Исследовано влияние длительности гомогенизационного отжига на критическую температуру хрупкости корпусной реакторной стали марки 15Х2МФА-А. Определен критерий расчета длительности гомогенизационного отжига – суммарная длительность нагрева слитка и поковки перед первым и вторым выносами. Показано, что для достижения Тк0 не менее минус 50°С при нагреве слитков и поковок перед первым и вторым выносами требуется суммарная удельная выдержка при температуре 1220±20°С не менее 2,5 мин на 1 мм сечения

Исследовано влияние микролегирования ниобием и ванадием на фазовые превращения и структуру хромоникельмолибденовой стали при закалке, в том числе после предшествующей горячей пластической деформации. В качестве объекта исследования была выбрана низкоуглеродистая хромоникельмолибденовая сталь с различным содержанием легирующих и микролегирующих элементов. Выполненные исследования позволили установить закономерности влияния микролегирующих добавок, горячей пластической деформации и размера зерна на фазовые превращения и структурные особенности хромоникельмолибденовой стали. Результаты исследования могут быть использованы при совершенствовании известных или создании новых технологий производства. 

Исследовано влияние расхода кальция при внепечной обработке и его содержания в готовом металле на качество листовой стали марки 10ХСНД, полученной из непрерывно-литых слябов. По результатам оценки макроструктуры слябов, полученных из непрерывно-литой заготовки, а также после проведенных испытаний готового металла по определению ударной вязкости, загрязненности неметаллическими включениями, температуры вязкохрупкого перехода сделаны выводы о влиянии расхода и содержания кальция в металле на его качество.

Изучено влияние содержания хрома на фазовые превращения в низкоуглеродистой высокопрочной стали для судостроения. В промышленных условиях были изготовлены два листовых проката толщиной 50 мм из стали с содержанием хрома 1,08 и 0,42% по технологии горячая прокатка с последующей печной закалкой и высокотемпературным отпуском, определены стандартные механические свойства и характеристики работоспособности. С помощью оптической и просвечивающей электронной микроскопии выявлены структурные особенности стали. 

Исследовано влияние термической обработки на структуру и свойства нового свариваемого жаропрочного никелевого сплава на основе Ni–Fe–Co–Nb–Ti–Тa с низким термическим коэффициентом линейного расширения, предназначенного для изготовления деталей газотурбинных двигателей. Изучена стабильность интерметаллидной глобулярной фазы при закалке, особенности выделения пластинчатых частиц в процессе отжига после закалки. Показано, что сформированная при термической обработке структура с наноразмерными кубоидными и округлыми частицами γ'-фазы, а также с присутствием небольшого количества пластинчатых выделений η-фазы по границам зерен обеспечивает высокий уровень свойств с превосходством по длительной прочности в сравнении с железоникелевыми серийными сплавами аналогичного назначения. При равномерных выделениях γ'-фазы достигается более высокая прочность при кратковременных испытаниях. 

Представлены исследования структурных и фазовых превращений в интерметаллидных композициях на основе соединения Ni3Al в зависимости от легирования и высокотемпературных обработок, проведенные в процессе создания литейного конструкционного сплава для эксплуатации в диапазоне температур 900–1200°С. Экспериментально при опробовании разработанного интерметаллидного сплава в качестве сопловых лопаток 1-й ступени турбины высокого давления подтверждено, что сплав термически стабилен при температурах до 1200°С. 

Исследованы закономерности формирования структуры паяного шва и галтели при диффузионной пайке тавровых соединений титанового сплава ВТ6С аморфным припоем системы Ti–Cu–Ni–Zr в зависимости от длительности процесса при заданной температуре. Показано, что приемлемые механические свойства соединений достигаются при определенных параметрах пайки, обеспечивающих достаточно полное диффузионное удаление из металла шва компонентов припоя и минимальный размер галтели. Дано обоснование предпочтительности пластинчатой структуры основного металла для диффузионно-паяных соединений титанового сплава. 

