Кафедра "Зварювання"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/5280
Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/svarka
Кафедра "Зварювання" заснована у 2010 році професором Віталієм Володимировичом Дмитриком. Ініціював створення кафедри особисто академік Борис Євгенович Патон. Її створення зумовлене проханням провідних підприємств – флагманів економіки України: ОАО "Турбоатом", ОАО "Електроважмаш", ОАО Харківський турбінний завод, ГП завод ім. Малишева, ОАО Харківський авіаційний завод та ін.
Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту механічної інженерії і транспорту Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 2 доктора технічних наук, 4 кандидата технічних наук; 2 співробітника мають звання професора, 3 – доцента.
Переглянути
9 результатів
Результати пошуку
Документ Самопоширюваний високотемпературний синтез: стан, проблеми та перспективи розвитку(Таврійський національний університет ім. В. І. Вернадського, 2022) Лузан, Сергій Олексійович; Ситников, Павло АндрійовичРоботу присвячено одній з актуальних проблем галузевого машинобудування – підвищенню ресурсу деталей сільськогосподарської та ґрунтообробної техніки за рахунок нанесення зміцнюючих та відновлювальних покриттів на основі композиційних матеріалів. У якості перспективного методу отримання композиційних матеріалів запропоновано використання – самопоширюваного високотемпературного синтезу (СВС), одного з високотехнологічних, наукоємних, енерго- та ресурсозберігаючих методів. Висвітлено історичні передумови та внесок О. Г. Мержанова, І. П. Боровінської та В. М. Шкиро у відкриття нового фізичного явища «твердого полум’я», що стало основою до появи СВС, ретроспективно наведені основні етапи його формування та розвитку. На основі огляду вітчизняних наукових робіт та розробок з використанням СВС-технології висвітлено створення трибологічних матеріалів типу TiFe-xC, проаналізовано та порівняно результати з розробки пористих (фільтраційних) металокерамічних матеріалів з використанням відходів машинобудування, представлено результати математичних розрахунків СВС-реактору та деяких реакцій синтезу, окреслено можливості суміщення СВС з технологіями нанесення покриттів. Авторами статті наведено власні наукові результати щодо розробки композиційного матеріалу, отриманого з використанням самопоширюваного високотемпературного синтезу та попередньої механічної активації вихідних реагентів, що містять у якості зносостійких дисперсних фаз оксиди SiO2 та AI2O3. На основі проведених досліджень підтверджено перспективність використання розробленого композиційного матеріалу зі структурою «зміцнююча фаза – матриця» {10 % (Ti–C–SiO2–Al2O3–Fe2O3–Al– ПТ-НА-01) + 90 % (ПГ-10Н-01)} для дугового наплавлення зміцнюючих та відновлювальних покриттів деталей машин. В кінці роботи сформульовано загальні висновки та наведено перелік подальших перспективних досліджень за цим напрямом.Документ Структура та властивості наплавлених шарів композиційним матеріалом, який одержано з використанням СВС-процесу(Хмельницький національний університет, 2023) Лузан, Сергій Олексійович; Ситников, Павло АндрійовичВ роботі наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень щодо розробки композиційного матеріалу, одержаного з використанням самопоширюваного високотемпературного синтезу (СВС-процес). В якості вихідних матеріалів модифікуючої складової композиційного матеріалу використано порошок титану Ti, технічний вуглець C, оксиди кремнію SiO2 та алюмінію Al2O3, алюмінієву пудру AI, оксид заліза Fe2O3 та термореагуючий порошок ПТ-НА-01. Механічну активацію вихідної шихти з варіюванням параметрів обробки здійснено у розробленому авторами роботи кульовому млині моделі КМ-1 з об’ємом сталевого барабану 1,5·10-4м3. Тривалість механічної активації шихти складала 15 хв, при 130 об/хв та співвідношенні 1 : 40 маси шихти до маси тіл подрібнення (сталевих куль діаметром 6 мм). Ініціювання СВС-процесу виконувалося за допомогою спеціального пристрою шляхом підведення розжареної ніхромової спіралі діаметром 0,8 мм. Як матричний матеріал застосовано самофлюсуюючий сплав системи Ni-Cr-B-Si марки ПГ-10Н-01. Наплавлення дослідних зразків здійснено на пластину зі сталі 65Г товщиною 3 мм неплавким графітовим електродом діаметром 9,5 мм, при