НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ім. Г. В. КАРПЕНКА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Міжнародний науково-технічний журнал

Заснований у січні 1965 року

Виходить 6 разів у рік

том 50, № 1, 2014

січень – лютий

ЛЬВІВ

 

 

 

 

 

  

РЕДАКЦІЙНА КОЛЕГІЯ

В. В. ПАНАСЮК (головний редактор), В. М. ФЕДІРКО (заст. головного редактора), Р. Р. КОКОТ (відповідальний секретар), О. Є. АНДРЕЙКІВ, С. А. БИЧКОВ, І. М. ДМИТ­РАХ, І. М. ЗІНЬ, Г. С. КІТ, Р. М. КУШНІР, Л. М. ЛОБАНОВ, З. Т. НАЗАРЧУК, Г. М. НИ­КИФОРЧИН, І. В. ОРИНЯК, О. П. ОСТАШ, В. І. ПОХМУРСЬКИЙ, І. К. ПОХОДНЯ,
М. П. САВРУК, З. А. СТОЦЬКО, Г. Т. СУЛИМ, В. В. ФЕДОРОВ, С. О. ФІРСТОВ, П. В. ЯСНІЙ

ФІЗИКО-ХІМІЧНА
МЕХАНІКА МАТЕРІАЛІВ

том 50, № 1, 2014

січень – лютий

ЗМІСТ

Дацишин О. П., Панасюк В. В., Пришляк Р. Є. Вплив закруглення країв основи контртіла на коефіцієнти інтенсивності напружень у тілі з крайовою тріщиною..................................................................................................................... 7

Зеленяк В. М. Дослідження термопружного стану двовимірних композитних тіл
з тріщинами................................................................................................................................. 18

Попович В. С., Заводовська Н. О. Термочутливий циліндр за конвективного теплообміну зі середовищами змінної температури         25

Михайлишин В. С. Розв’язання задачі термопластичності для шаруватої сфери методом скінченних елементів        32

Чернець М. В., Жидик В. Б., Чернець Ю. М. Точність оцінки довговічності підшипника ковзання за узагальненою кумуляційною моделлю зношування................................................................................................................................. 39

Дудик М. В., Діхтяренко Ю. В., Дякон В. М. Вплив пластичності з’єднувального матеріалу на поворот міжфазної тріщини у кутовій точці межі поділу середовищ.............................................................................................................. 45

Фірстов С. О., Осташ О. П., Луговський Ю. Ф., Кузьменко М. М., Кулак Л. Д., Спірідонов С. А. Втомні властивості термодеформованих сплавів системи Ti–Si................................................................................................................. 53

Івасишин О. М., Марковський П. Є., Гавриш І. М., Карасевська О. П. Вплив швидкості охолодження під час гартування на старіння і формування механічних характеристик титанового сплаву ВТ22......................................... 60

Погрелюк І. М., Шейкін С. Є., Єфросінін Д. В. Поверхневе зміцнення титану ВТ1-0
за термодифузійного насичення азотом у діапазоні температур 650...750°С........................ 67

Малишев В. В., Шахнін Д. Б. Покрив титану на вуглецевій сталі: постійностру­мове та імпульсне електроосадження, фізико-механічні та хімічні властивості..................................................................................................................... 76

Крижанівський Є. І., Гойсан І. М., Студент О. З. Особливості росту втомних тріщин у сталі 36Г2С бурильних труб після відновлювального термічного оброблення.............................................................................. 86

Білоус В. А., Борисенко В. М., Воєводін В. М., Діденко С. Ю., Ільченко М. І.,
Неклюдов І. М., Рибка О. В. Радіаційно-абсорбувальні властивості
багатошарових композитів Al–Pb............................................................................................. 92

Яськів О. І., Федірко В. М., Кухар І. С. Вплив розплавів свинцю та евтектики свинець–вісмут на втомну довговічність сталей мартенситного та аустенітного класів................................................................................................................. 96

Балабан О. В., Григорчак І. І., Кондир А. І. Вплив ультразвукової обробки
на властивості пірофіліту та термодинамічні і кінетичні закономірності
його інтеркаляції літієм............................................................................................................ 103

Виноградов Д. В., Тихоновський М. А., Колодій І. В., Бобров Ю. П., Рудичева Т. Ю. Дослідження сорбції та десорбції водню литими та швидкозагартованими сплавами Zr–V................................................................................... 110

Євтушенко О., Куцєй М., Ох Е. Вплив термочутливості матеріалів на температуру
під час тертя.............................................................................................................................. 117

Райен С., Насрі Ф., Харрат М., Даммак М. Характеристика трибологічної поведінки хромових та цирконієвих покривів, електроосаджених на сталеву підкладку................................................................................................................ 123

Демченко В. Л., Віленський В. О., Штомпель В. І. Структура і термомеханічні властивості систем на основі епоксидного полімеру, оксидів металів
та поліаніліну............................................................................................................................ 128

Памфілов Є. А., Лукашов С. В., Прозоров Я. С. Механохімічне руйнування деталей деревооброблюваного устаткування      134

Балицький О. І., Абрамек К. Ф., Штек Т., Осіповіч Т. Діагностування деградації
замка ущільнювального кільця за втратою робочих газів двигуна
внутрішнього згорання............................................................................................................ 142

У НАУКОВИХ КОЛАХ

Рицар Д. І. Захист дисертацій............................................................................................................ 145

Стащук М. Г. Науковий семінар “Проблеми механіки крихкого руйнування”.......................... 149

Веселівська Г. Г. Науковий семінар “Корозія. Захист металів від корозії”.................................. 151

Войтко М. В. Науково-навчальний семінар молодих учених
“Наукові школи ФМІ – естафета поколінь” .......................................................................... 154

У СВІТІ КНИГ................................................................................................................................... 155

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ
МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ

том 50, № 1, 2014

январь – февраль

СОДЕРЖАНИЕ

Дацышин А. П., Панасюк В. В., Прышляк Р. Е. Влияние закругления краев основы контртела на коэффициенты интенсивности напряжений в теле с краевой трещиной.............................................................................................................. 7

