Search

The purpose of the work is to determine the possibility of quenching pipes made of titanium alloys after pressing. To evaluate the level of properties and the structure of pipes after quenching, which will ensure further cold rolling. Methodology. The following methods used: metallographic methods that research-optical microscopy, tensile testing of pipes to assess mechanical properties, Brinell and Rockwell hardness measurements. Results. The structure and mechanical properties of pipes made from Gr 9 and PT-1M titanium alloys after pressing and quenching in water were studied in comparison with air cooling. The possibility of quenching pipes after pressing is shown. The level of mechanical properties and type of structure allows for subsequent plastic deformation of pipes by cold rolling methods. After quenching, the pipe should be thermally treated. Scientific novelty. The impact of quenching after pressing on the structure and mechanical properties of pipes made from titanium alloys has been established. The possibility of quenching pipes after pressing is shown. Practical significance. The established possibility of the quenching process allowed in the technological process of manufacturing titanium pipes to improve the surface quality of pressed pipes, avoid the operation of turning and thereby reduce the consumption coefficient of the metal., Титановые трубы из сплава Grade9 являются трубами ответственного назначения, которые используются в гидросистемах современных самолетов, поэтому к технологии их изготовления предъявляются жесткие требования. Предложен новый элемент технологического процесса закалки в воду прессованных труб вместо охлаждения на воздухе. Оценена возможность проведения закалки труб непосредственно из пресса. Исследованы микроструктура и механические свойства труб. Установлено, что уровень свойств и структура труб после прессования и закалки позволяет проводить дальнейшую холодную пластическую деформацию труб прокаткой. Эксперимент проведен в промышленных условиях. Показана эффективность процесса закалки, что позволяет улучшить поверхность труб, уменьшить количество образования окалины и уменьшить расходный коэффициент металла. После закалки трубы прокатаны на готовый размер по существующей технологии и сданы в соответствии с действующим стандартом., Титанові труби зі сплаву Gr9 – це труби відповідального призначення, які використовуються в гідросистемах сучасних літаків, тому до технології їхнього виготовлення висуваються жорсткі вимоги. Запропоновано новий елемент технологічного процесу гартування у воді пресованих труб замість охолодження на повітрі. Оцінена можливість здійснення гартування труб безпосередньо з преса. Досліджено мікроструктуру та механічні властивості труб. Встановлено,що рівень властивостей та структура труб після пресування й гартування дозволяє здійснювати подальшу холодну пластичну деформацію труб прокаткою. Експеримент проведено в промислових умовах. Продемонстрована ефективність процесу гартування, що дозволяє поліпшити поверхню труб,зменшити кількість створення окалини та зменшити видатковий коефіцієнт металу. Після гартування труби прокатані на готовий розмір згідно з технологією та здаються відповідно до чинних стандартів.

Purpose of the study. To determine the improvement potential of service durability of hot saws by heat treatment of saw teeth. To develop the optimal heat treatment modes in order to obtain the higher service durability of hot saws. To implement the optimal heat treatment mode into industrial practice of hot saw treatment. Methodology. Investigation of the structure of hot saws has been carried out using light microscopes Neophot 32 and Axiovert 200M MAT with AxioVision 4.6.3 software. The hardness of hot saw teeth has been assessed by Vickers method. Microhardness has been determined by PMT-3 test equipment. Results. It has been established that the use of blowing of saw tooth in all tested modes leads to a decrease in the total depth of the heat affected zone, primarily due to a decrease in the depth of the transition zone. It is shown that an amperage decrease in all the tested modes reduces the depth of the heat affected zone. It has been experimentally proved that an increase in the contact area between the heater and the tooth significantly (1,5…2 times) increases the depth of the heat affected zone. This is mainly due to an increase in the depth of the transition zone. In this case, the hardness of the quenched zone is slightly reduced. It is proved that most of the regularities previously defined for the structure of cold saw disks are also true for the structure of hot saw