струмі 110 А на прямій полярності. При виконанні роботи за допомогою методів металографічного аналізу та електронної мікроскопії досліджено мікроструктуру наплавлених шарів, проведено їх рентгенофазовий аналіз, а також визначено мікротвердість та зносостійкість. Встановлено, що введення в склад композиційного матеріалу на основі сплаву ПГ-10Н-01 модифікуючого матеріалу, одержаного з використанням СВС-процесу, дозволяє отримати в структурі наплавленого шару карбіди титану TiC та кремнію SiC, що призводить до збільшення мікротвердості шару та його більш високої зносостійкості у процесі абразивного зношування. Розроблений композиційний матеріал можна рекомендувати для підвищення ресурсу деталей, які працюють в умовах абразивного середовища.Документ Дослідження особливостей ініціювання процесу самопоширюваного високотемпературного синтезу модифікуючого композиційного матеріалу(Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, 2023) Лузан, Сергій Олексійович; Ситников, Павло АндрійовичУ роботі наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень способів ініціювання самопоширюваного високотемпературного синтезу (СВС-процес), застосованого під час розроблення модифікуючого композиційного матеріалу. Ініціювання СВС-процесу розглянуто для шихти складу Ti – C – Al – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – ПТ-НА-01. Попередньо шихту було механічно активовано в кульовому млині моделі КМ-1 протягом 15 хвилин, за 130 об/хв та співвідношення 1 до 40 маси шихти до маси сталевих куль діаметром 6 мм. Ініціювання СВС-процесу здійснювали трьома дослідними способами. У першому способі було застосовано термітну шашку марки ПА-16. У другому – процес ініційовано тепловою енергією зварювальної дуги від неплавкого графітового електрода. У третьому способі ініціювання процесу здійснено розжареною ніхромовою спіраллю від розробленого спеціального пристрою. Пристрій складався зі штатива, на якому окремо один від одного закріплено предметний столик для встановлення зразків, рухомого діелектричного затискача зі спіраллю розжарювання та силового трансформатора. Процеси, які відбувалися під час експериментів, досліджували за допомогою відеокамери, фіксування значень напруг здійснювали вольтметрами, підключеними до електричної спіралі та первинної обмотки силового трансформатора. На основі проведених досліджень було встановлено, що серед розглянутих способів ініціювання СВС-процесу найбільш ефективним для шихти складу Ti – C – Al – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – ПТ-НА-01 є спосіб з використанням теплоти від розжарюваної спіралі. Таким способом можна в широких межах регулювати напругу первинної обмотки силового трансформатора, що дозволяє впливати на ступінь розжарення спіралі, здійснювати контрольований підігрів і фіксування показників ініціювання, а також проходження СВС-процесу. Одержаний модифікуючий композиційний матеріал застосовано для наплавлення та плазмового напилення деталей, які працюють в умовах абразивного середовища.Документ Дослідження впливу параметрів механічної активації шихти Ti–C–Al–SiO₂–Al₂O₃–Fe₂O₃–ПТ-НА-01 на тривалість синтезу композиційного матеріалу, що модифікує(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2023) Лузан, Сергій Олексійович; Ситников, Павло АндрійовичУ роботі досліджено вплив параметрів механічної активації на тривалість синтезу та морфологію шихти Ti–C–Al–SiO₂–Al₂O₃–Fe₂O₃–ПТ-НА-01, призначеної для одержання композиційного матеріалу, що модифікує, отриманого самопоширюваним високотемпературним синтезом. Як вихідні матеріали використано порошки Ti–C–Al–SiO₂–Al₂O₃–Fe₂O₃–ПТ-НА-01. Механічну активацію шихти з варіюванням параметрів оброблення здійснено у розробленому авторами роботи кульовому млині моделі КМ-1, перервного принципу дії з об’ємом робочого сталевого барабана 1,5‧10⁻⁴м³. Маса млина становить 5,8 кг, габарити – (Ш–В–Д) 190–180–230 мм. Тривалість механічного оброблення шихти складала від 1 до 25 хв зі швидкістю обертання барабана від 50 до 180 об/хв. Співвідношення маси шихти до маси тіл подрібнення (сталевих куль, діаметром 6 мм) становило 1 : 20 та 1 : 40. Дослідженнями визначено, що рекомендованим режимом механічної активації шихти Ti–C–Al–SiO₂–Al₂O₃–Fe₂O₃–ПТ-НА-01 є оброблення протягом 15 хв за швидкості обертання барабана 130 об/хв та співвідношення 1 : 40 маси шихти до маси сталевих куль. Гранулометричний склад шихти зменшується з максимального розміру 100 мкм до 40 мкм. На основі досліджень визначено, що таке оброблення шихти призводить до підвищення хімічної активності компонентів та ефективності протікання СВС-процесу внаслідок зниження тривалості його ініціювання та процесу синтезу.