Зеленяк В. М. Исследование термоупругого состояния двумерных композитных тел
с трещинами................................................................................................................................ 18

Попович В. С., Заводовская Н. О. Термочувствительный цилиндр при конвективном теплообмене со средами c изменяющейся температурой.............................................................................................................................. 25

Михайлишин В. С. Решение задачи термопластичности для слоистой сферы методом конечных элементов               32

Чернец М. В., Жидык В. Б., Чернец Ю. М. Точность оценки долговечности подшипника скольжения по обобщенной кумуляционной модели изнашивания............................................................................................................................... 39

Дудык М. В., Дихтяренко Ю. В., Дякон В. М. Влияние пластичности соединяющего материала на поворот межфазной трещины в угловой точке границы раздела сред....................................................................................................... 45

Фирстов С. А., Осташ О. П., Луговской Ю. Ф., Кузьменко Н. Н., Кулак Л. Д.,
Спиридонов С. А. Усталостные свойства термодеформированных сплавов
системы Ti–Si.............................................................................................................................. 53

Ивасишин О. М., Марковский П. Е., Гаврыш И. М., Карасевская О. П. Влияние скорости охлаждения при закалке на старение и формирование механических характеристик титанового сплава ВТ22.................................. 60

Погрелюк И. Н., Шейкин С. Е., Ефросинин Д. В. Поверхностное упрочнение титана ВТ1-0 при термодиффузионном насыщении азотом в диапазоне температур 650...750°С............................................................................................ 67

Малышев В. В., Шахнин Д. Б. Покрытие титана на углеродистой стали: постояннотоковое
и импульсное электроосаждение, физико-механические и химические свойства................. 76

Крыжанивский Е. И., Гойсан И. М., Студент А. З. Особенности роста усталостных трещин в стали 36Г2С бурильных труб после восстановительной
термической обработки.............................................................................................................. 86

Белоус В. А., Борисенко В. Н., Воеводин В. Н., Диденко С. Ю., Ильченко Н. И.,
Неклюдов И. М., Рыбка А. В. Радиационно-абсорбирующие свойства многослойных композитов Al–Pb         92

Яськив О. И., Федирко В. Н., Кухар И. С. Влияние расплавов свинца и эвтектики свинец–висмут на усталостную долговечность сталей мартенситного
и аустенитного классов.............................................................................................................. 96

Балабан О. В., Григорчак И. И., Кондыр А. И. Влияние ультразвуковой обработки на свойства пирофиллита и термодинамические, а также кинетические закономерности его интеркаляции литием........................................... 103

Виноградов Д. В., Тихоновский М. А., Колодий И. В., Бобров Ю. П., Рудичева Т. Ю. Исследование сорбции и десорбции водорода литыми и быстрозакаленными сплавами Zr–V....................................................................................... 110

Евтушенко А., Куцей М., Ох Э. Влияние термочувствительности материалов
на температуру при трении...................................................................................................... 117

Райен С., Насри Ф., Харрат М., Даммак М. Характеристика трибологического поведения хромовых и циркониевых покрытий, электроосажденных на стальную подложку........................................................................... 123

Демченко В. Л., Виленский В. А., Штомпель В. И. Структура и термомеханические свойст­ва систем на основе эпоксидного полимера, оксидов металлов и полианилина.......................................................................................................... 128

Памфилов Е. А., Лукашов С. В., Прозоров Я. С. Механохимическое разрушение деталей деревообрабатывающего оборудования................................................................................................................................................... 134

Балицкий А. И., Абрамек К. Ф., Штек Т., Осипович Т. Диагностирование деградации замка уплотняющего кольца по потере рабочих газов двигателя внутреннего сгорания............................................................................................. 142

В НАУЧНЫХ КРУГАХ

Рыцар Д. И. Защита диссертаций...................................................................................................... 145

Стащук Н. Г. Научный семинар “Проблемы механики хрупкого разрушения”......................... 149

Веселивская Г. Г. Научный семинар “Коррозия. Защита металлов от коррозии”........................ 151

Войтко М. В. Научно-учебный семинар молодых ученых
“Научные школы ФМИ – эстафета поколений” ................................................................... 154

В МИРЕ КНИГ.................................................................................................................................. 155

PHYSICOCHEMICAL
MECHANICS OF MATERIALS

том 50, № 1, 2014

janyary – february

CONTENTS

Datsyshyn O. P., Panasyuk V. V., and Pryshlyak R. Ye. The influence of the counterbody base edges curvature on stress intensity factors in a body with an edge crack................................................................................................................. 7

РЕЗЮМЕ. Досліджено залежність коефіцієнтів інтенсивності напружень у тілі з крайо­вою довільно орієнтованою тріщиною від радіуса закруглення R країв основи контртіла, яке втискають з однобічним тертям у пошкоджене тіло в околі гирла тріщини. Це тіло у межах двовимірної задачі змодельовано пружною півплощиною з крайовим розрізом, а дію контртіла – навантаженням, яке відображає розподіл тиску, установ­лений В. М. Александровим і Б. Л. Ромалісом, у зоні контакту двох пружних цилінд­рів з початковою смугою контакту. Числові результати отримано для однакових ма­теріалів контактних тіл для півдовжини початкової ділянки контакту b = [5; 10] mm і радіуса R = [0,1; 1,0; 10,0; 100,0] mm, а також кута нахилу крайової тріщини, віднос­ного розміщення контртіла і тріщини та її довжини.

РЕЗЮМЕ. Исследована зависимость коэффициентов интенсивности напряжений в теле с краевой произвольно ориентированной трещиной от радиуса закругления R краев основы контртела, вдавливаемого с трением в поврежденное тело в окрестности устья трещины. Это тело в рамках двумерной задачи смоделировано упругой полуплоскостью с краевым разрезом, а действие контртела – модельной нагрузкой, отображающей распре­де­ление давления, установленное В. М. Александровым и Б. Л. Ромалисом, в зоне кон­такта двух упругих цилиндров с начальной полосой контакта. Числовые результаты полу­чены для одинаковых материалов контактирующих тел для значений полудлины началь­ного участка контакта b = [5; 10] mm и радиуса R = [0,1; 1,0; 10,0; 100,0] mm, а также для угла наклона краевой трещины, относительного размещения контртела и трещины и ее длины.

