Materials. Technologies. Design

EBSD-анализ Al-Cu-Li сплава (AA2055) после закалки и прокатки с небольшими степенями обжатия

2025-11-14T06:51:19+00:00

В работе исследовано влияние малых (5 и 10%) степеней холодной прокатки на микроструктуру, кристаллографическую текстуру и твердость закаленного Al–Cu-Li сплава (АА2055). Установлено, что деформация инициирует интенсивное накопление кристаллических дефектов и формирование однородной плотной дислокационной субструктуры. Это подтверждается резким увеличением плотности геометрически необходимых границ и существенным ростом твердости в состояниях после прокатки. Показано, что деформация интенсифицирует компоненты текстуры β-волокна и подавляет рекристаллизационные ориентации. Полученные результаты демонстрируют четкую количественную корреляцию между режимами термомеханической обработки, развитием субструктуры и распределением геометрически необходимых дислокаций, что создает научную основу для оптимизации кинетики старения и достижения оптимального баланса механических свойств сплава AA2055.

Сравнительный анализ электролитно-плазменного и ионного азотирования быстрорежущей стали Р6М5

2025-12-11T18:49:33+00:00

В статье исследуется влияние методов поверхностного упрочнения - электролитно-плазменное азотирование (ЭПА) и ионное азотирование (ИА) на свойства и структуру образцов из инструментальной быстрорежущей стали Р6М5 с предварительной пластической деформировацией асимметричным прокатом. Сравнивались время обработки, глубина азотированного слоя и микротвердость поверхности. Методика эксперимента: проведение ЭПА в электролите на основе хлорида аммония и аммиака - 10% NH₄Cl + 5% NH₃ и проведение ИА в тлеющем разряде. Исследования включали в себя измерение микротвердости по Виккерсу.

Формирование микроструктуры и фаз в композитах TiC-TiB2-SiC, полученных методом импульсного лазерного плавления

2025-12-11T19:05:03+00:00

Разработка керамических композитов для экстремальных условий эксплуатации требует применения передовых технологических процессов, позволяющих контролировать формирование микроструктуры и неравновесных фаз. В данной работе изучен композиционный материл TiC-TiB₂-SiC, полученный методом импульсного лазерного плавления. Было исследовано влияние подготовки порошка (измельчение в среде инертного газа в планетарной шаровой мельнице и механическое перемешивание в спирте) и параметров лазерного плавления на микроструктуру и образование неравновесных фаз. Результаты показывают, что измельчение в мельнице в течении 120 минут позволило получить гомогенный порошок, необходимый для стабильного плавления, в то время как смешивание в спирте не позволяет сформировать однородную микроструктуру. Лазерная обработка при напряжении выше 230 В в атмосфере с низкой реакционной способностью обеспечила полную интеграцию фаз. Важно отметить, что быстрая кристаллизация приводит к характерной последовательности неравновесной кристаллизации и, главное, к образованию ранее не описанных перитектических тройных фаз, идентифицированных с помощью EDS-анализа. В данной работе показано, что импульсное лазерное плавление является перспективным методом обработки композитов TiC-TiB₂-SiC, и подчеркивается его уникальный потенциал для обнаружения новых неравновесных микроструктур в сложных керамических системах.

Описание температурного поля при импульсно-дуговой сварке тонколистовых соединений никелевых сплавов с различной разделкой кромок

2025-11-07T11:29:30+00:00

В статье представлена разработка численной модели для описания формы проплавления при импульсно-дуговой GMA-сварке стыковых сварных соединений из жаропрочного сплава ЭП648 толщиной 2 мм на медной подкладке, которая учитывала: симметричную и несимметричную разделку кромок под сварку, энергетические характеристики импульсной дуги с плавящимся электродом диаметром 1 мм и теплоотвод в медную подкладку с обратной стороны шва. Анализ результатов моделирования показал, что для описания формы проплавления при импульсно-дуговой GMA-сварки соединений с симметричной разделкой кромок в 30° и несимметричной разделкой 1 кромки в 50° можно использовать источник нагрева типа двойной эллипсоид Голдака, однако, такая модель источника нагрева лишь приближенно описывает процесс теплопередачи в околошовной зоне шва и вблизи к зоне проплавления со стороны кромки.

