Исследованы проблемы создания конструкционных высокопрочных сталей унифицированного химического состава с пределом текучести в диапазоне от 590 до 950 МПа и технологий их производства. Возможность получения таких материалов появилась на основе результатов исследований, проводимых с помощью пластометра Gleeble 3800 и с использованием полупромышленного стана Кварто 800. Настоящие исследования подтвердили возможность унификации химического состава высокопрочных сталей с регулируемым пределом текучести в указанных пределах. Учитывая идентичность результатов обработки стали на упомянутом оборудовании и промышленных станах Кварто 5000, полученные в настоящей работе результаты вполне могут быть реализованы в промышленности.

Проведено исследование изменения структуры в зависимости от режимов термоулучшения образцов листового проката новой стали марки 09ХГН2МД с пределом текучести не менее 690 МПа. Установлены особенности карбидообразования при высоком отпуске, влияющие на уровень механических свойств.

Исследовано влияние давления и скорости деформации на пластичность чистого магния при температуре окружающей среды 293 К (комнатная). Эксперименты проводили при давлении в диапазоне от 0,1 до 800 МПа, а скорость деформации – от 3,3·10^–5 до 332 с^–1. В результате была обнаружена высокая пластичность магния при малых и больших скоростях деформации под давлением. Опыты подтвердили факт снижения пластичности магния с повышением скорости деформации, причем под давлением снижение пластичности чистого магния наблюдается только при скорости деформации до 0,17 с^–1, а при более высокой скорости она, наоборот, повышается. Показано, что давление при переходе из хрупкого (непластического) в пластическое состояние с повышением скорости деформации от 3,3·10^–4 до 332 с^–1 возрастет на 99,3 Мпа – от 142,2 до 241,5 МПа.

Проведены исследования совокупного влияния редкоземельных металлов – празеодима, неодима и эрбия, технологии выплавки интерметаллидного сплава на основе алюминида никеля на чистых шихтовых материалах с использованием 25, 50 и 75 мас. % отходов, технологии отливки монокристаллических заготовок и их термической обработки, совмещенной с горячим газостатическим прессованием, на механические свойства и длительную прочность на уровне паспортных данных.

Дан краткий обзор свойств и областей применения разработанных и исследованных наноструктурированных сверхтвердых композиционных материалов и покрытий на их основе. Проведенные исследовательские работы позволяют сделать вывод о перспективности применения наноструктурированных композиционных материалов на основе карбидов, карбонитридов и диборидов переходных и тугоплавких металлов для авиакосмических объектов. Приоритетным направлением повышения технико-экономических показателей газотурбинных двигателей является применение новых композиционных конструкционных материалов, которые по своим основным физико-механическим свойствам превосходят традиционные в несколько раз. Многочисленные исследования в этой области свидетельствуют о том, что наибольшего прогресса при разработке новых перспективных конструкционных композиционных материалов следует ожидать на пути создания материалов на основе полимерных, металлических, интерметаллических и керамических матриц. В настоящее время прослеживается четкая тенденция по созданию агрегатов и узлов газотурбинных двигателей и энергетических установок многократного запуска с большим ресурсом работы и повышенной долговечностью. Исследования по применению композиционных материалов нового поколения проводятся практически во всех развитых странах, в первую очередь – в США и Японии.

Проведены исследования износа приработочных фосфатных покрытий, применяемых для защиты стальных изделий. С помощью методов математического моделирования контактного взаимодействия установлено, что износ фосфатных покрытий в наибольшей степени зависит от их шероховатости. Применение технологии промасливания фосфатных покрытий позволило ускорить процесс приработки деталей цилиндропоршневой группы компрессоров холодильных установок, уменьшить их износ на 30% и существенно повысить ресурс работы деталей трибосопряжения.

Приводятся результаты исследования по разработке способа получения износо- и коррозионностойкого градиентного покрытия. Особенностью предлагаемого способа является создание градиента химического состава за счет управления составом газовой фазы при реализации метода сверхзвукового холодного газодинамического напыления покрытий. Это обеспечивает высокую адгезионную прочность композиционных покрытий системы металл – неметалл в сочетании с высокой микротвердостью периферийных слоев. Такие функционально-градиентные покрытия имеют широкие возможности практического применения.

