Кафедра "Матеріалознавство"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/6927

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

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 50

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 Михайлівна
Робота 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.
Дослідження ефективності комплексного іонного азотування для модифікації сталі
(Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 2018) Соболь, Олег Валентинович; Шевченко, Світлана Михайлівна; Протасенко, Тетяна Олександрівна
Надано 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.
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.
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, Osman
The 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.
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.
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 Олександрович
Створення 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.
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.
Formation of Superhard State of the TiZrHfNbTaYN Vacuum–Arc High-Entropy Coating
(Allerton Press, Inc., 2018) Beresnev, V. M.; Sobol, O. V.; Andreev, A. A.; Gorban, V. F.; Klimenko, S. A.; Litovchenko, S. V.; Kovteba, D. V.; Meilekhov, A. A.; Postelnyk, A. A.; Nemchenko, U. S.; Novikov, V. Yu.; Maziilin, B. A.
Complex studies of the formation of the superhard state in the TiZrHfNbTaYN vacuum-arc high-entropy coating were carried out. Based on the approach of the structural surface engineering, the regularities of the formation of the triads composition–structure–physico-mechanical properties depending on the supplied potential displacement are established. It is shown that the increase of Ub at the formation of a coating leads to a decrease of the relative content of a light (Ti) and increase of a heavy (Ta, Hf) metal components, which is determined by radiationally stimulated processes in a near surface region at the deposition. The formation of the single-phase state (based on the fcc of metal lattice) in the range Ubfrom –50 to –250 V and revealed the formation of the preferred orientation of the crystallites with the axis [111], which is perpendicular to the growth plane. The increase of the perfection of the texture with the [111] axis with increasing Ub is accompanied with an increase of the coatings hardness, which makes it possible to achieve the superhard state (H = 40.2 GPa) at Ub = –250 V.
Structure, Adhesion Strength and Corrosion Resistance of Vacuum Arc Multi-Period NbN/Cu Coatings
(2020) Postelnyk, H. O.; Sobol, O. V.; Chocholaty, O.; Zelenskaya, G. I.
The influence of deposition modes on the phase-structural state, corrosion resistance, and adhesive strength of vacuum-arc multi-period NbN/Cu coatings is studied. It was found that in thin layers (about 8 nm, in a constant rotation mode), regardless of the change in the pressure of the nitrogen atmosphere, a metastable δ - NbN phase forms (cubic crystal lattice of the NaCl type). At a layer thickness of ~ 40 nm or more, a phase composition changes from the metastable δ - NbN to the equilibrium ε - NbN phase with a hexagonal crystal lattice. In the presence of the ε - NbN phase in the niobium nitride layers, the highest adhesive strength is achieved with a value of LС5 = 96.5 N. Corrosion resistance tests have shown that for all the studied samples the corrosion process has mainly an anodic reaction. The highest corrosion resistance was shown by coatings obtained at a pressure of 7·10-4 Torr, with the smallest bias potential of -50 V and the smallest layer thickness; with a thickness of such a coating of about 10 microns, its service life in the environment of the formation of chloride ions is about a year.
The Use of Negative Bias Potential for Structural Engineering of Vacuum-Arc Nitride Coatings Based on FeCoNiCuAlCrV High-Entropy Alloy
(Sumy State University, 2018) Sobol, O. V.; Andreev, A. A.; Gorban, V. F.; Meylekhov, A. A.; Postelnуk, A. A.; Stolbovoy, V. A.; Zvyagolskiy, A. V.
The effect of negative bias potential (Ub = – 40, – 110, and – 200 V) upon the deposition of multielement coatings on their composition, structure, and mechanical properties was studied. It is shown that when using a high-entropy multielement (of 7 elements) FeCoNiCuAlCrV alloy, it is possible to obtain a single-phase nitride (FeCoNiCuAlCrV)N. Nitride has an fcc crystal lattice (structural type NaCl). It has been established that with an increase in Ub in the structural state occurs transition from practically nontextured (polycrystalline) to the preferential orientation of the growth of crystallites with the [111] texture axis (at Ub = – 110 V) and [110] (at Ub = – 200 V). This is accompanied by a decrease in the lattice period, as well as a decrease in hardness and modulus of elasticity. For coatings (FeCoNiCuAlCrV) N, the highest hardness of 38 GPa is achieved by using the smallest (– 40 V) bias potential during the deposition process. It is shown that to achieve high hardness at high Ub it is necessary to increase the content in the highentropy alloy of elements with high nitride-forming ability.