Аннотация: . В данной статье показано, что обработка поверхности титанового сплава с использованием концентрированных потоков энергии приводит к упрочнению. Влияние силы тока на этот процесс оказывается неоднозначным, и максимальное значение функции «микротвердость – сила тока» достигается в диапазоне температур 800-900° C. Исследование микроструктуры, соответствующей наиболее эффективному методу упрочнения, показало значительные структурные изменения, такие как измельчение структуры и формирование слоистой ориентации элементов структуры. Полученные результаты подтверждают, что электронно-лучевая обработка может быть эффективным способом обработки поверхностного слоя титановых сплавов.

Аннотация: Представлены результаты расчетов и экспериментальных исследований по изучению влияния интенсивности пластического деформирования при высокотемпературной термомеханической обработке на абразивную износостойкость стали ЗОХГСА как основного материала державок резцов. Предложено изменить технологию изготовления резцов, осуществляя закалку поковки державки.

Аннотация: Представлены результаты исследований процессов обработки деталей динамическими методами поверхностного пластического деформирования в гранулированных средах с точки зрения увеличения их периода эксплуатации. Установлены зависимости для определения шероховатости поверхности, глубины упрочненного слоя и степени деформации для различных динамических методов обработки поверхностным пластическим деформированием в гранулированных средах. Проведено исследование остаточных напряжений методом конечных элементов. Определено рациональное время обработки. Разработаны методика оптимизации по критерию оптимальная интенсивность деформаций и блок автоматизированного проектирования технологических процессов.

Аннотация: Исследуются технологические параметры оптимизации изготовления холоднокатаного полуфабриката – лент из коррозионно-стойкой стали для упруго-чувствительных элементов в условиях НИЦ "Курчатовский Институт" – ВИАМ. Оптимизацию параметров технологического цикла производства лент проводят по горячей деформации, предварительной горячей прокатке и термической обработке перед холодной прокаткой. После окончательной холодной прокатки получены ленты из сплава типа ЭП815. Результаты механических испытаний показывают, что изготовленные полуфабрикаты соответствуют требованиям технических условий.

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: Анализируется ряд сплавов на основе меди, используемых в штамповке, с акцентом на биметаллические системы, предназначенные для создания сосудистых стентов, и сплавы для хирургических инструментов. Исследования включают применение дифференциального сканирующего калориметрия (ДСК) для определения оптимальных температур обработки, а также методов микроскопии для анализа микроструктуры. Процессы обработки проводятся с учетом изменений вязкости и пластичности материалов в зависимости от температурного режима. Результаты показывают, что оптимальные температурные режимы для медных сплавов колеблются в диапазоне 200-400 °C. Применение данных режимов позволяет увеличить пластичность материала на 20-30 % и уменьшить образование микротрещин при штамповке на 15 %. Например, при штамповке биметаллических сосудистых стентов использование предварительного нагрева до 350 °C сопровождается сокращением числа бракованных изделий на 18 % по сравнению с обработкой при комнатной температуре.

Аннотация: Разработан полный металлургический цикл производства полос из припоев ВПр1, ВПр4, ВПр7. Отлаженная в условиях НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ технология включает в себя выплавку слитков, их механическую обработку, горячую прокатку, термообработку и окончательную холодную прокатку. Результаты атомно-эмиссионного химического анализа показывают удовлетворительное качество получаемых изделий.

Аннотация: Рассмотрен износ стальных деталей трибосопряжений в условиях динамического нагружения. Отмечена связь износостойкости металла и структурной однородности поверхностного слоя. Представлена модель структурного разрушения поверхности при трении с однокомпонентным, двухкомпонентным и трехкомпонентным динамическим нагружением. Предложена концепция износостойкости трибосистем на основе использования принципов структурно-энергетической адаптации материалов при трении с разными видами нагружения. Рекомендованы принципы инженерии поверхности и алгоритм управления износостойкостью стали на основе использования особенностей формирования наноструктурного состояния поверхностного слоя.

