Анотація до роботи:

Савіч С.Л. Вплив добавок гідридоутворуючих елементів на розподіл форм існування водню в твердих сплавах на основі заліза.

Дисертація в формі рукопису на здобуття наукового ступеню кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. – Одеський національний політехнічний університет. Одеса, 2004.

Науково обґрунтовано та розроблено метод визначення водню у флюсах і металах із використанням азоту як несучого гaзу і кaтaрометру для детектування і реєстрації кількостей водню, що виділяються із зразків.

Вивчено форми існування водню в металах групи заліза. Показано, що водень знаходиться в ньому у виглядів трьох форм: одноатомного катіону Н^s+ (в різній мірі протонізованого, коли s<1, але не однакова для різних структурних позицій катіона), молекулярного катіона (Н₂⁺) і молекулярного водню (Н₂).

За допомогою розробленої оригінальної методики кількісної оцінки з урахуванням форм існування водню в металах показано, що флокеночутливість (схильність до утворення водневих тріщин) конструкційних легованих сталей залежать від способу виплавки, складу флюсу, складу металу і концентрації гідридоутворуючих елементів.

У виробничих умовах досліджено вплив ступеня відновної дестехіометризації флюсів з введенням у них різних кількостей алюмінію чи церію на флокеночутливість сталі марки, що переплавляється. Виявлено ця залежність має явно виражені мінімуми, положення яких зв'язане як зі складом металу, що переплавляється, так і зі складом використовуваного флюсу.

За допомогою безрозмірних параметрів Q_н і Q_н (показника і приведеного показника наводененості металу, що переплавляється) показано, що рівень водню в металі залежить від обраного складу флюсу, марки сталі, що переплавляється, і концентрації гідридоутворуючих елементів.

На основі розробленого механізму впливу добавок сполук гідридоутворуючих елементів, які вводяться до флюсу, показано, що додаткова дестехіометризація флюсової ванни в процесі переплаву забезпечує значне підвищення воднезахисних властивостей флюсу.

1. Науково обґрунтовано та розроблено спосіб визначення водню у флюсах і металах із використанням азоту як несучого гaзу і з використанням кaтaрометра для детектування і реєстрації кількостей водню, що виділяються із зразків.

2. Вивчено форми існування водню в металах групи заліза. Показано, що водень знаходиться в ньому у виглядів трьох форм: одноатомного катіону Н^s+ (в різній мірі протонізованого, коли s<1, але не однакова для різних структурних позицій катіона), молекулярного катіона (Н₂⁺) і молекулярного водню (Н₂).

3. За допомогою двох методик визначення флокеночутливості (розробленої оригінальної методики кількісної оцінки з урахуванням форм існування водню в металах по параметру Ф_н і традиційної ) експериментально показано, що величини Ф_н і конструкційних легованих сталей залежать від способу виплавки.

4. Встановлено, що вплив складу флюсу на флокеночутливість переплавленого металу специфічний для кожної конкретної марки сталі. Для деяких з досліджених сталей виявлені флюси, що забезпечують електрошлаковий переплав її з низькою флокеночутливістю в порівнянні зі стандартною технологією.

5. Досліджено концентраційну залежність впливу мікродобавок титану (до 0,12 мас. %) на флокеночутливість сталі марки 15Х2НМА. Встановлено, що технологічно оптимальні (для плавок ЕШП) домішок гідридоутворуючих елементів необхідно вибирати на спадній гілці екстремальної кривої концентраційної залежності впливу їх на флокеночутливість сталі, що переплавляється.

6. Показано, що ефективність гальмування процесів флокеноутворення в конструкційній сталі 15Х2НМА для вивчених домішок гідридоутворуючих металів зменшується в ряді TiZrV. Введення в сталь різних комбінацій домішок із зазначених металів супроводжується загальним ефектом, близьким до адитивного підсумовування їхніх концентраційних внесків.

7. За допомогою безрозмірного параметра Q_н і Q_н (показника і приведеного показника наводененості металу, що переплавляється) показано, що рівень водню в металі залежить від обраного складу флюсу, марки сталі, що переплавляється, і концентрації гідридоутворуючих елементів.

8. У виробничих умовах досліджено вплив ступеня відновної дестехіометризації флюсів з введенням до їх складу різних кількостей алюмінію чи церію на флокеночутливість сталі марки, що переплавляється. Виявлено ця залежність має явно виражені мінімуми, положення яких зв'язане як зі складом металу, що переплавляється, так і зі складом використовуваного флюсу.

9. Знайдено, що оптимальне сполучення основних компонентів флюсу складених на основі системи Ca₂–CaO–Al₂O₃–SiO₂ і домішок сполук гідридоутворуючих елементів (Li, Cе і Y), що вводяться в нього, дозволяє знизити величини Q_н до значень істотно менших 1,5.

10. На основі розробленого механізму впливу домішок сполук гідридоутворуючих елементів, що вводяться до флюсу, показано, що додаткова дестехіометризація флюсової ванни в процесі ЕШП забезпечує значне підвищення воднезахисних властивостей флюсу. Останнє підтверджує так само принципову обґрунтованість основних положень, на основі яких розроблено зазначений вище механізм впливу складу флюсу на параметр Q_н.