SUMMARY. Dependence of the stress intensity factors in a body with an edge arbitrary oriented crack on the curvature radius R of the edges of counterbody base, pressed with unila­teral friction into a cracked body near the crack mouth, is investigated. This body has been mo­deled within a two-dimensional problem as an elastic half-plane with an edge cut, and counter­body action – as a load modeling the pressure distribution, established by V. M. Alek­sandrov & B. L. Romalis, in the contact zone of two elastic cylinders with initial contact strip. Numerical results were obtained for identical materials of contact solids for values of half-length of the ini­tial contact area b = [5; 10] mm and radius R = [0.1; 1.0; 10.0; 100.0] mm, as well as incli­nation angle of an edge crack, relative position of a counterbody and crack and its length.

Zeleniak V. M. Investigation of the thermo-stressed state of two-dimensional composites
with cracks .................................................................................................................................. 18

РЕЗЮМЕ. Наведено короткий огляд досліджень застосування методу сингулярних інте­гральних рівнянь для розв’язання двовимірних задач механіки для тіл з тріщинами. Особливу увагу звернено на стаціонарні задачі теплопровідності і термопружності для кусково-однорід­них тіл з тріщинами.

РЕЗЮМЕ. Приведен краткий обзор исследований по применению метода сингулярных интегральных уравнений для решения двумерных задач механики для тел с трещинами. Особое внимание уделено стационарным задачам теплопроводности и термоупругости для кусочно-однородных тел с трещинами.

SUMMARY. A brief survey of investigations on application of the singular integral equa­tions method to solving two-dimensional problems of mechanics for bodies with cracks is pre­sented. A special attention is given to the case of steady heat conductivity and thermo­elasticity for piecewise-homogeneous bodies with cracks.

Popovych V. S. and Zavodovska N. O. A temperature-sensitive cylinder
under convective heat exchange with variable temperature environments..................................... 25

РЕЗЮМЕ. На основі моделі термочутливого тіла визначено температурне поле циліндра скінчен­ної довжини, через поверхні якого здійснюється конвективний теплообмін з довкіллям високої температури. При цьому коефіцієнти теплообміну на обмежувальних поверхнях різні, а температура середовища, що омиває циліндричну поверхню, змінюється по висоті циліндра. Ви­явлено ефективність застосування для розв’язання таких двовимірних нелінійних задач тепло­провідності методу лінеаризувальних параметрів. Порівнянням знайденого розподілу темпера­тури з отриманим на основі лінійної моделі (коли коефіцієнт теплопровідності сталий і рівний опорному чи середньоінтегрально­му значенням) встановлено вплив на цей розподіл термочут­ливості матеріалу.

РЕЗЮМЕ. На основе модели термочувствительного тела определено температурное поле цилиндра конечной длины, сквозь поверхности которого осуществляется конвективный теп­лообмен с окружающей средой высокой температуры. При этом коэффициенты теплообмена на ограничивающих поверхностях разные, а темпераутра среды, омывающей цилиндрическую поверхность, изменяется по высоте цилиндра. Показана эффективность применения для реше­ния таких двумерных нелинейных задач теплопроводности метода линеаризующих парамет­ров. Сравнением найденного распределения температуры с полученным на основе линейной модели (когда коэффициент теплопроводности постоянный и равный его опорному или сред­неинтегральному значениях) выявлено влияние на это распределение термочувствительности материала.

SUMMARY. Based on the thermosensitive body model the temperature field of a finite length cylinder with convective heat transfer through all its surfaces with the environment of high temperature is determined. The heat transfer coefficients for limiting surfaces are different, and the temperature around the cylindrical surface changes along the cylinder height. The effec­tiveness of the linearizing parameters method for solution of the two-dimensional nonlinear heat conduction problems is shown. By comparing the found temperature distribution with that obtained by the linear model (when thermal conductivity coefficient is constant and equal to its basic value or mid-integral value) the influence on this distribution of the material temperature-sensitivity is shown.

Mykhailyshyn V. S. Solution of the thermoplasticity problem for a layered sphere
by the finite element method......................................................................................................... 32

РЕЗЮМЕ. Запропоновано підхід до дослідження термомеханічних станів у шаруватих пластично деформівних термочутливих тілах довільної геометричної форми з довільною орі­єнтацією поверхонь розмежування шарів. Він базується на формулюванні задачі нестаціонар­ної теплопровідності, задачі теорії пластичного неізотермічного течіння, розрахункових схе­мах методу скінченних елементів та відповідному програмному забезпеченні. Вивчено термо­механічну поведінку двошарової сфери за швидкого охолодження від початкової однорідної температури.

РЕЗЮМЕ. Предложен подход к исследованию термомеханических состояний в слоистых пластически деформируемых термочувствительных телах произвольной геометрической кон­фигурации с произвольной ориентацией поверхностей разграничения слоев. Он базируется на формулировании задачи нестационарной теплопроводности, задачи теории пластического не­изотермического течения, расчетных схемах метода конечных элементов и соответствующем программном обеспечении. Изучено термомеханическое поведение двухслойной сферы при быстром охлаждении от начальной однородной температуры.

SUMMARY. The approach to investigation of the thermomechanical states in the layered plastic deformable thermal sensitive solids with arbitrary geometric configuration and arbitrary orientation of the layers delimiting surfaces is proposed. The approach is based on the formula­tion of the nonstatio­nary heat conductivity problem, the problem of plastic non-isothermal yielding, computa­tion finite element schemes and suitable software. The thermomechanical be­haviour of the two-layer sphere under quick cooling from the initial temperature is investi­gated.

