Статьи
Изложены результаты исследования в области разработки перспективных литейных магниевых сплавов для изделий авиакосмической техники нового поколения.
На основании анализа общих закономерностей взаимодействия легирующих элементов с магнием выбраны компоненты сплава, обеспечивающие формирование наноструктурированного состояния и повышение удельной прочности. Предложены и исследованы композиции сплавов.
По результатам дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) скорректированы режимы гомогенизации и старения исследуемых композиций.
Изучено влияние количественного содержания легирующих элементов: цинка, кадмия, ниобия, титана, висмута, индия, РЗЭ на механические и коррозионные свойства исследуемых композиций сплавов.
Установлено влияние химического состава и структурных составляющих сплава на механические свойства и коррозионную стойкость литейных магниевых сплавов системы Mg–Zn–Zr.
Представлены результаты исследований по изготовлению крупных штамповок дисков из жаропрочного никелевого сплава ЭК151-ИД с использованием слитков промышленного производства диаметром 320 мм. Разработанный технологический процесс обеспечивает возможность изготовления крупных штамповок дисков из труднодеформируемых сплавов с регламентированными структурой и свойствами. В работе использовалась программа компьютерного моделирования процессов обработки металлов давлением QForm-3D.
Рассмотрена математическая модель процесса осаждения покрытия из двухкомпонентной ионно-капельной плазмы вакуумно-дугового разряда из титанового сплава ВТ1-0. Установлено, что температура подложки при нанесении покрытия зависит от тока дуги и напряжения смещения. Получено соотношение, из которого следует, что относительное количество микрокапельной фазы в ионно-плазменном покрытии незначительно, но монотонно возрастает с увеличением тока дуги. Установлено, что удельное изменение массы образца при нанесении покрытия зависит от тока дуги, напряжения и продолжительности процесса. Предложены формулы для вычисления температуры подложки и удельного изменения массы образца при ионно-плазменном нанесении покрытия из сплава ВТ1-0. Полученные результаты могут быть использованы при разработке и планировании технологического процесса нанесения покрытия на ионно-плазменной установке МАП-3, а также при прогнозировании некоторых свойств полученных ионно-плазменных конденсированных покрытий.
Работа выполнена в рамках реализации комплексных научных направлений 17.3. «Многослойные жаростойкие и теплозащитные покрытия, наноструктурные упрочняющие эрозионно- и коррозионностойкие, износостойкие, антифреттинговые покрытия для защиты деталей горячего тракта и компрессора ГТД и ГТУ» и 17.4. «Многослойные защитные покрытия и плазмохимическое оборудование для осаждения защитных и упрочняющих покрытий из газовых потоков плазмы, содержащих прекурсоры элементов синтезируемого покрытия» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)
Проведены исследования изотермической жаростойкости образцов из естественно-композиционного материала на основе ниобия для деталей ГТД с жаростойкими покрытиями при температуре 1350°С на базе испытаний 30 ч. Проведены испытания на циклическую жаростойкость образцов с комплексным покрытием по режиму 500⇄1300°С с охлаждением на воздухе до 500°С. Проведены исследования микроструктур покрытий в исходном виде и после испытаний на жаростойкость образцов из естественно-композиционного материала на основе ниобия с комплексными покрытиями. Покрытие системы Si+(Fe–Cr–Al–Y)+Siобладает более высокой трещиностойкостью по сравнению с диффузионным жаростойким покрытием. Комплексное жаростойкое покрытие обеспечивает защиту деталей из естественно-композиционного материала на основе ниобия при рабочих температурах до 1350°С и сохраняет защитные свойства в условиях термоциклирования.
Рассмотрены технологии, которые применены при строительстве первого в России быстровозводимого арочного автомобильного моста из композиционных материалов, а также основные этапы его строительства. Мост, построенный по данной технологии в районном поселении Языково Ульяновской области, имеет длину пролета 11,98 м, выдерживает нагрузку до 100 т, долгое время не требует капитальных вложений и постоянно контролируется системой мониторинга с применением оптоволоконных датчиков деформации и температуры.
