Статьи
Рассмотрен комплексный подход к преобразованию структуры и свойств полуфабрикатов из титановых сплавов путем совмещения термоводородной обработки с пластической деформацией. Показано, что в листовых полуфабрикатах толщиной 2 мм из сплавов марок ВТ5, ВТ20 и ВТ6, легированных 0,7% (по массе) водорода, с помощью термоводородной обработки и пластической деформации можно создать гетерофазную структуру, в которой α-фаза присутствует в виде двух структурных составляющих: первичной αI-фазы, обогащенной алюминием до состава α2-фазы на основе интерметаллида Ti3Al, и вторичной αдег-фазы, обедненной алюминием.
Разработана технологическая схема и режимы, в соответствии с которыми изготовлены экспериментальные образцы полос из высокопрочного псевдо-β-титанового сплава, легированного РЗМ, марки ВТ47. Проведены исследования влияния температурно-скоростных параметров межоперационной термической обработки (закалки) на механические свойства изготовленных полос.
Комплексная оценка качества экспериментальных образцов полос, включающая исследования структуры и механических свойств, показала целесообразность дальнейшего проведения работ по отработке технологий изготовления полос и фольги из сплава ВТ47.
Стволы различных орудий и стрелкового вооружения эксплуатируются в различных атмосферных и климатических условиях контингентом войск разной степени подготовленности. Поэтому, применяются разнообразные материалы и технологии их обработки.
Требования к стволам делятся на идентичные и специфические и серьезно отличаются в зависимости от боевого назначения орудий, установки на транспортном средстве, а также калибра. Ствол является наиболее нагруженной деталью оружия и имеет ресурс значительно меньший, чем все другие узлы и детали оружия. Рассмотрены факторы, воздействующие на оружейные и орудийные стволы, материалы для изготовления стволов и способы их обработки.
Исследовано влияние основных параметров механического легирования в планетарной шаровой мельнице на текучесть и морфологию гранул металлокерамической композиции жаропрочного никелевого сплава ВЖ175 с наночастицами карбонитрида титана.
В качестве основы металлокерамической композиции использовали порошок сплава ВЖ175 с гранулометрическим составом ˂63 мкм, полученный методом газовой атомизации расплава; в качестве армирующего наполнителя – наночастицы карбонитрида титана, полученные методом плазмохимического синтеза.
Показано влияние скорости вращения размольных кювет и времени процесса на текучесть композиций и морфологию их частиц (средний диаметр и гранулометрический состав).
Определены оптимальные параметры для получения металлокерамической порошковой композиции с равномерным распределением наночастиц упрочнителя по поверхности гранул матрицы с сохранением их исходной сферической формы.
Проведены исследования процесса кристаллизации из раствора и переработки методом селективного лазерного сплавления композиций на основе полиамида 12. Показано, что проведение процесса кристаллизации в условиях, приближенных к равновесным, в присутствии наноразмерного диоксида кремния позволяет получать порошковые композиции с оптимальным комплексом свойств. Установлено, что порошковые композиции с узким распределением частиц по размерам (от 20 до 100 мкм) и насыпной плотностью не менее 0,4 г/см3 могут быть переработаны методом селективного лазерного сплавления в однородные образцы с высокой степенью монолитности.
Приведены результаты исследований по влиянию режимов термообработки поликарбоната на качество изготавливаемых из него изделий. Показано, что выбор термопласта обусловлен высоким уровнем физико-механических свойств, размерной стабильностью, высокой точностью при литье, хорошим декоративным видом, а также расширением областей его применения.
Приведены условия необходимости проведения термообработки для данного материала. Показано, что простые по конфигурации, тонкостенные, неответственного назначения детали можно не подвергать термообработке; в то же время детали, работающие в области высоких температур, в поверхностно-активных средах, сложной конфигурации и имеющие металлическую арматуру, целесообразно подвергать термообработке. Приведены результаты влияния различных режимов термообработки (закалка, отжиг и др.) на физические, прочностные и деформационные свойства образцов материала.
На основании полученных результатов испытаний выбраны оптимальные варианты термообработки поликарбоната.
Приведены результаты исследований пожаробезопасных термопластичных материалов, разработанных во ФГУП «ВИАМ» для использования в FDM аддитивной технологии 3D-печати. Сформулированы требования по уровню эксплуатационных и технологических характеристик, которым должны отвечать такие материалы.
Рассмотрены физико-механические, реологические и пожаробезопасные свойства разработанных термопластичных композиций на основе поликарбоната и полиамида. Приведены результаты испытаний образцов, полученных по традиционной технологии литья под давлением и инновационным способом 3D-печати. Показано, что разработанные материалы по уровню свойств и технологичности не уступают зарубежным аналогам.
