Дослідження,оцінка і підвищення міцності сталей та економічної ефективності використання інноваційних матеріалів в будівництві

Заголовок (англійською): 
Research, assessment and increase in the strength of steels and economic efficiency of the use of innovative materials in construction
Автор(и): 
Макаренко В.Д.
Савенко В.І.
Макаренко Ю.В.
Нестеренко І.С.
Кислюк Д.Я.
Автор(и) (англ): 
Makarenko V.D.
Savenko V.I.
Makarenko Yu.V.
Nesterenko I.S.
Kysliuk D.Y.
Ключові слова (укр): 
економічна ефективність, легування, модифікатори, ультра дисперсні порошки, тріщиностійкість, довговічність
Ключові слова (англ): 
economic efficiency, alloying, modifiers, ultra-disperse powders, crack resistance, durability
Анотація (укр): 
Були проведені системні і комплексні дослідження мікромодифікованих сталей (сім марок), легованих ванадієм, хромом, церієм, нікелем, молібденом, ніобієм, з яких були виготовлені на прокатному стані арматурні стрижні діаметром 22 мм. Після цього стержні були піддані термічній обробці для отримання різних структур, зокрема, ферито-перлітної, перлітної, структур неповного перетворення аустеніту (бейнітного перетворення) – структури сорбіту та троститу, а також мартенситу. Після цього з арматурних стрижнів готовилися зразки для випробувань на втомлену міцність (втомленість), статичні механічні властивості {межа міцності σВ, МПа , межа текучості σТ, МПа , відносне подовження – δ (%), поперечне суження – ψ(%)}, а також критерії сучасної механіки руйнування {К1С, МПа м1/2, δC, мм, RMC, МПа}. Крім того, визначали також показники швидкості корозії в королзійно-агресивних середовищах, які містили хлорид-іони, СО2, аніони сірчастої кислоти, а також в бактеріальних модельних середовищах з бактеріями виду СВБ, ГТБ і ЗБ. На основі застосування інноваційних сталей можливо технічне переозброєння енергетичного транспортного машинобудування та гідротехнічної галузі. Ресурс таких конструкцій різного призначення збільшується від 50 до 100% в порівнянні зі стандартними. А тому, необхідно продовжувати роботи по удосконаленню технологіїх отримання таких високоякісних матеріалів на металевій основі з ціллю покращення комплекса їх властивостей. В основі стратегії такого прориву порошкової металургії в економіці повинні знаходитися розробка приорітетів напрацювання і послідовна реалізація короткотермінових цільових програм національного і регіонального рівней, а також розробка довготермінової комплексної програми національного рівня і доведення робіт до практичної реалізації. А тому, необхідно також значно розширити фінансування цього напряму.
Анотація (англ): 
Systematic and comprehensive studies of micromodified steels (seven grades) alloyed with vanadium, chromium, cerium, nickel, molybdenum, niobium were carried out, from which reinforcing bars with a diameter of 22 mm were manufactured on a rolling mill. After that, the bars were subjected to heat treatment to obtain various structures, in particular, ferrite-pearlitic, pearlitic, structures of incomplete austenite transformation (bainite transformation) - structures of sorbite and trostite, as well as martensite. After that, samples were prepared from the reinforcing bars for testing fatigue strength (fatigue), static mechanical properties {strength limit σВ, MPa , yield strength σТ, MPa , relative elongation – δ (%), transverse narrowing – ψ (%)}, as well as criteria of modern fracture mechanics {К1С, Mpa m1/2, δC, mm, RMC, MPa}. In addition, corrosion rate indicators were also determined in corrosion-aggressive environments containing chloride ions, СО2, sulfuric acid anions, as well as in bacterial model environments with bacteria of the SVB, GTB and ZB types. Based on the use of innovative steels, technical re-equipment of energy transport engineering and the hydraulic engineering industry is possible. The resource of such structures for various purposes increases from 50 to 100% compared to standard ones. Therefore, it is necessary to continue work on improving the technologies for obtaining such high-quality materials on a metal basis in order to improve the complex of their properties. The strategy for such a breakthrough of powder metallurgy in the economy should be based on the development of development priorities and the consistent implementation of short-term target programs at the national and regional levels, as well as the development of a long-term comprehensive program at the national level and bringing the work to practical implementation. Therefore, it is also necessary to significantly expand the funding of this area.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2025, номер 115
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2025, number 115
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Дата публікації: 
26 Декабрь 2025
Номер збірника: 
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури просп. Повітряних Сил, 31, м. Київ. 03037, Університет “Манітобa”, м. Вінніпег, Канада, Луцький національний технічний університет
Литература: 
 
  1. Научная сессия общего собрания НАНУ, 19 декабря 2002г.// Вісник Національної академії наук України.- 2003.- №5.- С.8-11.
