Рассмотрены вопросы моделирования на исследовательском комплексе Gleeble 3800 термомеханической обработки высокопрочных сталей с различными температурно-деформационными параметрами прокатки и с ускоренным охлаждением до заданной температуры. Установлена идентичность протекания процессов упрочнения стали на комплексе Gleeble 3800 и на специализированных прокатных станах, а также показана возможность получения сталей унифицированного химического состава.

Представлены результаты разработки, реализации и внедрения в промышленных условиях совокупности научно-технологических приемов при термомеханической обработке с ускоренным охлаждением, закалке с прокатного или отдельного печного нагрева с высокотемпературным отпуском, обеспечивающих формирование структуры допустимой степени неоднородности и анизотропии по различным морфологическим и кристаллографическим параметрам по всей толщине листового проката до 100 мм из низколегированных сталей с пределом текучести не менее 315–460 МПа и до 60 мм из экономнолегированных сталей с пределом текучести не менее 500–750 МПа. Приведена структура листового проката, обеспечивающая получение гарантированных характеристик прочности, хладостойкости (работы удара KV при температурах испытаний от –60 до –80°С, критических температур вязкохрупкого перехода Т_кб и нулевой пластичности NDT) и трещиностойкости по критерию CTOD при низких температурах в соответствии с требованиями «Правил…» РМРС к стали с индексом «Arc40».

На примере металла шва, полученного с применением сварочных материалов на основе стали 10Х19Н11М4Ф, используемых в настоящее время для сварки высокопрочных низколегированных сталей, показано влияние ее химического состава на поведение δ-феррита во всем температурном интервале его существования. На основе этих исследований показаны перспективы использования стали 10Х19Н11М4Ф для сварки высокоазотистых коррозионно-стойких сталей с сохранением их немагнитности, в том числе в области сварного соединения. С помощью термодинамического моделирования найдены критические параметры, определяющие поведение δ-феррита при кристаллизации и последующем охлаждении твердой стали. Показано, что наиболее важными среди них являются: глубина δ-ферритного превращения и максимальная равновесная температура аустенитизации, которые были использованы для интерпретации экспериментальных данных, полученных при горячем физическом моделировании сварки. Найдены и изображены на фрагменте усовершенствованной диаграммы Шеффлера–Шпайделя области перспективных составов металла шва при сварке низколегированных высокопрочных и высокоазотистых коррозионно-стойких сталей без горячих трещин и обеспечением, при необходимости, немагнитности шва.

На основе CALPHAD-метода построено термодинамическое описание системы Fe–Cr–Mn–Ni– Si–C–N. С помощью алгоритма, основанного на поиске глобального минимума интегральной энергии Гиббса, выполнены расчеты фазового состава данной системы в интервале от 1750°C до температуры затвердевания и в диапазоне составов, соответствующем стали 04Х20H6Г11M2АФБ. Расчеты показали, что при температурах выше линии ликвидуса Cr и Mn увеличивают, а Ni и Si уменьшают растворимость азота в расплаве. При увеличении содержания Cr, Mn, Ni и Si в стали в исследованном интервале составов понижается как температура ликвидуса, так и солидуса. Степень влияния на эти температуры Cr, Mn, Ni и Si в пределах марки стали различна и колеблется от ~3 до ~14°C. Расчеты с учетом возможности перехода азота между сталью и атмосферой воздуха показали, что количество связанного азота в исследуемом сплаве варьируется в зависимости от состава стали и температуры от ~0,3 до ~0,6 мас. %. При понижении температуры от ликвидуса до солидуса увеличивается количество связанного азота за исключением тех составов стали, когда из жидкой фазы в первую очередь выделяется феррит, а не аустенит.

На АО «ПО «Севмаш» разработана технология пространственной гибки деталей корпусов кораблей из высокопрочных сталей и сплавов методом последовательного локального деформирования (ПЛД), дано материаловедческое обоснование ее внедрения. Кроме практической положительной стороны изготовления деталей, метод ПЛД экономически эффективен и позволяет значительно снизить стоимость изготовления деталей.

Проведен металлографический анализ гранул быстрорежущей стали М2, полученной по технологии газоструйного распыления расплава. Показано, что гранулы близкого размера могут затвердевать как по химически разделительному, так и по химически безразделительному механизму. Последние имеют структуру пересыщенного твердого раствора, по химическому составу идентичного жидкому расплаву, дисперсную дендритно-ячеистую структуру и повышенную микротвердость HV = 10300±200 МПа.

Исследованы структура и технологические свойства (текучесть, плотность утряски, насыпная плотность и др.) металлопорошковых композиций (МПК) новых экспериментальных составов коррозионно-стойких сталей систем Fe–Cr–Ni, Fe–Cr–Ni–Mo и Fe–Cr–Ni–Co–Mo, предназначенных для изготовления деталей методом селективного лазерного сплавления. Изучена морфология частиц и проведен подсчет дендритного параметра для частиц различной формы. Проанализировано содержание газовых примесей в МПК для различных фракций. Проведенные исследования технологических свойств под-твердили высокое качество МПК, в частности, минимальное значение текучести составило 14 с при требовании к МПК для аддитивной технологии не более 20 с.

