Исследована кинетика роста аустенитного зерна при нагреве и изучены процессы динамической и статической рекристаллизации, протекающие при различных режимах пластической деформации (схема обжатий, температура деформации) высокопрочных сталей с различным комплексом микролегирования. Проведенные исследования позволили определить термодеформационные условия формирования мелкодисперсной однородной структуры стали. Разработаны технологические рекомендации для производства высокопрочных сталей в зависимости от их микролегирования (ванадием, ниобием).

Представлены результаты исследования взаимосвязи прочности и работоспособности (температур вязкохрупкого перехода Ткб и нулевой пластичности NDT, критического раскрытия в вершине трещины CTOD при температуре испытаний -40°С) от параметров структуры толстолистового проката из низкоуглеродистых низколегированных сталей с различным содержанием основных легирующих и микролегирующих элементов.

Представлены экспериментальные данные, полученные с применением цифровых технологий при изучении химической, кристаллографической и морфологической однородности структуры жаропрочного сплава на никелевой основе с карбидно-интерметаллидным упрочнением и повышенным содержанием γ-фазы, синтезированного на монокристаллические подложки разного состава с КГО <001> в Z-направлении. С использованием предложенного подхода показана возможность изучения и аттестации разноуровневых изменений структуры образцов в исходном состоянии и после термического воздействия. Анализ проводили при помощи интегрированных в растровый электронный микроскоп системы для EBSD-анализа и программного пакета для анализа электронно-микроскопических изображений.

Приведены результаты испытаний на скорость роста усталостной трещины в компактных образцах при внецентренном растяжении с использованием датчика раскрытия трещины в условиях асимметричного цикла нагружения R = 0,1 при комнатной и повышенной температурах. Рассмотрена взаимосвязь условий силового нагружения и предварительно выращенной исходной усталостной трещины. Получены значения эффективного коэффициента интенсивности напряжений K_eff, которые являются важной оценкой для интерпретации наблюдаемого характера роста трещины. Представлено сравнение свойств циклической трещиностойкости сплава ВЖ175-ИД со свойствами зарубежных аналогов Rene 88DT, Inconel 625SLM и отечественных ЭП741НП, ЭК151-ИД. Показано влияние температуры испытания на скорость роста трещины. Проверена гипотеза о линейной зависимости параметров уравнения Пэриса.

Рассмотрены научно-технические и технологические аспекты в области создания новых высокотемпературных материалов для деталей горячего тракта газотурбинных двигателей (ГТД) с рабочими температурами, превышающими существующие в ГТД. Исследованы наиболее тугоплавкие металлические материалы для создания новых высокожаропрочных сплавов, используемых для изготовления рабочих и сопловых лопаток и других деталей перспективных ГТД на основе систем NiAl-Ni₃Al, Co-Cr-Re, Pt-Al, Nb-Si, Mo-Si-B. В сплавах системы NiAl-Ni3Al в качестве упрочняющей фазы выступает интерметаллид NiAl(β), обладающий высокой температурой плавления (1638°С) и низкой плотностью (р ~ 5,7 г/см³), что обеспечивает высокую жаростойкость материала вплоть до 1300°С. В сплавах системы Co-Cr-Re жаропрочность обеспечивается в основном за счет упрочнения Со-матрицы, в том числе дисперсными выделениями карбидной фазы ТаС, боридной фазы Cr₂В, в сплавах системы Pt-Al - за счет легирования Cr, Al, Ti, Re... и выделений когерентно внедренной фазы Pt₃Al, в эвтектических сплавах системы Nb-Si - за счет комплексного упрочнения твердого раствора Nb и силицида Nb₅Si₃, а также естественно-композиционной структуры. В сплавах Mo-Si-B высокая прочность достигается за счет легирования α-Мо твердого раствора и образования интерметаллидных фаз Mo₃Si, Mo₅SiB₂, карбидов Мо₂С, TiC. Были выбраны композиции, проведен анализ методов их выплавки, включая направленную кристаллизацию, обеспечивающую получение естественнокомпозиционной структуры, оценены механические свойства при комнатной и высокой температурах, стойкость к окислению, исследованы особенности структуры, дана информация о технологическом оборудовании и о возможности получения деталей различными способами. Показано, что в зависимости от состава выбранной матрицы рабочая температура жаропрочных сплавов может возрасти до 1300-1500°С, что существенно превышает рабочие температура существующих никелевых жаропрочных сплавов. Сделан вывод о перспективности исследуемых материалов для использования в авиационном двигателестроении и аэрокосмической промышленности.

