Повышение служебных характеристик алюминиевых сплавов является актуальной задачей в связи с повышенными требованиями к весовой эффективности конструкций изделий авиационной техники и машиностроения. Одним из способов повышения прочности алюминиевых сплавов является легирование их элементами-модификаторами.

Приведены результаты исследований влияния скандия и кобальта на микроструктуру слитков и профилей из алюминиевого сплава типа 1913, а также показано их влияние на характеристики прочности при растяжении и коррозионной стойкости после полного цикла термической обработки.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 8.1 «Высокопрочные свариваемые алюминиевые и алюминий-литиевые сплавы пониженной плотности с повышенной вязкостью разрушения» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Исследовано влияние высокотемпературной термомеханической обработки на структуру и механические свойства высокопрочной коррозионностойкой стали марки 17Х13Н4К6САМ3ч, микролегированной редкоземельными металлами. Показано, что высокотемпературная термомеханическая обработка по оптимальному режиму уменьшает средний размер зерна в ~5 раз в сравнении со стандартной термической обработкой. Содержание остаточного аустенита при этом увеличивается с 12 до 17%. Результаты испытаний механических свойств образцов после высокотемпературной термомеханической обработки показали заметный прирост значений предела текучести, относительных удлинения и сужения, ударной вязкости (KCU и KCV) в сравнении со свойствами после стандартной термической обработки. Применение высокотемпературной термомеханической обработки позволяет реализовать эффект мелкого зерна, развитой субструктуры и положительного влияния остаточного аустенита на прочностные и пластические свойства стали 17Х13Н4К6САМ3ч.

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»)

Определение низких содержаний ниобия (0,01–0,1% по массе) в сплавах, имеющих в своем составе большое количество легирующих элементов (мешающих этому определению), является трудной задачей. Такие виды сплавов, как стали, особенно высокопрочные, постоянно подвергаются видоизменениям по своему химическому составу для придания им новых свойств, связанных, например, с ударной вязкостью при различных температурах, снижением температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР), температурой горячей обработки давлением и др. Ниобий в небольших количествах (˂0,9% по массе) добавляют в различные виды сталей (хромоникелевые, высокопрочные, коррозионностойкие, высокопрочные свариваемые, цементуемые и др.). Для осуществления контроля низких содержаний ниобия (0,01% по массе и более) в высокопрочных сталях с высокой точностью (~10% отн.) разработана методика спектрофотометрического определения ниобия с реагентом сульфохлорфенол С. Ниобий предварительно концентрировали на коллекторе (цирконий), применяемом в ходе анализа в виде сернокислого циркония.

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

Исследованы технологические и физико-механические свойства эпоксидных связующих для конструкционных ПКМ с использованием ароматических отвердителей 4,4'-метилен-бис-(2,6-диизопропиланилина), 4,4'-метилен-бис-(2-изопропил-6-метиланилина), бис-(4-амино-2-хлор-3,5-диэтилфенил)метана, а также 4,4'-диаминодифенилсульфона. Исследован гранулометрический состав образцов отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона и его влияние на процесс совмещения с эпоксидными смолами.

Работа выполнена в рамках реализации комплексных научных направлений 13.1. «Связующие для полимерных и композиционных материалов конструкционного и специального назначения», 13.2. «Конструкционные ПКМ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

В представленной работе реологическим методом исследована совместимость компонентов полимерной композиции «полисульфон–эпоксидный олигомер». Установлены процессы и определены факторы, влияющие на растворимость полисульфона в эпоксидных олигомерах различного молекулярного строения. Образцы изучены как в режиме ротации, так и осцилляции.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 13.1. «Связующие для полимерных и композиционных материалов конструкционного и специального назначения» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Описаны структурные особенности пористых материалов, представлены различия между волокнистыми, ячеистыми и зернистыми структурами.

Проведен сравнительный анализ различных пористых звукопоглощающих материалов на основе коэффициентов звукопоглощения при частотах 250, 500, 1000 и 2000 Гц, а также их средней величины. Описана зависимость звукопоглощающих свойств материала от его толщины при различных частотах. Показано влияние сквозной макропористости на акустические свойства изделия.

Наилучшими звукопоглощающими свойствами на частотах 250, 500, 1000 и 2000 Гц (рассмотренны в данной статье) обладают волокнистые материалы, в частности нетканые волокна из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и стекловаты.

Представленные в работе данные могут быть использованы для сравнительной оценки звукопоглощающих материалов в области частот 250–2000 Гц.

