Статьи
Исследовано влияние керамики тигля на стабильность состава и чистоту сплавов системы РЗМ–Fe–Co–B при выплавке в вакуумной индукционной печи. Показано, что применение в качестве рабочего слоя тигля состава на основе MgO и Y2O3 позволяет повысить стабильность содержания РЗМ в сплавах системы РЗМ–Fe–Co–B и обеспечить высокую чистоту по примесям алюминия и кислорода. Использование в качестве шихтового материала кобальта марки К0 вместо К1Ау приводит к значительному уменьшению содержания примеси никеля в выплавленном сплаве.
Впервые разработана технология выплавки сплавов системы РЗМ–Fe–Co–B для термостабильных магнитов, обеспечивающая стабильность химического состава (РЗМ ±1% (по массе) от расчетного, Co и B ±0,5% (по массе) от расчетного) и высокую чистоту по примесям алюминия и никеля ≤0,1% (по массе) каждого, кислорода ≤0,05% (по массе).
Установлено, что в процессе обезуглероживания сложнолегированных никелевых расплавов совместно с углеродом в виде соединения СО происходит удаление азота. По мере повышения степени легирования расплава эффективность его деазотации снижается.
Интенсификации процесса деазотации в процессе обезуглероживания расплава способствует переход реакции [С]+[О]=СО|газ в пузырьковый режим (процесс «углеродного кипа»), что достигается за счет предварительного введения в расплав углерода и соответственного увеличения количества вводимого оксида никеля.
Проведены исследования изотермической жаростойкости образцов из никелевых монокристаллических сплавов ВЖМ4 и ВЖМ5У для лопаток турбины высокого давления (ТВД) с теплозащитными покрытиями (ТЗП) при температурах 1200 и 1150°С на базе испытаний 100 и 500 ч. Приведены результаты металлографических исследований образцов.
Предложена инженерная методика оценки внутренних напряжений, возникающих в покрытиях после напыления, а также в процессе эксплуатации при повышенных температурах. Выявлены зависимости величины и характера внутренних напряжений от температур плавления материалов покрытия и основы, а также верхний и нижний пределы температуры плавления материала покрытия, обеспечивающие предельно допустимые деформации в покрытии. Рассмотрено влияние толщины покрытия на величину внутренних напряжений, получена формула для определения внутренних напряжений в покрытии в зависимости от температур плавления материалов покрытия и основы, их толщин и модулей упругости.
Приведено описание создания стеклопластика для обшивок хвостовых отсеков лопастей несущего винта вертолета взамен используемых в настоящее время обшивок из органотекстолита. Для изготовления обшивок было решено использовать однонаправленный стеклопрепрег и два слоя стеклоткани, образующие при формовании в автоклаве монолитный пластик с заданным содержанием связующего. Проведен выбор оптимальной схемы армирования из двух вариантов. По результатам стендовых испытаний показано, что при выбранной схеме армирования стеклопластик обладает высокими прочностными свойствами, стойкостью к образованию краевых усталостных трещин и удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к обшивкам хвостовых отсеков лопастей.
Представлены результаты исследований влияния двухосной деформации на электропроводность и оптические свойства полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) пленки с прозрачным электропроводящим покрытием оксида индия (ITO), легированного оловом, полученного методом магнетронного распыления, в составе органического триплекса, полученного методом автоклавного формования. Выдвинуты предположения об основных причинах изменения сопротивления образцов в процессе циклической двухосной деформации и последующей релаксации.
Рассмотрен исторический аспект создания и развития метода физико-химического фазового анализа (ФХФА) для исследования авиационных сплавов на различных металлических основах. Статья посвящена Наталии Ильиничне Блок в связи со 125-летием со дня ее рождения. Н.И. Блок и возглавляемому ею коллективу принадлежит честь открытия γ'-фазы в жаропрочном никелевом сплаве ЭИ437Б и установления роли алюминия в ее образовании. Это способствовало ускоренному развитию в нашей стране новых жаропрочных сплавов для горячего тракта газотурбинных двигателей (ГТД). Открытие высокодисперсной γ'-фазы явилось основой теории гетерофазного упрочнения сплавов, позиции которой отстаивал академик С.Т. Кишкин. Приведены основные достижения в области изучения металлохимии никелевых сплавов с помощью метода ФХФА, используемые при выборе новых композиций сплавов, при изучении фазовых превращений в них и причин преждевременного их разрушения. Введено понятие баланса легирования. Получено уравнение для расчета сбалансированных композиций с повышенной фазовой стабильностью путем статистической обработки результатов фазового анализа множества сплавов.
Рассмотрен способ определения содержания бора (0,002–0,1% (по массе)) в сплавах системы Ni–Ti (нитинол) с применением экстракционно-фотометрического метода.
Для осуществления фотометрирования растворов сплава системы Ni–Ti выбран реагент нитрохромпиразол, который в кислотном растворе борсодержащего сплава образует комплексное соединение с анионом тетрафторида бора () малинового цвета. При этом интенсивность окраски анализируемого раствора пропорциональна содержанию в нем бора. Для повышения воспроизводимости анализа, снижения уровня погрешности и исключения влияния примесей Nb, Ti, Zr, Fe, W и других, содержащихся в сплавах такого типа, предложен способ отделения комплексного соединения бора с нитрохромпиразолом от мешающих компонентов сплава с помощью его экстракции дихлорэтаном.
На основании проведенных исследований разработана методика экстракционно-фотометрического определения содержания бора в интервале концентраций 0,002–0,1% (по массе) в сплавах системы Ni–Ti с хорошо воспроизводимыми результатами при допустимом отклонении ±0,0005–0,0025% (по массе) соответственно.
Рассмотрены различные виды разрушений подшипников сложных технических систем, являющиеся как причиной отказа, так и следствием нарушения условий их эксплуатации. на примере разрушившихся в период эксплуатации или при испытаниях подшипников установлены причины потери их работоспособности. Методами растровой электронной микроскопии исследованы механизмы усталостного и статического разрушения деталей из подшипниковых сталей. Методом рентгеноспектрального микроанализа исследованы дефекты металлургического происхождения в очаговых зонах разрушения подшипников. Методами оптической микроскопии исследована микроструктура разрушенных деталей подшипников и установлен характер ее изменения в случае термического влияния.
Рассмотрено влияние повышенной температуры и влагосодержания на основные механические и теплофизические характеристики углепластика и стеклопластика на основе эпоксидного связующего. Выбрана наиболее чувствительная характеристика, по которой будет проводиться расчет энергий активации процессов старения и делаться прогноз сохраняемости свойств полимерных композиционных материалов.
Разработка современных полимерных связующих и композиционных материалов требует привлечения значительного количества методов исследований химических свойств исходных компонентов, процессов их взаимодействия, структурообразования на различных масштабных уровнях. Методами ротационной вискозиметрии и ИК спектроскопии изучено влияние количества полиизоцианата, вступающего в реакцию уретанообразования с эпоксидными олигомерами, содержащими гидроксильные группы, на вязкость и изменение структуры эпоксидных олигомеров. Исследована стабильность полученных эпоксиуретановых олигомеров при термообработке.
Проведена оценка влияния наномодификаторов (астраленов и терморасширенного графита) на сроки хранения при комнатной и пониженной температурах в промышленном холодильнике препрегов, изготовленных на основе углеродной равнопрочной ткани и полициануратного растворного связующего. В качестве основного метода для анализа выбран метод дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК). Получены экспериментальные кривые ДСК с подробным описанием реокинетического поведения анализируемых препрегов. По результатам анализа сделаны выводы о сроках хранения исследуемых наномодифицированных препрегов.