Поточні проєкти

 (III-50-24-731) «Теоретичні та практичні засади розроблення жароміцного заевтектичного  силуміну для виробництва поршнів двигунів високонавантаженої спеціальної техніки».

 

Найвагоміші досягнення в науковій та практичній діяльності:

- розширено уявлення про закономірності та механізми формування  недендритної  морфології первинних кристалів алюмінію в промислових ливарних сплавах і тих, що деформуються;

- розв'язано науково-практичні задачі одержання способами рео- та тиксолиття виробів із алюмінієвих сплавів з підвищеним рівнем фізико-механічних характеристик:  зростання міцності на 25…35 %,  пластичності - в 6…8 разів;

- розроблено оригінальний спосіб управління макро-, мікроструктурою і механічними властивостям литих виробів з широкого спектру ливарних алюмінієвих сплавів застосуванням вібруючого кристалізатора, зануреного під дзеркало  розплаву через відкриту поверхню форми з низькими теплофізичними характеристиками. Це дозволило досягти подрібнення кристалічної структури – в 10 разів,  підвищити міцність на 25 %, а пластичності в 8 разів;

- розроблено наукові та технологічні засади одержання складних модифікуючих лігатур комплексної та цілеспрямованої дії на процеси структуроутворення і формування властивостей в алюмінієвих сплавах;

- досліджено закономірності структуроутворення, зміни фазового складу, морфології залізовмісних фаз і фізико-механічних властивостей сплавів системи Al-Si після оброблення їх  в рідкому стані однополярним імпульсним електричним струмом;

- визначено вплив раціональних режимів насичення розплаву воднем на мікро- та макроструктуру виливків з алюмінієвих сплавів, розподіл газоусадкових дефектів, а також на їх герметичність, міцність та пластичність.

 

 

Перспективні розробки

Для проведення наукових досліджень і відпрацювання промислових технологій на сучасному технічному рівні відділ має перспективні розробки                    (експериментальну базу, унікальні дослідницькі методики, установки та приладдя, більшість з яких є оригінальними та розробленими у відділі):

- комплекс промислового та лабораторного плавильного обладнання;

- обладнання  для дослідження впливу всебічного і одностороннього тиску (до 0,5 МПа) на виливок, що твердне;

- обладнання та методика для дослідження ударного навантаження на структуру та властивості виливків;

- установки та методики  моделювання та дослідження потоків розплаву при обробленні розплаву перемішуванням із заданою швидкістю та температурою;

- установки та методики  для оброблення сплаву в рідкому та рідко-твердому станах вібрацією з заданою частотою та температурою;

- пристрій для роторного оброблення розплаву з метою отримання недендритної структури (Патент UA № 85981, 2009 p.);

- обладнання для оброблення сплаву в рідкому та рідко-твердому станах електричним струмом з можливістю зміни щільності та частоти струму в широких  межах (Патент UA № 101208, 2013 р., Патент UA № 111308, 2016 р.);

- удосконалені установка та методики дослідження процесу кристалізації методом термічного аналізу;

- пристрій та спосіб дослідження послідовності, характеру фазових перетворень і морфології фаз при кристалізації в залежності від фізико-хімічних впливів на розплав (Патенти UA №№ 123741,124431); 

- обладнання та методики одержання матеріалів в аморфному, наноструктурному та дрібнокристалічному станах;

- пристрої для оброблення металів і сплавів високотемпературною плазмою, вакуумним напиленням;

- обладнання і методики металографічних досліджень, вимірювання мікротвердості фаз;

- установка та методики фізичного моделювання процесів тверднення та плавлення на прозорих об’єктах; 

- установка для визначення вмісту водню в розплаві (А.С. № 1528613,   А.С. № 1651157);

- установка і  методика  дослідження процесу живлення  виливка ( А.С. № 1678520),

- методика дослідження процесів розподілу водню у виливка по щільності відповідних зразків;

- установки визначення густини матеріалу методом гідростатичного зважування, рідкоплинності розплаву методом вакуумного всмоктування;

- пристрої та методики дослідження схильності розплаву до утворення внутрішніх і зовнішніх, концентрованих і розосереджених усадкових дефектів в умовах непросоченого виливка, визначення тріщиностійкості виливків, дослідження процесу живлення виливки.

- обладнання для термічної обробки металів і сплавів.

