Изучено влияние технологии изготовления низколегированной стали с пределом текучести не менее 500 МПа на параметры структуры. В промышленных условиях были изготовлены два листовых проката толщиной 50 мм по разным технологиям: 1) горячая прокатка с последующей печной закалкой и высокотемпературным отпуском; 2) закалка с прокатного нагрева с последующим высокотемпературным отпуском. С помощью оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии выявлены структурные особенности стали. Определены стандартные механические свойства и характеристики работоспособности при низких температурах.

Проанализировано влияние режима горячей деформации перед закалкой с прокатного нагрева на структуру, кристаллографическую текстуру и механические свойства толстолистового проката из высокопрочной низкоуглеродистой бейнитной стали после высокого отпуска. Согласно полученным результатам, для формирования реечного (более прочного) бейнита, что характерно для относительно низкой температуры превращения, следует контролировать наклеп аустенита, ограничивая степень его деформации и понижение температуры на финальной стадии прокатки.

Рассматриваются вопросы создания упрочняющего покрытия методом плазменного напыления порошка титана на сталь марки 45 с последующей цементацией в пастах с целью повышения механических свойств и оценки коррозионной стойкости. Методом РФА показано наличие основных (Fe) и упрочняющих фаз (TiC, Fe₃C) в исследуемом материале.

Теплоемкость сплава АК1 на основе особо чистого алюминия с литием определяли в режиме «охлаждения» по известной теплоемкости эталонного образца из алюминия. Путем математической обработки кривых скорости охлаждения образцов из сплава АК1 с литием и эталона получены полиномы, описывающие скорости их охлаждения. Далее по экспериментально найденным скоростям охлаждения образцов из сплава и эталона, зная их массу, были установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости сплавов, которые описываются четырехчленным уравнением. Используя интегралы от удельной теплоемкости, были установлены модели температурной зависимости изменений энтальпии, энтропии и энергии Гиббса. Установлено, что с ростом температуры теплоемкость сплавов повышается. При температурах до 600 К добавка лития в значительной степени повышает теплоемкость исходного сплава АК1, при температурах выше 600 К при содержании лития 0,5 мас.% теплоемкость снижается. Показано, что добавка лития увеличивает энтальпию и энтропию исходного сплава АК1 и уменьшает величину энергии Гиббса.

Изучено влияние комбинированной пластической деформации, включающей методы интенсивной пластической деформации и традиционной обработки металлов давлением, на структуру и механические свойства меди М1. Показано, что комбинированная обработка способствует повышению размерной однородности значений твердости по сечению заготовки, измельчению элементов микроструктуры с увеличением степени эквивалентной деформации и, следовательно, повышению уровня механических свойств меди М1.

Показана возможность формирования пористых материалов биомедицинского назначения из сплава ВТ6/Ta/Zr прямым лазерным нанесением. Варьирование мощностью лазера позволило получить сплавы с переменной пористостью. Были подобраны режимы, обеспечивающие формирование пористого материала с модулем нормальной упругости, соответствующим кости человека. Установлено, что при мощности лазера 50 Вт достигается значение пористости 32%, что удовлетворяет требованиям, например, для дентального протезирования. В процессе прямого лазерного нанесения материалов в сплаве ВТ6/Ta/Zr с переменной пористостью частицы тантала не плавятся и выступают центрами кристаллизации. Такие условия обеспечивают формирование высокодисперсной структуры металла, состоящей преимущественно из порошинок ВТ6 с равномерно распределенными частицами Ta и Zr.

Разработаны технологические схемы формирования бинарных соединений ниобия на основе термовакуумного напыления тонкопленочного ниобиевого покрытия с последующей термической или лазерной обработкой, обеспечивающей формирование карбида или нитрида ниобия. Представлены результаты рентгенофазового анализа, подтверждающие эффективность применения термодинамических расчетов для аналитического прогнозирования фазового состава и свойств формируемых соединений. Обоснованы перспективы практического использования представленных технических решений для разработки технологии изготовления криогенного гироскопа.

Приведены результаты комплексного исследования по разработке технологии получения композиционных наноструктурированных функциональных покрытий на основе системы Х20Н80 – хром – TiC с использованием метода сверхзвукового холодного газодинамического напыления. Композиционные порошки для нанесения покрытий получают за счет плакирования хромом матричного порошка из сплава Х20Н80 с последующим нанесением армирующего покрытия из наночастиц TiC. Полученное покрытие имеет высокий уровень микротвердости, модуля упругости и стойкости к износу. Отличительной особенностью полученного покрытия является его надежная эксплуатации без разрушения в течение длительного времени (более 4800 ч).