Chernets M. V., Zhydyk V. B., and Chernets Yu. M. Accuracy of sliding bearing life time estimation by the generalized cumulative wear model 39

РЕЗЮМЕ. За узагальненою кумуляційною моделлю зношування з використанням розроб­леного експрес-методу дослідження кінетики трибоконтактної взаємодії у підшипнику ковзан­ня з малою овальністю вала оцінено точність обчислень довговічності. Вивчено однообластеві та одно–дво–однообластеві контактні взаємодії вала і втулки. Ґрунтовно проаналізовано отри­мані результати та встановлено вплив параметрів інтервально-блочної основної та модифіко­ваної схем обчислень на точність розрахунку довговічності підшипника. Виявлено закономір­ності зниження точності розв’язку залежно від розмірів блоків циклів взаємодій зі сталими умовами та інтервалу дискретизації контуру вала. Вказано оптимальні з інженерної точки зору схеми обчислень та їх параметри.

РЕЗЮМЕ. Согласно обобщенной кумуляционной модели изнашивания с использованием разработанного экспресс-метода исследования кинетики трибоконтактного взаимодействия в подшипнике скольжения с малой овальностью вала проведена оценка точности вычислений долговечности. Исследовано однообластевые и одно–двух–однообластевые контактные взаи­модействия вала и втулки. Детально проанализированы полученные результаты и установлено влияние параметров интервально-блочной основной и модифицированной схем вычислений на точность расчeта долговечности подшипника. Выявлены закономерности снижения точности вычислений в зависимости от размера блоков циклов взаимодействий с постоянными условия­ми и интервала дискретизации контура вала. Представлены оптимальные с инженерной точки зрения схемы вычислений и их параметры.

SUMMARY. According to the generalized cumulative wear model with the use of the deve­loped express-method for investigation of the kinetics of tribocontact interaction in the sliding bearing with small ovality of the shaft, the accuracy of life time calculation has been conducted. Single-area and single–double–single area interaction of a shaft and a bush has been investi­gated. The de­tailed analysis of the obtained results has been done and the effect of interval-block basic and modified calculation schemes parameters on the bearing life time accuracy calculation has been determined. The regularities of solution accuracy decrease in de­pendence on the sizes of the cycle interaction blocks with constant conditions and sampling inter­val of the shaft con­tour has been found. The optimum calculation schemes and their pa­rameters, from the enginee­ring point of view, have been presented.

Dudyk M. V., Dikhtiarenko Yu. V., and Dyakon V. M. The influence of joining material plasticity on the turning of interfacial crack at an angle point of the interface.............................................................................................................................. 45

РЕЗЮМЕ. Подано розв’язок задачі про зону передруйнування, що в умовах плоскої де­формації розвивається з вершини міжфазної тріщини, яка збігається з кутовою точкою межі поділу двох різних матеріалів. Зону передруйнування змодельовано лінією розриву дотичного переміщення на межі поділу та бічною лінією розриву нормального пере­міщення. Отримано рівняння для обчислення довжини обох ліній розриву і вирази для визначення розкриття трі­щини. Досліджено вплив пластичності з’єднувального матеріалу на напрямок і умови зрушен­ня тріщини.

РЕЗЮМЕ. Приведено решение задачи о зоне предразрушения, которая в условиях плос­кой деформации развивается из вершины межфазной трещины, совпадающей с угловой точкой границы раздела двух различных материалов. Зону предразрушения смоделировано линией разрыва касательного смещения на границе раздела и боковой линией разрыва нормального смещения. Получены уравнения для расчета длины обеих линий разрыва и выражения для оп­ределения раскрытия трещины. Исследовано влияние пластичности связующего на направле­ние и условия страгивания трещины.

SUMMARY. The solution of the problem on the prefracture zone developing in the plain strain conditions from the interface crack tip which coincides with the corner point of two dissi­milar materials interface is presented. The prefracture zone is modelled by the line of rupture of tangential displacement at the interface and by the side line of rupture of normal displacement. The equations for the length of both rupture lines calculation and expressions for the crack ope­ning displacement are obtained. The influence of the joint material plasticity on the direction and crack moving conditions is investigated.

Firstov S. O., Ostash O. P., Lugovskyi Yu. F., Kuzmenko M. M., Kulak L. D.,
and Spiridonov S. A. Fatigue properties of thermodeformed Ti–Si alloys ................................... 53

РЕЗЮМЕ. Досліджено пружні і втомні властивості відомих титанових сплавів ВТ1 і ВТ6, а також нових деформованих системи Ti-Si з вмістом кремнію від 0,1 до 6%. Встановлено, що зі збільшенням вмісту цього елемента зростають модуль пружності, границя витривалості гладкого зразка та розрахунковий поріг втоми зразка з тріщиною, визначений за параметрами втомного зламу. Виявлено, що механічні характеристики сплавів системи Ti-Si перевищують встановлені для широко використовуваного сплаву ВТ6.

РЕЗЮМЕ. Исследованы механические свойства известных титановых сплавов ВТ1 и ВТ6, а также новых деформированных системы Ti–Si с содержанием кремния от 0,1 до 6%. Выявлено, что с увеличением количества кремния возрастают модуль упругости, предел вы­носливости гладкого образца и расчетный порог усталости образца с трещиной, определенный по параметрам усталостного излома. Показано, что механические характеристики сплавов сис­темы Ti–Si превышают установленные для широко используемого сплава ВТ6.

SUMMARY. The elastic and fatigue properties of the known BT1 and BT6 titanium alloys and new deformed Ti-Si alloys with silicon content from 0.1 to 6% are investigated. The in­crease of elasticity modulus, fatigue limit of smooth specimen and calculated threshold fatigue of cracked specimen, defined by fatigue fracture surface parameters, occurs with the silicon content increase. It is shown that the mechanical properties of Ti–Si alloys exceed the establi­shed for the commonly used BT6 alloy.

