Треньов М. С. ПІДВИЩЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ТА ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ВИКОРИСТАННЯ НАНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0826U003584

Облікова картка дисертації

0826U003584.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 136 - Металургія

26-08-2026

Спеціалізована вчена рада

PhD 15997

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

Анотація

Треньов М.С. Підвищення механічних та фізичних властивостей алюмінієвих сплавів за допомогою використання нанодисперсних матеріалів. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 136 – Металургія. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Харків, 2026. Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної науково-технічної задачі підвищення механічних та фізичних властивостей алюмінієвих ливарних сплавів шляхом використання фулеренів С₆₀ як наномодифікаторів. Об'єктом дослідження є процеси формування мікроструктури та властивостей алюмінієвих ливарних сплавів під час їх модифікування. Предмет дослідження – закономірності впливу фулеренів С₆₀ на процеси кристалізації, структуроутворення, фазовий склад, мікроструктуру та властивості сплаву АК12, а також способи введення нанодисперсних матеріалів у металеві розплави. Метою роботи є підвищення механічних і фізичних властивостей сплаву АК12 шляхом розроблення ефективних технологій введення фулеренів С₆₀ та встановлення закономірностей їх впливу на структуру й властивості матеріалу. У роботі виконано аналіз сучасних методів наномодифікування алюмінієвих сплавів, визначено основні проблеми використання фулеренів, пов'язані з їх агломерацією та недостатньою змочуваністю алюмінієвим розплавом. Розроблено два способи введення наномодифікатора: із застосуванням композиційної лігатури на основі порошку ПА-4 та шляхом функціоналізації фулеренів С₆₀. Проведено металографічні, рентгеноструктурні, механічні та трибологічні дослідження, а також комп'ютерне моделювання процесів кристалізації й прогнозування дефектів литої структури. Встановлено, що наномодифікування фулеренами С₆₀ забезпечує подрібнення евтектичного кремнію, зменшення міждендритної відстані другого порядку (SDAS), зниження пористості та формування більш однорідної дрібнодисперсної структури сплаву. Визначено оптимальні концентрації наномодифікатора, за яких досягається підвищення твердості, мікротвердості, ударної в'язкості та зносостійкості матеріалу. Показано, що використання функціоналізованих фулеренів забезпечує більш рівномірний розподіл наночастинок у розплаві та вищу ефективність модифікування порівняно з композиційною лігатурою. Наукова новизна полягає у розробленні ефективних способів введення фулеренів С₆₀ в алюмінієвий розплав, встановленні закономірностей їх впливу на формування структури та властивостей сплаву АК12, а також у створенні комплексного підходу до прогнозування якості виливків на основі комп'ютерного моделювання процесів кристалізації та параметричного методу розпізнавання образів. Практичне значення роботи полягає у створенні технології наномодифікування алюмінієвого сплаву АК12, захищеної патентом України на корисну модель №158607. Запропонована технологія забезпечує зменшення розміру евтектичного кремнію з 40–80 до 3–7 мкм, зниження SDAS з 90–140 до 25–45 мкм, зменшення пористості на 70–90 %, підвищення мікротвердості на 35–48 % та збільшення зносостійкості приблизно у два рази. Розроблено методику комп'ютерного моделювання процесів кристалізації, що дозволяє прогнозувати дефекти литої структури та оптимізувати технологічні параметри лиття. Результати досліджень впроваджено в освітній процес кафедри ливарного виробництва НТУ «ХПІ» та рекомендовано до практичного використання у ливарному виробництві. Ключові слова: Алюмінієвий сплав, нанодисперсні матеріали, фулерени C60, модифікація структури, мікротвердість, ливарне виробництво, поршень, дефекти, виливка, властивості, технології, температури, магній.

Читати повністю

Публікації

Barsuk, A., Makarenko, D., Trenov, M., & Sevoian, A. (2024). Identification of regularities of the influence of titanium on the impact toughness of hypoeutectic wear-resistant cast iron and assessment of the efficiency of its additional alloying with boron. ScienceRise, (2), 15-23. URL: https://doi.org/10.21303/2313-8416.2024.003629

Trenov, M., & Ponomarenko, O. (2026). Determination of the influence of the method of introducing C₆₀ fullerenes and functionalized carbon nanotube on the formation of the properties of aluminum alloy. Technology audit and production reserves, 1(1 (87)), 44-49. (Scopus, Україна, А). URL: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.353175

Пономаренко О. І. Комп'ютерне моделювання процесів кристалізації як резерв підвищення якості поршнів ДВС / О. І. Пономаренко, М. С. Треньов. Технологічний аудит та резерви виробництва. 2013. № 6 (2). З. 36-40. (Scopus, Україна, А). URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tatrv_2013_6-2_11.

Треньов, М. С., Пономаренко О. І., Князєв С. А. "Аналіз способів вводу наночасток в сплави на основі алюмінію." Метал і лиття України 33.1 (2025): 25- 31 (Б). URL:https://doi.org/10.15407/steelcast2025.01.025

Пономаренко О. І. Визначення місць локалізації дефектів у виливках за допомогою методу розпізнавання образів / О. І. Пономаренко, Н. С. Євтушенко, Н. М. Треньов. Компресорне та енергетичне машинобудування. 2016. № 3. С. 33-36(Б). URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Kiem_2016_3_9.

