Для корозійно-електрохімічних досліджень розроблені та виготовлені оригінальні модельні бетонні зразки-чарунки, які забезпечують ідентичність умов випробувань для шістьох зразків арматури. Вивчені поляризаційні характеристики модельних зразків, витриманих у середовищі слабокислого дощу, кінетика та частотні залежності характеристик імпедансу. Встановлено, що найефективнішою для протикорозійного захисту сталевої арматури є суміш інгібіторів, яка в рівному співвідношенні містить натрію молібдат і кальцію нітрат. Її інгібувальна ефективність у 10–12 разів вища, ніж самих компонентів зокрема, що вказує на прояв ефекту синергізму. Механізм синергізму захисної дії інгібіторів полягає в протіканні на поверхні металу двох процесів, які взаємно підсилюють один одного. Додавання інгібітора в поліуретанову ін’єкційну композицію для ремонту залізобетонних конструкцій підвищує міцність зчеплення арматури з бетоном порівняно з неінгібованою за довготривалої дії корозивного середовища. Використовуючи ефект синергізму під час розроблення інгібувальних сумішей неорганічних речовин, можна багатократно зменшити витрату матеріалів і суттєво поліпшити технологічність застосування ін’єкційних полімерних композицій для ремонту залізобетонних конструкцій тривалої експлуатації.

Побудовано модель контактної взаємодії різнорідних металів Al–Fe, Al–Cr, Cu–Al і Cu–Fe за наявності частинок корозивного середовища із використанням квантово-хімічного методу функціоналу густини з обмінно-кореляційним функціоналом GGA і базисним набором LANL2DZ у кластерному наближенні. Розраховано енергію адгезії кластерів різнорідних металів та оцінено її залежність від складу середовища. Виявлено, що енергія адгезії різнорідних металів визначається сумарним внеском поверхневих енергій обох контактуючих металів і має “квазіхімічний характер”, тобто її значення є проміжне між хемосорбційною енергією та енергією сил фізичної природи. Встановлено суттєву зміну розподілу поверхневих зарядів та спі-нових електронних густин контактуючих металів під час їх взаємодії з молекулами води, іонами хлору та молекулами гліцерину.

Покриви на основі оксиду алюмінію широко використовують у промисловості для поліпшення корозійного захисту, зносо- та ерозійної тривкості, а також теплоізлояції металевих поверхонь. Різними методами отримано удосконалені покриви. Показано, що економічно ефективні алюмінієві покриви, сформовані методом електродугового розпилення, а потім оброблені плазмово-електролітичним оксидуванням, утворюють шари Al₂O₃ з високими антикорозійними характеристиками, твердістю, силою зчеплення та абразивною тривкістю і продовженим ресурсом роботи. Порівняно їх властивості з покривами на основі оксиду алюмінію, одержаними методами полуменевого та атмосферного плазмового розпилення.

На основі результатів вольтамперометричних досліджень показано, що часткове заміщення нікелю на 4 аt. % заліза в аморфному сплаві Al₈₇Gd₅Ni₈ призводить до зниження струмів корозії, підвищення опору поляризації, що дає підставу стверджувати про вищу корозійну тривкість АМС Al₈₇Gd₅Ni₄Fе₄. Методом електрохімічної імпедансної спектроскопії вивчено тривкість і захисну здатність пасивувальних оксидних шарів на АМС-електродах в 0,1 М розчині NaCl. Підібрано імпедансну модель утворення межі поділу оксид–0,1М NaCl і АМС–0,1М NaCl. Виявлено, що на межі оксидна плівка–0,1 М NaCl протікають активні дифузійні окисно-відновні реакції, які описує елемент Варбурґа. Розраховані коефіцієнти дифузії аніонів розчину в поверхневий оксидний шар. Показано, що зі збільшенням часу електрохімічної реакції в 0,1 М NaCl дифузія зменшується через ущільнення поверхневих кисневмісних шарів.

Проаналізовано утворення корозійних уражень впродовж простою бурового долота в експлуатації і низьку тріщиностійкість високоміцної сталі за дії водного середовища, які спричиняють втрату роботоздатності пари кочення бурового долота. Досліджено залежність між структурою високоміцної сталі 55СМ5ФА роликів опор доліт і її короткочасною тріщиностійкістю з урахуванням впливу на неї води, при цьому зі зниженням в’язкості руйнування сталі негативний вплив середовища на опірність поширенню тріщин посилюється. Оптимальною структурою сталі роликів є дрібнозернистий мартенсит з ≈1% трооститу з твердістю HRC 56…58. Для гальмування корозійно-механічного руйнування доліт рекомендовано їх консервувати впродовж простоїв між бурінням змащуванням не тільки ніпельної частини, але і відкритих опор долота.