Документ Структура і триботехнічні властивості наплавлених композиційних покриттів на основі сплаву ПГ-10Н-01, що містять бор(2023) Лузан, Сергій Олексійович; Бантковський, Вячеслав АнатолійовичДокумент Ретроспективний аналіз формування та розвитку самопоширюваного високотемпературного синтезу(Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, 2022) Лузан, Сергій Олексійович; Ситников, Павло АндрійовичНа основі огляду історичних матеріалів наведено результати ретроспективного аналізу розвитку досліджень із самопоширюваного високотемпературного синтезу як сучасного напряму в галузі матеріалознавства та хімічної фізики. Створення матеріалів на основі самопоширюваного високотемпературного синтезу полягає у локальному ініціюванні екзотермічних хімічних реакцій між вихідними реагентами, що дозволяє генерувати значну кількість тепла у фронті горіння, який самостійно поширюється через всі вихідні регенти, утворюючи продукти синтезу. У статті детально описані особливості появи відокремленого філіалу Інституту хімічної фізики АН СРСР та огляд напрямів наукових досліджень М.М. Семенова, Д.А. Франк-Камінського, О.М. Тодеса та Я.Б. Зельдовича. Розглянуто основні передумови відкриття раніше не відомого фізичного явища «твердого полум’я», на основі якого було запропоновано самопоширюваний високотемпературний синтез та висвітлено внесок О.Г. Мержанова, І.П. Боровінської та В.М. Шкиро. Визначено головні етапи подальшого розвитку самопоширюваного високотемпературного синтезу, подано переконливі приклади його успішного використання, представлено інформацію щодо появи перших цілеспрямованих наукових груп та спеціалізованих підприємств, які працювали у цьому напрямі. Розглянуто особливості організації та проведення Міжнародних наукових симпозіумів «Самопоширюваний високотемпературний синтез», відмічено важливі моменти щодо корегування його назви. На основі результатів проведених досліджень ґрунтовно доведено той факт, що матеріали, отриманні з використанням самопоширюваного високотемпературного синтезу, мають принципово нові фізико-механічні та хімічні властивості, що робить перспективним застосування цього процесу в багатьох галузях науки і техніки.Документ Підвищення довговічності деталей машин під час їх відновлювального ремонту(Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. Петра Василенка, 2019) Лузан, Сергій Олексійович; Петренко, Д. М.У роботі наведено аналіз ресурсів відновлених при ремонті деталей машин. Представлені результати зносних порівняльних випробувань відновлювальних покриттів, нанесених газополуменевим способом. Обґрунтовано можливість підвищення довговічності деталей машин в процесі відновлювального ремонту шляхом нанесення газополуменевим способом покриттів з композиційних матеріалів. Показано, що одним з найбільш ефективних енергозберігаючих методів отримання композиційних матеріалів є високотемпературний синтез (СВС). Найбільшого поширення набули склади композиційних матеріалів на основі титану, оскільки реакції утворення карбідів і боридів титану проходять з високим екзотермічним ефектом, що дозволяє використовувати в якості матричного матеріалу різні метали і сплави. В якості вихідних матеріалів для отримання композиційного матеріалу використовували порошки титану марки ВТ1-0, бору B, вуглецю марки ПМ-15 та оксиди алюмінію і кремнію з метою синтезування карбіду і дибориду титану. Крім того, для збільшення теплового ефекту в процесі синтезу карбіду і дибориду титану в механічну суміш вводитися термореагуючий порошок алюмінід нікелю ПТ-НА-01, алюмінієва пудра (порошок) ПАП-1 і оксид заліза Fe₂O₃. Як матричний матеріал застосовувався самофлюсуючий сплав ПГ-10Н-01. Наведено результати випробувань на абразивне зношування, які показали більш високу зносостійкість (в 1,6 раз) ніж запропонованого композиційного матеріалу в порівнянні з самофлюсуючим сплавом ПГ-10Н-01.