Аннотация: Рассмотрены вопросы эксплуатации, повышения долговечности и диагностики состояния брони конусных дробилок большой единичной мощности, используемых для дробления породы. Установлены оптимальные межремонтные периоды с учетом закономерностей изнашивания брони дробилок до предельных состояний. Для оценки технического состояния брони дробилки предложено использовать ультразвуковую и эндоскопическую диагностику. Отмечено, что одним из способов повышения износостойкости брони является улучшение физико-механических свойств стали для изготовления брони. Показана необходимость постоянного мониторинга нагрузки в дробильной камере для исключения перегрузки и разрушения брони.

Аннотация: Универсальный метод получения функциональных металлических покрытий на деталях с различными конфигурациями и химическим составом - CVD-метод металлоорганических соединений. Сущность его заключается в испарении (сублимации) металлоорганического соединения в реакционной камере и осаждении металла на подложку (деталь), нагретую до температуры разложения исходного реагента. Представлены результаты применения метода анализа опасности и работоспособности установки металлизации (нанесения износостойких хромовых покрытий на прецизионные детали гидравлических систем) CVD-методом гексакарбонила хрома. На основе этих результатов оценивается влияние отклонений технологических параметров металлизации от нормативных режимов на возможность возникновения опасности. Повышение промышленной безопасности достигается за счет автоматизации процесса, оснащения установки металлизации системами блокировки и сигнализации.

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: Применяемый метод лазерного упрочнения поверхности инструмента может быть применен к широкому спектру металлических материалов в современных промышленных приложениях. В этом процессе лазерный луч фокусируется на ограниченной области поверхности материала, которая требует упрочнения. Используя высокоинтенсивное лазерное излучение, поверхность стали нагревается до состояния аустенита. При быстром преобразовании тепла в этой области возникает крутой градиент температуры, что приводит к мгновенному охлаждению благодаря теплопроводности, что, в свою очередь приводит к фазовому переходу из аустенита в мартенсит без необходимости внешней закалки. В промышленности широко используются различные типы лазеров для процесса лазерной закалки. В данной работе представлены основы лазерной закалки с упоминанием ее преимуществ по сравнению с традиционными методами закалки. Представлены результаты исследований, опубликованные различными учеными, основанные на экспериментах.

Аннотация: В машиностроении особая роль принадлежит качеству инструментов, определяющих во многом производительность станков и себестоимость обработки в целом. Улучшения качества инструментов можно достичь разными видами обработки. Развитие и совершенствование технологических процессов многих отраслей промышленности неразрывно связано с применением твердых сплавов. Спеченные твердые сплавы имеют большое значение в современной технике. Наиболее распространено применение этих материалов в качестве режущих, износостойких, буровых, штамповых; все более широко их используют в изделиях, работающих при высоких температурах и в агрессивных средах. В настоящее время существует множество методов испытаний, проводимых на твердых сплавах, в представленной статье приведены результаты изучения механических испытаний твердого сплава марки ВК8. Определяли механические свойства и напряжения детали. Рассмотрено влияние разных видов термической обработки, а именно: нагрев токами высокой частоты (ТВЧ), нагрев в электролите в соляных печах-ваннах - на механические и эксплуатационные свойства твердого сплава марки ВК8. Термическую обработку проводили в соляной печи-ванне с составом 28 % NaCl + 72 % BaCl[2]; Tнагр = 795-1235 C. Для нагрева под закалку использовали установку ТВЧ марки LH-30KW-B, для отжига - вакуумную печь СУОЛ 0, 4. 4/1200 с засыпкой графита. Твердосплавные штабики марки ВК8 после разных режимов термообработки подвергли изгибу до разрушения на разрывной машине модели ИР5047-50-10. Измерение микротвердости проводили по методу Виккерса на стационарном микротвердомере ПМТ-3. Испытания на алмазно-абразивный износ выполняли на специальной установке трения. Для изучения микроструктур образцов использовали оптический микроскоп muVizo-МЕТ-221 и электронный микроскоп JEOL JCM-6000 Neo Scope II. На минидифрактометре МД-10 были получены рентгенограммы исследуемых материалов, позволяющие выполнить их рентгеноструктурный анализ.