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») 

Изучена сорбция воды нанокомпозитами на основе эпоксидной смолы с углеродными нанотрубками выше и ниже температуры стеклования (T_с) полимерной матрицы. Показано, что при сорбции воды ниже T_с добавки углеродных нанотрубок приводят к уменьшению, как усредненного коэффициента диффузии, так и количества сорбированной влаги. При термовлажностном старении выше T_с наблюдается обратная зависимость.

Высказано предположение, что пониженная сорбция воды ниже T_с обусловлена, в том числе, пониженной степенью отверждения полимерной матрицы и повышенной скоростью структурной релаксации наномодифицированного полимера, что приводит к уменьшению подвижности полимерного скелета и, как следствие, к понижению коэффициента диффузии молекул воды в полимерной матрице. Повышенное количество сорбированной воды в УНТ-модифицированном нанокомпозите выше T_с предположительно связано с большим количеством свободного объема в полимерной матрице.

Работа выполнена в рамках реализации комплексных научных направлений 13.1. «Связующие для полимерных и композиционных материалов конструкционного и специального назначения», 13.2. «Конструкционные ПКМ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

Известно, что пористость в полимерных композиционных материалах (ПКМ) оказывает значительное влияние на прочностные свойства изделий, работающих в условиях изгибающих, сжимающих и сдвиговых нагрузок. В настоящее время во ФГУП «ВИАМ» работы по созданию беспористых ПКМ, получаемых методами автоклавного и безавтоклавного формования, ведутся в соответствии со «Стратегическими направлениями развития материалов и технологий их переработки на долгосрочный период вплоть до 2030 года» (13.2. «Конструкционные ПКМ») [1]. Цель данной работы – выявление основных источников образования пористости при изготовлении ПКМ различными методами. На плоских испытанных образцах, собранных из увлажненных препрегов и отформованных в автоклаве или под вакуумом, установлено, что основным источником образования пористости является влага, содержащаяся в связующем и в армирующих наполнителях. Приводятся данные исследования возможности получения углепластиков вакуумным формованием из препрегов, полученных по растворной технологии, с физико-механическими свойствами, равными свойствам препрегов, полученных при автоклавном формовании, в том числе и по пористости. Даны рекомендации и способы избавления от влаги при подготовке и изготовлении изделий.

Исследован процесс уретанообразования лаковых композиций на основе фторсодержащих олигомеров. Приведена схематическая реакция получения конформных покрытий на основе фторполиуретановых пленкообразующих и исследованы их адгезионные, физико-механические, электроизоляционные свойства и водопоглощение.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 17.7. «Лакокрасочные материалы и покрытия на полимерной основе» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

С использованием комплекса металлофизических методов проведены исследования физико-химического и структурно-фазового состояний поверхностного слоя до и после модифицирования с помощью облучения образцов с нанесенными на них жаростойкими конденсированными ионно-плазменными покрытиями трех различных композиций сильноточными электронными пучками по пяти выбранным режимам при варьировании значениями энергии электронов и числом импульсов.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2.1. «Фундаментально-ориентированные исследования» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

Проведена оценка сохраняемости прочностных характеристик полимерных композиционных материалов (углепластика и стеклопластика на основе эпоксидного связующего) по результатам натурных испытаний в четырех климатических зонах. Выполнен расчет эффективных значений температуры и влажности воздуха для каждой зоны экспозиции. Показана взаимосвязь между изменением механических характеристик полимерных композиционных материалов и изменением профиля поверхности образцов, определяемого методом оптической микроскопии.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 18.3. «Моделирование и прогнозирование климатической стойкости» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

С помощью прибора марки Р5035 дана оценка величины скорости коррозии, выраженной в токовых единицах (А/см²), различных защитных и функциональных покрытий, осажденных на сталь 12Х18Н9Т. Исследовали образцы с осажденными гальваническими никелевыми, никель-кобальтовыми, оловянными и цинковыми покрытиями. Измерение поляризационного сопротивления проводили в 3%-ном водном растворе NaCl с добавлением 1 мл HCl на 100 мл раствора. Определены поляризационные сопротивления пар образцов с одноименными покрытиями при прямом и обратном токе поляризации, составившие для никеля 800 Ом, для никель-кобальта 700 Ом, для олова 96 Ом, для цинка 6 Ом и для стали без покрытия 550 Ом. По значениям поляризационного сопротивления рассчитана величина скорости коррозии покрытий в токовых единицах и дано сопоставление полученных величин с потерей массы образцов с единицы поверхности. С помощью микроскопа «Olympus» дана оценка глубины образовавшихся на поверхности покрытий питтингов.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 17.1 «Экологически безопасные, плазменные электролитические покрытия для легких сплавов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)