Проаналізовані особливості поведінки металів за високотемпературного повзучо-втомного руйнування. Розглянуто основні підходи до прогнозування довговічності металевих конструкцій. Наведено результати численних досліджень високотемпературної повзучо-втомної поведінки різних сплавів, які використовують для ви-готовлення деталей турбін, елементів електростанцій, трубопроводів тощо. Описано деякі загальні властивості цих процесів. Наприклад, триваліша витримка і менша частота циклування часто призводять до збільшення швидкості росту тріщини і зростання внутрішньозернового її розповсюдження. Ці ефекти, як правило, відчутніші при підвищеній температурі і помітніші у дослідженнях у кисневому середовищі, ніж в інертному. Розмір таких ефектів, особливо в середовищі з киснем, суттєво залежить від параметрів мікроструктури, зокрема розмірів і форми зерна, а також хімічних властивостей межі зерна. Деякі з цих чинників розглянуто детальніше.

Отримано аналітичний розв’язок антиплоскої задачі теорії пружності для шару з тріщиною. Матеріал шару – композит, поперечний переріз якого має форму прямокутних елементів періодичного повторювання. Кожний такий елемент, у свою чергу, складається з чотирьох різнорідних прямокутних комірок. Тріщина знаходиться на одній з поверхонь, що з’єднують матеріали цих комірок. На зовнішніх поверхнях шару задані переміщення. Числовий аналіз виконаний для коефіцієнтів інтенсивності напружень залежно від механічних властивостей матеріалів і розмірів комірок.

Запропоновано модифікацію методу граничних інтегральних рівнянь, яка дає можливість ефективно розв’язувати задачі про взаємодію великої кількості довільно орієнтованих плоских тріщин на інженерному рівні. Підхід побудовано на визначенні ефективного поля напружень, яке створюють в околі фіксованої тріщини сусідні тріщини, що взаємодіють з нею. Достовірність результатів, отриманих методом ефективного поля напружень, перевірено шляхом їх порівняння з точним розв’язком задач взаємодії двох плоских кругових тріщин за різного взаємного розташування. Ефективність підходу проілюстровано на прикладі взаємодії неперіодичної системи шести тріщин, що знаходяться в різних площинах.

За законами збереження енергії та імпульсу ЕМП з використанням статистичного підходу та формалізму введення еквівалентних натягів отримано вирази для густини запасеної в поляризовному та (або) магнетовному тілі (оборотної частини) і поглинутої ним (необоротної частини) енергії ЕМП, а також густини пондеромоторних (об’ємних) і поверхневих сил та моментів сил. Ці вирази (відповідно енергетичні та силові чинники дії поля) порівняно з відомими в літературі та проаналізовано для різних матеріалів і широко використовуваних в техніці типів ЕМП. Запропоновані чинники є вихідними для визначення на основі несиметричної теорії термомеханіки температурних полів і механічних напружень, зумовлених розглянутими типами електромагнетної дії.

На основі методу, який застосовує скінченні різниці тільки за часом, розв’язано динамічну задачу про пружний порожнистий двошаровий циліндр, поверхні якого навантажені довільними силами. Числові розрахунки концентрації напружень на внутрішній і зовнішній поверхнях, а також на поверхні спряження залежно від часу отримано для циліндрів з різною товщиною шарів за ударного навантаження. Побудовано також залежності напружень від радіальної змінної r і параметра часу t для двошарового циліндра за удару на його внутрішній або зовнішній поверхнях.

Розглянуто контакт пружних півпросторів за наявності в еліптичному зазорі між ними, зумовленому поверхневою виїмкою, стисливої рідини. З допомогою метода функцій міжконтактних зазорів сформульовану задачу зведено до інтегро-диференціального рівняння відносно висоти зазору, яке розв’язано аналітично. Проаналізовано залежність геометричних характеристик зазору від зовнішнього навантаження.

Експериментально та аналітично досліджено кінетику дифузійного насичення ?-титану азотом із розрідженої атмосфери (1 Ра) у температурному інтервалі 750… 850С. Оцінено вплив температурно-часових параметрів на глибину азотованого шару та зміну його мікротвердості.