На основі запропонованої раніше моделі росту тріщин корозійного розтріскування та розповсюдженої теорії повзучості інкрементального типу розглянуто прогнозування корозійного розтріскування конструкцій за наявності високотемпературної повзучості. Подано математичну поставу задачі, в якій враховано вплив на корозійне розтріскування властивостей агресивного середовища й перерозподілу напружень у часі внаслідок повзучості. Для розв’язання задачі використано метод Бубнова–Гальоркіна. Розглянуто приклад з прогнозуванням корозійного розтріскування за умов повзучості труби під внутрішнім тиском.

Проаналізовано розвиток корозійних дефектів у промисловому нафтопроводі. З допомогою ультразвукового методу експериментально виміряно дефекти у трубопроводі після перших п’яти і десяти років експлуатації. Показано, що стоншення стінки труби після 10 років експлуатації становить 22% від її початкової товщини. Для оцінювання дефектності стану трубопроводів вибрано J-інтеграл і розкриття тріщини δ. На основі експериментальних даних про корозійні дефекти розраховані значення J-інтеграла.

Досліджено механічні та електрохімічні властивості окремих зон зварного з’єднання трубної сталі 17Г1С. Встановлено, що тривала експлуатація спричиняє зниження пластичності та ударної в’язкості, особливо металу зони термічного впливу. Для експлуатованого матеріалу спостерігається загальна закономірність зміщення потенціалу всіх зон зварного з’єднання у від’ємний бік, найменше – для основного металу. Зі збільшенням тривалості експлуатації магістральних трубопроводів на металі шва може локалізуватись корозія.

Описано методику трибокорозійних досліджень контактуючих пар у середовищах різної агресивності за умов реверсивного тертя з використанням мікрозонда, поєднаного з електродом порівняння. За цією методикою отримано точнішу інформацію про електрохімічний стан доріжки тертя, особливо під час випробувань у середовищах з низькою провідністю.

Досліджено зміну властивостей біметалу 09Г2С+08Х13 з колон К-6 та К-2 ЗАТ “ЛИНИК”, які пропрацювали відповідно 27 та 12 років. Порівняно механічні властивості при 20 і 200 ^oС експлуатованої сталі 09Г2С із металом у стані постачання. Показано, що серед механічних характеристик найінформативніші показники σ_0,2, σ_B, δ, а також комплексна величина σ_0,2 /σ_B. Відносне звуження ψ та ударна в’язкість внаслідок значного розкиду результатів вимірів недостатньо інформативні. Тривала експлуатація біметалу спричинила виразкову корозію внутрішньої поверхні колони, корозійне розтріскування в зоні термічного впливу зварних швів та ножову корозію. З’ясовано, що теорія дислокацій адекватно пояснює причини і механізм зміцнення сталей під час експлуатації в агресивних середовищах.

Запропоновано електроліт на основі сульфату хрому (1 mol/l Cr(III)), що містить одночасно мурашину кислоту та карбамід (сечовину) і дає можливість осаджувати Cr-покриви завтовшки кілька десятків мікрометрів. Показано, що вихід за струмом, а також швидкість осадження зростають з підвищенням густини струму, pH і зниженням температури. Підібрано оптимальні умови електролізу, за яких вдається отримувати високоякісні блискучі хромові осади, при цьому швидкість осадження металу 0,5÷1,5 µm/min. Встановлено, що найоптимальніша концентрація і мурашиної кислоти, і карбаміду 0,5 mol/l. Показана необхідність використання певних поверхнево-активних речовин для запобігання утворення пітингу на поверхні осаду. Виявлено, що мікротвердість Cr-осадів сягає найвищих значень (950...980 kg/mm²) за густини струму 30...35 А*dm^–2 і знижується зі зростанням температури і pH. Електроліз виконували, застосовуючи титан-діоксидноманганові аноди, тому немає потреби розподіляти катодний та анодний простори.