Документ Теоретичні основи подрібнення і механоактивації матеріалів для наплавлення і газотермічного напилення(2019) Лузан, Сергій Олексійович; Сідашенко, Олександр Іванович; Лузан, Аліса Сергіївна; Петренко, Д. М.Одним з нових напрямків в отриманні композиційних матеріалів є застосування механічної активації компонентів суміші перед СВС-процесом. Дана операція дозволяє зробити взаємоподрібнення вихідних порошків і сформувати композиційні частинки з рівномірним розподілом вихідних реагентів за обсягом, а також знижує тепловтрати при синтезі, підвищує активність системи і гомогенність продукту горіння, сприяє утворенню нанорозмірних синтезованих включень в обсязі матриці. Процес подрібнення розглядається у фізиці руйнувань, як руйнування твердих тіл послідовною серією механічних впливів. Завданням теорії подрібнення є встановлення взаємозв'язку між дисперстністю порошку, фізико-хімічними і механічними властивостями частинок, витратами енергії і параметрами млинів. Кінцева мета досліджень в області тонкого подрібнення – пророкування результату диспергування матеріалів різних властивостей, тобто створення тонкодисперсних частинок з високою питомою поверхнею при мінімальній кількості експериментальних робіт по їх подрібненню. Проаналізована кінетична концепція міцності твердих тіл, яка довела, що руйнування – це термодинамічний процес, і дозволила прогнозувати руйнування на мікро- та макрорівні, а також двостадійна модель руйнування гетерогенних матеріалів, що базується на кінетичній моделі міцності. Розглянуто питання подрібнення – процесу руйнування шматків твердого матеріалу при критичних внутрішніх напруженнях, створюваних в результаті якого-небудь навантаження і які перевищують відповідну межу міцності. Подрібнення ділять на дроблення і помел, а машини, які застосовуються для цих цілей, називаються дробарками і млинами. Основною характеристикою процесу подрібнення є ступінь подрібнення. Проаналізовано фізику процесу механоактивації неорганічних матеріалів. Механоактивація – процес утворення хімічно активної речовини шляхом механічного подрібнення. Механохімічна активація твердих тіл вивчає комплекс взаємопов'язаних явищ і процесів, що протікають при механічному впливі на тверде тіло, як в момент механічної обробки, так і в ії результаті. Боуден і Тейбор запропонували модель "гарячих точок" для пояснення механічного ініціювання хімічних реакцій. Аморфізація поверхні, в першу чергу, спостерігається для матеріалів з високою твердістю і крихкістю, таких як корунд, кварц і т.д. Енергія, яка до них підводиться, не встигає розсіюватися. Система змушена значну її частину акумулювати в собі на створення внутрішніх дефектів.Для механоактивації матеріалів для наплавлення і напилення найбільше застосування отримали кульові млини, що представляють собою циліндричний барабан, закритий з торців, усередині якого містяться кулі і оброблюваний матеріал. В даний час активно розвивається метод механоактивованого високотемпературного синтезу при якому на першому етапі реакційну суміш обробляють протягом порівняно короткого часу в апараті-активаторі і потім використовують як прекурсор для СВС.Встановлено, що механоактивація розширює можливості проведення реакцій в саморозповсюджуваному режимі в концентраційних областях, де традиційний СВС не вдавалося реалізувати ні за яких умов. Процес механоактивації необхідний для ініціювання реакцій горіння низькокалорійних систем, в яких він може використовуватися замість попереднього підігріву. На основі аналізу сучасних уявлень про механізм руйнування твердих матеріалів, закономірностей подрібнення сумішей різноміцних матеріалів, процесу механоактивації матеріалів обгрунтовано актуальність проведення досліджень по створенню композиційних матеріалів із застосуванням СВС-процесу.Документ Аналіз умов роботи та методів підвищення зносостійкості робочих органів ґрунтообробних машин (огляд)(2018) Лузан, Сергій Олексійович; Петренко, Д. М.; Михєєв, Ю. Р.Виконано огляд науково-технічної літератури з проблеми підвищення зносостійкості відновлюваних в процесі ремонту робочих органів грунтово-обробних машин. Обґрунтовано перспективність застосування для відновлення деталей наплавленням і газотермічними методами напилення композиційних матеріалів, отриманих із застосуванням СВС-процесу.