Аннотация: Обсуждаются результаты исследования элементного состава и структуры коррозионностойкого аустенитного металла, наплавленного одно- и двухэлектродным методом в защитном газе. Приведены рекомендации по формированию бездефектного плакирующего слоя наплавкой двумя электродными проволоками.

Аннотация: Алюминиевые сплавы широко используются в различных отраслях промышленности, от аэрокосмической до электронной, благодаря своим уникальным свойствам, таким как прочность, долговечность и устойчивость к коррозии. Разработка новых сплавов с улучшенными или адаптированными свойствами является важной задачей для материаловедов и инженеров. Для более эффективной реализации процесса получения новых сплавов за счет экономии времени, ресурсов и бюджета необходимо создание интеллектуальной системы поддержки принятия решений, которая позволяет прогнозировать их свойства. Основным компонентом такой системы является база знаний, формирование которой и является целью данной работы.

Аннотация: Рассмотрен процесс металлизации меди из ее сульфидов с учетом характера координационной связи Cu-S, подтвержденный термодинамическими и экспериментальными исследованиями реакций взаимодействия элементной серы со щелочью. Особое значение в восстановительных процессах имеет параллельно протекающая реакция образования полисульфидов (серосульфидов), обладающих высокой реакционной способностью по отношению к восстанавливаемой меди.

Аннотация: Рассмотрен процесс металлизации меди из ее сульфидов с учетом характера координационной связи Cu-S, подтвержденный термодинамическими и экспериментальными исследованиями реакций взаимодействия элементной серы со щелочью. Особое значение в восстановительных процессах имеет параллельно протекающая реакция образования полисульфидов (серосульфидов), обладающих высокой реакционной способностью по отношению к восстанавливаемой меди.

Аннотация: В данном исследовании на примере холоднокатаных листов изучено влияние железа, кремния, магния и цинка на структуру и механические свойства сплава системы Al - 2 Cu - 1, 5 Mn. На первом этапе литьем в графитовую изложницу получили плоские слитки двух экспериментальных сплавов Al - 2 Cu - 1, 5 Mn и Al - 2 Cu - 1, 5 Mn - 1 Mg - 1 Zn - 0, 5 Fe - 0, 4 Si % (мас. ) с размерами 10x40x180 мм. Затем эти слитки подвергли горячей прокатке до толщины 2 мм при температуре 400 С. Далее горячекатаные листы отжигали при температуре 350 С в течение 3 ч, после чего производили холодную прокатку до толщины 0, 5 мм. Микроструктуру образцов, вырезанных из слитков и листов, изучали на световом и электронном сканирующем микроскопах. С целью оценки влияния термической обработки на структуру и физико-механические свойства проводили многоступенчатые отжиги листов и слитков экспериментальных сплавов в интервале температур от 300 до 500 С с шагом 50 С. После каждой ступени отжига измеряли твердость и удельную электропроводность образцов. Предел прочности, предел текучести и относительное удлинение холоднокатаных листов определяли методом испытания на растяжение на универсальной машине. Исследование показало, что добавление таких элементов, как магний, цинк, железо и кремний в базовый сплав, приводит к существенному изменению структуры и фазового состава, но не снижает механические свойства холоднокатаных листов, отожженных при температуре 350 и 400 С, что обусловлено равномерным распределением эвтектических частиц, размер которых составляет 2-5 мкм. Авторы продемонстрировали принципиальную возможность использования разнообразного вторичного сырья для приготовления базового сплава, не требующего гомогенизации и закалки.

Аннотация: Алюминиевые сплавы широко используются в различных промышленных областях благодаря своим уникальным свойствам. Разработка базы данных по свойствам алюминиевых сплавов 7000 серии имеет решающее значение для материаловедов, исследователей и инженеров в виду более удобного и быстрого выбора подходящего материала. Она создана путем компиляции данных из различных источников. Данные организованы и проанализированы с использованием статистических методов для выявления тенденций и закономерностей в свойствах алюминиевых сплавов 7000 серии.