Приведены результаты комплексных исследований по разработке композиционного наноструктурированного порошка из сплава системы Cu–Hf–BN и функциональных износо- и коррозионно-стойких покрытий на его основе. Разработана технология нанесения композиционного наноструктурированного покрытия системы Cu–Ni–Zr–Cr–Hf–BN на стальную подложку (сталь Х18Ю5) с использованием методов сверхзвукового холодного и микроплазменного напыления. Полученные покрытия имеют высокий уровень микротвердости (до32 ГПа), адгезионной прочности (более 13 МПа) и стойкости к коррозионному растрескиванию. Положительной особенностью полученных покрытий является также широкий диапазон рабочих температур – от 850 до – 196°С.

Разработана и освоена в научном нанотехнологическом центре НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» технология получения композиционных катодов для вакуумного магнетронного нанесения функциональных покрытий. На примере системы Ti–Ru показаны перспективы создания композиционных катодов из дорогостоящих и труднодеформируемых материалов с помощью активированной пайки аморфными припоями.

Приведены результаты исследования по разработке оптимального состава сплава на основе базовой системы Ni–Cr–Si–B для литья микропроводов в стеклянной изоляции методом скоростной закалки расплава. Полученные из разработанного сплава высокоомные микропровода имеют низкое значение температурного коэффициента сопротивления (менее 5 10^–6 К^–1) и высокое погонное сопротивление (более 1000 кОм/м) в широком интервале положительных и отрицательных температур (от –196 до 250°С).

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) порошковых смесей титана и бора получены композиционные порошки моноборид титана – титан с содержанием титановой связки от 20 до 60 об. %. СВС порошки используются для электронно-лучевой наплавки покрытий толщиной до 3 мм на подложку из титана ВТ1-0. Методами рентгеноструктурного анализа, оптической и растровой электронной микроскопии исследованы фазовый состав и микроструктура исходных порошков и наплавленных покрытий. На основе результатов исследования микроструктуры и профилей микротвердости в переходной зоне покрытие/подложка сделан вывод о надежной адгезии покрытия к подложке. Исследована зависимость твердости и абразивной износостойкости наплавленных покрытий от фазового состава наплавляемых порошков. Установлено, что по сравнению со свойствами титана ВТ1-0 твердость покрытий, упрочненных иглоподобными включениями моноборида титана в титановой матрице, выше в 2,2 раза, а абразивная износостойкость – в 3,7 раза. При этом эффект упрочнения и повышения износостойкости титановой матрицы частицами моноборида титана гораздо меньше, чем подобные эффекты при использовании в наплавленных покрытиях в качестве упрочняющей фазы дисперсных частиц карбида титана.

Приведены результаты комплексных исследований по разработке порошковой композиции Ge–Cr–Zr–Ce–WС, перспективной для получения функциональных коррозионно-стойких хладостойких покрытий методом микроплазменного напыления. Покрытие имеет высокий уровень адгезионной прочности (более 40 МПа) и микротвердости (до 10–12 ГПа) и выдерживает многократное термоциклирование в диапазоне температур от минус 60 до 20°С.

Разработан состав прецизионного сплава на основе тройной системы Ni–Cr–Mo для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий методом сверхзвукового холодного газодинамического напыления. Покрытия из сплава оптимального состава имеют высокий уровень эксплуатационных свойств и весьма перспективны для защиты конструкционно-функциональных элементов морской техники от агрессивных внешних воздействий.

Исследованы структура и свойства синтезированных методом селективного лазерного сплавления образцов из высокотемпературного интерметаллидного сплава с карбидным упрочнением системы Ni–Al–Ta–C. Показано, что выбранные технологические параметры атомизации обеспечивают получение металлопорошковой композиции надлежащего металлургического качества. Определены параметры селективного лазерного сплавления образцов, которые позволили получить плотную структуру синтезированного материала с пористостью 0,02%.

Проведены измерения микротвердости и коэффициента трения, определены модуль упругости, коэффициенты упругого восстановления и сопротивления пластической деформации функциональных покрытий алюминиевая матрица – углеродные нановолокна. Для определения износостойкости покрытий проведены испытания на интенсивность износа. Получены экспериментальные значения интенсивности износа функциональных покрытий, что позволяет прогнозировать срок их службы. На основе проведенных исследований определены покрытия с высоким уровнем механических свойств и износостойкостью.

