Архив

Методами порошковой металлургии получены пористые материалы из смеси кобальта и никеля с объемной долей пор более 68 %. Установлено влияние соотношения порошков никеля и кобальта, используемых в синтезе пористого материала (в том числе для случаев, когда применяется только никель либо только кобальт), и условий прессования порошков на такие структурные пара- метры, как открытая и закрытая пористость, размер пор.

Исследованы закономерности влияния температуры, скорости и степени деформации, а также режимов термической обработ- ки на микроструктуру и свойства никелевого сплава ЭП741НП, изготовленного методом горячего изостатического прессования. Показано, что проведение гетерогенизирующего отжига приводит к выделению внутри зерен γ-фазы скоагулированных до раз- мера 1,1 мкм выделений γ′-фазы с частично когерентными межфазными границами и создает наиболее благоприятные усло- вия для развития рекристаллизационных процессов при последующей горячей деформации. Определены оптимальные пара- метры деформационно-термической обработки, обеспечивающие формирование в деформированной заготовке из грануль- ного сплава ЭП741НП однородной ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры типа микродуплекс с заданными размерами зерен γ-фазы и некогерентных частиц-зерен γ′-фазы. Показано, что сплав ЭП741НП в УМЗ-состоянии демонстрирует высо- кие сверхпластические (СП) свойства. При температуре 1100 ºС и скорости деформации 10–3 с–1 относительное удлинение составило 630 %, а коэффициент скоростной чувствительности m = 0,57. Показано, что за счет варьирования режимами термической обработки материала с УМЗ-структурой могут быть сформированы микроструктуры с заданными размерами зерен γ-фазы (от 10 до 67 мкм) и когерентными выделениями упрочняющей γ′-фазы, что позволит достичь требуемого ком- плекса жаропрочных свойств в готовой детали. Показано, что проведение термомеханической обработки сплава ЭП741НП с УМЗ-структурой, заключающейся в отжиге в условиях температурного градиента, последующей деформации и термической об- работке в двухфазной области позволяет сформировать по радиусу детали типа «диск» газотурбинных двигателей регламентиро- ванное градиентное изменение микроструктуры (УМЗ-структура типа «микродуплекс» в ступице, типа «ожерелье» в полотне и крупнозернистая с извилистыми границами зерен в ободе) и соответственно обеспечить достижение в ней требуемых функцио- нально-градиентных свойств.

Статья посвящена одному из важных аспектов разработки нового технологического процесса СВС-измельчения для получе- ния магнитно-абразивного материала на основе системы Fe–TiC – исследованию вопросов синтеза карбида титана в условиях соче- тания процессов горения и сдвигового деформирования в реакторе закрытого типа. В этих условиях преимущества при синтезе порошковых материалов позволяют варьировать деформационные параметры (скорость деформирования, внешнее давление), ко- торые оказывают существенное влияние на структурообразование материала. На основе полученных экспериментальных данных показано, что при изменении технологических параметров синтеза и деформационных параметров возможно изменить качество получаемого порошка карбида титана: размер зерна, его форму и морфологию. Методами сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа проведено изучение полученных порошковых материалов. Проведен сопоставительный анализ порош- ков, полученных в условиях СВС-измельчения и традиционным СВС без приложения внешних нагрузок.

Исследованы закономерности синтеза карбида титана с никелевой связкой из порошковой и гранулированной шихты с ис- пользованием титана разных марок ПТМ и ПТМ-1 в спутном потоке инертного и активного газов. Установлено, что горение смесей Ti+C+25%Ni происходит по-разному в зависимости от удельной поверхности и морфологии частиц титана. Для титана марки ПТМ процесс идет с длительным послесвечением вслед за прохождением фронта горения, фазовый состав продукта (TiC, Ni) соответст- вует термодинамическим расчетам. Для объяснения особенностей синтеза предложен двухстадийный механизм взаимодействия системы Ti+C+25%Ni. При горении смеси на основе титана марки ПТМ-1 послесвечение отсутствует, а фазовый состав продукта включает интерметаллиды. Эксперименты показали, что проведение синтеза в потоке азота позволяет изменить фазовый состав продуктов горения смесей на основе титана марки ПТМ-1 и смеси титанов ПТМ и ПТМ-1 в равных долях. Оказалось, что продукты синтеза, полученные из гранулированной шихты без потока газа, представляют собой гранулы, которые не спекаются друг с дру- гом, что облегчает процесс их переработки в порошок. Для порошковой системы при наличии и в отсутствии потока газа, а для гранулированной смеси в потоке аргона независимо от марок титана продукты горения представляют собой прочный спек, который не поддавался дроблению в лабораторных условиях.