Наведено нетиповий приклад корозійного розтріскування низькоміцної високопластичної сталі від внутрішньої поверхні, утвореної отвором у штуцері оливо-гідравлічного агрегату, експлуатованого 35 років. Зроблено висновок, що за впливом на механічну поведінку тривало експлуатованого металу оливу слід вважати агресивним середовищем. Її вплив посилюється попередньою пластичною деформацією приповерхневих шарів металу за використання силового свердління отвору в штуцері. Фрактографічно виявлено субкритичне підростання тріщини від внутрішньої поверхні штуцера з множинним вторинним розтріскуванням, що трактується як прояв механізму водневого окрихчення металу, деградованого впродовж тривалої експлуатації.

Наведено результати випробувань на втому сталевих зразків з різним вмістом вуглецю. Запропоновано дислокаційну модель міцності двофазного пластично деформованого тіла, згідно з якою скоректовано формулу для оцінювання ефективності зміцнення та підвищення опору втомі вуглецевих сталей.

Проаналізовані експлуатаційні характеристики зварних з’єднань аустенітних високоазотних сталей. Досліджено вплив воднево-та хлоридовмісних середовищ на структурно-чутливі властивості гетерогенних зварних з’єднань. Виявлено, що най уразливішою до впливу водневої деградації є зона термічного впливу, у якій, крім залишкових зварних, накладаються і напруження від дії зовнішнього середовища та експлуатаційних дефектів.

Визначено модуль пружності, мікротвердість, тріщиностійкість і питомий електроопір монокристалів гексабориду лантану з досконалою структурою, які можуть слугувати табличними даними. Розраховано енергію ковалентного зв’язку між атомами В–В, а також повну енергію зв’язку LaB6 і диборидів перехідних металів, що дало можливість обґрунтувати високі механічні характеристики гексабориду лантану.

Запропоновано новий метод фрактального аналізу фазових зображень, отриманих на мікроскопі атомної сили (AFM), для вивчення властивостей молекулярної адсорбційної плівки інгібітора корозії на шорсткій полікристалічній поверхні. Ці зображення важко розрізнити через їх рельєфність. Вивчали систему полі-кристалічний алюміній–додецил сульфат натрію (НДС). Для електрохімічних досліджень алюмінієвих електродів з поверхневими плівками на основі НДС використовували розчин HC1. Встановлено, що ефективність інгібування зростає зі збільшенням концентрації НДС у вихідному розчині, і далі залишається на тому самому рівні. Аналіз зоб-ражень поверхонь алюмінію, одержаних на AFM, показав, що з підвищенням концентрації НДС фрактальні розміри у рельєфних зображеннях не змінюються, водночас фазові зображення свідчать про такі зміни. Отримані результати підтверджують придатність фрактального аналізу зображень з мікроскопа атомже сили для оцінки адсорбції інгібітора корозії на шорстких полікристалічних поверхнях.

Керамічний композит TiC–Al2O3 дифузійно спаювали з інструментальною сталлю W18Cr4V, використовуючи присадні матеріали Ti та Cu при температурі 1500 K впродовж 1 h під контактним тиском 15 MPa у вакуумі 10–5 Pa. Так вдалося досягнути міцності міжфазного з’єднання до 105 МРа. Мікроструктурні характеристики з’єднання TiC–Al2O3/W18Cr4V досліджували на сканівному електронному мікроскопі (SEM) з енергодисперсійним спектрометром та на рентгенівському дифрактометрі. Отримані результати свідчать про те, що між композитом TiC–Al2O3 та сталлю W18Cr4V формується міжфазний шар товщиною 90 ?m. Присадні матеріали повністю розплавилися та взаємодіяли з Al та C з обох субстратів, внаслідок чого у з’єднанні TiC–Al2O3 /W18Cr4V утвори-лися сполуки Ti3Al, Ti3AlC2, TiC та CuTi2.

---

---

---

---

---

---

---