Досліджено характеристики циклічної тріщиностійкості (ЦТ) сплавів В95пчТ1 у вихідному стані та після модельної деградації, а також В95Т1 після експлуатації 40 років у верхній обшивці крила літака АН-12 за кімнатної і низької (–60 _oС) температур. Зафіксовано зниження характеристик ЦТ обох деградованих сплавів порівняно з вихідним станом та виявлено низькотемпературне окрихчення сплаву В95Т1. Проаналізовано роль інтерметалідних включень у падінні характеристик ЦТ сплавів типу В95 після експлуатаційної деградації.

Побудовано розрахункову модель для дослідження росту тріщини високотемпературної повзучості за довготривалих статично-розривних навантажень (маневрений режим експлуатації). Визначено залишкову довговічність труби паропроводу за таких умов експлуатації. Встановлено, що через таких навантажень може виникнути до непередбачене руйнування елементів конструкцій.

Досліджено напружено-деформований стан у зоні передруйнування в околі вершини тріщини у хрестоподібних зразках із сталі 09Г2С за непропорційного двовісного навантаження. Отримано розподіл деформацій у цій зоні на ділянці розміром 6x4,5 mm методом цифрової кореляції спекл-зображень. Порівняно поля розподілу деформацій та критичні параметри, отримані на повітрі і у водні. Встановлено, що за двовісного навантаження критичний коефіцієнт інтенсивності напружень K_С, критичне розкриття тріщини δ_С і критична деформація ε_С біля її вершини змінюються в межах 15; 47 і 40%, відповідно, залежно від параметра жорсткості навантаження æ. У водні виявлено зсув максимуму залежності Р_С від параметра æ в бік додатних його значень. Максимальний вплив водню на δ_С і ε_С спостерігають за одновісного розтягу (æ = 0).

На основі теорії вищого порядку для шаруватих анізотропних пластин та експериментально визначених прогинів за триточкового згину шаруватих балок запропонована методика ідентифікації їх модулів пружності. Теоретична модель враховує зсувні і нормальні деформації та напруження. Модулі знайдено на основі мінімізації відхилень експериментальних значень прогинів від розрахункових.

Розроблено метод розрахункової сумарної оцінки впливу коригування і зношування зубів на ресурс зубчастих циліндричних передач та контактні напруження. У результаті обчислень встановлено якісні і кількісні закономірності впливу конструкційного (кутового коригування зачеплення) та експлуатаційного (лінійного зношування зубів) чинників. Показано, що за кутового коригування наявний оптимум коефіцієнтів зміщення, за яких ресурс буде максимальним порівняно з некоригованим зачепленням. Встановлено, що реальна тривалість роботи та несуча здатність передачі буде вища за врахування зміни вихідних профілів зубів внаслідок їх зношування.

Розглянуто двовимірну задачу термопружності для площини з двокомпонентним круговим включенням і тріщиною. Задачу зведено до системи двох сингулярних інтегральних рівнянь на замкненому (межа включення) і розімкненому (тріщина) контурах. Числовий розв’язок інтегральних рівнянь одержано методом механічних квадратур. Досліджено вплив теплофізичних і механічних властивостей компонент включення на коефіцієнти інтенсивності напружень у вершинах тріщини.

Досліджено вплив рідкометалевого середовища на механічні властивості сталі феритно-мартенситного класу 20Х13 у температурному інтервалі 300…600 ^oС. Показано, що розплави свинцю та евтектики свинець-вісмут сприяють зниженню тимчасового опору руйнуванню сталі 20Х13 на 10…20% порівняно з вакуумом, причому зі збільшенням температури цей ефект посилюється. Виявлено вплив рідкометалевого середовища на здатність сталі 20Х13 до пластичної деформації за підвищених температур. Встановлено, що сталь 20Х13 є схильною до рідкометалевого окрихчування в діапазоні температур 350…450 ^oС, яке слабше проявляється у свинці і суттєвіше у евтектиці свинець-вісмут. Зниження відносного видовження порівняно з вакуумом залежить від середовища і у Pb становить 11% за температури 450 ^oС, а в розплаві евтектики Pb-Bi - 15…30% за температур 350…400 ^oС.

Диференціальним термічним та рентгенівським фазовим аналізами досліджено взає-модію з воднем сплаву на основі SmCo₅ з домішками фази SmCo₃ під початковими тисками водню 0,3; 0,4; 0,5 і 0,6 МРа, при температурах 713 і 913 K та витримуванні 2 і 5 h. При 713 K з воднем взаємодіє тільки сполука SmCo₃ з утворенням неіденти-фікованих фаз. При 913 K і тиску 0,3 та 0,4 МРа, τ = 2 і 5 h сплав частково диспро-порціонує на гідрид самарію і кобальт. Повне диспропорціонування встановлено за тисків 0,5 і 0,6 МРа і витримці τ = 2 і 5 h. У вакуумі при 1223 K продукти диспро-порціонування рекомбінують у вихідні фази.

