Кафедра "Матеріалознавство"
Постійне посилання зібрання
Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/mtrlvd
Від 2007 року кафедра має назву "Матеріалознавство", первісна назва – "Металознавство та термічна обробка металів".
Кафедра "Металознавство та термічна обробка металів" створена у 1932 році. Першим її очільником став доктор технічних наук, професор Олександр Володимирович Терещенко.
Кафедра являє собою одну із найстаріших в політехнічному інституті з підготовки інженерів-технологів-дослідників. Своїми науковими дослідженнями. з початку своєї діяльності, кафедра сприяла розвитку та удосконаленню технологій термічної та хіміко-термічної обробки деталей на підприємствах України».
Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту механічної інженерії і транспорту Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 1 доктор технічних наук, 9 кандидатів технічних наук, 3 кандидата фізико-математичних наук, 1 доктор філософії; 1 співробітник має звання професора, 8 – доцента, 1 – старшого наукового співробітника.
Переглянути
Нові надходження
Документ Забезпечення експлуатаційних вимог до матеріалів при застосуванні методів структурної інженерії поверхні(Національний університет цивільного захисту України, 2023) Волков, Олег Олексійович; Субботіна, Валерія Валеріївна; Субботін, Олександр Володимирович; Васильченко, О. В.Документ Вибір та застосування оптимального методу інженерії поверхні для відновлення властивостей елементів прокатного обладнання після некоректно проведеного процесу поверхневого шліфування(Національний університет цивільного захисту України, 2023) Волков, Олег Олексійович; Субботіна, Валерія Валеріївна; Краєвська, Ж. В.; Васильченко, О. В.Документ Визначення складу пасти для формування зміцнених шарів на сталі мартенситного класу шляхом комбінованої обробки(Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. Петра Василенка, 2020) Князєв, Сергій АнатолійовичПроблематика підвищення зносостійкості потребує нових матеріалознавчих підходів до вирішення питань поверхневого зміцнення. Нержавіючі сталі мартенситного класу мають високі антикорозійні властивості і характеристики міцності, однак слабко протидіють абразивному і ерозійному зношуванню. Існуючі методи хіміко-термічного зміцнення вже не відповідають експлутаційно-економічним показникам. Застосування комбінованої методики зміцнення яка поєднує борування та швидкісний нагріву струмами високої частоти дозволяє інтенсифікувати дифузійні процеси. Такій підхід дозволяють отримати порівняно товсті зміцнені шари та отримати структуру зміцненого шару з принципово новою морфологією. В результаті обробки сталі мартенситного класу отримано шари товщиною 25 – 240 мкм з проміжним загартованим шаром між дифузійною зоною та основним металом. Така архітектура зміцненого шару дозволяє ефективніше протидіяти продавлюванню, абразивному, ерозійному та кавітаційному зношуванню. Основними структурами у борованому шарі є бориди типу Fe2B, карбобориди, які розташовані у твердому розчині бору у залізі та легуючих елементів. Мікротвердість борованого шару перевищує 10000 МПа. Мікротвердість загартованого шару сягає значень 8000 МПа, що відповідає мікротвердості безструктурного мартенситу. Перехід від дифузійного шару до основної структури відбувається через структуру гартування, яка була сформована під дією швидкісного нагрівання СВЧ, і достатньо швидкісним тепловідводом вглиб металу. Показано, що дрібні зерна матричного матеріалу, які утворились на границі поділу, утворюються внаслідок активного проникнення атомів бору по границям субструктури і формуванням нових границь структури.Документ Minimization of errors in discrete wavelet filtering of signals during ultrasonic measurements and testing(Національний науковий центр "Інститут метрології", 2021) Taranenko, Yu.; Mygushchenko, R. P.; Kropachek, O. Yu.; Suchkov, G. M.; Plesnetsov, Yu.Error minimizing methods for discrete wavelet filtering of ultrasonic meter signals are considered. For this purpose, special model signals containing various measuring pulses are generated. The psi function of the Daubechies 28 wavelet is used to generate the pulses. Noise is added to the generated pulses. A comparative analysis of the two filtering algorithms is performed. The first algorithm is to limit the amount of detail of the wavelet decomposition coefficients in relation to signal interference. The minimum value of the root mean square error of wavelet decomposition signal deviation which is restored at each level from the initial signal without noise is determined. The second algorithm uses a separate