Исследовано влияние содержания бутадиенового каучука марки СКД-В и бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-18 АМН в резиновой смеси на свойства эластомеров. Комбинация морозостойкого и агрессивостойкого каучуков в резиновой смеси позволяет адаптировать свойства вулканизатов к требуемым эксплуатационным условиям. В ходе исследования установлено, что от соотношения каучуков зависит уровень физико-механических свойств, агрессивостойкость и морозостойкость. При исследовании свойств резин выявлены две температуры стеклования и два термических перехода при отрицательных температурах, соответствующие бутадиен-нитрильному и бутадиеновому каучуку. Методом электронной микроскопии исследована фазовая морфология эластомеров, которая характерна для бутадиен-нитрильного или бутадиенового каучуков в зависимости от их соотношения в резиновой смеси. На основе разработанной резиновой смеси были изготовлены пыльники для шарниров равных угловых скоростей, которые прошли апробацию в реальных условиях эксплуатации в температурном диапазоне от –52 до 33°С.

Предметы декоративно-прикладного искусства, представляющие историческую ценность, со временем под воздействием внешних факторов претерпевают физико-механические изменения. Например, стекловидные эмали могут терять блеск, растрескиваться, а археологические предметы могут пострадать из-за процессов коррозии стекла и металлической основы. Поэтому важной задачей представляется разработка подходов к реставрации изделий со стекловидными эмалями. В настоящей работе исследована возможность применения оптически прозрачных эпоксидных смол в качестве реставрационного материала при работе с предметами культурного наследия, заключающейся в восстановлении стекловидных эмалей. Для оценки допустимости применения материала в качестве реставрационного была разработана и опробована методика ускоренных испытаний.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния внешних факторов (натурная экспозиция в климатических зонах, таких как умеренный климат и климат с промышленной атмосферой, при ускоренных климатических испытаниях в термовлажностной камере, при термическом старении, при выдержке в технических средах), воздействующих на микроструктуру и физико-механические характеристики стеклоармированного полимерного композиционного материала марки ВПС-72 на основе полиимидного связующего марки ВС-51. Состояние поверхности образцов стеклопластика после экспозиции исследовали в течение 1 года.

Представлен обзор научно-технической литературы (периодические издания, патенты на изобретения), посвященной созданию изделий для спортивной отрасли из полимерных композиционных материалов. Рассмотрены технологии и технические решения, применяемые для достижения поставленных задач, преимущества и недостатки использования методов. Показано, что применение современных достижений материаловедения – нового поколения материалов и передовых технологий может способствовать достижению высоких спортивных результатов.

Представлены результаты исследования воздействия контртел разных типов на триботехнические свойства политетрафторэтилена (ПТФЭ). Приведены характеристики полимера, шероховатость и твердость контртел из меди, алюминия, латуни и стали марки 45. Показано, что наилучшая износостойкость получена для пары трения политетрафторэтилена со сталью марки 45 и латунью. Проведены исследования поверхностей трения контртел и полимера методами оптической, электронной микроскопии и ИК-спектроскопии.

Настоящая работа посвящена обзору исследований, направленных на изучение влияния внешних воздействующих факторов, характерных для арктической зоны, на свойства полимерных материалов и полимерных композитов. В представленных работах изучено влияние таких факторов, как низкие температуры, термоциклирование, повышенная влажность и других агрессивных условий внешней среды на прочностные свойства ряда термореактивных и термопластичных матриц, а также композитов на их основе. Проведен сравнительный анализ стойкости различных материалов к неблагоприятным климатическим факторам, характерным для арктического климата. Данный обзор может быть использован при выборе материалов для работы в арктической и субарктической зоне, а также в других регионах, где возможно влияние описанных факторов при эксплуатации изделий, машин и сооружений.

Изложено аналитическое решение одномерной задачи диффузии водорода в стыковых разнородных сварных соединениях с учетом таких параметров, как толщина сварного соединения, толщина шва, коэффициенты диффузии и растворимости, а также начальные концентрации водорода в металле шва и основном металле. Рассмотрено влияние микроструктуры на кинетику водорода в однородных и разнородных сварных соединениях. Показано, что концентрация водорода в зоне термического влияния (ЗТВ) в большой степени зависит от отношений начальных концентраций, коэффициентов диффузии и растворимостей водорода в металле шва и основном металле. При сварке мартенситной стали аустенитными электродами концентрация водорода в ЗТВ уменьшается на три порядка по сравнению с однородными соединениями.

Выполнен анализ отечественного рынка порошковой проволоки, применяемой для сварки низколегированных высокопрочных судостроительных сталей. Установлено, что для обеспечения гарантированного значения предела текучести металла шва от 420 до 620 МПа за основу принимаются такие системы легирования, как Mn–Si, Mn–Si–Ni и Mn–Si–Ni–Mo. Экспериментально установлено влияние применяемых в данных системах легирующих элементов на формирование микроструктуры и свойств сварных швов.

При компьютерном моделировании теплообменных процессов возникает необходимость параметрического прогноза значений частных показателей многофакторных систем мокрой подводной сварки. Достоверность такого прогноза позволяет использовать полученные модели для инженерных расчетов при проектировании технологических процессов сварки. На примере экспериментальных данных по оценкам газообразования в процессе горения дуги предложена апробированная в судостроительном производстве методика и получены математические зависимости, адекватные условиям выполнения работ, обеспечивающие минимальную погрешность оценки при изменении значений влияющих параметров.

