Acesso aberto Acesso aberto  Acesso é fechado Acesso está concedido  Acesso é fechado Somente assinantes

Nº 3 (2024)

Capa

Edição completa

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Articles

OSOBENNOSTI TITANOVOGO SYR'Ya ROSSII I PERSPEKTIVY EGO ISPOL'ZOVANIYa DLYa PROIZVODSTVA TITANA I EGO PIGMENTNOGO DIOKSIDA

Sadykhov G., Anisonyan K., Zablotskaya Y., Goncharov K., Kop'ev D., Olyunina T., Tuzhilin A., Balmaev B.

Resumo

Приведен анализ характерных особенностей титанового сырья России, отмечены важные исторические аспекты создания титановой промышленности в СССР и развития научных исследований, направленных на решение сырьевой проблемы для дальнейшего развития титановой промышленности страны. На основе результатов многолетних исследований в ИМЕТ РАН месторождения титансодержащих руд России подразделены на четыре промышленных типа: редкометальные титансодержащие, комплексные железо-титан-ванадиевые (титаномагнетитовые), титан-цирконовые пески (циркон-рутил-ильменитовые россыпи) и собственно титановые (лейкоксеновые песчаники Тимана). Описаны руды каждого типа месторождений и обоснованы возможные пути их использования.
Metally. 2024;(3):3-20
pages 3-20 views

ISSLEDOVANIE VLIYaNIYa GORYaChEY PROKATKI I TEMPERATURY NAGREVA POD ZAKALKU NA STRUKTURU I TVERDOST' STALEY Fe-13%Cr, LEGIROVANNYKh AZOTOM, VANADIEM, NIOBIEM

Kostina M., Kudryashov A., Spitsina I., Fedortsov R., Kostina V.

Resumo

Исследованы микроструктура и фазовый состав, твердость трех модельных азотсодержащих сталей с 13%Cr, 0,02—0,2%С, 0,10—0,12%N, микролегированных ванадием и ниобием. Стали находились в разных вариантах структурного состояния: после горячей пластической деформа ции (ковка и прокатка) и после закалки горячедеформированного металла от температур 800—1150 °C. Результаты сопоставлены с литературными данными измерений твердости российских и зарубежных сталей системы Fe-13%Cr-С(0,14—0,5%) после закалки от температур в указан ном диапазоне, известными диаграммами Fe-13%Cr-C(0,1 и 0,2%). Сделана оценка размера зерна при нагревах под закалку во взаимосвязи с фактором растворения частиц избыточных фаз при нагревах. В том числе при анализе использованы данные, ранее полученные авторами методом дифференциальной сканирующей калориметрии, о процессах, протекающих в этих сталях при нагреве. Показана роль азота в изученных сталях для расширения высокотемпературной обла сти существования аустенита. Выявлено влияние легирования ванадием и дополнительного (к ванадию) легирования ниобием на интенсивность упрочнения сталей с 13%Cr и сдерживание роста зерна.
Metally. 2024;(3):21-31
pages 21-31 views

ISSLEDOVANIE STRUKTURY I MIKROTVERDOSTI PLAZMENNOGO POKRYTIYa IZ AUSTENITNOY STALI POSLE FRIKTsIONNOY OBRABOTKI

Kalita V., Komlev D., Radyuk A., Mikhaylova A., Demin K., Rumyantsev B.

Resumo

Исследованы изменения микроструктуры и микротвердости плазменного покрытия из аустенитной стали Fe-23,7Cr-11,9Mn-3,2Ni-0,57C-0,52Si на цилиндрической стальной подложке после фрикционной обработки (ФО) двумя инструментами из быстрорежущей стали Р18М5 при давлении 30 МПа, сдвиговых напряжениях 4 МПа и температуре до 1225 °C. Операцию ФО выполнили при вращении образца с покрытием и дополнительном перемещении инструментов вдоль образующей подложки. Мощность процесса ФО характеризуется сдвигающим усилием инструментов на покрытие и линейной скоростью подложки с покрытием при ее вращении. Максимальная температура покрытия определяется отношением выполненной работы к обработанной площади покрытия. При повышенном термосиловом воздействии инструментов на покрытие и на его границу с подложкой в результате пластической деформации формируются полосы, разрушающие исходную структуру покрытия в состоянии после напыления, с дроблением оксидов на поверхности напыленных частиц. Окисление поверхности покрытия при ФО с одновременным его деформированием приводит к формированию слоев, в которых содержится до 29 об.% равномерно распределенных оксидов округлой формы. Микротвердость покрытия после ФО повышается с 2,95 до 6,1 ГПа в результате уплотнения материала покрытия и сваривания напыленных частиц между собой.
Metally. 2024;(3):32-42
pages 32-42 views

STRUKTURA I KORROZIONNOE POVEDENIE SVARNYKh SOEDINENIY LITOY Cr-Ni-Mo-N-STALI, POLUChENNYKh SVARKOY S NIZKOY POGONNOY ENERGIEY S ISPOL'ZOVANIEM VYSOKOAZOTISTOY SVAROChNOY PROVOLOKI

Kostina V., Kostina M., Kudryashov A., Shibaeva T., Spitsina I.