Представлены результаты исследования образцов покрытий, полученных методом лазерной на-плавки порошка марки М2 (Hoganas, Бельгия) на новую среднеуглеродистую экономнолегированную сталь марки Б1 500. Выполнен анализ микроструктуры, фазового состава, микротвердости, а также дефектов (поры, трещины) наплавленных покрытий в зависимости от погонной энергии лазерного излучения. Приведены результаты испытания на износостойкость образцов покрытий с целью выбора оптимальных режимов лазерной наплавки.

Научно-исследовательские работы по изучению влияния высокоэнергетической ударной дезинтеграторно-активаторной технологии обработки на материалы различных классов и назначений были начаты в НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» по инициативе и под непосредственным научным руководством академика И. В. Горынина. В частности, большое внимание было уделено исследованию процесса активации биоматериалов в рабочей зоне дезинтеграторов при соударении частиц со сверхзвуковыми скоростями. В настоящей работе изучено влияние процесса высокоскоростной УДА-обработки на повышение биологической активности фармацевтических продуктов и лекарственных препаратов.

Приведены результаты комплексных исследований по разработке технологии получения терморезистивных литых микропроводов из никеля с малыми (0,2–0,6 %) добавками хрома. Изучены специфические особенности процесса литья с точки зрения стабильности и достижения высокого значения температурного коэффициента сопротивления.

Приведены результаты комплексных исследований по разработке прецизионных сплавов для литья микропроводов со знакопеременным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) на основе систем Ni–Cu и Pd–Cu. Изучены причины появления отрицательного значения ТКС микропроводов. Экспериментально определены оптимальные составы сплавов указанных систем, обеспечивающие устойчивое протекание специфического процесса литья. Даны рекомендации по практическому применению полученных микропроводов.

Рассматривается применение лежалых и вновь образованных отвальных конверторных шлаков в качестве сырья для создания консервационных диффузионных никель-кобальтовых покрытий. Исследуются химический состав отвального конверторного никелевого шлака и диффузионные показатели процесса, а также возможность хлорирования никельсодержащих фаз.

Рассмотрена проблема возникновения дефектов эмалевого покрытия, разрушающих целостность эмали, и исследовано влияние физико-механических и коррозионных свойств фритт и термической обработки на дефектность эмалевого покрытия. Дефекты поверхности эмалевого покрытия исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что дефектность эмалевого покрытия зависит от показателя плавкости, температурного коэффициента линейного расширения, поверхностного натяжения фритт, режимов термической обработки. При снижении скорости обжига эмалевого покрытия изменяется мелкоячеистая структура эмали, размеры дефектов уменьшаются.

Ароматические полиамидины синтезированы поликонденсацией эквимолекулярных количеств бисимидоилхлоридов с диаминами в среде органических растворителей. Полученные полимеры растворимы в органических растворителях (N,N’-диметилацетамид, N-метил-2-пирролидон и др.), характеризуются большим интервалом между показателями тепло- и термостойкости, что открывает широкие возможности для переработки полиамидинов в изделия современными промышленными методами.

Рассмотрены способы изготовления образцов из полимерных матриц для определения механических свойств. Изложены основные подходы к разработке режимов заливки и отверждения полимерных блоков на основе клеевых связующих. Изготовлены образцы из отвержденных клеевых связующих ВСК-14-2м, ВСК-14-2мР и ВСК-14-2мРм и проведены испытания на определение прочности при растяжении и изгибе, удлинения, модуля упругости при растяжении и изгибе.

Проведены микроструктурные и фрактографические исследования характера разрушения в условиях статического изгиба и сжатия образцов эпоксидных углепластиков, подвергнутых длительному (до 5 лет) климатическому старению в различных климатических зонах России: в условиях промышленной зоны умеренного климата Москвы (МЦКИ); умеренного теплого климата Геленджика (ГЦКИ) и теплого влажного климата Сочи (ГНИП РАН). Установлены изменения микроструктуры и основные типы разрушений в объеме углепластиков. Показано, что происходящие изменения структуры и торсионный характер разрушения типичны для эпоксидных углепластиков во всех зонах климатического старения и определяются процессами комплексного проявления механических напряжений и химической деструкции материалов.

Приведен анализ способов обеспечения долговременной (до 50 лет) эксплуатации железобетонных морских сооружений. Установлено, что долговечность и безремонтная эксплуатация плавучих и береговых морских сооружений в течение 50 лет и более возможна только при исключении коррозии стальной арматуры путем применения электрохимической защиты. Приведены параметры электрохимической защиты от коррозии стальной арматуры.

Приведен обзор основных принципов, используемых в нормативных документах госкорпорации «Росатом» и разработках авторов для продления срока эксплуатации реактора на быстрых нейтронах БН-600 и обоснования проектного срока эксплуатации реакторов БН-800 и БН-1200. На основе анализа основных механизмов охрупчивания и повреждения материалов при эксплуатации сформулированы так называемые критические события и предельные состояния, определяющие прочность и ресурс элементов реакторов на быстрых нейтронах. По материалам настоящей работы на конференции МАГАТЭ – International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles – FR17 “Next Generation Nuclear Systems for Sustainable Development” (Екатеринбург, 2017 г.) был представлен доклад “Basic principles for lifetime and structural integrity assessment of BN-600 and BN-800 fast reactors components with regard for material degradation”.

Приводятся методики и результаты определения величины сцепления платинового покрытия при практическом изготовлении платинониобиевых рабочих электродов для анодов систем катодной защиты от коррозии и дана оценка факторов, влияющих на эту величину.