Публікації автора:

1. Методы определения содержаний водорода во флюсах ЭШП./ И.А. Новохатский, В.Я. Кожухарь, О.Н. Романов, С.Л. Савич и др.// Изв. вузов. Черная металлургия. – 1987. – № 7. – С.67-71. (Проведення літературного і патентного пошуку по методам визначення водню, розробка пристрою, постановка та проведення експерименту, участь у написанні статті).

2. Исследования кинетики термической десорбции водорода из металлов группы железа/ И.А. Новохатский, В.Я. Кожухарь, О.Н. Романов, С.Л. Савич, Б.Ф. Белов// Изв. вузов. Черная металлургия. – 1991. – № 3. – С.19-23. (Постановка та проведення експерименту, участь у трактовці результатів та написанні статті).

3. Флокеночувствительность конструкционных легированных сталей различных способов производства/ О.Н. Романов, И.А. Новохатский, Н.Г. Быковский, С.Л. Савич, В.Я. Кожухарь// Изв. вузов. Черная металлургия. – 1992. – № 5. – С. 19-23. (Постановка та проведення експерименту, пошуки обєктів дослідження, розрахунки оптимальних режимів, участь у трактовці результатів та написанні статті).

4. Влияние состава флюса на флокеночувствительность сталей ЭШП/ И.А. Новохатский, О.Н. Романов, С.Л. Савич, В.Я. Кожухарь// Изв. вузов. Черная металлургия. – 1993. – № 5. – С.14-19. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки складів флюсів, участь у трактовці результатів та написанні статті).

5. В.Я. Кожухарь, С.Л. Савич, В.В. Брем. – Влияние химического состава фторидно-оксидных флюсов на склонность к образованию водородных трещин в сталях.// Тр. Ученых Одес. политехн. университета, 2000. – № 10. – С. 196-200. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки складів флюсів, участь у трактовці результатів та написанні статті).

6. Кожухар В.Я., Брем В.В., Єпутатов Ю.М., Савич С.Л. Концентраційні ефекти введення малих добавок гідридоутворючих елементів// Сучасні проблеми хімічної технології неорганічних речовин. – Одеса: – Астропрінт, – 2001. – Т. 2, – С. 75–78. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки складів флюсів, участь у трактовці результатів та написанні статті).

7. В.Я. Кожухар, В.В. Брем, С.Л. Савіч. – Вплив концентрації гідридоутворюючих елементів на флокеночутливість сталей.// Тр. Ученых Одес. политехн. университета, 2001. – № 15. – С. 256-258. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки складів флюсів, участь у трактовці результатів та написанні статті).

8. Исследовaние возможностей снижения флокеночувствительности стaлей в процессaх их электрошлaкового переплaвa/ В.Я. Кожухaрь, И.A. Новохaтский, О.Н Ромaнов, С.Л Савич и др.; Одес. политехн. унив-т. – Одессa, 1996. – 40 с. – Деп. в ГНТБ Укрaины 12.08.96, №1735 Ук96. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки складів флюсів, участь у трактовці результатів та написанні статті).

9. А.с. 1372230 СССР. Способ определения флокеночувствительности конструкционных сталей/ И.А. Новохатский, Б.И. Бережко, О.Н. Романов, В.Я. Кожухарь, С.Л. Савич и др.// Бюл. – 1988. – № 5. (Проведення літературного і патентного пошуку по методам визначення водню, розробка метода, постановка та проведення експерименту, участь у написанні заяки)

10. Особенности термической десорбции водорода из гранулированных флюсов ЭШП/ В.Я. Кожухарь, И.А. Новохатский, О.Н. Романов, С.Л. Савич и др.// Структура и свойства шлаковых расплавов: Сб. докл. Всесоюзн. семинара. – Курган, 1984. Часть II. – С.44-48. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки складів флюсів, участь у трактовці результатів і доповіді).

11. Влияние гидридообразующих элементов на склонность конструкционных сталей к образованию водородных трещин/ И.А. Новохатский, В.Я. Кожухарь, С.Л. Савич и др.// Международная конференция «Водородное материаловедение и химия гидридов металлов». – Кацавели, Крым, Украина. – 1995. – С. 135. (Постановка та проведення експерименту, розрахунки флокеночутливості, участь у трактовці результатів, доповідь).

12. Tendency of formation hydrogenic cracks in constructtional steels as a result of hydryd generating elements influence/ I.A. Novokhatsky, V.Y. Kozhukhar, S.L. Savich, O.N. Romanov, V.V. Brem// International Conference "Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides". – Katsiveli, Crimea, Ukraine. – 1995. – S. 134. (Постановка та проведення експерименту і розрахунків, участь у трактовці результатів, доповідь).

13. Влияние гидридообразующих элементов на флокеночувствительность конструкционных сталей/ В.Я. Кожухарь, И.А. Новохатский, В.В. Брем, С.Л. Савич, О.Н. Романов// Водородная обработка материалов: Тез. Докл. Первой международной конференции. – Донецк, 1995, часть II. – С. 71. (Постановка та проведення експерименту і розрахунків, участь у трактовці результатів, доповідь).

14. Формы существования водорода в металлах группы железа/ И.А. Новохатский, В.Я. Кожухарь, В.В. Брем, С.Л. Савич, О.Н. Романов// Водородная обработка материалов: Тез. Докл. Первой международной конференции. – Донецк, 1995, часть II. – С. 71. (Постановка та проведення експерименту і розрахунків, участь у трактовці результатів, доповідь).