          Використання розроблених і удосконалених методів дослідження та обладнання дозволили розробити:

- сучасні технології та машини лиття під низьким тиском (АЛУГ-3, 83105), серійне виробництво яких було здійснено на Тираспільському заводомі ливарних машин;

          - фундаментальні та практичні засади одержання виливків з алюмінієвих сплавів методами рео- та тиксолиття з підвищеним рівнем властивостей, що пройшли апробацію в умовах промислового виробництва;

          - технології нейтралізації шкідливого впливу заліза та модифікування промислових  силумінів обробленням розплаву електричним струмом, що дозволило широко використовувати в процесі виробництва брухт та відходи з одержанням механічних властивостей на рівні сплавів, виплавлених з первинних металів, а також одержати значний економічний ефект  за рахунок скорочення витрат на сировинні та енергетичні ресурси;

          - способи підвищення тріщиностійкості високоміцних алюмінієвих сплавів фізико-хімічними впливами на розплав, що є однією з основних проблем при одержані виробів з алюмінієвих сплавів, що деформуються;

          - технології модифікування алюмінієвих сплавів, засновані на принципі структурної спадковості, зокрема швидкоохолодженими лігатурами, та введенням модифікаторів в потоці плазми;

          - теоретичні та практичні основи модифікування первинних кристалів кремнію в заевтектичних силумінах обробленням розплаву однополярним імпульсним електричним струмом з періодичною (циклічною) зміною частоти. В результаті такого впливу при твердненні зі швидкістю 0,3 К/с пригнічується виділення первинних кристалів кремнію. Пластичні властивості крихкого алюмінієвого сплаву із вмістом кремнію 15-18 мас.% відповідають алюмінію марки А0.

- економнолегований безнікелевий поршневий заевтектичний алюмінієво-кремнієвий сплав типу АК16Ж, у якому нікель замінено на залізо. Це дозволяє при його виробництві використовувати алюмінієвий брухт з підвищеним вмістом заліза, одержати механічні властивості на рівні поршневого сплаву АК12М2МгН при більш низькому коефіцієнті лінійного розширення. При цьому на кожний відсоток зменшення вмісту нікелю у залежності від якості нікельвмісної сировини додаткова  економія складатиме від 4000 до 7000 грн. на 1 тонну сплаву.

 

 

Публікації:

Монографії

1. Тубольцев Л.Г. Пригунова А.Г Нарівський А.В. Петренко В.О. Концепція сталого розвитку металургії України. Стан, досвід, перспективи. Дніпро, 2023. 364 с. з іл. ISBN 978-966-02-9926-9. https://doi.org/10.52150/ISBN-978-966-02-9926-9

2. Геєць В.М.,Кораблін С.О.,Скрипниченко М.І.,Венгер В.В.,Никифорук О.І.,Пригунова А.Г., та ін. Розвиток титанової та алюмінієвої промисловості України на інноваційній основі: перспективи та обмеження : колективна монографія / за ред. д-ра економ. наук, ст.н.с. В.В. Венгера ; НАН України, ДУ «Ін-т екон. та прогнозув. НАН України». ‒ Київ : Видавництво Ліра-К, 2024. ‒ 288 с. ISBN 978-617-520-900-4.

 

Патенти

1. Патент України № 85981. Спосіб тиксолиття виливка. Опубліковано 10.03.2009, бюл. № 5/2009.

2. Патент на винахід №111308, Україна. Спосіб модифікування сплавів електричним струмом. Опубліковано 11.04.2016, бюл. № 7/2016

3. Патент на винахід № 124431, Україна. Спосіб дослідження фазових перетворень і морфології фаз у процесі кристалізації. Опубліковано 15.09.2021 р., бюл. № 37.