threshold for each level of wavelet decomposition to limit the magnitude of the detail coefficients that are proportional to the standard deviation. Like in the first algorithm, the task is to determine the level of wavelet decomposition at which the minimum standard error is achieved. A feature of both algorithms is an expanded base of discrete wavelets ‒ families of Biorthogonal, Coiflet, Daubechies, Discrete Meyer, Haar, Reverse Biorthogonal, Symlets (106 in total) and threshold functions garotte, garrote, greater, hard, less, soft (6 in total). The model function uses random variables in both algorithms, so the averaging base is used to obtain stable results. Given features of algorithm construction allowed to reveal efficiency of ultrasonic signal filtering on the first algorithm presented in the form of oscilloscopic images. The use of a separate threshold for limiting the number of detail coefficients for each level of discrete wavelet decomposition using the given wavelet base and threshold functions has reduced the filtering error.Документ Альтернативне зміцнення ювелірного інструменту з використанням поверхневого локального оброблення(Національний університет цивільного захисту України, 2021) Волков, Олег Олексійович; Князєв, Сергій Анатолійович; Васильченко, О. В.; Доронін, Є. В.Документ Вакуумні провідникові нанокомпозити на основі міді, зміцнені оксидом Al₂O₃(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Зозуля, Едуард Володимирович; Терлецький, Олександр СеменовичДокумент Дослідження впливу швидкості охолодження на структуру і властивості сталі в технології комплексного іонного азотування(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Шевченко, Світлана Михайлівна; Горова, Олена Павлівна; Терлецький, Олександр СеменовичДокумент Зіставлення концентраційних залежностей механічних властивостей та питомого електричного опору у шаруватих композитах Cu-Ta при кімнатній температурі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Терлецький, Олександр Семенович; Ящеріцин, Євген ВолодимировичДокумент Influence of electrical parameters of the micro-arc oxidation mode on the structure and properties of coatings(Institute for Single Crystals, 2022) Subbotina, V.; Bilozerov, V.; Subbotin, O.; Barmin, O.; Hryhorieva, S.; Pysarska, N.The influence of different power sources of the micro-arc oxidation process on the peculiarities of structure formation and properties of coatings on aluminum alloy AB formed in alkali-silicate electrolyte in the anode-cathode mode is investigated. It is shown that the pulse technology and the anode-cathode mode make it possible to form coatings containing mainly oxides of the α-Al₂O₃ type (corundum) with a high growth rate. It has been established that with a small thickness of the oxide layer, the rate of heat removal both to the metal and to the electrolyte is high; this fact promotes the formation of alumina in the form of the γ-Al₂O₃ phase. The energy concentration in the thick oxidizing layer causes the formation of high-temperature modification of α-Al₂O₃. It is shown that the mechanism of α-Al₂O₃ formation is determined by two factors: the energy difference in the formation of γ-Al₂O₃ and α-Al₂O₃ phases, and the polymorphic high-temperature transformation of γ-Al₂O₃→α-Al₂O₃ in the high-temperature region of the arc discharge.Документ Комп'ютерне моделювання перерозподілу азоту в технологіях комплексного іонного азотування легованих сталей(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2020) Шевченко, Світлана Михайлівна; Терлецький, Олександр Семенович; Горова, Олена Павлівна; Соболь, Олег Валентинович; Протасенко, Тетяна Олександрівна; Реброва, Олена МихайлівнаРобота присвячена моделюванню за допомогою COMSOL Multiphysics 5.5 перерозподілу азоту в деталях з легованої сталі 9ХС у процесі їхнього ізотермічного відпалу або витримування під гартування після операції іонного азотування. Така технологія комплексного іонного азотування також передбачає низький відпуск після гартування та фінішну механічну обробку поверхні й має низку переваг порівняно з традиційними способами азотування. Для комплексного іонного азотування дуже актуальні оцінка і прогноз глибини проникнення азоту, тому моделювання проводили з метою дослідження дифузійного перерозподілу азоту в циліндричних пуансонах зі сталі 9ХС за умови температури 860 °С, які мали на поверхні готовий азотований шар завтовшки 80 мкм. Показано, що в зоні різальної кромки (окружності торця) пуансона спостерігається ефект підвищеного вмісту азоту в процесі його перерозподілу. Встановлено, що за прийнятих припущень перетворення ε-нітриду в азотистий аустеніт відбувається за 3,25 хв. Отримані концентраційні профілі перерозподілу азоту за умови різного часу витримування, які можуть застосовуватися для прогнозування в заводській практиці.