  2. Makarenko V.D., Muravjev K.A., Kalyanov A.I. Special features of manual ans welding of root joints in nonrotating welds in pipelines in Westem Siberia.-Welding International.-2006.- №20(5).-P. 410-413.
  3. Окада Т., Хаттори С. Зависимость между конценрацией соли в воде и сопротивленим коррозионной усталости конструкционной стали, содержащей 0.37% углерода. –Труды Американского общества инженеров-механиков. –Изд-во Мир: №3.-1085.-С. 98-107.
  4. Макаренко В.Д., Максимов С.Ю., Винников Ю.Л. и др. Корозійні руйнування гідротехнічних споруд // Київ: Видавничий центр НУБіП України. – 2021.-195 с.
  5. Коррозия: справочник / под ред. Л.Л. Шрайера; пер. с англ. М.: Металлургия, 1981. ‑ 632 с.
  6. Ликверман А.И. Эффективная система защиты металлических мостов от коррозии / А.И. Ликверман, Ф.Б. Глазман, К.О. Распоров // Транспортное строительство. 2001. №8. ‑ С. 2-5.
  7. Маринин А.Н. Сопротивление железобетонных конструкций воздействию хлоридной коррозии и карбонизации / А.Н. Маринин, Р.Б. Гарибов, И.Г. Овчинников. Саратов: Издат. центр «РАТА», 2008. 296 с.
  8. Сахаров В.Н. Современные методы антикоррозионной защиты металлоконструкций в гидротехнике / В.Н. Сахаров, В.Г. Майоров // Гидротехническое строительство. 2005.№3. С. ‑ 46-11.
  9. Серебряников И.В. Антикоррозионная защита металлических конструкций мостов / И.В. Серебрянников, В.К. Матвеев, В.В. Черкасов // Путь и путевое хозяйство. 2008. №5. ‑ С. 10-12.
  10. Старосельский А.А. Коррозия и защита железобетонных конструкций и сооружений электрифицированных железных дорог: учеб. пособие / А.А. Старосельский. Харьков: ХИИТ, 1988. ‑ 82 с.
  11. Шлугер М.А. Коррозия и защита металлов / М.А. Шлугер, Ф.Ф. Ажогин, Е.А. Ефимов. М.: Металлургия, 1981. ‑ 216 с.
  12. ISO 12944-1988 (части 1-8) Международный стандарт. Лаки и краски. Защита от коррозии стальных конструкций системами защитных покрытий.
  13. Mezenov V. Tough call for coating / V.Mezenov, M. Golovnenkova // Bridge: design and engineering. 2009. N55. V.15. 64 p.
  14. Бабік К.М., Гах Н.Д., Шалінський В.В. Технічний стан конструкцій та елементів земляної вставки автодорожнього переїзду спорудами Дніпровської ГЕС//Промислове будівництво та інженерні споруди.- №4.-2020.-С. 7-15.
 
References: 
 
  1. Nauchnaia sessyia obshcheho sobranyia NANU, 19 dekabria 2002h (Scientific session of the general meeting of NASU, December 19, 2002) // Visnyk Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy.- 2003.- №5.- S.8-11.