Выполнен обзор комплекса теоретических и экспериментальных исследований перспективных технологий получения нано- структурированных композиционных адсорбентов с матричным строением на основе кристаллического цеолита NaX. Проведен выбор исходных реагентов (цеолит кристаллический NaX по СТО 05766575–2009; порошок фторопласта-42 марки Ф-42В по ГОСТ 25428–82; ацетон марки квалификации «чда» по ГОСТ 2603–79 и в качестве реологической добавки – растворитель метилэтилкетон) и композиции «адсорбент – наполнитель – полимерная матрица» при синтезе листовых, гранулированных и блоч- ных композиционных адсорбентов с матричным строением. Разработаны методики исследования физико-химических свойств об- разцов композиционных сорбционно-активных материалов: морфологических и механических; термической устойчивости; опреде- ления изотермы и кинетики сорбции паров воды образцами материалов в статических условиях; определения динамической актив- ности материалов по парам воды и глубины осушки воздуха по точке росы; изучения пористой структуры и определения насыпной плотности образцов композиционных сорбционно-активных материалов.

Рассматривается неизотермическое сдвиговое течение жидкости в криволинейном канале с упругой поверхностью. Представ- лена постановка и численное решение связанной термоупругогидродинамической задачи. Проведено моделирование процесса де- формаций упругой криволинейной пластины под действием переменных гидродинамических давлений в сдвиговом слое методом конечных элементов. Исследуются закономерности влияния различных геометрических, кинематических и физических параметров на термомеханические характеристики и режимы функционирования рассматриваемой системы.

Новые разделительные слои получены на основе фторированных полиимидов (ПИ), нанесенных на диатомитовый носитель. Изучено влияние термической обработки разделительных слоев на их текстуру и хроматографические характеристики. Впервые оценена селективность хроматографических колонок, наполненных новыми адсорбентами. Обнаружено, что селективность адсор- бента зависит от температуры пиролиза в диапазоне от 250 до 1100 oC. Полученные адсорбенты обеспечивают селективное разде- ление постоянных газов и углеводородов при их одновременном присутствии.

Построена универсальная математическая модель процессов тепломассопереноса (теплопроводность в конечном стержне, процесс диффузии в конечной полой трубке, стационарное распределение тепла в полуплоскости). Указанная модель представлена семейством экспоненциальных средних ряда Фурье периодической функции. Уточнены понятия начального условия в случае не- стационарных процессов и понятие граничного условия в случае стационарного распределения тепла. В этой связи устанавливается сходимость средних, порожденных данной периодической функцией, в каждой ее точке Лебега (в частности, в точках непрерывно- сти) и в точках разрыва первого рода. Предложены оценки скорости сходимости. Введено понятие обобщенной задачи Дирихле и установлено, что соответствующее семейство экспоненциальных средних является ее решением.

На основе сформулированных допущений и методов классической теории теплопроводности разработаны математические модели температурных полей клубней картофеля в виде краевых задач теплопроводности, учитывающих наличие внутренних и поверхностных дефектов в виде механически поврежденных или пораженных болезнью тканей картофеля. При этом предполага-ется, что имеющиеся в клубнях и на их поверхностях возможные дефекты плоской, цилиндрической или сферической формы близ- ки к конфигурации внешней поверхности локальных участков клубней. Наряду с трехмерными математическими моделями темпе- ратурных полей клубней картофеля в целом, впервые разработаны математические модели для локальных участков клубней в виде одномерных краевых задач теплопроводности для многослойных систем, записанные в плоской, цилиндрической и сферической системах координат. Представленные в статье математические модели предназначены для использования при проектировании и разработке информационно-измерительной и управляющей системы для сортировки клубней картофеля перед их закладкой на хранение с целью повысить сохранность картофеля во время длительного хранения.