Особенности структурообразования при распаде переохлажденного аустенита трубных сталей с различным содержанием хрома

2025-12-11T19:54:38+00:00

Изучены закономерности распада переохлажденного аустенита в низкоуглеродистых трубных сталях с вариативным содержанием хрома (1-13 %) и различными системами легирования (Mn+Nb+V, Mo+Nb+V, Mn+Nb+Ti, Mo+Ni+Nb+V+Ti, Nb+V). Установлены критические скорости охлаждения и формирующиеся при них структурные составляющие. На основе полученных данных разработаны металловедческие принципы для производства нефтегазопроводных и обсадных бесшовных горячекатаных труб. Целенаправленное задание температурно-скоростных параметров охлаждения позволяет получать целевую микроструктуру (бейнитно-ферритную, бейнитно-мартенситную, мартенситно-бейнитную или мартенситную), что гарантирует достижение строго определенных механических свойств и эксплуатационной надежности готовой трубной продукции с содержанием хрома от 1 до 13 %.

От ямочного к межкристаллитному разрушению: роль старения в деградации пластичности Al-Cu-Li сплава

2025-11-28T18:08:33+00:00

В работе исследовано влияние старения на механические свойства и характер разрушения алюминиевого сплава AA2055 (Al-Cu-Li). Образцы подвергали искусственному старению при 165 °C в течение 5, 50 и 150 ч, что соответствует недостаренному, пиковому (максимально упрочнённому) и перестаренному состояниям, определённым по кривой старения. В состоянии пикового старения сплав демонстрирует предел текучести 495 МПа, предел прочности 530 МПа и относительное удлинение ~ 6,2 %. Пластичность резко снижается при переходе от недостаренного (удлинение ~ 24 %) к пиковому состоянию и остаётся на низком уровне после перестаривания. Фрактографический анализ показал, что недостаренный сплав разрушается по механизму вязкого транскристаллитного разрушения с образованием ямок. При длительном старении происходит упрочнение матрицы вследствие выделения фазы T₁ (Al₂CuLi) и одновременная деградация границ зерен, что приводит к локализации пластической деформации и переходу к хрупкому межкристаллитному разрушению. Снижение пластичности с ~ 24 % до ~ 6 % при увеличении времени старения с 5 до 150 ч обусловлено эволюцией наноструктуры выделившихся частиц и сменой доминирующего механизма разрушения – от вязкого (ямочного) к межкристаллитному.

Влияние размера зерна на особенности коррозионного процесса биорезорбируемого сплава ZX10 в растворе Хэнкса

2025-12-11T20:18:48+00:00

Магниевые сплавы долгое время были в фокусе внимания авиаконструкторов за счет их малого веса и высокой удельной прочности. Относительно новое применение магниевых сплавов – саморастворяющиеся (биорезорбируемые) медицинские имплантаты. Такие имплантаты не требуют повторной операции по их извлечению, что означает пониженные риски для здоровья пациента и меньший период реабилитации. Поскольку резорбция в человеческом теле является по сути коррозионным процессом именно коррозионные характеристики являются объектом детального изучения. В данной работе рассмотрены коррозионные свойства, такие как глубина коррозионных повреждений, скорость коррозии и стадийность формирования пассивирующей пленки сплава ZX10 с различным размером зерна: в крупнозернистом (литом) и мелкозернистом (экструдированном) состояниях. Было выявлено, что уменьшение размера зерна способствует снижению скорости коррозии, вероятнее всего за счет формирования более сплошной пассивирующей пленки. Также повреждения на крупнозернистом материале более глубокие и покрывают существенно большую площадь, по сравнению с мелкозернистым материалом.

