Процеси лиття

Відбулися XXІІ Міжнародна науково-практична конференція «Литво. Металургія — 2026» і нарада-конференція «Промисловість України. Шляхи відродження. Ливарне виробництво як основа заготівельної бази машинобудування»

редакція — Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

26–28 травня 2026 року у Фізико-технологічному інституті металів та сплавів НАН України в змішаному форматі (онлайн і офлайн) тривала важлива для науковців, освітян і промисловців XXІІ Міжнародна науково-практична конференція «Литво. Металургія — 2026». Співорганізаторами заходу стали Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Український державний університет науки і технологій (Дніпро), Всеукраїнська асоціація ливарників України (Київ), Одеський національний політехнічний університет, Національний університет «Запорізька політехніка», Запорізька торгово-промислова палата, Краківський науково- технологічний університет AGH (Польща) та Маґдебурзький університет Отто фон Ґеріке (Німеччина).

ВПЛИВ ПЕРЕДМОДИФІКУВАЛЬНОГО ІНОКУЛЮВАЛЬНОГО ОБРОБЛЕННЯ РОЗПЛАВУ НА СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ ТОНКОСТІННИХ ВИЛИВКІВ ІЗ ВИСОКОМІЦНОГО ЧАВУНУ

В.Б. Бубликов , Ю.Д. Бачинський , О.П. Нестерук, Д.М. Берчук, О.О. Ясинська — Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

Хімічний склад високоміцного чавуну є одним з основних факторів регулювання мікроструктури та необхідного рівня його механічних властивостей. Забезпечення однорідного розподілу великої кількості кулястих графітових вкраплень у мікроструктурі чавуну є важливою складовою технології отримання розплаву. Досліджено вплив передмодифікувального оброблення як фактору підсилення інокулювальної складової структуроутворення при отриманні виливків із високоміцного чавуну, зокрема тонкостінних, які виготовлено із застосуванням сфероїдизувального модифікування розплаву комплексною феросиліцій- магній-кальцієвою лігатурою у ковші. Як реагенти для попереднього оброблення використано графітовий порошок, феросиліцій ФС75 та модифікатори на його основі, що містять барій і кальцій. Встановлено, що найбільшу ефективність попереднього оброблення розплаву в печі забезпечує графітовий порошок. Його додавання в піч знижує схильність чавуну до відбілу, запобігає утворенню структурно-вільного цементиту у виливках з мінімальною товщиною стінки 5 мм та забезпечує феритизування металевої основи. Показано, що таке передмодифікувальне оброблення сприяє інтенсифікації утворення центрів зародження графіту (кількість графітових вкраплень збільшується у 2–2,5 рази) з підвищеним ступенем його сфероїдизування та дисперсністю (розміри зменшуються у 1,5–2 рази) у виливках з товщинами стінок від 3 до 10 мм. Визначено, що попереднє оброблення вихідного розплаву дозволяє сформувати більш однорідну структуру з рівномірним розподілом включень кулястого графіту, що є передумовою для підвищення механічних властивостей високоміцного чавуну на 15–30 %. Відсутність цементиту в мікроструктурі виключає проведення операції графітизувального відпалу, що забезпечує економію до 150 кВт·год електроенергії на 1 т литва.

ПОРІВНЯЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ФЛЮСОВОГО ТА БЕЗФЛЮСОВОГО ЗАХИСТУ НА КОРОЗІЙНУ СТІЙКІСТЬ ВИЛИВКІВ ЗІ СПЛАВУ AZ91D

К.О. Крейцер, Т.В. Лисенко, Є.М. Козішкурт, М.І. Замятін — Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

У роботі представлено результати порівняльного дослідження впливу типу захисту магніє- вого розплаву (флюсового з використанням флюсу ВІ2 та безфлюсового газового на основі суміші SO₂ й SF₆) на корозійну стійкість, мікроструктуру та механічні властивості виливків зі сплаву AZ91D, отриманих литтям під високим тиском на машині з гарячою камерою пресування. Обґрунтовано доцільність переходу від традиційного флюсового захисту, який є джерелом гігроскопічних хлоридних включень і відповідних мікрогальванічних осередків корозії, до безфлюсової технології плавлення під газовою атмосферою, що ізолює дзеркало розплаву без забруднення сплаву неметалевими включеннями. Методика випробувань включала прискорені кліматичні випробування (4 цикли тривалістю 24 год) й тривалі атмосферні випробування зразків розмірами 40×40×1 мм. Корозійну стійкість оцінювали за ваговим (Кваг, г/м²·год) і глибинним (П, мм/рік) показниками, а також за прийнятою 10-бальною шкалою корозійної стійкості металів (терміни — за ДСТУ EN ISO 8044:2018). Експериментальні дані оброблено методами математичної статистики; для встановлення впливу складу захисної газової суміші проведено три серії однотипних експериментів за матрицею повнофакторного плану 2³. Встановлено, що застосування безфлюсового газового захисту забезпечує суттєве підвищення корозійної стійкості (Кваг знижується з 2,01 до 0,008 г/м²·год, П — з 10,3 до 0,04 мм/рік), зменшення вмісту газів у виливку з 16 до 3 см³/100 г та зростання межі міцності з 196 до 265 МПа. Мікроструктурний аналіз підтвердив відсутність неметалевих включень розміром понад 0,5 мкм (за роздільною здатністю оптичної мікроскопії) та формування рівноосної дрібнозернистої структури твердого розчину Al у Mg з рівномірно розподіленою γ-фазою (Mg₁₇Al₁₂).