disks, despite significantly different operating conditions. Practical significance. It was possible to increase the depth of the hardened layer of hot saw teeth up to 80 % of the height of the cutting element. However, based on the manufacturability of the resizing of the disks during operation, the depth of the hardened zone was limited to 40…50 % of the height of the tooth. The quality of the hot cut has been improved; the number of defects of the "cuts" and "scoring" type has been decreased significantly. The durability of hot saw disks increased by at least 5 %., Цель исследования − определить возможность повышения эксплуатационной стойкости дисков пил горячей резки металла путем термической обработки зубьев пил; разработать и внедрить в производство режим термической обработки, обеспечивающий повышение эксплуатационной стойкости дисков пил горячей резки металла. Методика. Структурное состояние дисков пил горячей резки исследовали с помощью световых микроскопов Neophot-32 и Axiovert 200M MAT с программным обеспечением AxioVision 4.6.3. Оценка твердости зубьев дисков пил горячей резки металла выполняли по методу Виккерса, микротвердость определяли на приборе ПМТ-3. Результаты. В промышленных условиях опробованы 6 режимов термической обработки зубьев пил горячей резки металла. Разработана технология термической обработки зубьев таких пил, позволяющая повысить эксплуатационную стойкость дисков. Научная новизна. Установлено, что применение обдува зуба на всех испытанных режимах приводит к уменьшению общей глубины зоны термического влияния, прежде всего за счет снижения глубины переходной зоны. Показано, что уменьшение силы тока на всех испытанных режимах снижает глубину зоны термического влияния. Экспериментально доказано, что увеличение площади контакта нагревателя и зуба существенно (в 1,5…2 раза) увеличивает глубину зоны термического влияния. В основном это происходит за счет увеличения глубины переходной зоны. При этом несколько снижается твердость закаленной зоны. Доказано, что большинство закономерностей, определенных ранее для структуры дисков пил холодной резки, являются верными и для структуры дисков пил горячей резки, несмотря на существенно различные условия эксплуатации. Практическая значимость. Удалось увеличить глубину закаленного слоя зубов ПГР до 80 % от высоты режущего элемента. Однако, исходя из условий технологичности переточки дисков во время эксплуатации, глубину закаленной зоны ограничили 40…50 % высоты зуба. Качество горячего реза улучшилось, количество дефектов типа «заусенец» и «наплыв» существенно уменьшилось. Стойкость дисков ПГР повысилась как минимум на 5 %., Мета дослідження − визначити можливість підвищення експлуатаційної стійкості дисків пилок гарячого різання металу шляхом термічної обробки зубів пилок; розробити та впровадити у виробництво режим термічного зміцнення, який забезпечить підвищення експлуатаційної стійкості дисків пил гарячого різання металу. Методика. Структурний стан пилок гарячого різання досліджували за допомогою світлових мікроскопів Neophot-32 і Axiovert 200M MAT із програмним забезпеченням AxioVision 4.6.3. Оцінювання твердості зубів дисків пил гарячого різання металу виконували методом Віккерса, мікротвердість визначали на приладі ПМТ-3. Результати. У промислових умовах випробувано 6 режимів термічної обробки зубів пилок гарячого різання металу. Розроблено технологію термічної обробки зубів таких пилок, яка дозволяє підвищити експлуатаційну стійкість дисків. Наукова новизна. Встановлено, що обдування зуба на всіх випробуваних режимах зменшує загальну глибину зони термічного впливу, перш за все за рахунок зниження глибини перехідної зони. Показано, що зменшення сили струму на всіх випробуваних режимах знижує глибину зони термічного впливу. Експериментально доведено, що збільшення площі контакту нагрівача і зуба істотно (в 1,5...2 рази) збільшує глибину зони термічного впливу. В основному це відбувається за рахунок збільшення глибини перехідної зони. При цьому дещо знижується твердість загартованої зони. Доведено, що більшість закономірностей, визначених раніше для структури дисків пилок холодного різання, вірні і для структури дисків пилок гарячого різання, незважаючи на істотно різні умови експлуатації. Практична значимість. Вдалося збільшити глибину загартованого шару зубів ПГР до 80 % від висоти різального елемента. Однак, виходячи з умов технологічності переточки дисків під час експлуатації, глибину загартованої зони обмежили 40...50 % висоти зуба. Якість гарячого різання поліпшилась, кількість дефектів типу «задирка» та «наплив» суттєво зменшилася. Стійкість дисків ПГР підвищилась як мінімум на 5 %.

