Materials. Technologies. Design

ФОРМИРОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ «НИКЕЛЬ-КАРБИД КРЕМНИЯ»

Светлана Камильевна Киселева — 2025-04-02

В данной работе рассмотрено влияние положения обрабатываемого образца относительно дна
установки и скорости перемешивания электролита при электрохимической обработке поверхности образцов алюминиевого сплава АК7 на качество формируемого металломатричного
композитного покрытия «Ni+SiC». Показано, что микроструктура композиционного покрытия, формируемая в стеклянной емкости при горизонтальном расположении образца с минимальной скоростью размешивания и в вертикальной установке с возможностью автоматического перемешивания, имеет существенные различия. Качество композиционного покрытия
«Ni+SiC» определяется положением обрабатываемого образца относительно дна ванны и
скоростью перемешивания электролита. Установлено, что при горизонтальном расположении
образца и минимальных скоростях перемешивания электролита формируется композитное никелевое покрытие с однородным распределением упрочняющих частиц SiC с объемной долей
24%, шероховатой поверхностью и с единичными порами. При вертикальном расположении
образца и высоких скоростях перемешивания электролита формируется покрытие без пор с
объёмной долей упрочняющих частиц SiC – 2% и ровной поверхностью. На основании полученных результатов предлагается разработка горизонтально-вертикальной установки для
электроосаждения, позволяющая стабильно получать композитное покрытие «Ni+SiC» с однородным распределением упрочняющих частиц и минимальной шероховатостью.

ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ СПЛАВА CU-0,6CR-0,1ZR НА ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРИ КРУЧЕНИИ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Денис Алексеевич Аксенов — 2025-03-27

В данной работе установлена зависимость изменения структурных характеристик и физико-механических свойств сплава Cu-0,6Cr-0,1Zr (вес.%) при кручении под высоким давлением
(КВД) от структурных характеристик исходного состояния – после закалки с пересыщенным
твердым раствором и после старения с ансамблем крупных частиц микронного размера и низкой концентрацией твердого раствора. Показано, что в случае закаленного состояния с пересыщенным твердым раствором изменения физико-механических свойств в процессе КВД
происходят на первых этапах деформации (1–2 оборота) и в дальнейшем значения свойств
стабилизируются. В случае исходного состояния с предельно низкой концентрацией твердого раствора и ансамблем крупных частиц наблюдается немонотонное изменение физико-механических свойств сплава Cu-0,6Cr-0,1Zr, которое тесно связано с исходной формой, размером и распределением частиц в матрице материала.

ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СПЛАВА АЛ30, ПОЛУЧЕННОГО ЛИТЬЕМ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР

Аделина Рафаэлевна Зайнуллина — 2025-03-27

В работе рассматривается влияние термической обработки на микроструктуру и микротвердость слитков из сплава АЛ30 диаметром 12 и 80 мм, полученных литьем в электромагнитный
кристаллизатор (ЭМК). В исследуемых слитках была сформирована однородная микроструктура, образованная смесью алюминиевого твердого раствора и эвтектической фазы. Установлено, что дисперсность микроструктуры и уровень микротвердости слитков сплава АЛ30
заметно зависит от скорости кристаллизации. Термическая обработка литых образцов диаметром 80 и 12 мм, выполненная по режиму Т6, позволяет достичь значений микротвердости
147±9 HV и 156±3 HV, соответственно. Оценка жаропрочности показала, что при температуре 300 °С характер изменения микротвердости образцов разного диаметра имеет идентичный
характер. После выдержки 100 часов микротвердость упрочненных в результате термической
обработки Т6 образцов сплава АЛ30 составляет ~67 HV.