Ivasishin O. M., Markovsky P. E., Gavrysh I. M., and Karasevska O. P. The influence
of cooling rate under quenching on aging and mechanical characteristics formation
of ВТ22 titanium alloy.................................................................................................................. 60

РЕЗЮМЕ. Вивчено вплив швидкості охолодження від температур обробки на твердий
β-розчин на механізм розпаду метастабільної b-фази титанового сплаву ВТ22 в умовах подаль­шого старіння, його кінцеву мікроструктуру і механічні властивості. Гартування у воді збіль­шує кількість точкових дефектів, що призводить до розпаду метастабільної b-фази з формуван­ням проміжних w- та a"(a')-фаз. У результаті підвищуються механічні характеристики сплаву, оскільки утворюється однорідніша та дисперсніша мікроструктура.

РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние скорости охлаждения от температур обработки на твер­дый b-раствор титанового сплава ВТ22 на механизм распада метастабильной b-фазы при по­следующем старении, конечную микроструктуру и механические свойства. Закалка в воде уве­личивает количество точечных дефектов, что приводит к распаду метастабильной b-фазы с образованием промежуточных w- и a"(a')-фаз. В результате повышаются механические харак­теристики сплава, поскольку образуется более однородная и дисперсная конечная микроструктура.

SUMMARY. Taking as program material commercial titanium ВТ22 alloy the influence of cooling rate after solid b-solution treatment on the mechanism of metastable b-phase decompo­sition during subsequent aging, as well as on final microstructure and tensile properties was stu­died. It is established that water quenching ensures more uniform and disperse microstructure and better balance of mechanical properties due to formation of high density of point (vacations) defects, which in turn cause the metastable b-phase decomposition involving appearance of transition w- and a"(a')-phases.

Pohrelyuk I. M., Sheikin S. Ye., and Yefrosinin D. V. Surface strengthening of ВТ1-0 titanium under thermodiffusion with nitrogen in the temperature range 650...750°С..................................................................................................... 67

РЕЗЮМЕ. Досліджено фізико-хімічні характеристики поверхневих зміцнених шарів тех­нічно чистого титану ВТ1-0 після термодифузійного насичення азотом у діапазоні температур 650…750°С. Встановлено, що азотування за цих температур забезпечує поверхневе зміцнення до 17,0 GPа, а глибину зміцненого шару – до 80 mm. Показано, що зниження парціального тис­ку азоту, застосування додаткового вакуумного відпалу забезпечують ефект пом’якшення при­поверхневого зміцнення титану ВТ1-0.

РЕЗЮМЕ. Исследованы физико-химические характеристики поверхностных упрочнен­ных слоев технически чистого титана ВТ1-0 после термодиффузионного насыщения азотом в диапазоне температур 650...750°С. Установлено, что азотирование при этих температурах обеспе­чивает поверхностное упрочнения до 17,0 GPа, а глубину упрочненного слоя – до 80 mm. По­казано, что снижение парциального давления азота, применение дополнительного вакуумного отжига обеспечивают эффект смягчения приповерхностного упрочнения титана ВТ1-0.

SUMMARY. The physicochemical characteristics of surface strengthened layers of com­mercially pure titanium ВТ1-0 after thermodiffusion saturation with nitrogen in the temperature range of 650…750°С were investigated. It was determined that nitriding in investigated tempe­rature range provides a level of surface strengthening from 4.5 to 17.0 GPа, and depth of the strengthened layer – from 10 to 80 mm. It was shown that decrease of the partial nitrogen pressure, use of the additional vacuum annealing provide the effect of softening of the surface strengthening of ВТ1-0 titanium.

Malyshev V. V. and Shakhnin D. B. Titanium coating on the carbon steel: direct-current and pulse electrodeposition, physicomechanical and chemical properties....................................................................................................................... 76

РЕЗЮМЕ. Досліджено постійнострумове та уніполярне імпульсне електрохімічне осад­ження титану з галогенідних розплавів на сталеві матеріали. Оцінено корозійну тривкість тита­нових осадів у розчинах хлориду натрію та азотної кислоти за кімнатної температури.

РЕЗЮМЕ. Исследовано постояннотоковое и униполярное импульсное электрохимичес­кое осаждение титана из галогенидных расплавов на стальные материалы. Оценена коррозион­ная стойкость титановых осадков в растворах хлорида натрия и азотной кислоты при комнат­ной температуре.

SUMMARY. Direct-current and unipolar pulse electrochemical deposits of titanium from halide melts onto steel materials were studied. Corrosion resistance of titanium deposits in so­dium chloride and nitric acid solutions at room temperature was evaluated.

Kryzhanivskyi Ye. I., Hoisan I. M., and Student О. Z. Peculiarities of fatigue crack growth in 36Г2С steel of drilling pipes after restoration thermal treatment.......................................................................................................................... 86

РЕЗЮМЕ. Досліджено вплив повторної нормалізації експлуатованої сталі 36Г2С буриль­них труб на її структуру, ріст втомних тріщин та фрактографічні особливості руйнування. Встановлено зниження швидкості росту тріщин та зникнення крихких елементів на зламах піс­ля усунення текстури феритних виділень та карбідів з меж зерен внаслідок повторного терміч­ного оброблення сталі. Водночас на 5% всіх досліджених зразків не виявили позитивного впливу відновлювального термічного оброблення на швидкість росту втомної тріщини в екс­плуатованому металі, що свідчить про доцільність попереднього (перед термічним оброблен­ням) контролю технічного стану металу за показниками, чутливими до розсіяної пошкодженості.

РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние повторной нормализации эксплуатированной стали 36Г2С бурильных труб на ее структуру, рост усталостных трещин и фрактографические осо­бенности разрушения. Обнаружено снижение скорости роста усталостных трещин и исчезно­вение хрупких элементов на изломах после устранения текстуры ферритных выделений и кар­бидов с границ зерен вследствие повторной термической обработки стали. В то же время на 5% всех исследованных образцов не обнаружили положительного влия­ния восстановительной термической обработки на скорость роста усталостной трещины в эксплуатированном металле, что свидетельствует о целесообразности предварительного (перед термической обработкой) контроля технического состояния металла за показателя­ми, чувствительными к рассеянной повреждаемости.