  2. Makarenko V.D., Muravjev K.A., Kalyanov A.I. Special features of manual ans welding of root joints in nonrotating welds in pipelines in Westem Siberia.-Welding International.-2006.- №20(5).-P.410-413
  3. Okada T., Khattory S. Zavysymost mezhdu kontsenratsyei soly v vode y soprotyvlenym korrozyonnoi ustalosty konstruktsyonnoi staly, soderzhashchei 0.37% uhleroda (Relationship between salt concentration in water and corrosion fatigue resistance of structural steel containing 0.37% carbon). –Trudy Amerykanskoho obshchestva ynzhenerov-mekhanykov. –Yzd-vo Myr: №3.-1085.-S.98-107. 
  4. Makarenko V.D., Maksymov S.Iu., Vynnykov Yu.L. y dr. Koroziini ruinuvannia hidrotekhnichnykh sporud (Corrosion destruction of hydraulic structures)// Kyiv: Vydavnychyi tsentr NUBiP Ukrainy. – 2021.-195s.
  5. Korrozyia: spravochnyk (Corrosion: reference book ) / pod red. L.L. Shraiera; per. s anhl. M.: Metallurhyia, 1981. 632 s.
  6. Lykverman A.Y. Effektyvnaia systema zashchyty metallycheskykh mostov ot korrozyy (Effective system of corrosion protection of metal bridges) / A.Y. Lykverman, F.B. Hlazman, K.O. Rasporov // Transportnoe stroytelstvo. 2001. №8. S. 2-5.
  7. Marynyn A.N. Soprotyvlenye zhelezobetonnykh konstruktsyi vozdeistvyiu khlorydnoi korrozyy i karbonyzatsii (Resistance of reinforced concrete structures to chloride corrosion and carbonation)/ A.N. Marynyn, R.B. Harybov, Y.H. Ovchynnykov. Saratov: Yzdat. tsentr «RATA», 2008. 296 s.
  8. Sakharov V.N. Sovremennye metody antykorrozyonnoi zashchyty metallokonstruktsyi v hydrotekhnyke (Modern methods of anti-corrosion protection of metal structures in hydraulic engineering)/ V.N. Sakharov, V.H. Maiorov // Hydrotekhnycheskoe stroytelstvo. 2005.№3. S. 46-11.
  9. Serebrianykov Y.V. Antykorrozyonnaia zashchyta metallycheskykh konstruktsyi mostov (Anti-corrosion protection of metal structures of bridges) / Y.V. Serebriannykov, V.K. Matveev, V.V. Cherkasov // Put y putevoe khoziaistvo. 2008. №5. S.10-12.
  10. Staroselskyi A.A. Korroziia i zashchita zhelezobetonnykh konstruktsyi i sooruzhenii elektrifitsirovannykh zheleznykh doroh: ucheb. Posobye (Corrosion and protection of reinforced concrete structures and structures of electrified railways: textbook. manual) / A.A. Staroselskyi. Kharkov: KhYYT, 1988. 82 s.
  11. Shluher M.A. Korrozyia i zashchyta metallov (Corrosion and protection of metals) / M.A. Shluher, F.F. Azhohyn, E.A. Efymov. M.: Metallurhyia, 1981. 216 s.
  12. ISO 12944-1988 (chasty 1-8) Mezhdunarodnyi standart. Laki i kraski. Zashchita ot korrozii stalnykh konstruktsii systemami zashchitnykh pokrytii (ISO 12944-1988 (parts 1-8) International standard. Paints and varnishes. Corrosion protection of steel structures by protective coating systems).
  13. Mezenov V. Tough call for coating / V.Mezenov, M. Golovnenkova // Bridge: design and engineering. 2009. N55. V.15. 64 p.
  14. Babik K.M., Hakh N.D., Shalinskyi V.V. Tekhnichnyi stan konstruktsii ta elementiv zemlianoi vstavky avtodorozhnoho pereizdu sporudamy Dniprovskoi HES (Technical condition of structures and elements of the earthen insert of the road crossing through the structures of the Dnieper HPP) //Promyslove budivnytstvo ta inzhenerni sporudy.- №4.-2020.-S.7-15