Многофакторность и взаимосвязь явлений, протекающих при сварке, особенно под водой, важны для углубления познаний в этой области. Анализ выполненных исследований и полученных решений в области мокрой подводной сварки низкоуглеродистых сталей показывает, что в названной области в полной мере не получены адекватные оценки эффективности различных видов сварки с комплексным учетом взаимодействия различных физических явлений, существенно отличающихся по природе друг от друга. Предложены укрупненные подходы к оценке и анализу коэффициентов теплоотдачи со стороны поверхности горения дуги и с противоположной. Впервые значения потенциалов рассчитаны как изменение значений показателей теплоотдачи для различных условий сварки на основе верифицированных экспериментальных данных. Конечной целью работы является расчет скоростей охлаждения металла сварного соединения, которые в дальнейшем позволят прогнозировать механические свойства металла шва и вероятность образования закалочных структур.

Приведены результаты исследования влияния модифицирующих добавок кальция, стронция и бария (от 0,01 до 1,0 мас. %) на анодное поведение свинцовых баббитов БKа, БСт, ББа (PbSb15Sn10) в среде электролита NaCl. Исследования проведены потенциостатическим способом в потенциодинамическом режиме со скоростью развертки потенциала 2 мВ/с.

Исследования показали, что в среде электролита потенциал свободной коррозии сплавов смещается в положительную сторону и с увеличением концентрации модификатора (кальция, стронция и бария) в свинцовых баббитах приобретает положительное значение. Добавка к свинцовому баббиту кальция (БKа (PbSb15Sn10Ca)) повышает его коррозионную стойкость на 10–15%, стронция БСт (PbSb15Sn10Sr) – на 15–20% и бария ББа (PbSb15Sn10Ba) – на 20–25%. Отмечено увеличение скорости коррозии сплавов независимо от их состава от концентрации NaCl в растворе. Показано, что рост концентрации хлорид-иона в электролите NaCl приводит к снижению потенциалов свободной коррозии, репассивации и питтингообразования сплавов.

Рассмотрена возможность определения сопротивления хрупкому разрушению (СХР) облученного в ионном ускорителе металла по результатам механических испытаний дисковых образцов. С целью оценки влияния ионного облучения на металл проведены испытания дисковых образцов в исходном и облученном состояниях путем их механического нагружения вплоть до разрушения, а также измерения микротвердости металла до и после облучения. Установлено, что микротвердость облученного металла значительно выше, чем необлученного. В то же время показано, что испытания образцов не позволяют оценить СХР облученного металла, так как разрушающие нагрузки в обоих случаях оказались практически одинаковыми. Проведенные расчеты и электронно-микроскопические исследования позволили предложить гипотезу вероятной причины полученных экспериментальных результатов. Предложено СХР облученного ионами металла оценивать по результатам измерения микротвердости.

Выполнена проверка корректности модельного предположения об аддитивности вкладов упрочняющего (образование дислокационных петель и радиационно-индуцированных преципитатов) и неупрочняющего (образование и накопление зернограничных сегрегаций) механизмов в итоговое радиационное охрупчивание материалов сварных швов корпусов реакторов ВВЭР-1000.

Представлены результаты эксперимента по получению прогнозных значений критической температуры хрупкости металла сварных швов с содержанием никеля 1,59–1,88% с использованием ускоренного облучения в исследовательском реакторе ИР-8 из состояний, характеризующихся до проведения облучения разным стартовым уровнем зернограничной сегрегации.

Предложена процедура учета эффекта флакса для полученных с использованием ускоренного облучения значений критической температуры хрупкости и выполнена проверка консервативности зависимости радиационного охрупчивания металла сварных швов, основанной на модельном предположении об аддитивности вкладов упрочняющего и неупрочняющего механизмов до значений флюенса быстрых нейтронов ~75·1022 нейтр./м².

Проведены исследования коррозионного растрескивания облученной до повреждающей дозы нейтронов ~12 сна нержавеющей ферритно-мартенситной стали с содержанием хрома 12%, выбранной в качестве кандидатного материала для внутрикорпусных устройств реакторов ВВЭР-СКД. В первой части настоящей работы* были проведены автоклавные испытания специально разработанных дисковых образцов с постоянной нагрузкой в воде сверхкритических параметров (при температуре 450°С и давлении 250 атм). Во второй части представлена разработанная методика идентификации коррозионных трещин в исследуемых дисковых образцах, а также проведен анализ результатов автоклавных испытаний в воде сверхкритических параметров. В результате выполненных экспериментов определены пороговые значения напряжений, ниже которых коррозионное растрескивание не реализуется. Значения пороговых напряжений получены для исследуемой стали, облученной при температурах 390 и 550°С. Проанализированы возможные механизмы коррозионного растрескивания исследованной стали и предложены направления дальнейших исследований.