SUMMARY. The effect of repeated normalization of the operated 36Г2С steel of drilling pipes on its microstructure, fatigue crack growth and fractography features was investigated. The decrease of fatigue crack growth rate and disappearance of the brittle elements from fracture surfaces were revealed after removing ferrite texture and carbides from the grain boundaries as a result of repeated thermal treatment of the operated steel. The positive influence of the repeated normalisation was not revealed for the 5% investigated specimens. This proves the require­ment of the technical state control of the drilling pipes metal using indices sensitive to dissipated damages.

Bilous V. А., Borysenko V. М., Voyevodin V. M., Didenko S. Yu., Ilchenko M. I., Nekludov I. M., and Rybka О. V. The radiation-absorbing properties
of multilayer composites Al–Pb................................................................................................... 92

РЕЗЮМЕ. Описано методику і результати експериментів з пропускання монохроматич­ного пучка електронів з енергією 2,5 МеV крізь зразки із алюмінію та шаруватих композитів Al–Pb з різною внутрішньою архітектурою. Встановлено, що порівняно з алюмінієм дослідже­ні композити мають вищу поглинальну здатність. Це дає змогу або знизити вагу радіаційно-за­хисної структури за збереження ефективності захисту на рівні алюмінію, або підвищити ефек­тивність захисту за незмінної ваги цієї структури.

РЕЗЮМЕ. Описаны методика и результаты экспериментов по пропусканию монохрома­тического пучка электронов с энергией 2,5 МеV сквозь образцы из алюминия и слоистых ком­позитов Al–Pb с различной внутренней архитектурой. Установлено, что по сравнению с алю­минием исследованные композиты обладают более высокой поглощаю­щей способностью. Это позволяет или снизить вес радиационно-защитной структуры при сохранении эффективности защиты на уровне алюминия, или повысить эффективность защиты при неизменном весе этой структуры.

SUMMARY. The methodology and results of experiments on the penetration of monochro­matic electron beam with energy of 2.5 MeV through the samples of aluminum and of layered composites Al–Pb with different internal architecture are described. It is established that in com­parison with aluminum the composites have a high absorption capacity. This allows reducing the weight of radiation-protective structures while maintaining the efficiency of protec­tion at the level of aluminum or increasing the effectiveness of protection in its current weight.

Yaskiv O. I., Fedirko V. М., and Kukhar І. S. The influence of the melts of lead
and eutectics lead-bithmus on fatigue life of martensitic and austenitic steels .............................. 96

РЕЗЮМЕ. Вивчено вплив розплавів свинцю та евтектики свинець–вісмут на втомні влас­тивості сталей мартенситного 20Х13 і аустенітного 12Х18Н10Т класів у температурному ін­тервалі 200…450°С. Встановлено, що рідкометалеве середовище сприяє суттєвому зниженню втомної довговічності сталей, причому розплав евтектики діє негативніше. Втомні властивості сталі 12Х18Н10Т слабше змінюються під впливом розплавів свинцю та евтектики свинець–вісмут.

РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние расплавов свинца и эвтектики Pb-Bi на усталостные свойства сталей мартенситного 20Х13 и аустенитного 12Х18Н10Т классов в температурном диапазоне 200...450°С. Установлено, что жидкометаллическая среда способствует существен­ному снижению усталостной долговечности сталей, причем расплав эвтектики Pb-Bi оказыва­ет более негативное воздействие. Усталостные свойства стали 12Х18Н10Т меньше изменяются под влиянием расплавов свинца и эвтектики Pb-Bi.

SUMMARY. The effect of molten lead and eutectic Pb-Bi on the fatigue properties of mar­tensitic Fe–13Cr and austenitic Fe–18Cr–10Ni steels in the temperature range 200...450°С was investigated. It was found that the liquid metal environment contributes to a significant decrease in fatigue life of steels, in this case the eutectic Pb-Bi has a more negative impact. The fatigue properties of the austenitic steel Fe–18Cr–10Ni are less changed under the influence of lead and eutectic Pb-Bi melts.

Balaban O. V., Grygorchak I. I., and Kondyr A. I. The effect of the ultrasonic treatment on properties of pyrophyllite, thermodynamic and kinetic regularities
of its intercalation by lithium...................................................................................................... 103

РЕЗЮМЕ. Вивчено вплив ультразвукової обробки пірофіліту в різних середовищах на його структуру та перенесення заряду. Проаналізовано ініційовані акустичною дією залежності зміни вільної енергії Ґіббса, опору перенесенню заряду і ємності шару Гельмгольца від кіль­кості “гостьового” літію х. Показано, що особливістю інтеркаляційної кінетики в Li_xAl₂(OH)₂[Si₂O₅]₂ є аномально високі коефіцієнти дифузії катіонів літію для всіх досліджених значень х.

РЕЗЮМЕ. Изучено влияние ультразвуковой обработки пирофиллита в разных средах на его структуру и перенесение заряда. Проанализированы инициирующие акустическим влияни­ем зависимости свободной энергии Гиббса, сопротивления перенесению заряда и емкости слоя Гельмгольца от количества “гостевого” лития х. Показано, что особенностью интеркаляцион­ной кинетики в Li_xAl₂(OH)₂[Si₂O₅]₂ есть аномально высокие коэффициенты диффузии катионов лития для всех исследованных значений х.

SUMMARY. The effect of ultrasonic treatment of natural mineral pyrophyllite in various media on its structure and processes of charge transfer was investigated. The dependences ini­tiated by ultra­sonic influence of the Gibbs’ energy change, charge transfer resistance and Helm­holtz capacitance of Li⁺-intercalation process versus its “guest” lithium x load degree were analyzed. It is shown that anomalously high value of lithium diffusion coefficient for all investi­gated values of x is the peculiarity of intercalation kinetics in Li_xAl₂(OH)₂[Si₂O₅]₂.