4. Патент на винахід № 123368,  Україна. Спосіб модифікування заевтектичних алюмінієво-кремнієвих сплавів. Опубліковано 24.03.2021, бюл. № 13/2021

5. Патент на винахід  №123741, Україна. Пристрій для дослідження фазових перетворень і морфології фаз у процесі кристалізації. Опубліковано 26.05.2021, бюл. № 21/2021

Публікації в наукоментричних базах Scopus / Web of science:

1. Борисов А. Г., Цір Т. Г. Деякі сучасні методи підвищення властивостей заевтектичних силумінів. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 45, No. 1: 95–110 (2023) (in Ukrainian). DOI: 10.15407/mfint.45.01.0095

2. Prigunova A.G., Shcheretskiy O.A., Koshelev M.V., Babuk V.D., Zhidkov E.A. Thermodynamic Modelling and Thermal Analysis of AK5M2 Alloy with 0.8–3.3% Iron. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 5: 671–689 (2022) DOI: 10.15407/mfint.44.05.0671

3.  Prigunova A.G. Koshelev M.V. Borisov A.G. Effect of unipolar pulsed electric current treatment of the melt of Al – 8 wt-% Si – 0.7 wt-% Fe alloy on iron-containing phases formation and mechanical properties of castings.  Materials Science and Technology. - 2022. - Vol. 38. - pp 246-253. https://doi.org/10.1080/02670836.2022.2037059 

4. Prigunova A.G. Bielik V.I. Shenevidko L.K. Koshelev M.V. Prigunov S.V. High-Speed Quenching from Liquid-Solid State as Method for Studying Phase Transformations at Crystallization. Metallofizika i noveishie tekhnologii. - 2022. - Vol. 44. – No 2.- pp 191-209. https://doi.org/10.15407/mfint.44.02.0191

5. Prigunova A.G., Zelinskaya G.M., Koshelev M.V. Іnfluence of Melt Treatment by Unipolar Pulsed Electric Current on the Formation of Iron-Containing Phases in AK5M2 Alloy. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 5: 571-588 (2019) https://doi.org/10.15407/mfint.41.05.0571.  

6.   Borisov A.G., Sheigam V.Yu. Investigation of the possibility of the formation of a splitting morphology under conditions of large concentration gradients. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 10:1411-1422 (2017)

7. Пригунова А.Г. Петров С.С. Пригунов С.В. Ключник Д.М. Модифицирование заэвтектических силуминов обработкой расплава импульсным электрическим током. Металлофизика и новейшие технологии. – 2015.- Т.37,   № 3, С.383-394.

8. Borisov, A.G., Tarasevich N.I., Korinets I.V.,  Semenchenko A.I. Predicting type of morphology of primary phase in aluminum alloy castings produced in a thin-walled metal mold. The physics of Metals and Metallography, 2013, vol. 114, No. 3, p.p. 242-245.

9. Борисов А.Г. Исследование влияния перемешивания расплава на формирование макро- и микроструктур. Металлофизика и новейшие технологии, 2014, т. 36, №1, с. 127-137.

10. Prygunova A.G., Nogovitsyn O.V., Aiupova T.A., Abolikhina O.V., Nosko O.A. Transformation of structure and properties of the Al–Zn–Mg–Cu alloy under complex processing. Part I. Microstructure. Published online: © Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature 2025. https://doi.org/10.1007/s11003-025-00972-1

11. Prygunova A.G., Nogovitsyn O.V., Aiupova T.A., Abolikhina O.V.,  Nosko O.A. Transformation of structure and properties of the Al–Zn–Mg–Cu alloy under complex processing. Part II. Phase composition and mechanical characteristics. Published online: © Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature 2025. https://doi.org/10.1007/s11003-025-00972-1

12. Цір Т.Г., Шеневидько Л. К. Сучасні методи нейтралізації негативного впливу домішок заліза на властивості заевтектичних Al-Si сплавів. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 47, No. 4: 377–390 (2025) (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/mfint.47.04.0377

 13. Осташ О.П., Чепіль Р.В., Абеліхіна О.В., Семенець О.І., Знова В.А., Ковальчук Л.Б. Оцінювання схильності до експлуатаційної деградації алюмінієвого сплаву 1161 АТ// Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2024.  – Т.60.  – №1.  – С. 12-17.

 14. Prigunova A.G., Koshelev M.V., Borisov A.G. Primary silicon formation in hypereutectic alloy Al – 16.5% wt. Si treated in the liquid state by a changing unipolar pulsed electric current. Materials Science and Technology. 2024;0(0). doi:10.1177/02670836241289037

 15. Borisov, A., Neduzhyi, A. & Shenevidko, L. Effect of dendritic or globular (rosette-like) morphology and its parameters on hardness of Al–7.5 wt% Si castings.  Bull Mater Sci, 47, 117 (2024).https://doi.org/10.1007/s12034-024-03169-5

 

 

 

Статті у фахових виданнях:

1. Бєлік В.І., Пригунова А.Г., Шейгам В.Ю., Вернидуб А.Г. Фізико-хімічні методи підвищення тріщиностійкості сплаву АК4,5Кд (ВАЛ10). Повідомлення 1. Досвід використання кільцевої проби // Процеси лиття. - 2023. - № 2  (152). - С. 24-32. https://doi.org/10.15407/plit2023. 02.024.