Треньов М. С. Використання нанодисперсних матеріалів для вдосконалення властивостей алюмінієвих сплавів у ливарному виробництві [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Литво. Металургія. 2025 = Foundry. Metallurgy. 2025 : матеріали 21-ї Міжнар. наук.-практ. конф., 27- 29 травня 2025 р. / Нац. техн. ун-т "Харків. політехн. ін-т" [та ін.] ; заг. ред. О. І. Пономаренко. – Електрон. текст. дані. – Харків ; Київ, 2025. – С. 285-287. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/90592;

Треньов М. С. Формування нових властивостей алюмінієвих виливків за рахунок наноструктурних добавок / М. С. Треньов О. І. Пономаренко // Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2025 : матеріали 17-ї Міжнар. наук.-техн. конф., 25-26 вересня 2025 р. ; заг. ред. Р. В. Лютий. – Київ : НТУУ "КПІ", 2025. – С. 488-491 – URI; https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPIPress/ 94676

Треньов М. С. Нанотехнології у вдосконаленні алюмінієвих сплавів у ливарному виробництві [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я = Information technologies: science, engineering, technology, education, health : тези доп. XXXIII Міжнар. наук.-практ. конф. MicroCAD-2025, 14–17 трав. 2025 р. / за ред. Є. І. Сокола ; уклад. Г. В. Лісачук ; Нац. техн. ун-т «Харків. політехн. ін-т» [та ін.]. – Харків : НТУ «ХПІ», 2025. – С. 418. – URI; https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/90474

Треньов М. С. Перспективні методи модифікування ливарних сплавів [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Литво. Металургія. 2022 : матеріали XVIII Міжнар. наук.-практ. конф., 04–06 жовт. 2022 р. / Нац. техн. ун-т «Харків. політехн. ін-т» [та ін.] ; за заг. ред. О. І. Пономаренка. – Харків ; Київ, 2022. – С. 139–140. – URI: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/58587.;

Треньов М. С. Використання фулеренів у металургії [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Литво. Металургія. 2024 : матеріали XX Ювілейної Міжнар. наук.-практ. конф., 28–30 трав. 2024 р. / Нац. техн. ун-т «Харків. політехн. ін-т» [та ін.] ; за заг. ред. О. І. Пономаренка. – Харків ; Київ, 2024. – С. 255–256. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPIPress/ 58587

Треньов М. С. Підвищення механічних та фізичних властивостей алюмінієвих сплавів за допомогою використання нанодисперсних матеріалів / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я = Information technologies: science, engineering, technology, education, health : тези доп. XXXI Міжнар. наук.-практ. конф. MicroCAD-2023, 17–20 трав. 2023 р. / за ред. Є. І. Сокола ; уклад. Г. В. Лісачук. – Харків : НТУ «ХПІ», 2023. – С. 322. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/69973;

Треньов М. С. Застосування фулеренів у алюмінієвих сплавах [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Неметалеві вкраплення і гази у ливарних сплавах : зб. тез XVII Міжнар. наук.-техн. конф., 26–27 листоп. 2024 р. / відп. ред. В. Г. Іванов ; Нац. ун-т «Запорізька політехніка». – Запоріжжя, 2025. – С. 83–84. – Режим доступу: zp.edu.ua PDF збірник NMGCA- 2024 (дата звернення: 17.02.2025). – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/86191

Треньов М. С. Нанотехнології у вдосконаленні алюмінієвих сплавів у ливарному виробництві [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я = Information technologies: science, engineering, technology, education, health : тези доп. XХХІV Міжнар. наук.-практ. конф. MicroCAD-2026, 13-16 трав. 2026 р. / за ред. Є. І. Сокола ; Нац. техн. ун-т «Харків. політехн. ін-т» [та ін.]. – Харків : НТУ «ХПІ», 2026. – С. 418. – URI; https://web.kpi.kharkov.ua/microcad/

Треньов М. С. Використання фулеренів у металургії [Електронний ресурс] / М. С. Треньов, О. І. Пономаренко // Литво. Металургія. 2026 : матеріали XXІІ міжнародної науково-практичної конференції. наук.-практ. конф., 26–28 трав. 2026 р. / Нац. техн. ун-т «Харків. політехн. ін-т» [та ін.] ; за заг. ред. О. І. Пономаренка. – Харків ; Київ, 2026. – С. 276–277. – URI: https://ptima.nas.gov.ua/index.php/diialnist/konferentsii?view=article&id=477:zmistl ytvometalurhiia2026&catid=9:pages

СПОСІБ РІВНОМІРНОГО РОЗПОДІЛЕННЯ НАНОЧАСТОК У РІДКОМУ АЛЮМІНІЄВОМУ СПЛАВІ: пат. 158607, Україна: МПК C22F1/06. № u202403856; заявл. 29.07.2024; опубл. 26.02.2025

Читати повністю

Файли

autoreferat-Дисертація Треньов (1)_cropped (2) (1).pdf

Дисертація Треньов (1).pdf

Схожі дисертації

0826U003011

Пензєв Павло Сергійович

Конструкторсько-технологічне проєктування складних корпусних виливків з можливістю керування структурами і механічними властивостями сплаву.

0826U002983

Барсук Андрій Сергійович

Проєктно-експериментальний підхід в розробці технологічних заходів підвищення зносостійкості чавуну для виливків, що працюють в умовах абразивного тертя

0826U002985

Ніколаєв Денис Анатолійович

Визначення оптимальних шляхів переплаву різнономенклатурної шихти для отримання чорних сплавів з заданими властивостями, призначених для фасонного литва

0826U002818

Чистяков Олег Валерійович

Вплив пружних коливань і термочасової обробки на процес кристалізації в металевих системах

0826U002661

Ліхацький Іван Федорович

Розроблення ливарних високоентропійних сплавів з підвищеним вмістом алюмінію і технологій їх одержання