Purpose of the study. To determine the possibility of increasing of service durability of cold saws by heat treatment of saw’s teeth. Develop the optimal heat treatment modes in order to obtain the higher service durability of cold saws. Develop the optimal heat treatment mode into industrial practice of cold saws’ treatment. Methodology. Investigation of the structure of cold saws has been carried out using light microscopes Neophot 32 and Axiovert 200M MAT with AxioVision 4.6.3 software. The hardness of cold saw’s teeth has been assessed by Vickers method. Microhardness has been determined by PMT-3 test equipment. Results. The experimental cold saws have been treated by 5 different modes. Two modes of heat treatment have been acknowledged as promising for industrial practice. Technology of cold saw’s teeth heat treatment has been developed. The technology let to increase the service durability of cold saws up to 2,58 times, compared to non heat treated cold saws. Scientific novelty. It has been found that hardness of martensitic and wide of semimartensitic zones mainly determine the service durability of cold saws and decreasing of “scoring” and “cuts” defects number during cutting process. Experimental results evidently prove that hardness of martensitic zone and width of transition zone determine the service durability of cold saws. Initial hardness of the steel had lesser impact on service durability of cold saws. Practical significance. The developed technology leads to increasing of service durability of cold saws. The technology lets to obtain the hardness of the tooth surface up to 62 HRC and wide semimartensitic zone. Developed technology leads to increasing of service durability cold saws in 2,58 times (2,5 shifts) compared with non treated cold saws., Цель исследования – определить возможность повышения эксплуатационной стойкости дисков пил холодной резки металла путем термической обработки зубьев пил, разработать и внедрить в производство режим термической обработки, обеспечивающий повышение эксплуатационной стойкости дисков таких пил. Методика. Исследование структурного состояния дисков пил холодной резки осуществлялось с помощью световых микроскопов Neophot 32 и Axiovert 200M MAT с программным обеспечением AxioVision 4.6.3. Оценку твердости зубьев дисков пил выполняли по методу Виккерса, микротвердость определяли на приборе ПМТ-3. Результаты. В промышленных условиях опробованы 5 режимов термической обработки зубьев пил холодной резки металла. Разработана технология термической обработки зубьев, позволяющая повысить эксплуатационную стойкость дисков. Научная новизна. Показано, что твердость закаленной зоны и ширина переходной зоны в структуре зуба дисков пил холодной резки металла во многом определяет стойкость зуба при эксплуатации и снижение дефектов типа «задиры» и «наплывы» при порезке металла. Экспериментально установлено, что не закаливаемость зуба, а сочетание твердости поверхностных слоев зуба и ширины переходной зоны в структуре зуба определяющим образом влияют на эксплуатационную стойкость дисков пил холодной резки металла в промышленных условиях эксплуатации. Практическая значимость. Разработанная технология термической обработки зубьев дисков пил холодной резки металла позволяет получить высокую твердость поверхности зуба (до 62 HRC) с максимально широкой переходной зоной в структуре зуба, а также повысить эксплуатационную стойкость дисков в 2,58 раза (до 2,5 смен) по сравнению с нетермообработанными дисками., Мета дослідження – визначити можливість підвищення експлуатаційної стійкості дисків пил холодного різання металу шляхом термічної обробки зубів пил, розробити та впровадити у виробництво режим термічного зміцнення, який забезпечить підвищення експлуатаційної стійкості дисків пил холодного різання металу. Методика. Дослідження структурного стану таких пил здійснювали за допомогою світлових мікроскопів Neophot 32 і Axiovert 200M MATі з програмним забезпеченням AxioVision 4.6.3. Оцінювання твердості зубів дисків пил виконували методом Віккерса, мікротвердість визначали на приладі ПМТ-3. Результати. У промислових умовах випробовано 5 режимів термічної обробки зубів пил холодного різання металу. Розроблено технологію термічної обробки зубів пил, яка дозволяє підвищити експлуатаційну стійкість дисків. Наукова новизна. Встановлено, що твердість зони загартування та ширина перехідної зони в структурі зуба дисків пил здебільшого визначають стійкість зуба під час експлуатації та зниження кількості дефектів типу «задирка» та «наплив» під час різання металу. Експериментально встановлено, що твердість загартованої зони зуба лише у зв’язці з шириною перехідної зони зуба визначає експлуатаційну стійкість дисків таких пил. Сама лише твердість поверхневих шарів зуба не є визначальним фактором для експлуатаційної стійкості дисків пил. Практична значимість. Розроблена технологія термічної обробки зубів дисків пил холодного різання металу дозволяє отримати вискоку твердість поверхні зуба (до 62 HRC) з максимальною шириною перехідної зони в структурі зуба, а також підвищити експлуатаційну стійкість дисків у 2,58 раза (до 2,5 зміни) порівнянно з термічно необробленими дисками.

