Materials. Technologies. Design

Влияние концентрации глицерина на совокупность процессов окисления и восстановления поверхности деталей из малоуглеродистых сталей при анодной электролитно-плазменной цементации

2026-05-31T16:26:46+00:00

В работе рассмотрено влияние концентрации глицерина в рабочем электролите на процессы, протекающие на поверхности обрабатываемого образца в ходе анодного электролитно-плазменного нагрева в растворах на основе хлорида аммония. Установлена зависимость изменения массы образца и средней силы тока в системе от концентрации глицерина в растворе, что позволило выделить 4 участка, на которых изменяется характер и соотношение протекающих на поверхности образца процессов. Утонение толщины поверхностного оксидного слоя связано с восстановлением оксидов железа продуктами высокотемпературного распада глицерина и интенсификации процесса растворения на первом участке. Образование рентгеноаморфного оксидного слоя связано с процессом металлизации поверхности в диапазоне концентраций глицерина. Показано, что рост микротвердости поверхностного слоя, связанный с образованием мартенсита закалки, начинается при концентрации глицерина в растворе не менее 0,4% (масс.) при температуре анода, равной 950 °С. Снижение интенсивности растворения образца при концентрациях глицерина более 5% (масс.) связано со снижением шероховатости поверхности.

Факторы исследования фотокаталитической активности наноматериалов

2026-03-27T17:00:41+00:00

В работе представлен анализ различных факторов, оказывающих влияние на определение фотокаталитической активности наноматериалов. Использование различных методик расчета, имитаторов загрязнителей, источников излучения, наряду с отличиями в виде наноматериалов и используемых концентраций не позволяет проводить достоверные сравнения рассматриваемых объектов. На основании проведенного анализа определены наиболее оптимальные условия проведения измерений. Разработана методика, позволяющая учесть возможные проблемы, которые могут возникнуть на каждом из этапов эксперимента. Преимуществами предлагаемой методики является возможность изменять параметры эксперимента под определенные наноматериалы без потери качества исследования, а также прямое отражение влияния модификации наноматериалов на проявляемую активность.

Коррозионная стойкость магниевого сплава с цинковым покрытием, нанесенным методом магнетронного распыления

2026-05-31T13:40:57+00:00

Магний является одним из перспективных материалов для биодеградируемых имплантатов. Однако этот металл и сплавы на его основе обладают значительным недостатком, препятствующим их применению в медицине. Скорость растворения магния не позволяет использовать изделия на его основе в качестве имплантатов. Повышенная скорость коррозии не обеспечивает необходимый срок эксплуатации сплавов из-за преждевременного разрушения изделия. Нарушение целостности имплантата не обеспечивает необходимых прочностных характеристик, вследствие чего возникает вероятность повторной деформации костной ткани. Для устранения этого недостатка помимо легирования и деформационной обработки материала применяется методика нанесения защитного покрытия. Покрытие направлено на снижение коррозионной активности магниевого сплава, выступающего в качестве подложки. Защитный слой наносился методом магнетронного распыления в вакууме. Испытания проводили в растворе Рингера, коррозионную активность исследовали по интенсивности выделения водорода при растворении образцов с последующим определением скорости коррозии. По результатам исследований показано, что цинковое покрытие, нанесенное методом магнетронного распыления в вакууме, имеет характер подповерхностного разрушения. Подобранные режимы напыления значительно влияют на толщину получаемых пленок, за счет которой изменяются коррозионные свойства покрытия. Напыление цинка на магний дает краткосрочную защиту за счет барьерного эффекта и катодного действия цинка, что представляет интерес для медицинского применения.

Структура и механические свойства биорезорбируемого цинкового сплава Zn-0,8Li-0,1Ca, подвергнутого интенсивной пластической деформации

2026-05-31T16:38:31+00:00

Биорезорбируемые сплавы, обладающие уникальной способностью к биодеградации и резорбции с постепенным замещением тканевыми структурами, вызывают все больший интерес в имплантационной медицине. Благодаря своей доступности и дешевизне наиболее перспективными биорезорбируемыми сплавами считают сплавы на основе цинка. В статье представлены результаты исследования влияния пластической деформации методом равноканального углового прессования по типу конформ на микроструктуру и свойства перспективного цинкового сплава Zn-0,8Li-0,1Ca для медицинского применения. Показано, что РКУП-Конформ приводит к измельчению структуры и формированию высокого комплекса механических свойств: предел прочности и текучести при растяжении составляют 550 ± 13 МПа и 472 ± 10 МПа соответственно, а относительное удлинение – 21 ± 2%. Результаты исследования могут быть полезны для дальнейших разработок в области создания новых материалов для имплантатов.

Кристаллография фазового превращения δ→γ при лазерном сплавлении в порошковом слое мартенситной стали 17-4 PH

2026-05-19T12:10:14+00:00

Настоящая работа посвящена исследованию малоизученного фазового превращения δ-феррита в аустенит (δ→γ) в сталях. С этой целью метод дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD) был применен для исследования микроструктуры, сформированной в процессе лазерного плавления в слое (L-PBF метод) мартенситно-стареющей стали 17-4 PH. Установлено, что фазовое превращение протекает по двум различным механизмам: сдвиговому и диффузионному. Ориентационные соотношения между δ-ферритом и аустенитом варьировались в широком диапазоне между классическими соотношениями Курдюмова–Закса и Нишиямы–Вассермана. Важно отметить, что превращение сопровождалось строгим отбором кристаллографических вариантов с явным предпочтением в пользу двойниковых вариантов.

