Проведены исследования структуры, сформировавшейся в зоне контакта плакирующего и основного слоев стали марок F500WArc-П и E500W-П, изготовленных методами пакетной прокатки и сварки взрывом соответственно. Установлено, что технология нанесения плакирующего слоя определяет структуру и размеры зоны контакта плакирующего и основного слоев.

Разработана экспресс-методика, позволяющая определять в течение 1 ч содержание диффузионного водорода в наплавленном металле, что является важным для корректировки технологических параметров сварки высокопрочных сталей.

Представлены результаты исследования возможности восстановления и модификации поверхности изделий методом прямого лазерного выращивания с использованием порошка высокоэнтропийного сплава CoCrFeNiMnW_0,25. В ходе исследований получен порошок высокоэнтропийного сплава, фазовый состав которого представлен однофазным твердым раствором с ГЦК-решеткой, и исследован процесс прямого лазерного выращивания на прототипе изделия. Нанесенное покрытие характеризуется более высокой твердостью 217,6 HV и меньшей на 22% потерей массы при испытаниях на анодную растворимость, чем материал изделия.

В настоящем исследовании был разработан композиционный материал на основе пористого никелида титана и бамбус[6]урила. Бамбус[6]урил был осажден на поверхность пористого никелида титана под действием вакуума. Проведена оценка показателей заселенности бамбус[6]урилом поверхности никелида титана, а также исследован биологический отклик клеток на модифицированные образцы. С помощью сканирующей электронной микроскопии удалось установить, что поверхность пористого никелида титана неравномерно покрыта агломератами бамбус[6]урила островной формы размером 0,3–3 мкм. Бамбус[6]урил локализуется как на поверхности, так и в порах. Разрабатываемый композиционный материал обладает высокой биосовместимостью in vitro и низкой токсичностью.

Углеродные адсорбенты, полученные на основе отработанной кофейной гущи, являются перспективными адсорбентами парниковых газов, в частности метана, ввиду возможности создания прецизионной пористой структуры. Получены микропористые и микромезопористые образцы с узким (до 7 нм) распределением пор по размерам. Проведено исследование адсорбции метана в углеродных адсорбентах, полученных с помощью химической активации при различном соотношении гидроксида калия к кофейному прекурсору. Наивысшая адсорбция парникового газа метана, равная ~18 ммоль/г при 100 бар и температуре 298 К, достигается на образце с отношением активирующего агента к карбонизированному прекурсору 6:1 (6АКП).

Представлены результаты исследования интерметаллидного покрытия системы Ni–Ti с добавлением карбида вольфрама. Покрытие синтезировано на поверхности титанового сплава ВТ6 с применением комплексного подхода – предварительного нанесения прекурсорного покрытия из монометаллического никеля методом холодного газодинамического напыления и последующей лазерной обработки. Показано, что введение карбида вольфрама в интерметаллидную матрицу обеспечивает повышение твердости в три раза и более, а также снижение интенсивности изнашивания в 80 раз по сравнению с износостойкостью титанового сплава ВТ6. Разработана технология и изготовлена партия рабочих лопаток паровой турбины с износостойким покрытием на поверхности бандажных полок.

Рассмотрено влияние введения нано- и микроразмерных добавок в аппретирующие композиции на основе полиамидокислот на прочность межфазного взаимодействия в композитных материалах на основе углеродного волокна. По методу Оуэнса – Вендта (Owens – Wendt method) была рассчитана удельная свободная поверхностная энергия предложенных аппретирующих композиций. Вычисленные значения использовали для расчета работы адгезии на границе раздела аппретированное волокно – полиэфирэфиркетон. Адгезионная прочность в композитах на основе аппретированного волокна и полиэфирэфиркетона была определена экспериментально при помощи метода pull-out (вытягивание волокна из блока матрицы). Образцы волокна с наиболее перспективными аппретами были использованы для получения композитных материалов и определения их физико-механических свойств. Результаты испытаний показали, что экспериментальные образцы сопоставимы по прочности с композитами, которые получены на основе волокна, обработанного коммерчески доступными аппретирующими составами. 

Проведен сравнительный анализ способов получения полимерных композиционных материалов на основе СВМПЭ: метода горячего прессования и метода экструзии. Физико-механические и триботехнические исследования разработанных композиционных материалов показали, что образцы, полученные методом экструзии, имеют значительно более высокий уровень деформационно-прочностных свойств – относительное удлинение при разрыве выше в 1,8–3,2 раза, а модуль упругости – на 20–48% по сравнению со свойствами образцов, полученных горячим прессованием. На основании проведенных исследований показана возможность переработки композитов на основе СВМПЭ методом экструзии путем добавления низковязкой марки полиэтилена и стеариновой кислоты.

Рассмотрены особенности деформации образца при испытании на изгиб с помощью численных методов исследования – МКЭ. Представлены формулы для определения критической деформации металла по результатам разрушения пробы на изгиб. Применение формул позволяет прогнозировать минимальный диаметр оправки, обеспечивающий получение удовлетворительного результата в зависимости от способности материала к деформационному упрочнению.