Робота виконана в лабораторії фрактографії ДП «Антонов» та на кафедрі металознавства та термічної обробки Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Дисертаційна робота присвячена вивченню особливостей утворення дефектів у високоміцних алюмінієвих сплавах систем легування Al-Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Mg-Мn та встановленню зв’язку структурних чинників, таких, як розмір та склад інтерметалідних фаз, що обумовлені режимами термічної обробки, з еволюцією дефектів, а також прогнозуванню впливу великої кількості фізичних чинників на довгострокову (десятки років) поведінку елементів структури матеріалу з метою забезпечення оптимальних умов реалізації технічних засобів, спрямованих на подовження термінів експлуатації літаків. При дослідженні кувальних сплавів В93Т1, В93пчТ3, що застосовуються у силових елементах конструкції літаків, на межах зерен виявлені виділення інтерметалідних фаз з вмістом міді, які обумовлюють схильність сплавів до корозійного розтріскування. Присутність міді у складі зміцнюючих фаз не відповідає ствердженням розробника сплавів та відіграє важливу негативну роль в утворенні дефектів і передчасному руйнуванні деталей. Моніторинг дефектів в обшивках панелей крил з сплавів В95Т1, Д16Т протягом 45 років експлуатації літаків Ан-24, Ан-26 та результати статистичної обробки даних дозволили отримати оригінальні рівняння регресії для швидкості росту корозійних ушкоджень у відповідних кліматичних умовах. Це дало можливість в 6 разів збільшити періоди регламентних робіт та експлуатувати літаки «Антонов» без демонтажу панелей протягом 12 років, тобто забезпечити безперебійність польотів та мінімізувати капітальні витрати на обслуговування. This thesis is dedicated to the study of evolution of flaws in aluminium alloys of Al- Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Mg-Мn alloying systems and to the determination of their connection with structural factors of the material such as the size and composition of intermetallic phases conditioned by heat treatment tempers, and also to the study of the effect of big number of physical factors on the long-term behaviour of structural elements of aluminium alloys, and to the determination of the rate of formation of corrosion damages in structural elements of the aircraft wing. The work is aimed at securing the long-term safe operation of airplanes. The novelty of the thesis consists in the following. In fact, the thesis is the beginning of a new direction in materials science - operational materials science of deformable aluminum alloys. Structural factors which play a determining role in the development of flaws in high-strength aluminium alloys of Al-Zn-Mg-Cu alloying system were set for the first time. There was noted an important negative role of inclusions of intermetallic phases containing copper at the grain boundaries that does not correspond to the statements of developers of the alloy. There was proposed a summarizing chart of evolution of flaws in aluminium alloys, which included a latent period of formation of corrosion damage, a stage of corrosion cracking and its transition to a stage of fatigue failure. The effect of structural and external factors on the duration of each stage was analyzed for high-strength aluminium alloys used in the aircraft structure. There were for the first time obtained the results of statistical processing of data concerning the damage of wing panels of over 2000 airplanes which were used for optimization of scheduled maintenance intervals, that from one side would allow to ensure an accident-free operation of structural elements, and from the other side to minimize capital expenditures for their maintenance. Using the methods of mathematical statistics, there were for the first time analyzed the factors which have the biggest effect on the development of flaws during operation of airplanes. It was shown, that the time between adjacent inspections and the climatic zone with the content of sulfur dioxide or chlorides in the atmosphere, where the airplane was based, had the most substantial effect on corrosion processes. For the first time the original equations of regression have been obtained using the methods of mathematical statistics, that relate the depth of corrosion damage to the terms between adjacent technical inspections and the intensity of flights depending on climatic conditions. It was determined that the maximum damageability of the aircraft wing skins from the alloy В95Т1 during one year of operation in the conditions of temperate climate is 0.12 mm, in the conditions of industrial zones - 0.27 mm, in conditions of wet tropic climate - 0.51 mm. The equations of regression which determined the corrosion damage growth rate allowed to increase the duration of interconnected technical inspections