоководневий гідрид титану та композиційний сплав алюмінію системи Al Fe Cr з дрібнодисперсними частинками квазікристалічних фаз.

Виконано комплексне дослідження ливарних, механічних і спеціальних властивостей жаростійких і зносостійких сплавів на основі заліза у широкому діапазоні концентрацій хрому, марганцю, алюмінію, вуглецю, титану тощо, розроблено новітні жаростійкі й зносостійкі сплави залежно від конкретних умов експлуатації литих деталей в екстремальних умовах. Створено бази даних, які охоплюють понад 600 марок сплавів на основі заліза, всі існуючі феросплави та марки сталевого й чавунного брухту.

Вирішена важлива науково-технічна задача, яка пов’язана з створенням концепції комплексної (одночасної) дії на заготовку шляхом формоутворення з локалізованим осередком деформації та формуванням центрального отвору з мінімальним рівнем остаточної обробки із зняттям шару металу, а також забезпеченням поліпшених механічних властивостей за рахунок модифікації структури матеріалу; розробки нових енергоефективних технологій отримання деталей з центральною порожниною із суцільних заготовок; створення методик технологічних розрахунків; енергосилового дослідження та комп’ютерним моделюванням розроб