Статьи

 


№1 | №2 | №3




1.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-1-1
УДК 669:018.44:669.245
Н. В. Петрушин, Е. С. Елютин, А. Н. Раевских, И. А. Тренинков
ВЫСОКОГРАДИЕНТНАЯ НАПРАВЛЕННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ Ni3Al СИСТЕМЫ Ni–Al–Ta, УПРОЧНЕННОГО ФАЗОЙ ТаС

Проведено исследование процесса направленной кристаллизации экспериментального жаропрочного интерметаллидного сплава на основе Ni3Al четверной системы Ni7Al–13,5Ta–0,07С (% (по масcе)) фазового состава γʹ+γ+MC. Методом Бриджмена при медленной (R=6 мм/ч) высокоградиентной (G=12°С/мм) направленной кристаллизации получены цилиндрические отливки образцов интерметаллидного сплава. Исследована макросегрегация элементов и ее влияние на микроструктуру, состав γ'-фазы и МС-карбида, температуры солидус и ликвидус, периоды кристаллических решеток фаз γ', γ и их размерное несоответствие (γ/γ'-мисфит).



2.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-2-2
УДК 669.018.44:669.245
П. Г. Мин, В. В. Сидоров, В. Е. Вадеев
РАФИНИРОВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ КРЕМНИЯ, ФОСФОРА И СЕРЫ МЕТОДОМ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА С ВЕСЬМА НИЗКОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ФРОНТА

Показана эффективность снижения содержания примесей кремния, фосфора и серы в монокристаллических жаропрочных ренийсодержащих никелевых сплавах ЖС32-ВИ и ВЖМ5-ВИ путем направленного перемещения фронта кристаллизации расплава со скоростью 6 мм/ч. Установлено значительное снижение содержания примесей кремния, фосфора и серы в нижней и средней частях заготовок обоих сплавов. Показано, что неметаллические включения вытеснены в верхнюю часть заготовки вследствие направленного затвердевания расплава.

Представленные результаты получены при выполнении работ по проекту ориентированных фундаментальных научных исследований №13-0812055_офи_м.



3.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-3-3
УДК 621.74.55
С. А. Крылов, А. Г. Евгенов, А. А. Макаров, О. А. Тонышева
СЛИТОК ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Современные требования к качеству металлических изделий и конструкций обусловили тенденцию возрастания доли сталей c повышенными механическими характеристиками в общем объеме металлургического производства, по этой причине в последние годы значительно возрос интерес к высокоазотистым низколегированным сталям с повышенными прочностными характеристиками. При этом низкое содержание аустенитообразующих легирующих элементов представляет определенные сложности по внедрению в расплав азота. В статье описаны основные выявленные дефекты и предложены способы их предотвращения.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 8.2. «Высокопрочные конструкционные и коррозионностойкие свариваемые стали с высокой вязкостью разрушения» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 



4.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-4-4
УДК 004.94
Е. И. Марченко, Н. А. Кузьмина, Н. Н. Еремин
ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПОЗИЦИЙ ПРИМЕСЕЙ УГЛЕРОДА В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ ПОЛИМОРФНЫХ МОДИФИКАЦИЙ Nb5Si3 ПО ДАННЫМ АТОМИСТИЧЕСКОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Методом атомистического компьютерного моделирования разработана согласованная модель потенциалов межатомного взаимодействия, позволившая воспроизвести кристаллические структуры трех полиморфных модификаций силицида ниобия (α-Nb5Si3, β-Nb5Si3, γ-Nb5Si3) с ошибкой не более 0,6%. Для оценки энергетики вхождения примесных атомов углерода в структуры дополнительно разработаны парные потенциалы межатомного взаимодействия SiC, NbC и CC. Двумя независимыми методами (Мотта–Литтлтона и методом моделирования в сверхъячейках) впервые определены энергетически наиболее выгодные позиции для примесных атомов углерода в исследуемых структурах.