Двухэтапная деформация титанового сплава ВТ8М-1 с формированием ультрамелкозернистой структуры в деталях для авиации

2026-06-25T18:11:36+00:00

В статье представлен анализ эволюции микроструктуры, текстуры и механических свойств жаропрочного титанового сплава ВТ8М-1, применяемого для изготовления деталей в авиации, при двухэтапной деформации, позволяющей сформировать и сохранить ультрамелкозернистую (УМЗ) структуру в готовом изделии. Первоначальная деформация сплава проводилась методом ротационной ковки (РК) при 750 ºС. Применение РК как промышленного метода способствует сформированию длинномерного полуфабриката для дальнейшего применения. Последующая деформация для создания готового изделия проводилась методом изотермической штамповки при пониженной температуре по сравнению со стандартным режимом. Первый этап деформации приводит к измельчению бимодальной структуры сплава ВТ8М-1 с сохранением крупных первичных α-зерен и образованию сильной металлографической и кристаллографической текстур. На втором этапе деформации в сплаве проходит частичная рекристаллизация, но структура сохраняется в УМЗ диапазоне. Металлографическая текстура становится менее острой из-за смены схемы деформации. Кристаллографическая текстура также частично ослабевает, но показывает разворот решетки в сторону оси сжатия при штамповке для облегчения деформации за счет базисных систем скольжения. Анализ механических свойств показывает, что применение ротационной ковки и последующей штамповки позволяет сохранить повышенные прочностные характеристики по сравнению с крупнозернистым состоянием. Применение представленного метода формирования изделий с повышенными механическими свойствами является перспективным в производстве авиационных деталей и конструкций.

Сравнительное исследование сплавов на основе бинарного эквиатомного сплава Ni50Mn50, легированного 10 ат.% Ti

2026-06-25T18:24:58+00:00

Изучению сплавов на основе системы Ni₂MnMe посвящено огромное количество исследований, поскольку в них реализуется термоупругое мартенситное превращение (ТМП), которое обеспечивает эффект памяти формы, в том числе и магнитоуправляемый. В зависимости от легирования в данной группе сплавов можно регулировать температуру МП. В последние десятилетия начали изучаться сплавы на основе системы Mn₂NiMe, особенно легированные титаном. Однако исследования сплавов этой группы на данный момент проведены в недостаточном количестве. В работе исследовано влияние легирования 10 ат.% титана на бинарный сплав эквиатомного состава Ni₅₀Mn₅₀ с замещением марганца в одном составе и с замещением никеля – в другом. Установлено, что и в том и в другом случае понижаются температуры МП. Для сплава Ni₅₀Mn₄₀Ti₁₀ M_s = 510 К, а для сплава Ni₅₀Mn₄₀Ti₁₀M_s = 420 К. Изменение микротвердости не коррелирует с изменением температуры МП. В первом случае она незначительно повышается, а во втором уменьшается практически в 2 раза. Методом рентгеноструктурного фазового анализа (РСФА) установлено, что в первом сплаве наблюдается только орторомбический 10М-мартенсит, а во втором моноклинный 10М-мартенсит и вторая фаза с гексагональной кристаллической решеткой. На изображениях микроструктуры, полученных методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), представлена зеренная структура с пакетами мартенситных пластин. В сплаве Ni₅₀Mn₄₀Ti₁₀ дополнительно наблюдаются зерна без мартенсита. В них наблюдаются дендритоподобные выделения.

Сопротивление ударным нагрузкам высокохромистой мартенситной стали с низким содержанием азота и высоким содержанием бора

2026-06-25T18:33:09+00:00

В работе изучено поведение новой высокохромистой мартенситной стали с пониженным содержанием азота (0,0007 мас.%) и повышенной долей бора (0,015 мас.%) при динамическом нагружении в широком интервале температур. Микроструктура представляет собой отпущенный троостомартенсит (средняя ширина реек 320±30 нм), плотность дислокаций составляет 1,5 × 10¹⁴ м⁻², δ-феррит не выявлен. Обнаружены карбиды M₂₃C₆ (средний размер ~70 нм), единичные включения M₆C и частицы NbX. При комнатной температуре ударная вязкость превышает 200 Дж/см², что значительно выше нормативных требований для котельных и турбинных сталей. Порог хладноломкости (середина между верхним и нижним шельфами) составляет 0 °C. При температуре выше –20 °C работа зарождения трещины стабилизируется на уровне 60±7 Дж, тогда как работа её распространения возрастает за счёт увеличения доли вязкой составляющей. Фрактографический анализ демонстрирует расширение области стабильного роста трещины и сужение зоны нестабильного разрушения при повышении температуры, вплоть до полного исчезновения последней при 60 °C. Разработанная сталь 10% Cr–3% Co–0,2% Re с низким содержанием азота и высоким содержанием бора отличается высокой ударной вязкостью при комнатной температуре (~200 Дж/см²) и удовлетворительным порогом хладноломкости (~0 °C), что открывает перспективы её применения в элементах энергоустановок со сверхкритическими параметрами пара.