Аннотация: Современным подходом к улучшению эксплуатационных свойств режущего инструмента является использование различных технологий нанесения износостойких покрытий на его поверхность. Такой выбор обусловлен тем, что этот слой обеспечивает высокую износостойкость изделия, а материал-основа выполняет несущую функцию. В работе проводили нанесение износостойкого покрытия nACo на твердый сплав марки 6WH10F. Исследования выполняли на образцах - столбиках твердого сплава марки 6WH10F диаметром 10 мм и высотой 10 мм. На них при температуре 550 C было нанесено покрытие nACo (Ti, Al) N. Для этого применили установку PLATIT. При этом был задействован метод физического осаждения паровой фазы (PVD) с генерированием плазмы при использовании традиционной технологии на базе катодов ARC (PL 70, PL1001, PL 2001). На все изделия наносили покрытия с запрограммированной толщиной от 2 до 3 мкм. Это позволило получить партию с однородным покрытием и обеспечить высокую воспроизводимость качества. Слои были нанесены равномерно, отсутствие раковин и трещин свидетельствует об их высокой адгезии. Определяли границу между нанесенным покрытием и основой, толщину покрытия. При помощи электронного микроскопа JEOL в автоматическом режиме был выполнен анализ содержания химических элементов в нанесенном слое - внешнем и среднем слое (промежуточным между нанесенным покрытием и твердым сплавом). Это позволило выявить наличие по ранее заданным идентификациям следующих элементов: N, C, B, O, Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ag, W, Au. Для определения эксплуатационных характеристик образцов с покрытием и без него проводили алмазно-абразивный износ на специальной установке при испытании по времени 3, 6, 9 мин. Сущность этого метода состоит в том, что проводят трение образцов об алмазно-абразивную чашку согласно ГОСТ 17367-71, с нагрузкой 1 Н на 1 мм{2} площади образца. Затем вычисляли износ по массе, интенсивность изнашивания, скорость изнашивания, износостойкость.

Аннотация: High-cycle fatigue tests of VT1-0 titanium samples were carried out under conditions of exposure to a constant magnetic field of various magnitudes and without it. It is shown that the use of a constant magnetic field with induction B = 0.3, 0.4, and 0.5 T leads to a multiple increase in the average number of cycles before the destruction of titanium samples VT1-0 by 64, 123, and 163%, respectively. Using scanning electron microscopy, it was found that the structure of a sample destroyed under fatigue testing conditions, regardless of the test mode, has three characteristic zones: a fatigue crack growth zone, an accelerated crack growth zone, and a fracture zone. It was found that the width of the fatigue crack growth zone depends on the magnetic field induction and reaches its maximum values (h = 264 μm) at B = 0.4 T, and during fatigue tests without a magnetic field, h = 182 μm. This indicates an increase in the critical crack length (the width of the fatigue crack growth zone) by a factor of 1.45. It is shown that the average distance between fatigue striations in titanium samples depends on the value of the magnetic induction of the magnetic field and decreases from 0.78 μm in the absence of a field to 0.49 μm at B = 0.5 T. The formation of a subgrain (fragmented) structure in the zone of fatigue crack growth in a titanium sample was established. The subgrain sizes correspond to the distance between the fatigue striations, which has a retarding effect on the movement of a microcrack. Taken together, the revealed facts indicate a higher resistance of the material to the propagation of a fatigue crack and an increase in its service life during fatigue tests in a magnetic field.

Аннотация: Mechanisms of hardening the carbon steel 45 surface after combined treatment have been elucidated. Combined treatment inclucdes electroexplosive boroaluminizing or aluminizing in the presence of silicon carbide and subsequent electron-beam processing. It has been found that the microhardness increases by seven and sic times and the wear resistance improves by 2.5 and 1.7 times, respectively. Under the conditions of dry sliding friction, the wear resistance after electroexplosive boroaluminizing and electron-beam processing increases by 43 times and after electroexplosive aluminizing in the presence of silicon carbide it rises by 12 times. It has been shown that after the combined treatment, a multiphase structure forms in the steel 45 alloying zone. This zone consists of martensite packets and lamellas; retained austenite interlayers; ferrite grains and subgrains; austenite cells; submicrometer SiC particles and Al4SiC4 nanoparticles; and AlB12, AlFe4, and Fe3Si second-phase precipitates. Surface hardening is dude to the formation of a finegrained nonequilibrium structure containing hardening phases. Electron-beam irradiation smoothes the surface relied, “heals” microcracks, and improves functional properties.