5.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-5-5
УДК 656.7
Н. А. Ночовная, Я. Ю. Никитин
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ОЧИСТКИ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ КОМПРЕССОРА ГТД ОТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (обзор)

Рассмотрены зарубежные и отечественные технологии очистки проточной части компрессора газотурбинного двигателя от загрязнений (нагаров) в процессе эксплуатации и при заводском ремонте. Приведены преимущества и недостатки существующих технологий очистки. Установлено, что большинство имеющихся публикаций практически не содержат экспериментальных данных по влиянию технологий очистки на физико-химические и механические свойства очищаемых деталей. Показано, что дальнейшие работы должны быть направлены на проведение прикладных исследований в области технологий удаления нагара с деталей из титановых сплавов в заводских условиях. Особое внимание должно быть уделено изысканию ресурсосберегающего способа очистки деталей из титановых сплавов, обеспечивающего быстрое и безопасное удаление нагара без влияния на работоспособность очищаемой детали.



6.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-6-6
УДК 006:620.1
Д. А. Мельников, А. В. Ильичев, М. И. Вавилова
СРАВНЕНИЕ СТАНДАРТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ НА СЖАТИЕ

Рассмотрены стандарты (ГОСТ 25.602, ГОСТ 4651 – ISO 604, ASTM D 6641 – ГОСТ Р 56812) для проведения механических испытаний стеклопластиков на сжатие. Для определения достоверности полученных значений по рассматриваемым стандартам изготовлены три типа образцов из стеклопластиков на основе различных стеклянных наполнителей (равнопрочная, кордная стеклоткани и стеклянный ровинг). Данные образцы испытаны в соответствии со стандартами на испытание. Результаты проведенных испытаний показали, что получаемые значения предела прочности при сжатии различаются в зависимости от стандарта, и чем выше прочность и жесткость материала, тем больше расходятся значения. Установлено, что испытания на сжатие стеклопластиков, армированных кордными тканями и однонаправленными ровингами, по стандарту ГОСТ 4651 приводят к получению заниженных результатов и высокому разбросу данных. Наиболее оптимальным отечественным стандартом для испытания слоистых стеклопластиков является ГОСТ Р 56812. Он позволяет получить достоверные значения предела прочности с наименьшим коэффициентом вариации.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 13.2. «Конструкционные ПКМ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 



7.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-7-7
УДК 620.1
Д. С. Горлов, В. И. Скрипак, С. А. Мубояджян, Л. П. Егорова
ИССЛЕДОВАНИЕ ФРЕТТИНГ-ИЗНОСА ТВЕРДОСМАЗОЧНОГО, ШЛИКЕРНОГО И ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО ПОКРЫТИЙ

Приведены данные испытаний на фреттинг-износ антифреттинговых покрытий, разработанных в ВИАМ за последнее время. Испытывали твердосмазочное покрытие ВФП-5, шликерное покрытие ВПМСА и микрослойное покрытие системы TiTiN, полученное по ионно-плазменной технологии.

Для исследования триботехнических свойств был выбран метод «пальчик-по-пластине». По результатам испытаний оценивали кривые износа, графики коэффициента трения и сопротивления, внешний вид пятен износа.

Работа была выполнена в рамках стратегического направления 17. «Комплексная антикоррозионая защита, упрочняющие, износостойкие защитные и теплозащитные покрытия», комплексная проблема 17.3. «Многослойные жаростойкие и теплозащитные покрытия, наноструктурные упрочняющие эрозионные и коррозионностойкие, износостойкие, антифреттинговые покрытия для защиты деталей горячего тракта и компрессора ГТД и ГТУ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)



8.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-8-8
УДК 620.1
Е. Н. Азаровский, С. А. Мубояджян
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАЛЕЙ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ В ТИТАНОВОЙ ПЛАЗМЕ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА

Рассмотрен процесс ионного модифицирования поверхности образцов из компрессорных сталей марок ЭП866 и ЭИ961 в титановой плазме вакуумно-дугового разряда (ВДР) при значениях напряжения смещения 150; 300 и 400 В и токе дуги 300 А. Приведена зависимость удельного изменения массы образцов от параметров проведения процесса и показана зависимость изменения температуры процесса от времени обработки при напряжениях смещения 150, 300 и 400 В и постоянном значении тока вакуумной дуги. Показано, что во время проведения процесса модифицирования поверхности, при заданных значениях тока дуги и напряжениях смещения температура процесса не превышает температуру отпуска компрессорных сталей ЭП866 и ЭИ961.

Проведены металлографические исследования обработанных образцов и приведены их микроструктуры. Исследован элементный состав обработанных образцов при токе ВДР 300 А и напряжении смещения 150, 300 и 400 В, а также определены основные фазы поверхностного слоя обработанных образцов.

Проведены испытания модифицированных образцов на стойкость к солевой коррозии по методике ВИАМ при температуре 600°С и получены результаты визуального и гравиметрического контроля.