Документ Дослідження впливу термічної обробки на структуру та експлуатаційні характеристики будівельної сталі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Протасенко, Тетяна ОлександрівнаДокумент Розроблення режимів термічного оброблення конструкційної сталі 16х3НВФМБ-Ш для отримання низької твердості(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2020) Реброва, Олена Михайлівна; Протасенко, Тетяна Олександрівна; Шевченко, Світлана Михайлівна; Князєв, Сергій АнатолійовичУ статті запропоновано технологію термічного оброблення конструкційної комплексно-легованої теплостійкої сталі 16Х3НВФМБ-Ш для отримання структури, яка забезпечує досить низьку твердість для подальшого механічного оброблення різанням.Документ Дослідження ефективності комплексного іонного азотування для модифікації сталі(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2018) Соболь, Олег Валентинович; Шевченко, Світлана Михайлівна; Протасенко, Тетяна ОлександрівнаНадано експериментальні результати впливу процесу комплексного іонного азотування за різними режимами на глибину азотованого шару. Визначено структурні особливості поверхневих та приповерхневих шарів сталі та характер розподілу мікротвердості по перерізу деталі. Встановлено, що технологія комплексного іонного азотування для модифікації сталі за рахунок глибинного азотування є ефективною та заслуговує впровадження й розвитку.Документ Економічні температурні датчики з легкоплавких сплавів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2016) Протасенко, Тетяна Олександрівна; Задеря, С. А.Документ Results of approbation of the innovative method of ion nitriding for steels with low temperatures of tempering(PC тесhnology сеntеr, 2017) Andreev, A.; Sоbоl, O.; Shevchenko, S.; Stolbovoy, V.; Aleksandrov, V.; Kovteba, D.; Terletsky, A.; Protasenko, T.The innovation technique of complex treatment for steels with the low temperature of tempering is proposed and tested in the course of present study. It includes nitriding in the vacuum gas discharge before hardening and tempering. In this case, during nitriding, the heating temperature influences little the process of high-temperature treatment. In this case, the process of diffusion of nitrogen atoms is accelerated considerably (since nitrogen atoms penetrate untempered steel more easily), which leads to an increase to 2000 µm in the depth of penetration of nitrogen atoms and in the thickness of the formed region with changed structure and hardness. It was established that, according to the properties, the region of exposure is divided into a surface layer (with a thickness of about 200 µm) with lowered hardness and the deeper operating layer with enhanced hardness. Layer with the greatest hardness is at depth of 400–800 µm. In this case, enhanced hardness, in comparison with the base, is maintained at depth that exceeds 2000 µm. The surface layer with low hardness makes it possible to implement the allowance for finishing, in order to obtain the required accuracy of dimensions and surface finish. Hardness of the surface of articles after this sequence of operations for the steels with low temperature of tempering is at the level of 8–10 GPa. The phase composition of the nitrided layer with high hardness, detected by the X-ray diffraction method, is the lowest nitride Fe4N and the solution of nitrogen in α-Fe.Документ Structure and properties of multi-period vacuum-arc coatings based on chromium nitride(Institute for Single Crystals, 2020) Postelnyk, H. O.; Sobol, O. V.; Kucerova, L.; Dur, OsmanThe properties of multi-period nanocomposite coatings based on chromium nitride are considered. The effect of the negative bias potential on the phase-structural state and mechanical characteristics of the coatings was investigated by X-ray diffractometry combined with the study of hardness by nanoindentation, surface roughness and coefficient of friction during scratch testing. It has been established that all the systems are characterized by the formation of a cubic crystal lattice of the structural type NaCl, as well as the effect of texture on hardness values. For the studied coatings, the hardness is in the range of 20-25 GPa. The presence of texture [311] in CrN/MoN nanocomposite coatings leads to the lowest friction coefficient with a value of about 0.2.