Приведены результаты работ, выполненных во ФГУП «ВИАМ», по разработке полимерного композиционного материала нового поколения на основе расплавного эпоксидного связующего с низкой температурой отверждения и равнопрочной углеродной ткани отечественного производства. Представлены характеристики углеродной ткани и сравнительные упруго-прочностные характеристики полученного углепластика. Полученные результаты показывают, что разработанный углепластик не уступает по упруго-прочностным свойствам импортным и отечественным аналогам.
Применение композиционных материалов осуществляется во все более широких масштабах. В автомобилестроении композиционные материалы используются уже много лет, и с каждым годом объем их применения растет. Если раньше ПКМ использовались в основном в качестве отделки салона и в деталях, не несущих значительных нагрузок, то в настоящее время полимеры стали применяться в крупногабаритных корпусных деталях, а зарубежные компании, такие как BMW, Ford, Mercedes, Audi, и вовсе изготавливают автомобили, кузов которых полностью состоит из композитов.
Развитие технического прогресса в авиационно-космической, транспортной, энергетической и других отраслях промышленности неразрывно связано с созданием новых материалов и совершенствованием традиционных [1–4]. Широкое применение радиотехнических и электротехнических средств определяет потребность в разработке радиопоглощающих материалов (РПМ) с заданными техническими характеристиками.
Представлены результаты отработки технологических режимов сушки волокнистых пеноматериалов, применяемых для изготовления широкополосных радиопоглощающих материалов. Показано влияние режимов термообработки для получения стабильных и однородных волокнистых материалов.
Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 15.3. «Материалы и покрытия для защиты от ЭМИ, ударных, вибрационных, акустических и электрических воздействий» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)
Предложен способ вычисления эффективных электродинамических параметров (тензоров восприимчивостей) частично разупорядоченной периодической среды с прямоугольной ячейкой, размеры которой существенно меньше длины волны. Предложенный итеративный алгоритм имеет вычислительную сложность итерации O(NxNyNzlnNxlnNylnNz), а его потребность в объеме памяти ЭВМ составляет Θ(NxNyNz), где Nx, Ny и Nz– размер сетки по соответствующим направлениям. Алгоритм может быть расширен на случай кристаллов с произвольной геометрической формой ячейки путем введения дополнительных линейных преобразований.
Проведено комплексное исследование изделий из алюминиевых сплавов марок АМг4,5 и Амц после многолетней эксплуатации с целью выявления признаков деградации материала. Проведены механические испытания для оценки прочностных свойств основного материала и сварных швов. методами неразрушающего контроля, рентгеноспектрального микроанализа, оптической и растровой электронной микроскопии исследована структура материала, проведен фрактографический анализ разрушенных образцов. Установлено, что признаки деградации при соблюдении условий эксплуатации не выявляются
Исследован комплекс свойств тканепленочного материала, состоящего из полиэфирной ткани (арт. 208) с двухсторонним полиуретановым покрытием на основе каучука СКУ-8ТБ с функциональными добавками, предназначенного для изготовления баллонета пневматического трапа для аварийного покидания кабины вертолета.
Результаты исследования свойств данного материала в исходном состоянии и после воздействия эксплуатационно-климатических факторов (повышенная температура, влажность, плесневые грибы, воздействие влажного тропического климата и др.) показали незначительное изменение свойств (в сравнении с исходными значениями), что подтверждает работоспособность тканепленочного материала при температурах от -60 до +80°С.
Проведены исследования защитного действия органических и неорганических ингибиторов коррозии, их совместного действия на развитие трещины в высокопрочных сталях в водных средах и при введении в состав лакокрасочного покрытия.
Установлено, что среди неорганических солей и оксидов наиболее эффективными при защите высокопрочных сталей от хрупкого разрушения являются хроматы, обеспечивающие наибольшее время до разрушения образцов и наилучшую защиту стали от общей коррозии.
Исследования показали, что наибольшее защитное действие, обеспечивающееся наличием синергического эффекта, оказывают смеси неорганических и органических ингибиторов коррозии.