Тонкі покриви на основі SiO₂ та TiO₂, отримані золь-гель методом, застосовують у медицині, хімічній та харчовій промисловості. Для досягнення необхідних їх фізико-хімічних, механічних і захисних властивостей використано оптимальні режими золь-гель методу, щоб одержати покриви на основі диоксидів титану та кремнію на поверхні нержавної сталі типу 316L. Для оцінки властивостей покривів вжито методи раманівської спектроскопії, а поверхню досліджено за допомогою сканівного електронного мікроскопа. Морфологію поверхні вивчали до та після випробувань на розтяг на гідравлічній машині MTS 810 з навантаженнями до 100 kN. Встановлено, що покриви володіють необхідними фізико-хімічними та механічними властивостями, щоб їх застосовувати як захисні.

Досліджено вплив термомеханічної обробки (ТМО), розробленої для двофазних α+β-титанових сплавів, на мікроструктуру та механічні характеристики нового титанового сплаву Т110. Особливість запропонованого методу в тому, що перед гаря-чою деформацією обробляють на β-твердий розчин при температурі однофазної β-області з подальшим охолодженням зі строго контрольованою швидкістю, внаслідок чого вдається усунути негативний вплив на кінцеву мікроструктуру вихідної грубої будови α-фази литого матеріалу і сформувати за наступної пластичної деформації при температурі на 50… 70 ^oС нижчій за температуру завершення поліморфного перетворення Т_β в сплаві однорідну дисперсну мікроструктуру з наближеною до глобулярної будовою фаз. Завдяки цьому суттєво і одночасно підвищуються характеристики і міцності, і пластичності. Подальша зміцнювальна ТМО з дещо підвище-ною температурою нагрівання під гартування забезпечила збільшення міцності до рекордного для стандартних (пічних) методів ТО значення (1366 MPa) за достатнього рівня пластичності. Подібний баланс міцності і пластичності є унікальний для титанових сплавів, що піддаються обробці з використанням стандартних (пічних) методів нагрівання.

Встановлено, що електропровідність порошкових сплавів ВТ1-0 та Fe–18Cr–14Ni, яка становить 6,3…8,8•10⁵ S/m, в 3–5 разів вища, ніж широковживаних анодних матеріалів YSZ–Ni для твердооксидних паливних комірок (ТОПК). Показано, що негативний вплив високої температури на механічні характеристики досліджуваних матеріалів є значно більший порівняно з впливом водню. Встановлено, що границі міцності і витривалості матеріалу Fe–18Cr–14Ni у високотемпературному водні вищі, ніж у ВТ1-0, і близькі до гранично допустимого значення міцності (100 MPa) ТОПК з анодом-підкладкою.

Досліджено вплив водневої атмосфери за тисків до 30 MPa та заздалегідь поглинутого при 623 K водню на короткочасну і довготривалу статичну тріщиностійкість зразків із мартенситної ЕП-517 (15Х12Н2МФАВ) та аустенітної дисперсійно твердкої ЕП-700 (10Х15Н27Т3В2МР) сталей. Встановлено, що під дією водню у 2–3 рази знижується коефіцієнт інтенсивності напружень K_с і зменшується товщина зразка, за якої реалізується плоскодеформований стан. Вплив водню на значення Kс посилюється зі збільшенням тиску водневої атмосфери (сталь ЕП-517), концентрації заздалегідь поглинутого за високих температур водню (сталь ЕП-700), а також зі зменшенням товщини зразків від 35 до 10 mm. Після витримки у повітрі за кімнатної температури впродовж 17,5•10⁴ h вміст водню в сталях знижується, значення K_с зростають, але є на 20 % нижчі, ніж для ненаводнених зразків. За випробувань на довготривалу статичну тріщиностійкість на базі 300 h встановлено інваріантну характеристику тріщиностійкості сталі ЕП-700 – порогове значення K_ІHST, рівне 38 √M Pa .

Описано методику визначення тривісного напруженого стану за стикового зварювання швидкорухомим концентрованим джерелом тепла. Побудовано тривимірні розподіли компонент поля напружень для зварних з’єднань різних товщин з алюмінієвого сплаву 1201-Т, з’єднаних електронно-променевим зварюванням. Показано, що максимальними є залишкові поперечні σ_хх і осьові σ_уу напруження, які становлять 80…90% від границі міцності металу. Встановлено, що для пластин меншої товщини залишкові напруження більші за рахунок менших розмірів зони термоде-формаційного впливу.

