|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материаловедение №3 за 2018 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Структура и свойства материалов
- Карбоборирование интерметаллидных сплавов на основе Ti3Al Т. Б. ЕРШОВА, д-р техн. наук, Н. М. ВЛАСОВА, канд. техн. наук, И. А. АСТАПОВ, канд. физ.-мат. наук, М. А. ТЕСЛИНА, канд. техн. наукФГБУН Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМ ХНЦ ДВО РАН), г. Хабаровск,e-mail: vlasova64@yandex.ru, 3
Методами порошковой металлургии получены интерметаллидные сплавы на основе Ti3Al с упрочняющими боридными фазами, исследованы их состав, структура и свойства. Определены оптимальные условия термообработки, позволяющие получать композиционные материалы заданного состава c включениями MAX-фаз.
Ключевые слова: интерметаллиды титана, порошковая металлургия, композиционные материалы, МАХ-фазы, упрочняющие фазы, состав, структура, свойства.
- Влияние интенсивной пластической деформации на микроструктуру и физико-механические свойства сплава Al—0,4Zr А. М. МАВЛЮТОВ1, Т. А. ЛАТЫНИНА1,2, М. Ю. МУРАШКИН3, 4, канд. техн. наук, Р. З. ВАЛИЕВ3,4, д-р физ.-мат. наук, Т. С. ОРЛОВА1, 2, д-р физ.-мат. наук1Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики», e-mail orlova.t@mail.ioffe.ru,2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург,3Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет»,4Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный авиационный технический университет», 7
В работе исследовано влияние интенсивной пластической деформации кручением на микроструктуру и результирующие механические и электрические свойства сплава Al—0,4Zr, подвергнутого предварительному отжигу при 648 K в течение 60 ч. Методом просвечивающей электронной микроскопии показано, что отжиг приводит к дисперсному выделению наноразмерных частиц вторичной фазы Al3Zr. Формирование такой микроструктуры в сплаве обеспечивает повышение его электропроводности с 50,7 до 58,8% IACS за счет снижения концентрации Zr в твердом растворе. Установлено, что интенсивная пластическая деформация кручением образцов отожженного сплава при комнатной температуре приводит к формированию в них однородной ультрамелкозернистой структуры, а также к частичному растворению наноразмерных частиц Al3Zr и, как следствие, к повышению прочности и снижению электропроводности. Показано, что дополнительный отжиг ультрамелкозернистого сплава в течение 1 ч при температуре 503 K обеспечивает дальнейшее повышение его прочности на ~20% и восстанавливает уровень электропроводности практически до уровня отожженного состояния (58,3% IACS).
Ключевые слова: алюминиево-циркониевый сплав, интенсивная пластическая деформация, удельное электрическое сопротивление, микротвердость, условный предел текучести, предел прочности, ультрамелкозернистая структура, наноразмерные частицы.
Современные технологии
- Моделирование структуры упрочняющей фазы при термообработке стальных изделий Н. Н. СВЕТУШКОВМосковский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москваe-mail: svetushkov@mail.ru, 15
В статье описывается новый алгоритм для прогнозирования структуры упрочняющей фазы при термической обработке высокоуглеродистых сталей. Данный подход основан на построении функции распределения зерен по их размеру для набора областей, в которых достаточно мал температурный градиент. Предлагаемый алгоритм позволяет избежать расчета образования и роста отдельного зародыша, и перейти к моделированию структуры в относительно крупной ячейке, что позволяет значительно сократить вычислительные затраты. Для решения задачи по определению функции распределения температурных полей предлагается использовать новый подход, основанный на интегральных уравнениях теплопередачи, что позволяет, с одной стороны, оценивать точность вычислений по вектору рассогласования, а с другой — естественным образом усреднять теплофизические характеристики, и решать задачу на крупномасштабных сеточных разбиениях. В силу нелинейности поставленной задачи и необходимости применения итерационных процедур, интегральные уравнения обеспечивают необходимые условия их сходимости. В результате создания специализированного программного обеспечения и проведения серии численных расчетов можно теоретически определить необходимые условия проведения термической обработки для изделий из определенной марки стали — размеры и мощность нагревающего индуктора, скорость его перемещения, тип охлаждающей жидкости и скорость ее подачи, глубину закаленного слоя и др., что в результате позволит заранее определить структуру термообрабатываемого слоя и снизить общие затраты на проведение экспериментальных работ.
Ключевые слова: математическое моделирование, термообработка, упрочняющая фаза, микроструктура материала, программное обеспечение.