ОСОБЕННОСТИ УСТАЛОСТНОГО ПОВЕДЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ AL/TI, ПОЛУЧЕННЫХ СВАРКОЙ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ ПО СХЕМЕ «ВНАХЛЕСТ»

Александр Андреевич Калиненко — 2025-03-27

В данной работе исследовалось усталостное поведение разнородного соединения алюминий-титан, полученного сваркой трением с перемешиванием (СТП) по схеме «внахлест». Было
показано, что исключение непосредственного контакта между СТП инструментом и титановой частью шва ведет к образованию очень тонкого (~0,5 мкм) интерметаллидного слоя на границе раздела свариваемых материалов. Как следствие, усталостное разрушение СТП швов
имело место исключительно в алюминиевой части шва. Иными словами, интерметаллидный
слой, сформировавшийся на поверхности раздела, не являлся фактором, определяющим усталостное поведение СТП соединений. Было также установлено, что предел выносливости СТП
швов был примерно на порядок ниже, чем у монолитного алюминиевого сплава. Показано,
что данный эффект был связан с особенностями геометрии сварного соединения «внахлест».
В частности, граница между сварным швом и исходной поверхностью раздела свариваемых
материалов фактически выступает в роли зародыша усталостной трещины. Как следствие,
усталостное поведение СТП соединений определяется только сопротивлением материала распространению этой трещины.

ВОЗМОЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НЕОДНОРОДНЫХ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР ПРИ ПОДРАСТАНИИ КРИСТАЛЛОВ МАРТЕНСИТА

Надежда Михайловна Кащенко — 2025-03-27

Кратко излагаются основные особенности g-a МП на основе железа, включающие макроскопические морфологические признаки и сверхзвуковую (по отношению к продольным волнам) скорость роста кристаллов. Перечисляются ключевые положения динамической теории мартенситных превращений. Отмечается, что представление о квазиравновесном зародыше в динамической теории заменяется концепцией начального возбужденного состояния, возникающего в упругом поле дислокационного центра зарождения и порождающего волновой процесс, управляющий формированием роста мартенситного кристалла. Существенно, что управляющий волновой процесс наследует и переносит деформацию, создаваемую в области локализации начального возбужденного состояния.

Показано, на примере кристаллов поверхностного мартенсита с габитусами близкими {112}, что подрастание граней кристалла в рамках динамической теории можно интерпретировать как формирование тонких слоев, параллельных граням, причем образующиеся слои могут непосредственно контактировать с гранями исходного кристалла, либо разделяться прослойками, представляющими собой искаженный остаточный аустенит, либо мартенсит, в общем случае отличающихся выбором главной оси бейновской деформации и, вероятно, ориентационными соотношениями. Таким образом, в периферических областях мартенситных кристаллов могут наблюдаться неоднородные структуры. Выяснение специфики подобных неоднородностей требует отдельных исследований.

Антисварочное покрытие для изготовления полых деталей методом диффузионной сварки и сверхпластической формовки

Василий Васильевич Лукьянов — 2025-03-29

Работа посвящена разработке эффективного и импортонезависимого состава антисварочного покрытия для дальнейшего использования в серийном технологическом производстве при изготовлении полых деталей из титанового сплава ВТ6 методом диффузионной сварки и сверхпластической формовки. Показано, что полученный состав антидиффузионного покрытия инертен к титановому сплаву при температурах процесса диффузионной сварки. Защитное покрытие может применяться для диффузионной сварки титановых лопаток газотурбинного двигателя, обеспечивая соединение только определенных участков для придания необходимой прочности и жесткости, сохраняя при этом легкую полую структуру.

ПОВЫШЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ TIN ИЗ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА НА ИМИТАТОРЕ БЛИСКА

Алексей Валерьевич Олейник — 2025-03-29

При нанесении покрытия на сложнопрофильные изделия возникает неравномерность толщины покрытия, которая может превышать установленный конструкторской документацией
допуск. Одним из примеров таких случаев является блиск. Литературные данные свидетельствуют о неравномерности толщины на внутренних поверхностях до четырех раз в сравнении
с внешними. В данной работе при помощи имитационной модели Монте-Карло равномерность толщины покрытия на имитаторе блиска из трех лопаток повышена с 0,5–9 мкм по базовой технологии до 2–8,5 мкм по оптимизированной. Измерения на образцах продемонстрировали при этом существенныйрост микротвердости покрытия в среднем на 30% с 920–1300
до 1300–1900 HV0,05. Адгезионная прочность и шероховатость не претерпели существенных
изменений.