МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ. МЕТАЛЛУРГИЯ
Проведен анализ статических характеристик зубьев колеса из конструкционной легированной стали марки 12ХН3А до и после процесса науглероживания рабочей поверхности (цементации). Приведенные расчеты и результаты анализа показывают, что статические характеристики детали до химико-термической обработки и после примерно равны, однако зубчатое колесо, упрочненное данным методом, имеет более высокую твердость. Исследование напряженно-деформированного состояния при приложенных нагрузках на зубчатое колесо выполнены по 3D-модели в программном комплексе SolidWorks 2018 Simulation.
Представлены результаты исследований структуры и физико-механических свойств меди М0б после комбинированной пластической деформации: равноканальное угловое прессование (РКУП) + осадка и РКУП + мультиосадка. Даны сравнительные характеристики структуры, твердости и деформационного разуплотнения меди. Отмечено, что после обработки РКУП + мультиосадка наблюдается более глубокая проработка структуры с образованием нано- или ультрамелкого зерна.
Цель данной работы показать, что при смешении два скрытых (латентных) процесса протекают одновременно и компенсируют друг друга. Первый приводит к увеличению средней теплоемкости, равной по величине энтропии смешения с поглощением энергии для обеспечения постоянной температуры. Второй сопровождается скрытым выделением тепла за счет усиления межатомных связей. При смешении прохождение этих двух процессов показывает идентичность колебательной и конфигурационной (статистической) энтропии.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Приведены экспериментальные данные о влиянии параметров микродугового оксидирования на толщину и структуру МДО-покрытия и его триботехнические характеристики при трении по бронзе. Разработана технология нанесения антифрикционных покрытий повышенной толщины методом МДО на титановые сплавы. Исследована возможность получения МДО-покрытий повышенной толщины для применения в узлах трения скольжения.
Приведены результаты исследования способа получения наноструктурированных композиционных порошков системы металл – неметалл. На примере композиции Al–Zn–Sn и наночастиц нитрида титана показана возможность получения порошков с использованием универсальной дезинтеграторно-активаторной технологии, обработки в планетарной мельнице и чашечном истирателе. По совокупности технико-экономических показателей наиболее перспективным для получения наноструктурированных композиционных порошков был выбран метод обработки в чашечном истирателе.
Приведены результаты комплексных исследований по изучению процесса получения объемно-пористых каталитически активных покрытий на базе систем на основе γ-Al2O3 с помощью управляемого процесса микроплазменного напыления.
ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Представлены результаты лабораторных и стендовых испытаний макромодифицированных фторопластом антифрикционных углепластиков марок УГЭТ и ФУТ. Подтверждена эффективность (снижение коэффициента трения) данного способа модификации углепластика. Установлена зависимость эффективности метода от конструктивного исполнения узлов трения скольжения. Ключевым фактором, определяющим эффективность модификатора, является учет при конструировании подшипников скольжения пластической деформации фторопласта. Конструкция узла трения должна исключать градиент давлений во фторопластовых протекторах и препятствовать возможности неконтролируемого выхода фторопласта из зоны трения.
Представлены результаты исследований свойств стеклопластика на основе полиэфирэфиркетона (PEEK). Проведен сравнительный анализ физических, теплофизических, упругопрочностных и диэлектрических свойств стеклопластика на основе PEEK и стеклопластика на основе эпоксидного связующего. Представлены результаты исследования огнеизоляционных свойств стеклопластика на основе PEEK.
Получены изоляционные полимерные материалы с пониженными горючестью и дымообразованием при их горении на основе ПВХ-пластиката марки И40-13А рец.8/2, оксида сурьмы, бората цинка и мела. По термостабильности, физико-механическим свойствам полученные пластикаты превосходят исходный стандартный пластикат. Введение смеси оксид сурьмы/борат цинка, а также мела в ПВХ- пластикат марки И40-13А значительно снижает тепловыделение, дымообразование при горении и тлении ПВХ-пластиката. Оптимальной концентрацией смеси является 2 мас. ч. оксида сурьмы + 2 мас. ч. бората цинка, а также мела – до 25 мас. ч.
КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ
Приведены результаты исследований коррозионно-стойких наплавок ленточным электродом под слоем флюса на углеродистую сталь, выполненных автоматическим дуговым и электрошлаковым способами. Показано сходство химического состава, структуры, механических и коррозионных свойств наплавленного металла при разных способах наплавки. Установлено, что электрошлаковая наплавка обеспечивает большую чистоту по неметаллическим включениям.
Исследовано изменение структуры жаропрочных никелевых сплавов, легированных Co, Cr, Mo, Al, Nb, W, Ti и Al, Co, Re, Ta, Ru, Mo, W, Cr, под воздействием раствора 75%Na2SO4 + 25%NaCl в интервале температур 600–750°C. Как показали результаты исследования, на поверхности металла образуется коррозионная пленка пластовой структуры на основе оксидов хрома, алюминия, никеля и сульфидов никеля. Установлено, что характер коррозионного разрушения металла зависит от состава и содержания в нем легирующих элементов.
РАДИАЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Представлены результаты испытаний на растяжение в широком диапазоне температур стандартных образцов из аустенитной стали марки 08Х18Н10Т, облученной в течение 45 лет в ВВЭР-440 с разными повреждающими дозами. Определены стандартные механические характеристики, включая критическую деформацию и разрушающее напряжение, исследованы механизмы разрушения. Обнаружено, что с понижением температуры наблюдается падение критической деформации, обусловленное переходом к хрупкому межзеренному разрушению, которое названо низкотемпературным гелиевым охрупчиванием (НТГО). На основе анализа других опубликованных работ сделан вывод, что НТГО – достаточно общее явление, которое проявляется для различных аустенитных сталей, облученных смешанным спектром нейтронов (в реакторах типа ВВЭР и PWR).
Показано, что низкотемпературное охрупчивание аустенитных сталей обусловлено двумя факторами: деформационным мартенситом и низкой когезивной прочностью границ зерен, вызванной сегрегацией гелия. Предложен механизм зарождения микротрещин на ослабленных границах зерен с учетом морфологии деформационного мартенсита около границ зерен. В температурном диапазоне НТГО обнаружен ряд особенностей пластического деформирования исследуемой аустенитной стали: «бегущая» шейка; резкий рост напряжений перед разрывом образца; различия в кривых деформирования для разных сечений при растяжении стандартного цилиндрического образца.
Исследовано влияние облучения на механические свойства, трещиностойкость и твердость стали марки 14Х17Н2 – металла захватов аварийно-регулирующих и компенсирующих кассет системы управления и защиты (СУЗ) реактора ВВЭР. Исследования проведены на металле захватов, облучавшихся в составе энергоблока № 3 Нововоронежской АЭС до флюенса нейтронов 8·1020 нейтр./см2. Построена температурно-дозовая зависимость предела текучести стали марки 14Х17Н2, установлены корреляционные зависимости между характеристиками ее трещиностойкости, прочности и твердости.
Проведен анализ прочности и сопротивления хрупкому разрушению захватов аварийно-регулирующих и компенсирующих кассет системы управления и защиты (СУЗ) реактора ВВЭР-440. На основе исследований металла захватов, облучавшихся в составе энергоблока № 3 Нововоронежской АЭС, показано, что прочность захватов по критерию хрупкого разрушения обеспечивается при условии, что радиационно-индуцированное упрочнение металла, измеряемое в терминах твердости, не превысит 423 единицы по шкале Виккерса.
Проведена оптимизация режима восстановительного послерадиационного отжига стали марки 14Х17Н2 – металла захватов аварийно-регулирующих и компенсирующих кассет реактора ВВЭР. Показано, что предложенный режим приводит к полному восстановлению свойств металла захватов, охрупченного под воздействием нейтронного облучения. При этом выбранный режим не снижает коррозионной стойкости металла трубы штанги, изготовленной из аустенитной стали марки 08Х18Н10Т.