Для поруватого керамічного композита 10Sc1CeSZ–NiO як матеріалу анода-підкладки керамічної паливної комірки запропоновано циклічну відновлювально-окиснювальну обробку (відокс-циклування або англійською redox cycling), кожний окремий цикл якої полягає у відновленні матеріалу у водні впродовж 4 h при 600 ^oС та наступному окисненні у повітрі за цих же умов. Це дає можливість одержати анодний кермет 10Sc1CeSZ–Ni з підвищеною електронною провідністю, незважаючи на понижений вміст оксиду нікелю, та міцністю на рівні композита у вихідному стані.

Аналітично та експериментально виявлено кінетичні особливості азотування (α+β)-титанових сплавів, зумовлені їх фазово-структурним станом і поверхневими явищами. Оцінено вплив температурно-часових параметрів обробки на глибину азотованого шару. Встановлено, що зі збільшенням вмісту β-фази в сплавах насиченість поверхневої зони азотом зменшується. Це зумовлено меншою його розчинністю в β-фазі, ніж у α-фазі, інтенсивнішою дифузією в глибину зразка та формуванням глибшої зміцненої зони.

Вивчено вплив концентрації компонентів реакційноздатних композицій та умов одержання і затвердження фенолоформальдегідних смол епоксидною смолою в присутності полівінілпіролідону (ПВП) на фізико-механічні, теплофізичні, адгезійні, електроізоляційні та антикорозійні властивості композитів. Позитивний ефект модифікації ПВП та епоксидною смо-лою проявляється в області концентрацій 0,5...1 mass.% ПВП, 25...30 mass.% ЕД-20 у при-сутності 1 mass.% N,N-диметиланіліну, зокрема адгезійна міцність клею на основі розробленої композиції зростає в 4 рази і становить 5...6 МPа, ударна міцність, міцність за статичного згину, поверхнева твердість та питомий об’ємний електричний опір, затверджених зразків при 150...160 ^oС впродовж 25...30 min, зростають в 1,5–2,5 рази і відповідно становлять 5...6 J/m², 15...17 МРа, 350...420 МРа та 5,5...6,5•10¹⁰ Ω•m. Зміна властивостей суттєво залежить від умов затвердження. Оптимізовано рецептуру модифікованих фенолоформальдегідних композицій, що передбачає одержання матеріалу з прогнозованими властивостями.

Наведено результати дослідження впливу напруженості під час холодного пластичного деформування на структуру матеріалу і його міцність. Випробувано вали, отримані методом поздовжнього холодного вальцювання і виготовлені із легованої сталі, термічно поліпшеної перед формуванням до твердості HRC 34. Встановлено, що деформація змінює структуру і твердість матеріалу.

Подано експериментальні результати втомного росту тріщин в алюмінієвому сплаві AlCu4Mg1 в умовах пропорційного і непропорційного згину з розтягом. Досліджено прямокутні зразки з концентратором на згин. Випроби виконано в умовах високочастотної втоми при R = –1 і торсійного навантаження φ= 0; 45 ^o і 90 ^o. Використано лінійне, еліптичне і колове навантаження. Втомний ріст тріщини виміряно за допомогою мікроскопа з 25-кратним збільшенням. Реалізовано I + III моди навантаження. Ріст тріщин на двох бокових поверхнях зразків неоднаковий, проте різниця в довжинах тріщини від концентратора несуттєва. Побудовані діаграми втомного росту тріщини для складного наватаження і показано, що вплив навантаження згином на розмах ΔK у п’ять разів сильніший порівняно з навантаженням закрутом.

Проаналізовано зносотривкість, будову і склад евтектичних покривів системи Fe–Mn–C–B, легованих Si, Ni та Cr, одержаних на сталі 45 методом електродугового і плазмо-вого наплавлення із використанням евтектичних порошкових дротів. Під час зношування ев-тектичних покривів відбуваються інтенсивні дифузійні процеси, які призводять до сегрегації і, відповідно, зростання на поверхні тертя вмісту С, В та Si. Бор і кремній утворюють на фактич-них плямах контакту нестехіометричні оксиди. Вуглець перебуває у вільному стані. Внаслідок цього зменшується коефіцієнт тертя, а отже, підвищується зносотривкість евтектичних стoпів.

За узагальненими функціями отримано рівняння теплопровідності з розривними та сингулярними коефіцієнтами для ізотропного шару з чужорідним включенням циліндричної форми, що виділяє тепло. За допомогою кусково-лінійної апроксимації температури на межових поверхнях включення та інтегрального перетворення Ганкеля побудовано аналітичний розв’язок граничної задачі теплопровідності з тепловіддачею. Виконано числовий аналіз для розглядуваної системи.