Рассматривается возможность с использованием метода динамического механического анализа определять изменение свойств резины после эксплуатации в составе крупногабаритных изделий в сопоставлении с исходными физико-механическими свойствами этой резины. С помощью совмещенной прогнозирующей кривой, построенной по наиболее характерному показателю старения, можно методом динамического механического анализа прогнозировать изменения свойств резин при хранении и эксплуатации изделий.

Статья посвящена решению актуальной научной проблемы создания и внедрения в судостроении высокопрочных, водостойких диэлектрических стеклопластиков горячего прессования на основе би- и полифункциональных эпоксиаминных связующих и стеклотканей из бесщелочного, кварцевого и кремнеземного стекол.

Исследована стойкость к горению эпоксидных композиций на основе смолы D.E.R.-330, изометилтетрагидрофталевого ангидрида и новых эпоксидсодержащих арилоксициклотрифосфазенов по ГОСТ 28157–89 (аналог теста UL-94), проведен термогравиметрический анализ и микроструктурные исследования образующегося при горении коксового остатка. Определено, что увеличение содержания фосфазенов в отвержденных композициях значительно повышает их стойкость к горению, что связано как с увеличением количества образующегося при горении пористого коксового остатка, который выступает барьером для распространения пламени и передачи тепла от пламени на образец, так и с увеличением размеров образующихся в нем пор. Полученные данные можно использовать при создании прочных и стойких к горению композиционных материалов для микроэлектроники, авиастроения и других областей промышленности.

Исследовано влияние микролегирования бором на структуру и механические свойства сварного шва высокопрочной стали с нормируемым пределом текучести 750 МПа. На основе полученных результатов разработана порошковая проволока марки 48ПП-69.

Предложена технология аргонодуговой наплавки титановой проволоки на медные изделия с целью получения жаростойких износостойких покрытий на основе купридов титана. Установлено влияние режимов наплавки на химический состав и структуру формируемых покрытий. Исследована стойкость к абразивному изнашиванию и жаростойкость при 600 и 800°C покрытий системы медь–титан, содержащих от 8 до 63% титана.

Исследована стойкость к атмосферной коррозии стали марки 25Х1МФ после алитирования и последующего термического улучшения. Установлено, что пониженная стойкость алитированного слоя к атмосферной коррозии вызвана наличием дефектов типа трещин и пор на поверхности либо частичным удалением слоя, содержащего интерметаллид Fe₃Al. В алитированном слое, содержащем легированный алюминием феррит, обнаружены нитриды алюминия, способствующие предотвращению холодной диффузионной сварки сопрягаемых резьбовых поверхностей крепежных деталей.

Определен один из основных критериев работоспособности тепловыделяющих сборок активной зоны реактора – критерий допускаемого формоизменения шестигранного чехла. Уравнения, позволяющие исследовать кинетику напряженно-деформированного состояния трехмерного тела, адаптированы для условий эксплуатации сборок активной зоны. Предложена математическая модель радиационного формоизменения стали ферритно-мартенситного класса ЭП-450. С учетом предложенной модели, а также данных по радиационному формоизменению других используемых перспективных конструкционных материалов активной зоны реактора БН созданы блоки учета эффектов радиационного распухания и радиационной ползучести для программного комплекса ANSYS, что позволило использовать его возможности в этом направлении. Приведен тестовый пример с предложенными моделями радиационного распухания и радиационной ползучести, который показал, что разработанные для ПК ANSYS пользовательские блоки адекватно описывают радиационное формоизменение рассмотренных конструкционных материалов, подвергнутых радиационному облучению. Выполнен расчет радиационного формоизменения шестигранного чехла ТВС активной зоны с различными скоростями радиационного распухания и модулями радиационной ползучести. Проведено сравнение результатов расчета с результатами послереакторных обмеров сборки. Сформулированы рекомендации по использованию представленных моделей для выполнения расчета и оценки радиационного формоизменения и определения напряженного состояния сборок.