Рассмотрены результаты исследований нового титанового сплава композиции Ti-Zr-Al-O с повышенной теплопроводностью для трубных систем энергосилового оборудования. Среди титановых сплавов современные α- и псевдо-α-сплавы занимают особое место в силу уникального сочетания своих механических свойств, коррозионной стойкости, малой плотности и высокой удельной прочности, что определяет эффективность их применения в различных отраслях промышленности. Анализ конструкционных материалов, применяемых для теплообменного оборудования АЭС, показал, что повышение эффективности и компактности трубных систем из титановых а-сплавов сдерживается из-за их низкой теплопроводности, которая не превышает 8-9 Вт/(м•К) при температуре 20°С. Исключение составляет сплав марки ВТ1-0, область применения которого ограничена максимальной температурой эксплуатации не более 250°С.

Приведены результаты исследования особенностей процесса литья микропроводов в стеклянной изоляции из сплавов на основе серебра, имеющего температурный коэффициент электросопротивления, близкий к нулю, и на основе никеля, имеющего высокое значение термоэлектродвижущей силы (термоЭДС).

Проведено экспериментальное моделирование технологии получения матрицы путем спекания алмазосодержащего брикета с наполнителем из порошка монокарбида вольфрама с пропиткой расплавом эвтектики Fe-C в вакууме. Методами растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального и рентгенофазового анализов, спектроскопии комбинационного рассеяния исследованы микроструктура, элементный и фазовый составы продуктов, образующихся в процессе спекания алмазосодержащей матрицы с пропиткой расплавом эвтектики Fe-C в вакууме. Установлено, что матрица состоит из фаз карбида вольфрама с относительным содержанием 61,0%, карбида железа - 17,0%, α-Fe -16,5% и графита - 5,5%. Эвтектический сплав Fe-C, выполняющий функцию связующего компонента матрицы, состоит из ферритно-перлитной металлической основы с включениями графита. Показано, что на межфазной границе алмаз - матрица графитные включения формируются не сплошным слоем, а прерывистыми участками по периметру алмазных зерен. Микротвердость матрицы на основе WC с пропиткой расплавом Fe-C составляет ~11 ГПа, что более чем в 3 раза превышает микротвердость твердосплавной матрицы WC-Co-Cu, полученной спеканием с пропиткой медью.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологии изготовления износостойких матриц алмазных инструментов широкого класса, применяемых при обработке материалов с высоким уровнем твердости.

Приведены результаты исследований по разработке прецизионного сплава системы Al-Mg-Ce-La-Y для получения тонких пленок с использованием метода магнетронного напыления. Тонкие пленки применяются для создания на их основе элементов электронной техники.

Приведены результаты исследований по разработке сплава в системе теллур - медь - церий, применяемого для изготовления функциональных покрытий с использованием технологий сверхзвукового «холодного» газодинамического напыления. Покрытия из указанного сплава используются для изготовления фотокатодов фотоэлектронных приборов, работающих в УФ-области спектра.

Приведены результаты исследований и разработки стекол для литья микропроводов в стеклянной изоляции системы PbO - SiO₂ - Na₂O - InO₂ - SnO₂. Определен оптимальный состав композиции, позволяющий наладить устойчивый процесс литья микропроводов из индия и олова длиной более 1000 м. Показано, что из таких микропроводов возможно изготовление малобазных плавких предохранителей с высокой плотностью тока плавления.