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ОТРИМАННЯ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО ЗАЛІЗОВУГЛЕЦЕВОГО СПЛАВУ ФС15Л ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ КОРОЗІЙНОСТІЙКИХ ДЕТАЛЕЙ ОБЛАДНАННЯ СІРЧАНОКИСЛОТНОГО ВИРОБНИЦТВА. Повідомлення 1

Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

У роботі досліджено технологію отримання висококремнистого залізовуглецевого сплаву марки ФС15л, призначеного для виготовлення деталей хімічного обладнання, що працює в умовах дії агресивних кислотних середовищ. Обґрунтовано вибір сплаву із вмістом кремнію 13–15 % як матеріалу для виробництва царг ректифікаційних колон сушіння сірчаної кислоти завдяки його високій корозійній стійкості, здатності до пасивації та тривалому терміну експлуатації. У процесі дослідження здійснено підготовку шихтових матеріалів, виплавку та рафінування вихідного чавуну від сірки методом обробки магнієм в індукційній печі ІСТ-016. На основі рафінованого чавуну одержано залізовуглецевий розплав із вмістом кремнію в межах 13–15 %, відібрано проби для хімічного та структурного аналізу, а також здійснено розливання металу в піщано-глинисті суміші. Для запобігання утворенню пригару використано протипригарні присипки на основі пиловидного кварцу. Було одержано фасонні відливки та пластинчасті зразки для проведення подальших металографічних, механічних і корозійних досліджень. Розглянуто особливості формування структури висококремнистих феросиліцидів, вплив кремнію на корозійну стійкість і технологічні властивості сплаву. Встановлено, що вміст кремнію на рівні 13–15 % забезпечує формування стійкого захисного шару на поверхні металу, який ефективно перешкоджає корозійному руйнуванню в середовищі концентрованої сірчаної кислоти. Показано, що застосування сплавів типу ФС15л дозволяє суттєво підвищити довговічність та надійність хімічного обладнання, знизити витрати на ремонт і технічне обслуговування та збільшити міжремонтний ресурс технологічних установок. Отримані результати підтверджують перспективність використання висококремнистих залізовуглецевих сплавів для виготовлення литих деталей сірчанокислотного виробництва та інших галузей хімічної промисловості.

НОВИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС РЕОЛИТТЯ АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ АК7ч ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ СЕКЦІЙНОГО ЖОЛОБА

А.М. Недужий — Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

У статті описано новий технологічний процес реолиття алюмінієвого сплаву АК7ч із використанням секційного жолоба. Відзначається, що секційний жолоб складається з двох секцій. Перша секція з U-подібним перетином, призначена для масового зародження великої кількості центрів кристалізації, нахилена під кутом 60 ° до лінії горизонту. виготовлена з тонкого металу і покрита протипригарною фарбою. Друга секція жолоба — утеплений "карман", являла собою сталевий тонкостінний «стакан», утеплений тонким листовим азбестом, попередньо прожареним в печі опору для видалення з нього вологи. Указана секція жолоба була призначена для уповільнення швидкості охолодження кристалів твердої фази, які утворилися на першій секції жолоба, і для створення сприятливих умов для їх глобуляризації. Зазначено, що новий технологічний процес реолиття полягає в заливці низькоперегрітого (Tзал = 620 °С та Tзал = 630 °С) сплаву на нахилену першу секцію жолоба з подальшим надходженням металевої суспензії в його другу секцію – утеплений "карман". При цьому вказується, що після цього в "карман" секційного жолоба вводили турбінну мішалку та здійснювали механічне перемішування металевої суспензії протягом 2 –12 с залежно від технологічного режиму. Для контролю температури сплаву на секційному жолобі термопари попередньо встановлювали та закріплювали на вході струменю розплаву на нахилену першу секцію жолоба і на виході з неї перед надходженням металевої суспензії в утеплену утеплений "карман". У статті відзначено, що новий розроблений технологічний процес реолиття забезпечує одержання виливків з недендритною глобулярною структурою первинної фази із алюмінієвого сплаву АК7ч із середнім розміром глобулярних кристалів 38–88 мкм. Зазначено, що одержані виливки мають підвищений рівень пластичності в литому стані без проведення додаткової зміцнюючої термічної обробки. Вказано, що відносне видовження досліджуваного сплаву збільшується з 2 до 9 % при відносному звуженні 10–12 %. При цьому новий технологічний процес реолиття дозволяє підвищити стійкість сталевих кокілів для заливки розплаву на 13–14 % за рахунок зниження температури заливки сплаву на 90–100 °С порівняно з традиційним литтям у кокіль. Зазначено, що новий розроблений процес реолиття не потребує додаткового складного технологічного устаткування для реалізації та значних фінансових витрат на впровадження в сучасних ливарних цехах на підприємствах.