Resumo

Проведено исследование сварных соединений, изготовленных из пластин толщиной 20 мм литой аустенитной Cr-Ni-Mo-N-стали c высоким содержанием азота (~0,6 мас.%), полученных дуговой сваркой с низкой погонной энергией в защитной среде аргона. По разработанной техно логии сварки получены качественные бездефектные сварные соединения. Показана возможность сохранения при сварке по использованной технологии с низкой погонной энергией сварки высо кого (0,58 мас.%) содержания азота в металле сварного шва. Полученные сварные соединения характеризовались аустенитной структурой металла шва с минимальным количеством отдель ных частиц δ-феррита; в металле шва и околошовной зоне отсутствовали цепочки нитридов по границам зерен. Благодаря этому при испытаниях на электрохимическую коррозию в 3,5%-ном растворе NaCl сварные соединения проявили высокую устойчивость к воздействию данной среды и имели плавную зависимость в координатах плотность тока—потенциал.
Metally. 2024;(3):43-52
pages 43-52 views

ISSLEDOVANIE STRUKTURY, MEKhANIChESKIKh I KORROZIONNYKh SVOYSTV RAZRABOTANNOY AZOTISTOY BEZNIKELEVOY AUSTENITNOY STALI 20Kh15AG10M2

Merkushkin E., Mamchits K.

Resumo

Проведены исследования структуры, механических свойств, а также сопротивления питтинговой и межкристаллитной коррозии безникелевой азотистой (0,26 мас.% N) аустенитной стали 20Х15АГ10М2 после горячей деформации и закалки от 1100 °С. Показано, что сталь после данного режима обработки имеет аустенитную структуру, проявляет высокие механические свойства в испытаниях на растяжение. Характеристики относительного удлинения и относительного сужения составили 57 и 62% соответственно. При этом предел прочности σв = 914 МПа, а условный предел текучести σ0,2 = 503 МПа. По результатам электрохимических исследований стойкости против питтинговой коррозии в 3,5%-ном растворе NaCl исследованная сталь находились в устойчиво пассивном состоянии и показала высокое сопротивление образованию питтингов вплоть до потенциала Еb = 270 мВ, значительно более высокого, чем у стали 08Х18Н10Т. Исследование стойкости против межкристаллитной коррозии методом потенциодинамической реактивации показало, что отношение зарядов реактивации и пассивации стали составило 0,028.
Metally. 2024;(3):53-59
pages 53-59 views

TUGOPLAVKIE INTERMETALLIDY MOLIBDENA, NIOBIYa, KhROMA — OSNOVA NOVYKh ZhAROPROChNYKh KOMPOZITOV (OBZOR)

Kasimtsev A., Yudin S., Volod'ko S.

Resumo

Эффективность газотурбинных двигателей (ГТД) напрямую связана с повышением температуры рабочего газа и, следовательно, рабочих температур во всех контурах установки. Интенсивное развитие инженерии ГТД требует разработки жаропрочных конструкционных материалов нового поколения, способных превзойти по жаропрочности современные никелевые суперсплавы. В качестве потенциальных кандидатов рассмотрены современные тугоплавкие интерметаллиды, такие как Nb3Al, Mo3Si, Mo3Al, Nb5Si3, Cr2Ta и др. Несмотря на высокую жаростойкость и жаропрочность, данные фазы обладают низкой трещиностойкостью даже при высоких температурах, в свете чего возникает необходимость в создании композитных структур, таких как интерметаллид + твердый раствор. Проведен сравнительный анализ механических свойств и жаростойкости композиционных структур интерметаллид + металлическая матрица. Более подробно рассмотрена система Cr-Cr2Ta, которая обладает высокой жаростойкостью, что дает предпосылки для создания жаропрочных сплавов нового поколения для замены существующих никелевых суперсплавов. Отмечено, что порошковая металлургия представляет собой конкурентоспособную технологию по сравнению с методами литья. В частности, представлены данные о современном состоянии в области металлотермического синтеза тугоплавких интерметаллидов.
Metally. 2024;(3):60-75
pages 60-75 views

MEKhANIChESKIE SVOYSTVA I STRUKTURA LITYKh STERZhNEY IZ So-SPLAVA 84KKhSR, POLUChENNYKh ZONNOY PLAVKOY PRI RAZNYKh REZhIMAKh OKhLAZhDENIYa STERZhNYa

Molokanov V., Alpatov A., Krutilin A., Paliy N., Kaplan M., Chueva T., Umnov P.