Аннотация: В статье обсуждаются результаты проведенного комплекса исследований по определению особенностей и закономерностей образования твердофазного соединения при реализации различных способов брикетирования титановой стружки. Определены способы холодного брикетирования, позволяющие обеспечить высокое качество проработки материала, что в итоге приводит к получению качественных изделий из титановой стружки без ее переплава. Установлено, что водородное пластифицирование титановой стружки способствует не только более интенсивному уплотнению пористого материала брикетов, но и образованию очагов твердофазного соединения при наличии сжимающих напряжений и сдвиговых деформаций. Исследовано влияние заготовительной операции кратковременного травления (осветления) стружки в водных растворах минеральных кислот на интенсивность и качество образования твердофазного соединения фрагментов стружки титановых сплавов. Определен эффект применения двух- и трехстадийного прессования брикетов стружки титановых сплавов ВТ5, ВТ3-1, ВТ22 с помощью пуансонов с фасонированной рабочей поверхностью. Установлено положительное влияние использования пуансонов с конической рабочей поверхностью (угол конусности 45 градусов) на качество проработки стружечного материала и получаемых брикетов. Предложена технология получения качественных изделий из стружки титановых сплавов без ее переплава, которая включает в себя следующие операции: очистку стружки, магнитную сепарацию, водородное пластифицирование, двухстадийное брикетирование коническим и плоским пуансоном, дегазацию капсульной оболочки брикета, герметизацию оболочки, термокомпрессионную обработку брикета в капсульной оболочке, экструдирование брикета совместно с капсулой, механическую обработку.

Аннотация: Пластическая деформация литых композитов позволяет повысить их механические и служебные свойства. Большая часть исследований в этом направлении посвящена преодолению пористости, связанной с повышенным газонасыщением при введении наполнителя в расплав замешиванием и его последующей седиментации. Решением проблемы является использование технологии in situ продувки предварительно гидрогенизированного расплава силумина кислородом (формирование упрочняющего компонента в результате химических реакций в расплаве). Но достигаемый уровень механических свойств композита невелик, что обусловлено наличием на поверхности упрочняющих частиц Al[2]O[3] химически адсорбированного слоя водорода. Для повышения указанных характеристик была использована горячая прокатка. Отработанная технология предусматривает прокатку цилиндрических заготовок поперек оси со степенью обжатия до 63 % при температуре 550 C. При воздействии на заготовки толщиной 1 мм и менее проводили отжиг при температуре 380 C. Достигнутая толщина проката составила 0, 16 мм. Механические испытания показали достигнутый предел прочности на растяжение 250 МПа, что на 25 % выше, чем в литой заготовке, а предел текучести составил 197 МПа, что крайне незначительно - не более чем на 5 % выше. На кривых растяжения наблюдали осцилляции нагрузки, связанные с возникновением микротрещин. Однако последние не вызывают немедленное разрушение, как в литом состоянии. Сопоставление кривых растяжения литых и прокатанных образцов позволило предположить, что наблюдаемые осцилляции связаны с истончением при горячей прокатке на поверхности упрочняющей фазы - оксида алюминия - слоя гидроксида. Именно снижение доли связанного водорода, а не наблюдаемое измельчение кристаллов первичного кремния, и является причиной повышения предела прочности на растяжение композита. Прокат из алюмоматричного композита в перспективе может стать альтернативой деформируемым сплавам.

Аннотация: Работа посвящена натурным испытаниям углерод-углеродного композиционного материала УУКМ 4 в качестве нагревателя для высокотемпературной печи РЗМ дистилляции кристаллов скандия. Приведены данные характеристик материалов, применяемых ранее, вольт-амперные характеристики проведенных процессов на нагревателях, изготовленных из разных материалов. Сделаны выводы о рациональности применения материала УУКМ 4.

Аннотация: В статье рассмотрена сорбция ионов палладия (II) и ионов цветных металлов - меди и никеля, обычно присутствующих в хлоридных технологических растворах, на кремнеземах марок Силохром (С) и Davisil (D), химически модифицированных N- и S-содержащими органическими соединениями. Определено, что в статических условиях время достижения постоянных значений сорбции составляет 2-5 мин. Установлено, что рост концентрации HCl в растворах приводит к существенному снижению сорбции ионов палладия (II) и цветных металлов для всех типов сорбентов. Влияние солевого фона на сорбцию палладия (II) незначительно. На основании совокупности данных, включающих исследования зависимости сорбции ионов палладия (II) азотсодержащими сорбентами от различных условий, построения изотерм сорбции и исследования фаз сорбентов, насыщенных ионами палладия, методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), сделан вывод, что сорбция комплексов Pd (II) протекает за счет электростатического взаимодействия c протонированными атомами азота функциональных групп сорбентов, а также за счет донорно-акцепторного связывания атомов азота с ионами Pd (II). Сделан вывод, что из-за низких значений сорбции исследуемых ионов азотсодержащими кремнеземами их применение нецелесообразно, и для выделения палладия из растворов сложного состава рекомендовано использовать высокоселективные серосодержащие сорбенты, в частности кремнезем, модифицированный тиосалициловой кислотой (ТСК-D). Установлено, что на стадии сорбции этим сорбентом в динамическом режиме происходит совместная сорбция ионов Pd (II), Cu (II), Ni (II) из модельных растворов, причем 99, 99 % палладия переходит в фазу сорбента. На стадии промывки 0, 1 моль/л HCl удаляются остатки исходного раствора и десорбируются ионы меди (II) и никеля (II). При элюировании аммиачным буферным раствором (рН = 10) образуется элюат, содержащий, % (мас. ) : для пары Pd (II) - Сu (II) (в пересчете на металл) > 99, 97 Pd и < 0, 03 Cu (II), а для системы Pd (II) - Ni (II) - 99, 99 Pd и < 0, 01 Ni.