2. Пригунова А.Г., Жидков Є.А., Бабюк В.Д. Структура, фазовий склад і властивості сплаву АК12М2МгН з підвищеним вмістом заліза, обробленому в рідкому стані електричним струмом // Металознавство та обробка металів. – 2023. – т. 29 (106) - № 2. – С. 3-14. https://doi.org/ 10.15407/mom2023.02.003.

3. Пригунова А.Г., Жидков Є.А., Бабюк В.Д., Борисов А.Г., Шеневідько Л.Г. Вплив швидкості охолодження на структуроутворення сплаву АМ4,5Кд (ВАЛ10) // Металознавство та обробка металів. - 2022. - № 1. – С. 29 – 372. https://doi.org/10.15407/mon.2022.01/029.

4. Пригунова А.Г. Жидков Є.А. Бабюк В.Д. Шеневідько Л.К. Цір Т.Г. Управління структурою і властивостями ливарного алюмінієвого сплаву АМ4.5Кд (ВАЛ10) модифікуванням дрібнокристалічними лігатурами // Металознавство та обробка металів. – 2022. – т. 28 (103). -№ 3. – С. 3-17.

https://doi.org/ 10.15407/mom2022.03.0032.

5. Шейгам В.Ю., Пригунова А.Г., Кошелєв М.В., Нурадинов А.С., Дука В.М., Шеневідько Л.К., Вернидуб А.Г. Управління структурою виливка через відкриту поверхню надливу // Процеси лиття.- 2021.-№ 4.- С.30-42. DOI: 10.15407/plit2021.04.030

6.  Головаченко В.П. Шеневідько Л.К. Ісайчева Н.П. Дука В.М. Цір Т.Г. Вернидуб А.Г. Особливості роторної обробки алюмінієвих сплавів в ковші в процесах рео-тиксолиття // Процеси лиття.- 2020.- №4.-  С. 3-12.

7. Белик В.И. Пригунова А.Г. Семенченко А.И. Дука В.М. Цир. Т.Г. Эффективность быстроохлажденной лигатуры Al5Ti в условиях прямого термического метода реолитья // Процессы литья.- 2018.- № 4 (130).- С. 3-11

8. Пригунова А.Г. Головаченко В.П. Титов В.А. Ноговицын А.В. Кошелев М.В. Цир. Т.Г. Влияние комплексных воздействий на формирование структуры и тиксотропных свойств литых высокопрочных алюминиевых сплавов В95 и Д16 // Процессы литья. - 2018.- № 3 (129). - С. 14-22.

9. Бєлік В. І. Цір. Т.Г. Роль фактору перемішування розплаву в умовах прямого термічного методу (DTM). Процеси лиття.- 2018, №5 (131).- С.7-17.

10. Борисов А.Г.. Шейгам В.Ю Дука В. М. Вернидуб А. Г.. Цир Т. Г.  Прямой термический метод реолитья сплавов на основе цинка и меди // Процессы литья.- 2017.- №5.- С. 25-29.

11. Nohovitsyn O. V., Pryhunova A. G., Aiupova T. A., Nosko O. A., Volyniuk D. A. Structure and properties evolution of the Al-Cu-Mg alloy during the "twin-roll casting – hot deformation – heat treatment" technological process // Вісник ХНАДУ. - 2024. -  Вип. 107. – С. 54-61 DOI: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.107.0.

12. Бєлік В.І., Пригунова А.Г., Нурадинов А.С., Шейгам В.Ю., Бабюк В.Д., Жидков Є.А., Головаченко В.П. Фізико-хімічні методи підвищення тріщиностійкості сплаву АК4,5Кд (ВАЛ10). Повідомлення 4. Порівняння ефективності фізико-хімічних впливів на розплав// Процеси лиття.- 2024.- № 1 (155). – С. 29-38. https://doi.org/10.15407/plit2024. 01.029