Фазові перетворення в іонно-азотованих поверхневих шарах сталі 12Х18Н10Т під час термоциклічної обробки (нагрівання до 1050 K та охолодження зі швидкістю процесу 30 K/min) досліджено методом магнетного аналізу з використанням вібраційного магнетометра, що дало можливість впливати на квазістабільне кількісне співвідношення між мартенситом та аустенітом в азотованому поверхневому шарі сталі. Виявлено, що в результаті термоциклічної обробки температура прямого мартенситного перетворення в азотованому поверхневому шарі зростає від 380 K під час першого циклу охолодження до 540 K під час п’ятого.

З використанням стохастичного підходу оцінено технологічну пластичність корозійнотривкої сталі 03Х18ТБч за розподілом розміру зерен у ній після двох варіантів термообробки.

Розроблено способи керування структурою молібденових і вольфрамових покривів шляхом зміни атмосфери над ванною та нестаціонарними струмовими режимами. Досліджено вплив умов і параметрів електролізу (матеріал основи, склад електроліту, температура, катодна густина струму, тривалість, реверсний режим осадження) на склад і структуру покривів.

Подано результати досліджень впливу різного виду багатоетапної термо- обробки на мікроструктуру і властивості високохромової мартенситної литої сталі GX12CrMoVNbN9-1 (GP91). Для досліджень взято зразки, отримані з пробного злитка. Термообробку литої сталі GP91 здійснювали в температурно-часових параметрах, характерних для обробки багатотонного лиття сталі. Дослідження показали, що в литому стані сталь GP91 має грубозернисту мікроструктуру пластинчастого мартенситу із вмістом карбідів типу M23C6, M3C і NbC, яка відповідає механічним властивостям за стандартом. За допомогою термообробки литої сталі GP91 отримано дрібнозернисту мікроструктуру високовідпущеного пластинчастого мартенситу з чисельними вкрапленнями типу M23C6 і МX різного розміру. Структура литої сталі GP91 після термообробки одержала високі пластичні характеристики, переважно пружності, з властивостями міцності (межі пластичності) наближені до необхідного мінімуму.

Досліджено вплив оксидування сплаву ВН-10 системи ніобій–титан на його трибо-логічні властивості. Показано, що під час окиснення на поверхні сплаву утворюється захисна складна за будовою і хімічним складом відносно щільна та тверда окалина, яка складається з оксидів, близьких за стехіометрією до Ti_0,4Al_0,3Nb_0,3O₂ і TiNb₂O₇. Після оксидування за оптимальної температури (673...773 K) мікротвердість сплаву підвищується на 25...28%. Це сприяє зростанню його зносотривкості за контактного тиску 1,5 MPa в умовах тертя без мащення на повітрі та після електролітичного наводнювання: знос оксидованого матеріалу на порядок нижчий, ніж у вихідному стані, коефіцієнт тертя знижується у 5 разів.

Вивчено крайові кути змочування водою, аліфатичними спиртами, монокарбоновими кислотами та деякими інгібіторами поверхні маловуглецевої та нержавної сталей, міді, латуні, алюмінієвих і магнієвих сплавів. Показано, що поверхня металів з пасивною плівкою гідрофобніша, ніж мало та середньовуглецевих сталей і магнію. Плазмоелектролітне оксидування сплавів алюмінію та магнію посилює гідрофільність їх поверхонь. Введення до складу оксидокерамічного покриву хрому сприяє гідрофобізації поверхні. Механо-імпульсне зміцнення сталі, формуючи на поверхні наноструктури, гідрофобізує її та підвищує адсорбцію поверхнево-активних речовин. Попередня пластична деформація 2,5...15% посилює змочування водою поверхні, збільшуючи адсорбцію органічних інгібіторів та дещо знижуючи адсорбцію неорганічних. Експлуатаційна деградація трубної сталі (30 років) зменшує крайові кути змочування, значення яких сумірні з такими ж для пластично деформованої сталі за деформації 2,5%.

Запропоновано новий коефіцієнт для оцінювання ефективності вихрострумового давача. Виявлено інваріантні властивості цього коефіцієнта. Зокрема показано, що він залежить тільки від співвідношення розмірів обмоток і не залежить від робочої частоти, розмірів і кількості витків вихрострумових давачів. Коефіцієнт вихрострумової ефективності можна використовувати в теорії вихрострумового контролю для порівняльного оцінювання конструктивної ефективності вихрострумових здавачів та розроблення нових положень нормативних документів з визначення їх характеристик.