Аннотация: Изучена возможность получения биметаллического прутка из алюминиевого сплава методом прессования. На первом этапе исследования проведено численное моделирование в специализированном программном комплексе с использованием метода конечных элементов. Выполнена постановка задачи прессования крупногабаритного прутка из алюминиевого сплава 6061 с применением дополнительной заготовки из более мягкого в состоянии обработки алюминиевого сплава для вариантов прямого и обратного прессования. Изучены особенности напряженно-деформированного состояния материалов в ходе процесса прессования. С помощью функции трассирующих точек проведено сравнение скоростей течения материалов основной и дополнительной заготовок в ходе пластической деформации. Построены графики зависимости толщины плакирующего слоя от длины отпрессованной части прутка для варианта прямого и обратного прессования. Также построены графики распределения скорости течения материалов основной и дополнительной заготовок для вариантов прямого и обратного прессования. Установлено, что для реализации поставленной задачи получения биметаллического прутка предпочтительнее использовать метод прямого прессования. По результатам численного моделирования выявлен дефектный участок, где наблюдается отслоение металла плакирующей заготовки. Проведено экспериментальное моделирование процесса прессования биметаллического прутка в целях подтверждения корректности результатов численного моделирования. В ходе экспериментального прессования выявлен дефект на поверхности биметаллического изделия, что соответствует данным численного моделирования. Сделаны выводы о возможных причинах возникновения дефекта.

Аннотация: Разработана методика построения диаграмм растяжения конструкционных металлических материалов. Пластический участок диаграммы растяжения в области равномерной деформации предложено получать по кинетической диаграмме вдавливания сферическим индентором. Участок диаграммы растяжения в области сосредоточенной деформации предложено получать по диаграмме царапания. Разработанная методика опробована с положительным результатом на нескольких конструкционных материалах: сталях различных структурных классов и титановых сплавах.

Аннотация: Разработана методика построения диаграмм растяжения конструкционных металлических материалов. Пластический участок диаграммы растяжения в области равномерной деформации предложено получать по кинетической диаграмме вдавливания сферическим индентором. Участок диаграммы растяжения в области сосредоточенной деформации предложено получать по диаграмме царапания. Разработанная методика опробована с положительным результатом на нескольких конструкционных материалах: сталях различных структурных классов и титановых сплавах.

Аннотация: Лазерное разделение изотопов, применяемое при работе над радиоактивными материалами как для разделения изотопов и обогащения, так и при очистке радиоактивных материалов от поверхностного загрязнения имеет сопоставимые технологические методы воздействия лазерного излучения на испаренный материал с радиоактивной составляющей. В работе предложен подход на основе принципов работы магнитогидродинамического (МГД) -генератора с добавлением в рабочую зону к смеси наночастиц золота и применением дополнительного воздействия лазера с облучением продуктов сгорания, включая лазер накачки на парах меди. Представленная разработка рекомендована для решения задачи получения 103Pd в медицинских целях. В связи с особенностями технологического процесса МГД-генератор должен обеспечить значительное увеличение температурного режима. Это влечет за собой необходимость смены традиционного материала для стенок камеры сжигания и электродов устройства для решения поставленной задачи. По окончании исследовательской части на основании результатов экспериментов будет выполнена разработка первого опытного образца установки в целом.

Аннотация: Металлокерамические TiC/Ti-покрытия приготовлены на титановом сплаве ВТ3-1 путем его электроискровой обработки в смеси титановых гранул с добавлением порошка карбида титана. Концентрация карбида титана в покрытии повышалась при увеличении содержания порошка TiC в анодной смеси. При этом микротвердость покрытий возрастала, а коэффициент трения снижался. Применение TiC/Ti-покрытий позволяет повысить износостойкость поверхности титанового сплава ВТ3-1 до 17 раз.

Аннотация: Металлокерамические TiC/Ti-покрытия приготовлены на титановом сплаве ВТ3-1 путем его электроискровой обработки в смеси титановых гранул с добавлением порошка карбида титана. Концентрация карбида титана в покрытии повышалась при увеличении содержания порошка TiC в анодной смеси. При этом микротвердость покрытий возрастала, а коэффициент трения снижался. Применение TiC/Ti-покрытий позволяет повысить износостойкость поверхности титанового сплава ВТ3-1 до 17 раз.