Документ Structural engineering and functional properties of vacuum-arc coatings of high-entropy (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N alloys nitrides(Institute for Single Crystals, 2019) Sobol, O. V.; Dur, Osman; Postelnyk, A. A.The effect of nitrogen pressure during the deposition of vacuum-arc (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N coatings on their phase-structural state, substructure and resistance to abrasive wear was investigated. It was established that in multi-element (based on high-entropy alloys) (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N coatings obtained in a nitrogen atmosphere in the range of nitrogen pressures PN = 2.5 ·10-4-4.5 ·10-3 Torr, a single-phase state is formed (based on cubic crystal lattice of structural type NaCl). The use of a multi-element composition with a single-phase state with a cubic lattice allows for (Ti-V-Zr-Nb-Hf-Ta)N coatings to achieve high microstrain values (up to 1.2 %) at low deposition pressure. It was found that high-entropy nitride coatings with low abrasive wear are characterized by a crystallite grain size of less than 50 nm, the absence or low level of texture perfection [111], and the presence of a rather high microstrain in crystallites (reaching 1.2 %). The reasons for the observed changes in the structural state and substructure of multi-element nitride coatings and their effect on abrasive resistance are discussed.Документ A study of an effect of the parameters of niobium-based ion cleaning of a surface on its structure and properties(PC тесhnology сеntеr, 2017) Postelnyk, H. O.; Knyazev, S.; Meylekhov, A. A.; Stolbovoy, V. A.; Kovteba, D. V.The paper describes using techniques of structural engineering in a comprehensive study of the effects of the negative displacement potential, nitrogen and argon pressures, as well as the distance from a sample to the cathode on the processes of sputtering and depositing. In practice, it is highly important to obtain steel surfaces with high mechanical properties and low roughness. The highest microhardness is manifested at the highest degree of sputtering on the samples at Ub=–1,300 V. It has been determined that the presence of nitrogen in the vacuum chamber shifts the equilibrium point of sputtering and depositing towards a higher Ub. It has been established that the presence of argon in the ion bombardment process increases the sputtering rate, whereas the presence of active nitrogen gas reduces the deposition rate due to nitride formations on the surface. The point “sputtering-depositing” shifts: in the case of Ar (from Ub=–350 V to Ub=–200...–300 V) when the RN increases from 0.002 Pa to 0.66 Pa, respectively. In the case of nitrogen, when PN increase from 0.02 Pa to 0.08 Pa, the point shifts from Ub=–400 V to Ub=–600 V (at a distance of 300 mm from the cathode to the sample).Документ Вплив величини потенціалу зсуву на структурну інженерію вакуумно-дугових покриттів на основі ZrN(Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, 2021) Соболь, Олег Валентинович; Постельник, Ганна Олександрівна; Пінчук, Наталія Володимирівна; Мейлехов, Андрій Олександрович; Жадко, М. О.; Андреєв, А. О.; Столбовий, Вячеслав ОлександровичСтворення наукових основ структурної інженерії надтонких наношарів в багатошарових нанокомпозитах є основою сучасних технологій формування матеріалів з унікальними функціональними властивостями. Показано, що збільшення від’ємного потенціалу зсуву (від -70 до -220 В), при формуванні вакуумно-дугових нанокомпозитів на основі ZrN, дозволяє не тільки управляти переважною орієнтацією кристалітів і субструктурними характеристиками, але і змінює умови сполучення кристалічних решіток в надтонких (близько 8 нм) наношарах.Документ Influence of Bias Potential Magnitude on Structural Engineering of ZrN-Based Vacuum-Arc Coatings(Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, 2021) Sobol, O. V.; Postelnyk, H. O.; Pinchuk, N. V.; Meylekhov, A. A.; Zhadko, M. A.; Andreev, A. A.; Stolbovoy, V. A.The creation of the scientific foundations for the structural engineering of ultrathin nanolayers in multilayer nanocomposites is the basis of modern technologies for the formation of materials with unique functional properties. It is shown that an increase in the negative bias potential (from -70 to -220 V) during the formation of vacuum-arc nanocomposites based on ZrN makes it possible not only to control the preferred orientation of crystallites and substructural characteristics, but also changes the conditions for conjugation of crystal lattices in ultrafine (about 8 nm) nanolayers.