Resumo

С использованием установленного оптимального режима зонной плавки (ЗП) литого стержня из Со-сплава 84КХСР, обеспечивающего максимальную прочность, получена партия стержней, охлажденных в вакууме, гелии и воде. Проведено исследование структуры и механических свойств материала стержней при трехточечном изгибе и сжатии. Установлено, что при всех принятых режимах охлаждения в стержнях формируется структура одинакового типа, состоящая из продольно ориентированных игольчатых дендритов, плотно упакованных в дисперсной эвтектической матрице. Для всех использованных режимов получены высокие значения прочности при изгибе σв изг = 1970—2220 МПа и сжатии в сж = 2300—2600 МПа. При испытаниях на сжатие установлены экстремально высокие значения упругой деформации ε = 2—3% и низкий модуль упругости Е = 64 ГПа. Общая обратимая деформация по характеру изменения близка к упругой и составляет 5—6%. Излом стержней хрупкий, следы пластической деформации отсутствуют. Отмечены перспективы использования высокопрочных сверхупругих бездефектных околоэвтектических литых стержней, полученных ЗП.
Metally. 2024;(3):76-81
pages 76-81 views

IZMENENIE STRUKTURY I MIKROTVERDOSTI TANTALA V USLOVIYaKh IMPUL'SNYKh PUChKOVO-PLAZMENNYKh VOZDEYSTVIY RAZNOY INTENSIVNOSTI

Borovitskaya I., Pimenov V., Maslyaev S., Demina E., Demin A., Morozov E., Epifanov N., Mikhaylova A., Latyshev S., Bondarenko G., Matveev E., Gaydar A.

Resumo

Проведено исследование воздействия импульсных потоков высокотемпературной плазмы и ионов D+ и He+, генерируемых в двух установках Плазменный фокус с энергозапасом Е до ~1 MДж (установка ПФ-1000) и Е ≈ 5 кДж (ПФ «Вихрь»), на листовые образцы из тантала. Определены общие черты и различия в изменении микроструктуры, текстуры и микротвердости их поверхностных слоев после облучения. Выполнено численное моделирование воздействия быстрых ионов D+ и He+ на танталовую мишень в условиях, соответствующих проведенным экспериментам. Расчеты показали, что при облучении в режиме, реализованном на более мощной установке ПФ-1000, за 1 импульс испаряется поверхностный слой ~6 мкм, что превышает глубину проникновения ионов D+ и He+ с энергией 100 кэВ в танталовую мишень (1,1 мкм для D+ и 0,6 мкм для He+). В то же время в более мягком режиме облучения с использованием установки ПФ «Вихрь» толщина испаренного слоя (~0,5 мкм) меньше глубины проникновения ионов. Следствием этого являются более выраженные изменения в микроструктуре после облучения в ПФ «Вихрь»: появление множества кратеров (следов выхода имплантированного газа) и микротрещин, образованию которых способствуют дополнительные напряжения, создаваемые этими газами в тантале, а также термические напряжения, возникающие на стадии охлаждения. Имплантация газовых ионов приводит к увеличению микротвердости поверхностного слоя в образцах, облученных гелием или дейтерием в экспериментах на ПФ «Вихрь», в то время как после облучения дейтерием в установке ПФ-1000 микротвердость или не меняется, или незначительно снижается. В поверхностных слоях облученных образцов формируется текстура, обусловленная направленным теплоотводом при охлаждении и кристаллизации оплавленного слоя. Основной чертой изменений является увеличение интенсивности рефлексов от семейства плоскостей {211}, более выраженное в образцах, облученных в ПФ «Вихрь». Исследовано влияние типа рабочего газа (дейтерия или гелия) на микроструктуру, текстуру и микротвердость поверхностного слоя после облучения образцов тантала в установке ПФ «Вихрь». Заметной разницы в изменениях морфологии поверхности и текстуры при использовании дейтерия или гелия не обнаружено. В то же время микротвердость значительно больше повышается при использовании в качестве рабочего газа гелия, чем при использовании дейтерия.
Metally. 2024;(3):82-93
pages 82-93 views

VLIYaNIE KRITIChESKOGO PEREGREVA RASPLAVOV NA VID KRISTALLIZATsII

Frolova S., Sobol' O., Pokintelitsa E., Savenkov N.

Resumo

Методами циклического термического анализа изучены условия перехода от квазиравновес ной кристаллизации (КРК) к неравновесно-взрывной (НРВК) для ряда легкоплавких металлов и сплавов в одинаковых условиях эксперимента. Установлено, что переходы КРК⇆НРВК зависят от соответствующих критических перегревов расплавов. Результаты работы трактуются на базе кластерно-коагуляционной модели кристаллизации.
Metally. 2024;(3):94-97
pages 94-97 views