Аннотация: Современному производству требуются легкие и высокопрочные материалы для увеличения надежности, снижения массы и топливопотребления средств передвижения. Ведется поиск подходов по упрочнению алюминиевых сплавов, обладающих кратно меньшей плотностью по сравнению со сталью и чугуном. Известны подходы по дисперсному упрочнению алюминиевых сплавов тугоплавкими частицами, что может обеспечить одновременное повышение прочности и пластичности. В качестве упрочняющих частиц перспективно использование фторида эрбия, обеспечивающего увеличение плотности дислокаций в сплаве, а также для оптимизации технологического процесса получения высокопрочных алюминиевых сплавов. Выполнено исследование влияния субмикрочастиц ErF[3] на микроструктуру и механические свойства сплава АК9. Изучены лигатура Al - ErF[3], необходимая для введения частиц в расплав, и состав, структура и свойства полученных сплавов в литом и термообработанном состоянии. Определено, что модифицирующий эффект частиц ErF[3] на структуру силуминов реализован по механизму сдерживания фронта кристаллизации и реализуется в измельчении зеренной структуры, в снижении образования кластеров железистых фаз и эвтектического пластинчатого кремния. Установлено, что добавка 1 % (мас. ) ErF[3] в сплав АК9 на стадии литья приводит к повышению однородности микроструктуры и измельчению среднего размера зерна alpha-Al на 21 %. Влияние ErF[3] на деформационное поведение сплава АК9 различно в зависимости от структурного состояния сплава. Введение в сплав АК9 1 % ErF[3] способствует повышению значений предела текучести на 14 и 36 %, предела прочности на 16 и 34 % и максимальных деформаций на 40 и 72 % в стадии литья и термической обработки соответственно. Отмечено, что рост прочностных свойств сплава сочетается с негативным влиянием агломератов частиц и их кластеров. Представленные в работе результаты свидетельствуют о перспективности добавки частиц ErF[3] в алюминиевые сплавы, и предложены мероприятия по усовершенствованию технологии изготовления сплавов для повышения упрочняющего эффекта частиц.

Аннотация: При помощи термодинамических расчетов с использованием программного обеспечения Thermo-Calc (база данных TTAL5) и экспериментальных методов изучена фазовая диаграмма системы Al - Ca - Fe в области, богатой алюминием, включая построение проекции ликвидуса и предполагаемого распределения фаз в твердом состоянии. Исследованы четыре заэвтектических сплава системы Al - Ca - Fe. Структуру изучали с применением оптической (OM, Axiovert 200 MAT) и сканирующей электронной (СЭM, TESCAN VEGA 3) микроскопии, оснащенной электронным микрозондовым анализатором (EMPA, Oxford Instruments, Aztec software). Показано, что вместо фазы Al[3]Fe в равновесии с твердым раствором алюминия (Al) в области Al - Ca-сплавов должно находиться тройное соединение, состав которого соответствует формуле Al[10]CaFe[2]. Наличие этого соединения, а также тип и периоды его кристаллической решетки определили при помощи рентгенофазового анализа. Переход от двойного к тройному соединению происходит в процессе перитектического превращения L + Al[3]Fe -> (Al) + Al[10]CaFe[2] (при 638 C, 3, 3 % (ат. ) Ca и 0, 5 % (ат. ) Fe). Температуру нонвариантного перитектического превращения уточнили в процессе оригинального закалочного эксперимента, который заключался в выдержке экспериментального сплава Al - 4 % Ca - 3 % Fe в течение 3 ч при температурах выше 647 C и ниже 623 C в жидкотвердом состоянии и последующей его закалке в воде. Первичные и эвтектические кристаллы этого соединения имеют компактную морфологию, в отличие от игольчатых включений фазы Al[3]Fe. Они входят в состав дисперсной эвтектики, поэтому сплавы, по составу близкие к точке тройной эвтектики, можно рассматривать как перспективные литейные композиции.

Аннотация: Осуществлен анализ тенденции изменения требований к допускам легирования высокожаропрочных сплавов на никелевой основе и проведена численная оценка влияния легирующих элементов на их прочностные характеристики.

Аннотация: Рассматриваются результаты математического моделирования и реальных экспериментов при получении сложнооребренных изделий авиационной и военной техники из различных алюминиевых сплавов при реализации материалосберегающих технологий изотермической штамповки и штамповки в состоянии сверхпластичности. Математическое моделирование проводится с применением конечно-элементных программных продуктов QForm и DeForm. В качестве объекта для исследований используются процессы получения сложнооребренных авиационных обечаек из алюминиевых сплавов 01420, АМг3, АМг6, В95, АК6, АК8. Доказано соответствие результатов математического моделирования методов изготовления изделий в изотермических условиях и процесса реальной штамповки секций авиационных панелей и обечаек. Определены температурно-скоростные параметры штамповки, позволяющие получать бездефектно изделия с максимальным коэффициентом использования материала.