 

 

 

Vynogradov D. V., Tikhonovsky М. А., Kolodiy І. V., Bobrov Yu. P., and Rudycheva Т. Yu. Research of the processes of hydrogen sorption and desorption of cast
and fast quenched Zr–V alloys................................................................................................... 110

РЕЗЮМЕ. Досліджено процеси поглинання та виділення водню сплавами Zr–V різного складу в литому і швидкозагартованому з розплаву станах. Виявлено, що за характеристи­ками сорбції-десорбції сплави в литому стані перевершують швидкозагартовані.

РЕЗЮМЕ. Исследованы процессы поглощения и выделения водорода сплавами Zr–V различного состава, которые находятся в литом и быстрозакаленном из расплава состоя­ниях. Выявлено, что по характеристикам сорбции-десорбции сплавы в литом состоянии превосходят быстрозакаленные.

SUMMARY. The processes of hydrogen absorption and desorption by cast and fast quenched Zr–V alloys are investigated. It is shown that the characteristics of sorption-desorp­tion-cast alloys are better than such for fast quenched Zr–V alloys.

Yevtushenko O., Kuciej M., and Och E. The influence of thermal sensitivity of materials
on temperature under friction...................................................................................................... 117

РЕЗЮМЕ. Отримано числово-аналітичний розв’язок нестаціонарної теплової задачі тертя для двох півпросторів з урахуванням термічної чутливості матеріалів. Лінеаризацію відповід­ної крайової задачі теплопровідності виконано в два етапи: спочатку часткову лінеаризацію за допомогою підстановки Кірхгофа, а потім остаточну – методами сплайн-апроксимації та прос­тої ітерації. Для фрикційної пари титан–залізний сплав досліджено вплив температурозалеж­ного коефіцієнта теплопровідності на темпера­турне поле трибосистеми.

РЕЗЮМЕ. Получено численно-аналитическое решение нестационарной тепловой задачи трения для двух полупространств с учетом термической чувствительности материалов. Линеа­ризацию соответствующей краевой задачи теплопроводности выполнено в два этапа: сначала частичную линеаризацию с помощью подстановки Кирхгофа, а потом окончательную – мето­дами сплайн-аппроксимации и простой итерации. Для фрикцион­ной пары титан–железный сплав исследовано влияние температурозависимого коэффи­циента теплопроводности на тем­пературное поле трибосистемы.

SUMMARY. The numerical-analytical solution of the transient heat problem of friction for two semi-spaces with account of the thermal sensitivity of materials was obtained. Linearization of the corresponding boundary-value problem of heat conduction has been completed in two stages: at first, a partial linearization by means of the Kirchhoff substitution and then the final one by the methods of the spline-approximation and a simple iteration. For friction pairs of tita­nium–iron alloy the influence of the dependence of the temperature dependent coefficient of heat conductivity on a temperature field of the tribosystem has been investigated.

Rhaiem S., Nasri F., Kharrat M., and Dammak M. Characterization of tribological behavior of chromium and zinc coatings electrodeposited on a steel substrate............................................................................................................................. 123

РЕЗЮМЕ. Досліджено трибологічну поведінку трьох видів електролітичних покривів: декоративного хрому, твердого хрому та цинку, сформованих на підкладці зі сталі C45. Викорис­тано трибометр за умов зворотно-поступального руху контртіла. Виявлено, що для всіх покри­вів значення стабілізованого коефіцієнта тертя однакові, однак, істотно вищі, ніж для підклад­ки. По­крив з декоративного хрому має найнижчий опір зношуванню, а вищу зносотривкість – цинковий. Найвища зносотривкість властива покриву з твердого хрому та підкладці без покриву.

РЕЗЮМЕ. Исследовано трибологическое поведение трех видов электролитических по­крывов: декоративного хрома, твердого хрома и цинка, сформированных на подкладке из ста­ли C45. Использован трибометр при условиях возвратно-поступательного движения контртела. Обнаружено, что для всех покрывов значения стабилизированного коэффициента трения оди­наковые, однако, существенно выше, чем для подкладки. Покрыв из декоративного хрома об­ладает наиболее низким сопротивлением изнашиванию, а цинковый наиболее износостойкий. Наивысшая износостойкость свойственна покрыву из твердого хрома и подкладке без покрыва.

SUMMARY. Three coatings of decorative chromium, hard chromium and zinc, electrolytically deposi­ted on the C45 steel substrate, are considered in this study. Experimental characterization of the tribological response of the substrate and different coatings against spherical 100Cr6 counterbody is developed with a linear reciprocating tribometer. The results show that the three coatings have similar values for the stabilized coefficient of friction which remains substantially higher than the value of the friction coefficient for the substrate. The decorative chromium coating has the lowest wear resistance. A better wear resistance is obtained with the zinc coating. The first place in terms of wear resistance is occupied by the hard chromium coating and the uncoated substrate which have similar resistance.

Demchenko V. L., Vilenskyi V. O., and Shtompel V. I. Structure and themomechanical properties of the systems based on epoxy polymer, metal oxides and polyanine.................................................................................................................. 128

РЕЗЮМЕ. Досліджено структуру і термомеханічні властивості систем на основі епоксид­ного полімеру, оксидів металів та поліаніліну. Встановлено, що оксид заліза у суміші з поліа­ніліном починає проявляти свою кристалічну структуру у композиті на досить низькому кон­центраційному рівні (1,0 vol.%) на відміну від оксиду алюмінію, який не проявляє її навіть за високого його вмісту. Дослідження показали істотну залежність мікрогетерогенної структури композитів від типу атомів металу в оксидах. Методом термомеханічного аналізу показано, що композити на основі епоксидного полімеру і сумішей поліаніліну та одного з оксидів металів Al₂O₃ або Fe₂O₃ характеризуються здатністю до аномального розширення (a_l = 25%).