Влияние частиц Fe3SiAl12 на структуру изломов цилиндрических образцов алюминиевого сплава 6101 в крупно- и ультрамелкозернистом состоянии при статическом растяжении

2025-12-14T09:09:48+00:00

В данной работе представлено сравнение структуры поверхности изломов цилиндрических образцов после статического растяжения до разрушения при комнатной температуре двух структурных состояний сплава Al 6101: после стандартной термической обработки исследовалась крупнозернистая структура и после применения метода равноканального углового прессования по схеме конформ (РКУП-К) - ультрамелкозернистая. В крупнозернистом (КЗ) состоянии сплав, для улучшения его упруго-пластических свойств, подвергался методу термозакалки и старения, что влекло изменение структуры, физико-механических свойств и фазового состава. Для получения ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры применялся метод РКУП-К, который также оказывает большое влияние на улучшение прочностных и других характеристик материала. В более ранних работах был изучен фазовый состав сплава Al 6101 для обоих состояний. В данной работе это исследование дополнено новым результатом: рассматривались включения частиц на основе Fe по границам раздела ямок разрушения. Было показано их преобладающее большинство относительно других включений для крупнозернистого состояния, что делает их одной из главных причин непосредственного разрушения, наряду с другими факторами. Исследования изломов в УМЗ состоянии не выявили преобладающего скопления данных частиц; это позволило сделать вывод, что при формировании УМЗ структуры частицы на основе Fe измельчаются и перераспределяются и их влияние уже не является одним из основных факторов разрушения при статических нагрузках.

Нанесение покрытий из карбида бора методом импульсного электронного испарения твердой мишени

2025-12-11T08:05:57+00:00

Нанесение покрытий из карбида бора методом импульсного электронного испарения (ИЭИ) представляет собой современную технологию, используемую для создания прочных и износостойких покрытий. В работе продемонстрирована возможность нанесения покрытия из карбида бора на твердый сплав ВК8 методом импульсного электронного испарения мишени, с предварительной подготовкой образца. Проведен анализ микроструктуры методом сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазовый анализ. Определено, что после нанесения покрытия на поверхности ВК8 формируется покрытие, содержащее фазу ВС₅. Твердость покрытия составила 30±1,1 ГПа. Полученные результаты открывают перспективы использования данного метода для нанесения защитных, износостойких покрытий на поверхность изделий из твердого сплава.

Снижение неопределенности технологической информации за счет многоэтапной диагностики процесса резания

2025-12-14T15:04:03+00:00

В статье представлены результаты исследования направленные на повышение эффективности управления процессом резания за счет развития средств мониторинга, снижения влияния неопределенности технологической информации и развития технологического оборудования до уровня интеллектуальных технологических систем механической обработки. В статье предлагается методология многоэтапного мониторинга на основе многоканальной диагностики процесса резания с физическим и информационным обоснованием выбора диагностических каналов. Методология построена на результатах анализа системы взаимосвязей свойств материалов, участвующих в процессе обработки, технологических условий обработки и свойств обработанной поверхности, физических закономерностей изнашивания и взаимосвязей состояния инструмента со свойствами обработанной поверхности, а также их сопоставление с результатами экспериментальных исследований с применением современного технологического и лабораторного оборудования, режущего инструмента. Интеллектуальный многоэтапный мониторинг процесса обработки на основе многоканальной диагностики процесса резания позволяет уточнить область допустимых режимов применительно к состоянию элементов технологической системы и выполнить параметрическую оптимизацию с целью гарантированного обеспечения установленных требований к результату механической обработки. Результаты проведенных исследований в полной мере согласуются с теоретическими представлениями о закономерностях процесса резания, формирования параметров качества обработанной поверхности, износа режущего инструмента, а также принципами оптимальности режимов резания.