С целью выявления наиболее производительного технологического режима напыления титановых покрытий микроплазменным методом произведена их оптимизация. В качестве переменных параметров использовали значения силы тока электрической дуги, расходы плазмообразующего и транспортирующего газов. Материалом для напыления был принят порошок титана марки ПТОМ-1 различного фракционного состава: 20–32, 32–40 и 40–71 мкм. В результате серии экспериментов были выявлены наиболее оптимальные режимы напыления покрытий, критерием являлась совокупность ряда факторов: толщина покрытия не менее 200 мкм, исключение спекания напыляемого порошка в каналах плазмотрона, низкая пористость покрытия (не более 5%), плотное прилегание покрытия к подложке и отсутствие деламинации покрытия при механической обработке. Для покрытий, которые имеют наименьшие значения пористости (от 1,0 до 1,9 %), при достижении всех перечисленных выше показателей были исследованы морфология и микротвердость. 

Твердофазным взаимодействием кристаллогидратов Mg, Zn и Al с (NH4)2CO3 синтезированы и изучены методами химического, рентгенофазового, BET и BJH анализов образцы Mg–Zn–Al слоистых двойных гидроксидов. Представлены результаты исследований структурно-поверхностных свойств (удельные поверхность и объем пор, распределение пор по их диаметру). Установлено, что увеличение степени замещения Mg на Zn приводит к повышению как удельной поверхности, так и удельного объема образцов. При этом распределение мезопор имеет полимодальный характер с преобладанием пор, имеющих dпор = 3–4 и 25–50 нм. Установлено, что замещение Mg на Zn в составе слоистых двойных гидроксидов приводит не только к увеличению удельной емкости мономолекулярного слоя СДГ, но и к более сильному взаимодействию адсорбата (азота) с их поверхностью. 

Разработана математическая модель процесса кристаллизации гранул алюминиевых сплавов в условиях охлаждения в водной и водно-паровой среде. Практическая значимость математической модели заключается в прогнозировании средней величины дендритного параметра получаемых гранул в зависимости от метода гранулирования, особенностей процесса гранулирования и размера получаемых гранул. Средняя величина дендритного параметра позволяет прогнозировать дисперсность структуры гранул и, следовательно, механические свойства гранулированного материала. Математическая модель позволяет определять скорость движения капли расплава в водной среде и учитывает наличие эффекта паровой рубашки, т. е. паровой прослойки, возникающей между кристаллизующейся каплей и водной средой, которая значительно снижает интенсивность отвода тепла и скорость кристаллизации.

Применение математической модели было опробовано на примере получения гранул высоколегированных алюминиевых сплавов (сплавы Д1 и Д16 системы Al–Cu–Mg, сплавы В95 и В96Ц системы Al–Zn–Mg–Cu), получаемых методом центробежного разбрызгивания расплава из перфорированного вращающегося тигля и капельным методом при охлаждении в водной среде. Скорость охлаждения и скорость кристаллизации гранул определяли экспериментальным путем методом измерения дендритного параметра структуры материала. Математическая модель показала высокую степень сходимости результатов моделирования и реальных экспериментов гранулирования алюминиевых сплавов.

Приведены результаты исследования промежуточного продукта обогащения, полезными компонентами в котором являются олово и сопутствующие металлы. Был определен минералогический состав, полученный методом микрорентгеноспектрального анализа, а также проведено термодинамическое моделирование с использованием программного комплекса Thermo-Calc. Целью работы является комплексное исследование взаимодействия арсенопирита и касситерита с солями щелочноземельных металлов и поиск оптимального состава и соотношения солей для разложения арсенопирита на отдельные легкоудаляемые компоненты. С помощью данных результатов представляются актуальными дальнейшие исследования по разработке комплексной методики по селективному разделению арсенопирита и касситерита и извлечению олова и сопутствующих металлов из промежуточного продукта обогащения.

Рассмотрен метод изготовления высокопрочного конструкционного углепластика из таупрега на основе полифениленсульфида марки PPS-214 (Fortron, Германия) и высокопрочного углеродного волокна AS4 (Hexcel, США) с помощью перспективной технологии переработки таупрегов ATL (Automated Tape Laying) с лазерным нагревом. Проведена адаптация технологии под изучаемый материал, изготовлены лабораторные макеты в виде плит, проведены физико-механические испытания лабораторных образцов. Качество распределения связующего и наличие дефектов оценено с помощью растровой электронной микроскопии. Исследовано влияние схем армирования, прессования и вакуумной термической обработки на повышение механических свойств исследуемого углепластика. Установлено, что образцы, прошедшие вакуумную термообработку, обладают более высоким уровнем механических свойств благодаря увеличению адгезии лент таупрега друг к другу и удалению образующихся при выкладке несплошностей. Значение предела прочности при межслойном сдвиге образцов, изготовленных с применением параллельно-диагональной схемы, увеличивается на 108% при изгибе – на 370% и на 65% при сжатии.