Приведены результаты экспериментального исследования анодного поведения сплава Zn22Al, легированного галлием, в коррозионно-активных средах HCl, NaCl и NaOH. Электрохимические потенциалы коррозии, питтингообразования и репассивации легированных галлием сплавов по сравнению с базовым сплавом Zn22Al смещены в область положительных значений. Сплавы, содержащие по 0,01–1,0 мас.% галлия, в диапазоне pH от 3 до 9 наиболее устойчивы к питтинговой коррозии. Скорость коррозии микролегированных (0,01–0,1%) галлием сплавов в 1,5–2,5 раза ниже, чем базового сплава Zn22Al. Продукты коррозии изученных сплавов состоят из защитных оксидных пленок ZnO, Ga₂O₃, ZnAl₂O₄, Al₂O₃·Ga₂O₃. 

С целью оценки влияния сенсибилизации металла сварных соединений трубопроводов Ду300 из аустенитной стали на их служебные характеристики в условиях эксплуатации РУ РБМК 1000 проведены испытания образцов из стали марки 08Х18Н10Т с постоянной скоростью деформирования от 10^–7 до 10^–3 с^–1 в воде высоких параметров и выполнен анализ изменения их свойств.

Проведены сравнительные исследования радиационно-индуцированной структуры образцов аустенитных нержавеющих сталей с содержанием никеля 10, 20 и 25 мас.%, облученных последовательно в реакторах СМ-3 и БОР-60, а также до более высоких повреждающих доз – в реакторе БОР-60. Фазовый состав, дислокационная структура, поры и радиационно-индуцированные сегрегации на границах зерен были исследованы высокоразрешающими аналитическими методами просвечивающей электронной микроскопии, растровой электронной микроскопии, атомно-зондовой томографии. Установлено образование радиационно-индуцированных фазовых выделений на основе никеля, объемная доля которых коррелирует с уровнем радиационно-индуцированных сегрегаций и тем выше, чем выше содержание никеля в стали. Расчетно-экспериментальным путем скорректированы значения коэффициентов прочности барьеров для радиационно-индуцированных структурных элементов в исследованных сталях, что позволяет определить их вклад в радиационное упрочнение. Показано, что наибольший вклад в радиационное упрочнение в результате нейтронного облучения в БОР-60 при повышенной температуре облучения до 29 сна вносят крупные радиационно-индуцированные выделения (G + γ')- фаз. Показано, что с увеличением повреждающей дозы основным фактором, ограничивающим работоспособность изделий внутрикорпусных устройств, будет радиационное распухание, поскольку вклад в изменение свойств от радиационно-индуцированных фаз и радиационных дефектов не будет увеличиваться вследствие выхода их плотности на насыщение. Сталь с 25 мас.% Ni демонстрирует наименьший уровень распухания при высоких дозах облучения, что позволяет рассматривать ее в качестве кандидатного материала внутрикорпусных устройств для перспективных реакторов ВВЭР с более высокими температурами и более длительными сроками эксплуатации. 

Исследована принципиальная возможность использования схемы поперечно-продольного выдавливания для совершенствования технологии изготовления полых осесимметричных деталей из прутковой заготовки.

Выполнено моделирование технологии производства высокопрочной бейнитно-мартенситной стали: режимов горячей пластической деформации, закалки и высокотемпературного отпуска. Установлена зависимость структуры и свойств стали от режимов горячей пластической деформации и термической обработки.

Для расширения сортамента листового проката из низкоуглеродистой низколегированной стали хромоникельмолибденовой композиции легирования, изготовленного с применением закалки с печного нагрева с последующим высоким отпуском, выполнен анализ изменения механических свойств и структуры при увеличении толщины листов от 15 до 60 мм.

Исследовано влияние термической обработки (температуры и продолжительности отжига) на структуру и свойства покрытий системы Ni–W, полученных методом электроосаждения. Установлено, что в результате отжига происходит повышение микротвердости за счет упрочнения матрицы сплава и выделения интерметаллидных фаз Ni₄W и NiW. Выбран режим термической обработки, обеспечивающий максимальную микротвердость 1350 HV для покрытий Ni–W с содержанием вольфрама 44 мас.%.

Рассматривается опыт использования образцов-свидетелей для контроля состояния металла корпуса реактора «Аргус» с топливом в виде водного раствора уранил-сульфата в процессе многолетней эксплуатации ядерной установки в НИЦ «Курчатовский институт» с учетом эволюции нормативно-правовой базы, регламентирующей проведение испытаний. Испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии проводили с целью установления фактического состояния материала. Основной задачей исследований являлось выявление дефектов коррозионного характера. Рассматриваемый подход подразумевает исследование образцов-свидетелей из стали марки 08Х18Н10Т, соединенных между собой сварочной проволокой Св.04Х19Н11М3 и установленных внутри реактора. Извлечение образцов для анализа проводят примерно один раз в 10 лет или при энерговыделении более 5⋅10⁵ кВт⋅ч. На основе экспериментальных результатов показана высокая стойкость используемых материалов в коррозионно-активной среде топливного раствора.

Проведены исследования по разработке плазменной технологии ионное травление – термическое разделение (ИТ–ТР) для замыкания ядерного топливного цикла и переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Процесс атомизации таблетки ОЯТ производится под действием плазменного разряда в среде инертного газа или водорода с последующим перемещением распыленных атомов ОЯТ в потоке газа и раздельным осаждением распыленных атомов на выделенных участках трубы. На основе численного расчета температурного поля и поля скоростей газа-носителя вычислены значения теплофизических параметров технологии. Полученные значения параметров позволят сконструировать прототип диффузионной разделительной системы с оптимальным режимом распыления и раздельного сбора элементных компонентов ОЯТ.