|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материаловедение №1 за 2011 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Физические основы материаловедения
- Эффект одновременного повышения прочности и пластичности при комнатной температуре нано- и микрокристаллических металлов, полученных методами интенсивного пластического деформирования. Модель расчета предельной прочности и пластичности при комнатной температуре В. Н. ЧУВИЛЬДЕЕВ, д-р физ.-мат. наук, A. B. НОХРИН, канд. физ.-мат. наук, В. И. КОПЫЛОВ, канд. техн. наук, М. Ю. ГРЯЗНОВ, канд. физ.-мат. наук, О. Э. ПИРОЖНИКОВА, канд. физ.-мат. наук, Ю. Г. ЛОПАТИН, канд. физ.-мат. наук (Научно-исследовательский физико-технический институт ГОУ ВПО «Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского», г. Нижний Новгород, e-mail: nokhrin@nifti.unn.ru ;Физико-технический институт Национальной Академии Наук Беларуси, г. Минск ;Нижегородский филиал Института машиноведения им. A. A. Благонравова РАН, г. Нижний Новгород), 2
В работе построена модель, позволяющая оценивать предел прочности и уровень максимальной пластичности при равномерной деформации нано- и микрокристаллических (НМК) материалов, полученных методами интенсивного пластического деформирования (ИПД). В основе модели лежат представления об определяющей роли в формировании прочностных и пластических свойств НМК-ИПД-материалов накапливающихся в границах в процессе деформации дефектов. Рассмотрены условия, при которых в условиях растяжения при комнатной температуре возможен эффект одновременного достижения высокой прочности и высокой пластичности. Показано, что для появления этого эффекта в НМК-материалах необходимо сохранение высокого уровня неравновесности границ зерен после ИПД.
Ключевые слова: нано- и микрокристаллические материалы, интенсивная пластическая деформация, предел прочности, пластичность, неравновесные границы зерен, дислокации, упрочнение.
Методы анализа и испытаний материалов
- Исследование свойств полимерных композитов методами термоактивационной токовой спектроскопии и дифференциально-сканирующей калориметрии В. А. Клюев, канд. физ-мат наук, М. Р. Киселев, канд. хим. наук, Н. Н. Лознецова, А. И. Малкин, д-р. физ-мат наук, Ю. П. Топоров, д-р. хим. наук (Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, e-mail: yupt@rambler.ru), 7
Показано, что использование при изучении свойств композитов метода термоактивационной токовой спектроскопии параллельно с использованием метода дифференциально-сканирующей калориметрии позволяет не только более точно расшифровывать наличие и температуру фазовых переходов, но и получать дополнительную информацию об электрофизических свойствах материалов.
Ключевые слова: термоактивационная токовая спектроскопия дифференциально-сканирующая калориметрия, композиты
Керамические материалы
- Влияние размера частиц титана на механические свойства костных кальций-фосфатных цементов А. А. Егоров, В. В. Смирнов канд. техн. наук, С. М. Баринов д-р техн. наук, проф. (Учреждение Российской Академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, г. Москва, e-mail: barinov@imet.ac.ru), 11
Разработаны композиционные цементные материалы на основе трикальцийфосфата, содержащие дисперсные частицы титана. Проведены исследования влияния размера (1—5, 90—120 и 300—400 мкм) и содержания (до 40% (мас.) частиц титана на механические свойства композиционного материала. Наиболее высокие значения прочности при сжатии (до 135 МПа) и трещиностойкости (до 0,62 МПа⋅м1/2) получены при введении в цемент крупнодисперсного титана (300—400 мкм) при его содержании около 10 и 40% (мас.) для прочности и трещиностойкости соответственно. Разработанные материалы могут найти применение для пластики костных дефектов в хирургии.
Ключевые слова: медицина, композиционные материалы, костные цементы, дисперсное упрочнение
Материалы XXI века
- Триботехнические свойства дисперсно-наполненных композиционных материалов Al-TiC Михеев P. C., канд. техн. наук, Чернышова Т. А., д-р техн. наук, проф., Кобелева Л. И., канд. техн. наук. (Учреждение Российской академии наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН г. Москва, e-mail: mikheev.roman@mail.ru), 14
Композиционные материалы (КМ) с матрицей из сплавов алюминия, упрочненные частицами TiC, изготавливали по литейной технологии методом механического замешивания наполнителя в матричный расплав. Исследовали влияние состава КМ (материала матричного сплава, размера и доли наполнителя) на процесс сухого трения скольжения. Введение частиц TiC в матричные сплавы стабилизирует процесс трения и расширяет диапазон трибонагружения, приводит к снижению коэффициента трения и повышению в 2—4 раза износостойкости. Применение частиц наполнителя большего размера при равной доле армирования приводит к повышению износостойкости КМ и снижению коэффициента трения. Показано, что изнашивание дисперсно-наполненных КМ происходит преимущественно по окислительному механизму, тогда как в матричных сплавах при тех же параметрах трибонагружения велика адгезионная составляющая изнашивания.
Ключевые слова: композиционные материалы, алюминиевые сплавы, карбид титана, износостойкость, коэффициент трения.