ПІДХОДИ ДО ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛИТВА ІЗ СІРОГО ЧАВУНУ ВІД ЙОГО ХІМІЧНОГО СКЛАДУ

К.А. Сіренко — Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

Показано актуальність, перспективність та ефективність реалізації у ливарному виробництві неруйнівного способу визначення механічних властивостей литва із залізовуглецевих сплавів за результатами контролю хімічного складу їх розплаву безпосередньо в процесі виплавлення в індукційних печах. Проаналізовано відомі з технічної літератури залежності міцності, твердості тощо сірого чавуну від вмісту вуглецю, кремнію, фосфору в його складі. Показано, що при розвʼязанні класичної для ливарного виробництва задачі «хімічний склад–властивості» як узагальнювальні показники хімічного складу сірого чавуну рекомендовано використовувати величини вуглецевого еквівалента СЕКВ, ступеня евтектичності SЕВТ, відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію C/Si. Позитивним моментом у спробах розв’язання вказаної задачі є врахування у відповідних формулах впливу товщини виливків на їхні механічні властивості. Запропоновано ймовірнісний підхід із використанням методу Монте-Карло для встановлення залежності механічних властивостей сірого чавуну від його хімічного складу в прямому й оберненому її варіантах. Наведено приклади застосування цього підходу на основі бази даних про механічні властивості та вміст хімічних елементів у сірому чавуні з пластинчастим графітом відповідно до ДСТУ 8833:2019. Запропоновано розрахункові формули, розроблені для розвʼязання цієї задачі та наведено результати чисельних розрахунків.

СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛУ РОБОЧИХ ЛОПАТОК АВІАЦІЙНИХ ГАЗОТУРБІННИХ ДВИГУНІВ ІЗ ЖАРОМІЦНОГО СУПЕРСПЛАВУ ЖС32-ВІ

С.В. Пучек , C.Б. Бєліков — Mon, 07 Sep 2026 00:00:00 +0300

Досліджено структури та властивості робочих лопаток І ступеня авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД), відлитих із жароміцного нікелевого сплаву ЖС32-ВІ методом високошвидкісної спрямованої кристалізації (ВСК) після гарячого ізостатичного пресування (далі — ГІП) та різних режимів термічної обробки. ГІП при температурі 1250 ℃ і тиску 170 МПа сприяє підвищенню якості виливків за рахунок стабілізації структури та властивостей унаслідок зменшення мікропористості при «заліковуванні» пор. Розмір виявлених після ГІП поодиноких мікропор приблизно у 32 рази менший, порівняно з порами, що їх спостерігали у лопатках до проведення операції ГІП. У результаті пластичної деформації, яку ініціює ГІП, утворюється «рафт»-структури у вигляді зональних ділянок, зосереджених у місцях «заліковування» пор, а також виділення скоагульованих частинок — фази, які спільно із пластинчастими(евтектичними) карбідами мають вигляд каркасу. Термообробка за стандартним режимом (1270 ℃, 1 год 15 хв) після газостатування сприяє перекристалізації зміцнюючої фази, підвищує структурну однорідність сплаву та спричинює релаксацію напружень, що виникли в процесі ГІП, а це позитивно впливає на фізико-механічні властивості. Чотиригодинна термічна обробка при температурі 1050 ℃, здійснена безпосередньо після операції ГІП, не усуває структурної неоднорідності, що характеризується наявністю лікваційних зон, а також областей, характерних для «рафт»- структури, що утворилися в процесі газостатування. Проведення після ГІП проміжного високотемпературного нагріву (гомогенізації) при температурі 1270 ℃ (1 год 15 хв) із подальшим нагріванням при температурі 1050 ℃ протягом 4 год сприяє отриманню більш однорідної структури сплаву ЖС32-ВІ (ВСК), що позитивно впливає на механічні та жароміцні властивості.