Определена взаимосвязь технологических параметров послойного синтеза (температуры экструдера и камеры) и ориентации молекул в стренге полимера с точностью 3D-печати и прочностными свойствами объекта.
Полученные закономерности позволят значительно ускорить процесс печати объектов из термопластичных материалов по FDM аддитивной технологии и повысить их качество.
В авиационной и космической технике широкое применение находят материалы, обеспечивающие поглощение или прохождение электромагнитной энергии – радиопоглощающие (РПМ) и радиопрозрачные материалы. При проектировании РПМ – особенно многослойных и широкополосных – очень важным моментом является определение экспериментальным путем коэффициента отражения (КО), диэлектрических и магнитных характеристик отдельных слоев материалов в заданном диапазоне частот – от дециметровых до миллиметровых длин волн. Одним из наиболее простых методов измерения диэлектрических и магнитных свойств материалов является волноводный метод. Однако измерениям проницаемостей в измерительных волноводах присущи большие погрешности, связанные с неточностью изготовления образцов. Кроме того, на частотах ˃10 ГГц размеры сечения волновода становятся меньше неоднородностей гетерогенных материалов, что не позволяет проводить измерения на этих частотах. Измерения проводятся только в отдельных точках диапазона и чрезвычайно трудоемки. Резонаторные методы обеспечивают бо́льшую точность измерения диэлектрической проницаемости. В данной статье описаны метод и особенности измерения диэлектрических характеристик неметаллических материалов с помощью щелевого резонатора. Приводятся результаты измерений стеклопластиков и проведено их сравнение с результатами измерений волноводным методом.
Показано влияние модификации карборанами на термическую стойкость клеящих систем на основе различных типов полимеров (фенолокаучуковых, фенолокремнийорганических, полиуретановых, элементорганических). Приведены данные по влиянию строения карборановых групп (о- или м-карбораны), способы их введения в клеевые композиции на теплопрочностные характеристики клеевых соединений. Показано, что термическая деструкция карборансодержащих клеящих систем протекает по иному механизму, чем не содержащих карборановых групп аналогов. Особенностью карборансодержащих систем является их структурирование в области температур 250–500°С как на воздухе, так и в инертной среде, с участием карборановых фрагментов макромолекул с образованием новых, энергетически прочных химических межмолекулярных связей.
Рассмотрено применение статистических методов контроля для оценки стабильности процесса производства. Описаны основные принципы и порядок построения контрольных карт Шухарта для управления процессом производства. На примере процесса производства препрега стеклопластика марки ВПС-33 проведена статистическая обработка результатов выходного контроля по показателям массовой доли летучих продуктов и содержания связующего. Проведен анализ контрольных карт Шухарта, а также оценка управляемости технологического процесса производства препрега стеклопластика.
Приведены результаты усталостных испытаний высокопрочной стали ВКС-9, разработанной для применения в шасси самолетов и других высоконагруженных деталях летательных аппаратов. Проиллюстрирована основная сложность разработки высокопрочных сталей, обусловленная тем, что несущая способность конструкции с концентратором напряжений оказывается существенно ниже предела прочности, определенного на стандартном образце. Наряду с оценкой сопротивления материала хрупкому разрушению критерий усталостного разрушения также является основой определения несущей способности. Исходя из аппаратурного оснащения, отечественная практика испытаний на усталость базировалась на нагружении по схеме «изгиб с вращением». Американские справочники предоставляют данные по усталости, полученные при испытаниях по схеме нагружения «растяжение–сжатие». Для корректного сравнения данных по усталости проведены сравнительные испытания высокопрочной стали ВКС-9 по различным схемам нагружения. Установлено, что пределы ограниченной выносливости на базах 104–106 циклов при испытании по схеме нагружения «изгиб с вращением» превышают пределы выносливости, определенные при испытаниях по варианту «растяжение–сжатие».
В результате проведенной научно-исследовательской и экспериментальной работы по возможности определения содержания бора в припоях на основе никеля ВПр24 и ВПр27 применен фотометрический метод анализа. Основным реагентом выбран Н-резорцин. С использованием данного реагента реакция проходит в слабокислой среде, отсутствует необходимость экстракции образующегося комплекса органическими растворителями.
При проведении эксперимента установлено, что один из компонентов припоя – ниобий – взаимодействует с реагентом Н-резорцином и тем самым отрицательно влияет на возможность правильного определения содержания бора. Маскирующим реагентом, позволяющим получить корректные результаты анализа, выбран комплексон III. Для предотвращения потерь бора в процессе пробоподготовки необходимо добавлять фосфорную кислоту.
В результате проведенных исследований разработана методика определения содержания бора в интервале концентраций 0,1–3,0% (по массе) в припоях на основе никеля ВПр24 и ВПр27.