- Исследование особенностей строения и напряженно-деформированного состояния углеродных волокон с различной формой поперечного сечения И. С. ДЕЕВ канд. техн. наук, С. В. МОРГУЛЕЦ канд. техн. наук, М. Н. ШАНЬГИНА (ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», ГНЦ РФ, г. Москва, e-mail: admin@viam.ru; ОАО «Национальный институт авиационных технологий», г. Москва,e-mail: niat3.10@qin.ru), 23
Исследованы характерные особенности строения и напряженно-деформированного состояния углеродных волокон (УВ) с различной формой поперечного сечения. Проведена оценка реального понижения прочности УВ с бобовидной формой поперечного сечения по сравнению с УВ с круглой формой поперечного сечения. Показано, что уровень действующих эквивалентных напряжений в волокне с незначительным прогибом в сечении увеличился на 11% и для волокна с существенным прогибом — на 23% по сравнению с действующими напряжениями в волокне с круглым поперечным сечением. Нормальные напряжения в элементах структуры, расположенных в зонах возникновения максимальных напряжений, увеличились на 5 и на 27%, а прочность волокон уменьшилась на 20 и на 45% соответственно.
Ключевые слова: микроструктура, углеродные волокна, сканирующая электронная микроскопия, напряженно-деформированное состояние, теория прочности Мизеса.
Наноструктуры и нанотехнологии
- Получение функциональных составляющих для формирования анодных нанокомпозитных материалов литий-ионных (полимерных) аккумуляторов Д. В. ОНИЩЕНКО, канд. техн. наук (Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В. В. Куйбышева) г. Владивосток, e-mail: Ondivl@mail.ru), 28
Получены и исследованы анодные нанокомпозитные материалы на основе возобновляемого растительного сырья систем: углерод—наноразмерный кремний и углерод—наноразмерный вольфрам для литий-ионных (полимерных) аккумуляторов.
Ключевые слова: нанокомпозитные материалы, возобновляемое растительное сырье, механосинтез, механоактивация, наноразмерный кремний и вольфрам, литий-ионные (полимерные) аккумуляторы.
Структура и свойства материалов
- Влияние поверхностной пластической деформации сферическим индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, на структурные изменения сварных швов сталей 20, 09Г2С и 30ХГСА Е. Е. КОРНИЕНКО, канд. техн. наук, А. А. БАТАЕВ, д-р техн. наук, С. В. ВЕСЕЛОВ, канд. техн. наук, З. Б. БАТАЕВА, канд. техн. наук, Е. Д. ГОЛОВИН (Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск, e-mail: kornienko_ee@mail.ru), 34
Сварные соединения, полученные по технологии сварки плавлением, характеризуются сложностью структуры. Особенности тонкого строения сварных швов в значительной степени зависят от химического состава соединяемых заготовок и сварочных материалов, а также от геометрических параметров заготовок и технологических режимов процесса сварки. В работе исследовали влияние поверхностной пластической деформации индентором, колеблющимся с ультразвуковой частотой, на структурные изменения в сварных швах, полученных на конструкционных сталях.
Ключевые слова: сварные соединения, ультразвуковая обработка, конструкционные стали, структурные изменения.
- Формирование дислокационной субструктуры при горячей прокатке и термомеханическом упрочнении малоуглеродистой стали В. Е. ГРОМОВ, д-р физ.-мат. наук, проф., Ю. Ф. ИВАНОВ, д-р физ.-мат. наук, проф., О. Ю. ЕФИМОВ, канд. техн. наук, В. Б. КОСТЕРЕВ, С. В. КОНОВАЛОВ, канд. техн. наук (Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк, e-mail: gromov@physics.sibsiu.ru)2Институт сильноточной электроники СО РАН г. Томск, e-mail: yufi@mail2000.ru3ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат», г. Новокузнецк, e-mail: kosterev_VB@zsmk.ru, 40
Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии проведены исследования дислокационных субструктур, формирующихся при термомеханическом упрочнении двутавровой балки из стали 09Г2С. Установлены количественные закономерности изменения параметров дислокационной субструктуры по мере приближения к поверхности ускоренного охлаждения.
Ключевые слова: сталь, термомеханическое упрочнение, дислокационная субструктура.
- Влияние структурных изменений в стали 30ХГСА во время ее нагрева на параметры сигналов акустической эмиссии В. И. Муравьёв, д-р техн. наук, проф., Э. А. Дмитриев, канд. техн. наук, А. В. Фролов, канд. техн. наук, О. В. Башков канд. техн. наук, А. В. Кириков, Д. А. Соколов (ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет», г. Комсомольск-на-Амуре, е-mail: ktsp@knastu.ru), 43
Представлены результаты исследования влияния фазовых изменений (аустенитного превращения, процессов распада остаточного аустенита и мартенсита) во время нагрева стали 30ХГСА на параметры сигналов акустической эмиссии (АЭ). Предложено использование анализа спектральной плотности АЭ сигналов для определения критической точки начала аустенитного превращения.
Ключевые слова: термическая обработка, акустическая эмиссия, ЗОХГСА, спектр, структурные превращения, аустенитное превращение, Ас1
- Влияние водных растворов электролитов на микромеханические свойства кварцитов, содержащих железнорудные фазы В. И. САВЕНКО канд. физ.-мат. наук, В. М. КУЧУМОВА, А. И. МАЛКИН, д-р физ.-мат. наук (Институт физической химии и электрохимии РАН, г. Москва,е-mail: visavenko@rambler.ru), 49
Методом микротвердости изучено влияние водных растворов сильных электролитов на механические характеристики приповерхностных слоев основных структурных составляющих кварцитов (силикатной матрицы, железосодержащих фаз, гематито-магнетитовых включений); исследованы условия перехода «пластичность — хрупкостъ» при испытаниях указанных составляющих в водных растворах при варьировании значений рН среды.
Ключевые слова: электролит, рН, микротвердость, микрохрупкость, вязкость разрушения, поверхностная энергия, кварцит.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|