Путем переработки таупрегов методом ATL с лазерным нагревом и последующей термической обработки изделий можно получать высокопрочные конструкционные материалы с повышенными физико-механическими свойствами, а также высокой повторяемостью и равномерным распределением свойств по всей площади изделий даже с применением сложных схем армирования. 

Предложен метод расчета усталостного повреждения при циклическом нагружении, в котором нагружение в полуциклах не является простым, т. е. компоненты напряжений в полуцикле не изменяются пропорционально одному параметру. Кроме того, предложенный метод учитывает ситуацию, когда скорость деформирования в полуцикле влияет на степень повреждения материала (например, в случае деформирования материала в условиях реализации ползучести или воздействия коррозионной среды) и может изменяться в различных полуциклах нагружения. 

Приведены результаты потенциодинамического и термогравиметрического исследования анодного поведения и окисления сплава Zn22Al, легированного скандием, в различных средах. Установлены анодные, кинетические и энергетические характеристики сплавов в изотермических условиях. Легирование сплава Zn22Al скандием в количестве от 0,1 до 1,0 мас. % способствует повышению его анодной устойчивости к окислению. Скорость окисления и коррозии легированных (0,01–0,1%) скандием сплавов в 1,5–3 раза меньше, чем сплава Zn22Al. Продукты окисления сплавов состоят из смеси защитных пленок ZnO, Sc2O3, ZnAl2O4 и Al2O3·Sc2O3. 

Рассмотрены стали и сплавы различного структурного класса с позиции обеспечения требуемого уровня служебных характеристик, необходимых для безопасной эксплуатации и изготовления парогенератора реакторной установки с натриевым теплоносителем. На основании проведенного анализа установлено, что оптимальным конструкционным материалом для парогенератора реакторной установки большой мощности с натриевым теплоносителем является нержавеющая сталь мартенситного класса с содержанием хрома 12 мас.%. 

Представлены основные уравнения для расчета сопротивления хрупкому разрушению материалов КР ВВЭР. Рассмотрены основные механизмы радиационного и теплового охрупчивания материалов, применяемых для корпуса реактора (КР) ВВЭР (стали марок 15Х2МФА, 15Х2НМФА и их металл шва) и для опорных конструкций (ОК) (стали марок Ст3-сп, 09Г2С и их металл шва). Приведены основные положения для построения дозовых зависимостей и представлены различные виды дозовых зависимостей, позволяющие учитывать основные металлургические и эксплуатационные факторы, такие как содержание легирующих и примесных элементов, флюенс нейтронов, время эксплуатации и температура облучения. Представлен анализ влияния флакса нейтронов при различных доминирующих механизмах охрупчивания материалов корпусов реакторов. Рассмотрено влияние температуры облучения на вклад различных механизмов радиационного охрупчивания, характерных для материалов ОК и КР ВВЭР. 

Рассмотрены явления образования центров окрашивания за счет собственных и примесных дефектов в кристаллах флюорита, активированных редкоземельными ионами Pr3+, Nd3+, Yb3+, при воздействии γ- и УФ-излучений. На примере CaF2, активированных ионами Yb3+ и Pr3+, показано воздействие фотодинамического процесса на фотохимическую устойчивость к образованию центров окрашивания Yb-содержащего кристалла и влияние нагрева на восстановление первоначальной окраски Pr-содержащего кристалла после γ-облучения в результате изменения электронного состояния ионов празеодима. Исследованы и объяснены особенности образования ионов в R2+-состоянии в кристаллах CaF2 : R3+(R3+ = Pr, Nd, Yb) после γ-облучения и даны количественные оценки конверсионных процессов R3+→R2+.