Данная работа выполнена в рамках стратегического направления 17. «Комплексная антикоррозионная защита, упрочняющие, износостойкие защитные покрытия». Комплексная проблема 17.3. «Многослойные жаростойкие и теплозащитные покрытия, наноструктурные упрочняющие эрозионные и коррозионностойкие, износостойкие, антифреттинговые покрытия для защиты деталей горячего тракта и компрессора ГТД и ГТУ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 



9.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-9-9
УДК 678.8
Р. А. Сатдинов, С. Е. Истягин, Е. А. Вешкин
АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ ОТВЕРЖДЕНИЯ ПКМ С ЗАДАННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Кроме общих требований, предъявляемых к полимерным композиционным материалам, таким как прочность при растяжении, сжатии, изгибе, модули упругости и пр., существуют дополнительные – определяемые назначением конструкции. Известно, что для материалов силовых конструкций такими характеристиками являются прочность при циклических и знакопеременных нагрузках, а также удельные прочностные свойства; в материалах интерьера особое внимание уделяется противопожарным свойствам, а для деталей, входящих в непосредственный контакт с агрессивной или внешней средой, – химическая стойкость и т.д. Как при создании новых материалов, так и при адаптации уже существующего материала к новым проектируемым конструкциям, а также при модификации материалов с помощью различных добавок, требуется проведение всестороннего анализа его фактических свойств.

Показано применение термокинетического анализа для прогнозирования режима отверждения препрега и стеклопластика на основе фенолформальдегидного связующего ВСФ-16М. Установлена сложная трехстадийная реакция полимеризации фенолформальдегидного связующего ВСФ-16. На основе проведенного анализа физико-химических свойств выбран наиболее оптимальный режим его отверждения при температуре 140±5°С. Проведено сравнение расчетных параметров с экспериментальными.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 17.2. «Разработка стеклопластика на основе ткани с низкой поверхностной плотностью и пожаробезопасного быстроотверждаемого связующего ВСФ-16М» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 



10.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-10-10
УДК 620.1:629.4.023.18
Н. О. Яковлев, И. В. Мекалина, Г. М. Харитонов, О. И. Хитрова
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В ОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКЛАХ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ В УСЛОВИЯХ НЕРАВНОМЕРНОГО НАГРЕВА

Экспериментально исследованы особенности развития деформаций и напряжений в органическом стекле линейной структуры (СО-120, температура размягчения Tg=120°C) и сополимерном органическом стекле частично-сшитой структуры (ВОС-2, Tg=148°C), а также в их ориентированных модификациях – АО-120 (степень ориентации 60 и 79%) и ВОС-2АО (степень ориентации 50%) соответственно, в условиях неравномерного нагрева по толщине. Показано, что величины высокоэластической деформации при нагреве, термоупругих и остаточных температурных напряжений в органическом остеклении в значительной степени зависят от значений модуля упругости и температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) стекла. Стеснение ориентированного стекла, аналогичное стеснению элементарных слоев остекления при его неравномерном нагреве, оказывает значительное влияние на развитие усадочных деформаций в слоях. Эти деформации вызывают увеличение напряжений растяжения при охлаждении и остаточных температурных напряжений.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2.2. «Квалификация и исследования материалов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 



11.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-11-11
УДК 66.017
Е. А. Котова, В. В. Автаев, В. С. Ерасов, И. В. Гулина
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЕНОПОЛИМЕРОВ

Рассмотрены различные методы микроскопического количественного анализа структуры с использованием лазерного сканирующего микроскопа.

Предложен метод оценки условного размера ячеек пенополимера, состоящего из двух фаз – полимера-основы и пустоты, заполненной газообразным веществом, путем вписывания окружности в профиль поверхности ячеистой структуры с элементарным структурным элементом в виде трехмерного многогранника. Обозначены проблемы оценки структур, имеющих развитый рельеф, по двухмерным изображениям с оптического микроскопа.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2. «Фундаментально-ориентированные исследования, квалификация материалов, неразрушающий контроль» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 



12.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-3-12-12
УДК 620.179
В. В. Мурашов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВОДЫ В СОТОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Рассмотрены область применения, способы реализации акустического метода свободных колебаний и особенности контроля многослойных клееных конструкций с сотовым заполнителем. Показана возможность определения количества воды в сотовых конструкциях.