of the caissons of the center wing planes 6 times, to ensure continuity of flights and to obtain a significant economic effect. Basing on the obtained results of the analysis, technical documentation was developed for ultrasonic inspection of the thickness of lower panels of the wing centre section of An-24 and An-26 airplanes and there were issued the recommendations for timely detection of damages of different structural elements. This will ma ke it possible to operate these airplanes without disassembly of panels during not less than 10 years after preliminary inspection and despite the climatic zone where the airplane is based. The obtained results were used to predict the corrosion damage growth rate, to evaluate the reduction of strength of the ageing aircraft structure, and to develop the repair works when determining their service life and time limits. The results of corrosion growth rate analysis for different structural elements of the wing were used to adjust the inspection intervals and to determine the optimum time for renovation of anticorrosion protection of the analyzed area and group of airplanes, as well as other areas, groups and types of airplanes for which this area and group can be considered a prototype. Basing on the obtained values of the maximum corrosion damage per year, there were determined the inspection start points for new aircraft types and their inspection intervals in service considering the appropriate safety margins. General scheme of acquisition and analysis of corrosion damage data based on service experience of the available aircraft fleet allows solving both the problems of its continued airworthiness, and the problems of reliable anticorrosion protection of newly designed aircraft based on available data. Research of the microstructure of industrial aluminium alloys in terms of susceptibility to corrosion cracking is taken into account when evaluating the life of a separate element and that of the entire structure, and it is also used for successful selection of materials with required set of features for existing and future aircraft structures. Диссертационная работа посвящена изучению особенностей образования дефектов в высокопрочных алюминиевых сплавах систем легирования Al-Zn-Mg-Cu, Al-Cu-Mg-Мn и установлению связи структурных факторов, таких, как размеры и состав интерметаллидных фаз, обусловленных режимами термической обработки, с эволюцией дефектов, а также прогнозу влияния большого количества физических факторов на длительное (десятки лет) поведение элементов структуры материала с целью обеспечения оптимальных условий реализации технических мероприятий, направленных на увеличение сроков эксплуатации самолетов. При исследовании ковочных сплавов В93Т1, В93пчТ3, которые применяются в силовых элементах конструкции самолетов, по границам зерен выявлены грубые выделения интерметаллидных фаз, содержащих медь, обусловившие склонность сплавов к коррозионному растрескиванию. Присутствие меди в составе упрочняющих фаз не отвечает утверждениям разработчиков сплава и играет важную негативную роль в образовании дефектов и преждевременном разрушении деталей. Мониторинг дефектов в обшивках панелей крыльев из сплавов В95Т1, Д16Т на протяжении 45 лет эксплуатации самолетов Ан-24, Ан-26, и результаты статистической обработки данных позволили получить оригинальные уравнения регрессии для скорости роста коррозионных повреждений в соответствующих климатических условиях. Это дало возможность в 6 раз увеличить периоды регламентных работ и эксплуатировать самолеты всех типов без демонтажа панелей в течение 12 лет, то есть обеспечить бесперебойность полетов и минимизировать капитальные затраты на обслуживание.

На основі рентгеноструктурних досліджень встановлений позитивний вплив швидкісного нагрівання під час відпуску на субструктурний стан сталі 15Х11МФ: розмір областей когерентного розсіяння (ОКР), величину мікродеформації кристалічної ґратки та величину щільності дислокацій. On the basis of x-ray studies there have been found positive effects of high-speed heating during tempering at substructural characteristics of steel 15H11MF: the size of coherent scattering regions, the magnitude of the crystal lattice microstrain and dislocation density value.

In the given article some perspective ways of passive quenching of target effective area by means of its decrease using randomly inclined flat metal plates are considered., В статье рассматриваются некоторые перспективные способы пассивного гашения эффективной площади цели за счет её снижения c использованием произвольно наклоненных плоских металлических пластин., У даній статті розглядаються деякі перспективні способи пасивного гасіння ефективної площі розсіювання цілі за рахунок її зниження шляхом використання довільно нахилених пласких металевих пластин.