РЕЗЮМЕ. Исследована структура и термомеханические свойства систем на основе эпок­сидного полимера, оксидов металлов и полианилина. Установлено, что оксид железа в смеси с полианилином начинает проявлять свою кристаллическую структуру в композите на довольно низком концентрационном уровне (1,0 vol.%) в отличие от оксида алюминия, который ее не проявляет даже при его высоком содержании. Исследования показали существенную зависи­мость микрогетерогенной структуры композитов от типа атомов металла в оксидах. Методом термомеханического анализа показано, что композиты на основе эпоксидного полимера и сме­сей полианилина и одного из оксидов металлов Al₂O₃ или Fe₂O₃ характеризуются способностью к аномальному рас­ширению (a_l = 25%).

SUMMARY. The structure and thermomechanical properties of systems based on epoxy polymer, metal oxides and polyaniline are investigated. It was found that iron oxide in the mix­ture of polyaniline be­gins to show its crystal structure in the composite at fairly low concentra­tion levels (1.0 vol.%), while aluminum oxide does not reveal it in the composite even at its high content. Studies have shown a significant dependence of microheterogeneous structure of the com­posites on the type of metal atoms in oxides. The method of thermomechanical analysis showed that com­posites based on epoxy polymer and mixtures of polyaniline and one of the metal oxi­des Al₂O₃ or Fe₂O₃ are characterized by the ability to abnormal expansion (a_l = 25%).

Pamfilov E. A., Lukashov S. V., and Prozorov Ya. S. The mechanochemical destruction of wood working machinery parts 134

РЕЗЮМЕ. Досліджено експлуатаційні умови, механізми та закономірності зношування поверхонь деталей вузлів тертя стружкових станків. Зафіксовано складний комплекс явищ у зоні тертя ножового вала (чи ножового барабана) і деревини, що свідчить про корозійно-меха­нічний знос. Встановлено, що найбільше на характер та інтенсивність зносу впливають вода, карбонові кислоти та поліфенольні сполуки. Механічний складник зношування під час тертя об деревину зумовлений втягуванням диспергованих частинок зносу в зону контакту, попадан­ням абразивних частинок (земля, пісок, глина) разом з оброблюваною деревиною чи попа­данням цих частинок у з’єднання станка з довкілля. Виявлено вплив наводнювання поверхні на зносотривкість матеріалу деталей деревооброблюваного обладнання. Проаналізовано законо­мірності та механізми зносу деталей вузлів тертя стружкових станків і сформульовано вимоги до вибору способу підвищення зносотривкості, а також теоретично обґрунтовано структурно-фазовий склад і фізико-хімічні властивості поверхневого шару розглянутих деталей.

РЕЗЮМЕ. Исследованы эксплуатационные условия, механизмы и закономерности изна­шивания поверхностей деталей узлов трения стружечных станков. Зафиксирован сложный комплекс явлений в зоне трения ножевого вала (или ножевого барабана) и древесины, что сви­детельствует о преобладании коррозионно-механического вида изнашивания. Установлено, что наиболее существенно на характер и интенсивность изнашивания влияют вода, карбоновые кислоты и полифенольные соединения. Механическая составляющая износа при трении о дре­весину обусловлена вовлечением дис­пергированных частиц износа в зону контакта, попада­нием абразивных частиц (зем­ля, песок и глина) вместе с обрабатываемой древесиной или попаданием этих частиц в сопряжения станка из окружающей среды. Выявлено влияние наводо­роживания поверхности на износостойкость материала деталей деревообрабатывающего обору­дования. Проанализированы закономерности и механизмы изнашивания деталей узлов трения стружечных станков и сформулированы требования к выбору способа повышения износостой­кости, а также теоретически обоснованы структурно-фазовый состав и физико-химические свой­ства поверхностного слоя рассмотренных деталей.

SUMMARY. The operational conditions, mechanisms and reqularities of wear process of woodworking machinery parts surfaces are investigated. The complex phenomena in the friction zone between steel parts and wood sets, proving the corrosion mechanical their (tribocorrosion), are recorded. It is established that water, carboxylic acids and polyphenolic compounds have the the greatest impact on the character and intensity of wear. The mechanical component of wear under friction against wood is caused by the involvement of the dispersed particles of wear in the contact zone, contact with abrasive particles (soil, sand and clay) together with the treated wood, or abrasive particles in the junction of the machine and the environment. The effect of surface hydrogenation on the durability of the wood treated device material is shown. The analysis of reqularities of steel parts allows formulating the requirements to the method of increasing wear resistance and a theoretical basis for the structural-phase and physico-chemical properties of the surface layer of the woodworking machinery parts.

Balitskii A. I., Abramek K. F., Stoeck T., and Osipowicz T. Diagnostic of degradation
of the lock seal ring by the loss of combustion engine working gases....................................... 142

РЕЗЮМЕ. Запропоновано оцінювати негерметичність циліндра двигуна внутрішнього згоран­ня, яка залежить від зношування ущільнювального кільця поршня, за величиною йо­го зазору, об’ємом та інтенсивністю продування газу до коробки колінвала. Вста­новлено, що нещільність замка кільця в першому наближенні лінійно залежить від швидкості продування газів.

РЕЗЮМЕ. Предложено оценивать негерметичность цилиндра двигателя внутреннего сгорания, которая зависит от изнашивания уплотняющего кольца поршня, за величиной его зазора, объемом и интенсивностью продувания газа к коробке коленвала. Установле­но, что неплотность замка кольца в первом приближении линейно зависит от скорости продувания газов.

SUMMARY. It is proposed to estimate nonhermeticity of the automotive combustion engine cylinder, which depends on wear of the piston seal ring, by its gap value, volume and intensity of gas blow-through in the crankshaft box. It is established, that nonhermeticity of the seal ring in the first approximation is a linear dependence of the gas blow-through velocity.

IN SCIENTIFIC CIRCLES

Rytsar D. I. Defence of dissertations................................................................................................... 145

Stashchuk M. H. Scientific seminar “Problems of brittle fracture mechanics”..................................... 149

Veselivska H. H. Scientific seminar “Corrosion. Corrosion protection of metals”............................... 151

Voytko M. V. Scientific-training seminar for young scientists
“PhMI Scientific Schools – from generation to generation” ...................................................... 154

IN THE WORLD OF BOOKS........................................................................................................... 155