Приведены результаты исследования каталитически активной системы Ni-Al-Al(OH)₃-Ca(OH)₂-Mg(OH)₂ для эффективного получения синтез-газа. Разработана технология получения объемно-пористых функциональных покрытий с использованием метода сверхзвукового «холодного» газодинамического напыления. Показаны преимущества этого метода и его возможности с точки зрения создания носителей для катализаторов получения синтез-газа.

Исследовано влияние относительного содержания нановолокон Al₂O₃ на уплотнение, фазовый состав и физико-механические свойства композитов на основе ZrO₂, полученных свободным вакуумным спеканием. Обнаружено, что в процессе изготовления композитов нановолокна спекаются в зерна Al₂O₃ сложной вытянутой формы, которые образуют твердую каркасно-армирующую структуру. В композитах с 5 и 10 мас. % нановолокон наблюдается снижение относительной плотности вплоть до 95%. Показано, что во всех спеченных образцах в качестве основной фазы выступает тетрагональная модификация ZrO₂, а различное содержание нановолокон в композитах сказывается на количестве кубической и моноклинной модификаций ZrO₂. Установлено, что добавки 5 и 10 мас. % нановолокон Al₂O₃ приводят к повышению микротвердости композита на 11% и трещиностойкости на 46%.

Баллистически стойкие органопластики, состоящие из слоев арамидной ткани, адгезионно соединенных пленкой связующего, проявляют более высокую склонность к поглощению влаги, воды и технических жидкостей по сравнению с конструкционными органопластиками монолитной структуры. Поглощение жидкостей носит анизотропный характер и проявляется наиболее интенсивно через торцы образцов. Обеспечить стабильность свойств баллистически стойких материалов при воздействии факторов внешней среды (повышенной влажности, воды, топлива, масла, естественных климатических условий) можно путем использования защитных лакокрасочных покрытий.

Исследовано влияние шероховатости поверхности трения антифрикционных углепластиков, применяемых в узлах трения скольжения при смазке водой, на триботехнические характеристики в процессе приработки. Экспериментально обоснован диапазон оптимальной (по триботехнической эффективности) шероховатости поверхности, формируемой при механической лезвийной обработке углепластиков. Представлены результаты серии триботехнических испытаний по различным методикам при различных условиях (контактное давление, скорость скольжения, материал контртел). Установлена связь исходной шероховатости и эффективности приработочного покрытия на основе порошка политетрафторэтилена марки ФОРУМ®.

Рассматривается проблема потускнения музейного серебра. Исследуются факторы, вызывающие потемнение изделий из серебряных сплавов, находящихся в витринах и хранилищах музеев, анализируются методы предотвращения данного нежелательного процесса. Также приводятся результаты применения этих методов.

При оценке результатов испытаний образцов с предварительно выращенной усталостной трещиной на статическую трещиностойкость одним из критериев их корректности является прямолинейность фронта трещины. В действительности за счет наличия остаточных напряжений идеально прямолинейного фронта трещины не бывает. Особенно это актуально для образцов, вырезанных из сварных соединений, из-за наличия остаточных сварочных напряжений (ОСН). Одним из методов, позволяющих снизить влияние ОСН, является боковое обжатие образцов. Его эффективность доказана опытным путем, какие-либо количественные оценки в доступной литературе не представлены. В рамках настоящей работы с использованием метода конечных элементов произведено моделирование процесса сварки, вырезки образца и его обжатия. Также произведены расчеты влияния обжатия на однородный металл без остаточных напряжений. Установлено, что в процессе обжатия поле остаточных напряжений, возникающее в процессе сварки и изготовления образца, заменяется иным полем с меньшим градиентом напряжений, более благоприятным для получения фронта трещины, отвечающего критериям корректности результатов признанных методик испытаний. Расчетами показано, что в диапазоне реализуемых на практике степеней бокового обжатия полное снятие остаточных напряжений как в основном металле, так и в сварном соединении невозможно.

Представлены результаты определения механических характеристик металла проб, вырезанных из патрубков и цилиндрической части обечайки зоны патрубков корпуса реактора ВВЭР-440 после эксплуатации в течение 45 лет.