- Выбор технологических параметров селективного лазерного сплавления механокомпозитного порошка Ti—Nb Ж. Г. КОВАЛЕВСКАЯ1,2, канд. техн. наук, В. В. ФЕДОРОВ1, М. Г. КРИНИЦЫН1,2, Н. С. КЛОЧКОВ1, М. А. ХИМИЧ2,3, Ю. П. ШАРКЕЕВ1,2, д-р физ.-мат. наук, проф.1НИ Томский политехнический университет,2Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, г. Томск,e-mail: khimich@ispms.tsc.ru,3НИ Томский государственный университет, 22
На экспериментальной установке селективного лазерного сплавления «ЛУЧ» из механокомпозитного порошка получены образцы сплава Ti—Nb при следующих варьируемых технологических параметрах: толщина порошкового слоя, скорость сканирования луча, мощность лазерного излучения. Показано, что образцы с высокой плотностью и однородной микроструктурой можно получить при полном проплавлении порошкового слоя в условиях оптимизации энерговклада. Для нивелирования внутренних напряжений необходимо производить предварительный нагрев подложки, что приведет к снижению температурного градиента между подложкой и сплавляемыми слоями.
Ключевые слова: селективное лазерное сплавление, мощность лазерного излучения, скорость сканирования лазера, сплав титан—ниобий, микроструктура, пористость.
- Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов. Ч.I (обзор) Н. Н. СЕРГЕЕВ1, д-р техн. наук, проф., А. Н. СЕРГЕЕВ1, д-р пед. наук, проф., С. Н. КУТЕПОВ1, канд. пед. наук, А. Г. КОЛМАКОВ2, д-р техн. наук, чл.-корр. РАН, А. Е. ГВОЗДЕВ1, д-р техн. наук, проф.1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого»,e-mail: gwozdew. alexandr2013@yandex.ru,2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова» (ИМЕТ РАН), Москва, 27
Рассмотрено развитие представлений о механизмах хрупкого разрушения металлов и сплавов в агрессивных водородсодержащих средах.
Ключевые слова: водородное растрескивание, вершина трещины, пластическая деформация, металлы, сплавы.
Наноструктуры и нанотехнологии
- Перспективные способы получения нанокристаллического диоксида церия (обзор) И. В. ЗАГАЙНОВ, канд. хим. наукИнститут металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, Москва,e-mail: igorscience@gmail.com, 34
Рассмотрен один из наиболее простых и переспективных способов получения материалов с заданными свойствами на основе диоксида церия золь-гель методом через промежуточные β-дикетонатные комплексы, который, по-видимому, является менее энерго- и ресурсозатратным, а также более экологически приемлемым по сравнению с другими подходами. Показаны приемы реализации и описаны закономерности образования наночастиц диоксида церия в процессе золь-гель синтеза.
Ключевые слова: диоксид церия, золь-гель, дикетонат.
Керамические материалы
- Структура и свойства порошка карбида бора, полученного механохимическим синтезом смеси сажи и бора аморфного Ж. В. ЕРЕМЕЕВА1, д-р техн. наук, проф., Л. В. МЯКИШЕВА1, канд. техн. наук, В. С. ПАНОВ1, д-р техн. наук, проф., А. В. ЛИЗУНОВ2, А. А. НЕПАПУШЕВ1, канд. техн. наук, Д. А. СИДОРЕНКО1, канд. техн. наук, Е. В. АПОСТОЛОВА1, Д. Ю. МИШУНИН21Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва,e-mail: eremeeva-shanna@yandex.ru2Публичное Акционерное Общество «МСЗ», г. Электросталь, 40
Исследованы структура и основные физико-химические свойства порошков карбида бора, полученных механохимическим синтезом из сажи и бора аморфного, с применением методов рентгенофазового анализа (РФА), растровой электронной спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и химического анализов. На основании РФ-анализа установлено, что полное превращение исходных материалов (сажи и бора аморфного) в карбид бора (В4С) происходит при механической обработке смеси в течение 30—60 мин. Судя по виду микроэлектронограммы порошка В4С, полученного механосинтезом, продукт синтеза аморфизирован и содержит некоторые количества включений кристаллической фазы.
Ключевые слова: порошки, сажа, бор аморфный, механохимический синтез, рентгеноаморфный карбид бора, поглощающие элементы, электронная микроскопия, структура, удельная поверхность, насыпная плотность.
- Исследование свойств пористых гранулированных материалов на основе вспучивающихся сланцев и микрокремнезема Н. К. МАНАКОВА, канд. техн. наук, А. В. МОТИНА, О. В. СУВОРОВА, канд. техн. наукИнститут химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева Кольского научного центра РАН, г. Апатиты,е-mail: manakova@chemy.kolasc.net.ru, 44
Рассмотрена возможность получения пористых гранулированных материалов на основе мелкозернистой фракции вспучивающихся сланцев проявлений Кольского полуострова и микрокремнезема, являющегося побочным продуктом кислотной переработки нефелина. Изучены технические свойства зернистых материалов с целью оценки пригодности их использования в качестве теплоизоляционных материалов и заполнителей бетонов.
Ключевые слова: пористые гранулированные материалы, кремнеземсодержащие горнопромышленные отходы, микрокремнезем, апатито-нефелиновые отходы, вспучивающиеся сланцы.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|