ТОМ 95, №7

УЧЕТ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ В ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ПРЕГРАД
На основе дискретной модели неоднородной сплошной среды показана возможность построения моделей сложных гетерогенных и градиентных сред. Сделано обобщение указанной модели на конструкционные металлы, обладающие разбросом механических свойств в некотором диапазоне величин. Выполненные расчеты, моделирующие процесс пробития алюминиевой преграды, которая обладает нормальным распределением предела текучести, показали реалистичное соответствие результатов расчета экспериментальным данным  
Автор:  В. М. Фомин, А. Е. Краус, Е. И. Краус, И. И. Шабалин, А. Е. Бузюркин
Ключевые слова:  уравнение состояния, разрушение, численное моделирование, механические свойства, гетерогенные материалы, ударные волны
Стр:  1671

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ ПОДХОДОВ К НЕЛОКАЛЬНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ
Представлен новый нелокальный вариант модели Гурсона–Твергаарда–Ниделмана, включающий новую схему делокализации определяющих соотношений. Схема делокализации обладает эффектом запирания поврежденности, который позволяет повысить точность моделирования процессов разрушения и избежать чрезмерной диффузии поврежденности материала. В качестве альтернативного подхода рассмотрена нелокальная термодинамически совместная модель накопления повреждений, разработанная ранее. Для обеих моделей представлены эффективные схемы интегрирования определяющих соотношений. На примере задачи о разрушении полосы с отверстием проведено сравнение результатов моделирования по обеим моделям. Несмотря на то, что рассматриваемые модели основываются на принципиально различных гипотезах, предсказываемые интегральные характеристики и распределения пластических деформаций совпадают с высокой точностью. Совпадение предсказаний двух разных моделей значительно усложняет выбор модельных гипотез на основе интегральных характеристик. Однако установлено, что для двух моделей наблюдается значительное расхождение в предсказаниях локальной эволюции пористости материала. Таким образом, при наличии достоверных экспериментальных данных о локальном повреждении материала этот эффект может быть положен в основу новых протоколов выбора и калибровки моделей.  
Автор:  В. С. Ключанцев, А. В. Шутов
Ключевые слова:  нелокальная механика повреждений, большие деформации, модель Гурсона–Твергаарда–Ниделмана (Gurson–Tvergaard–Needleman), метод конечных элементов
Стр:  1680

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОМОЩИ МЕТОДА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
В рамках метода молекулярной динамики исследована зависимость объемного модуля упругости металлов от размера наноструктуры. Для этого использована разработанная авторами оригинальная методика численного эксперимента. Показано, что для всех исследуемых металлов, начиная с некоторого критического размера, объемный модуль упругости возрастает с уменьшением размера наноструктуры.  
Автор:  А. В. Уткин, В. М. Фомин
Ключевые слова:  метод молекулярной динамики, объемный модуль упругости, наноструктура, нанокластер
Стр:  1693

КРИТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ПОВРЕЖДЕННОСТИ КОМПОЗИТОВ И ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ
Дуальность закономерностей перехода от дисперсного накопления повреждений к макроскопическому разрушению, представленная в двухпараметрических критериях разрушения, связывается с двумя типами сингулярных решений в твердых телах с дефектами: автомодельным промежуточно-асимптотическим распределением напряжений в окрестности вершины трещины и автомодельной кинетикой локализации поврежденности. В дополнение к значению коэффициента интенсивности напряжений два дополнительных параметра (когезионная прочность и когезионная длина) определяются кинетическими условиями формирования зон разрушения на характерных пространственных масштабах при достижении напряжениями критических значений в зонах локализации поврежденности. Данные параметры связаны с нелинейной автомодельной кинетикой локализации повреждений и существование двух автомодельных решений определяет различные стадии разрушения, включая зарождение и распространение трещин, разрушения образцов при наличии концентраторов. Стадийность развития разрушения в присутствии двух типов автомодельных решений исследуется экспериментально на основе данных по кинетике развития трещин в ПММА и данных DIC при деформировании композитного образца с круговым концентратором, демонстрирует аналогичную динамику стадийности разрушения, подтверждающую возможность использования двухпараметрических критериев для описания стадийности разрушения.  
Автор:  О. Б. Наймарк, С. В. Уваров, М. В. Банников, Ю. В. Баяндин, А. С. Никитюк
Ключевые слова:  критическая динамика, поврежденность, двухпараметрические критерии, DIC, фазовые портреты
Стр:  1699

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ ОТ ИХ РАЗМЕРА
Выполнено численное моделирование процесса плавления наночастиц алюминия с использованием методов молекулярной динамики. Установлено, что плавление частиц алюминия зависит от потенциала их взаимодействия и от типа симметрии частиц. Исследована зависимость температуры плавления наночастиц алюминия от их размера.  
Автор:  И. А. Бедарев, С. А. Лаврук
Ключевые слова:  метод молекулярной динамики, плавление, наночастицы, алюминий
Стр:  1720

ИЗНОСОСТОЙКИЕ ДЕТОНАЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ КАРБИДА ХРОМА ДЛЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
Проведено систематизированное исследование нанесения детонационным способом износостойких покрытий из композитных порошков на основе карбида хрома, используемых для упрочнения деталей, работающих при температурах до 870 ^oC. Выполнен комплексный анализ характеристик покрытий, получаемых из порошков российских и зарубежных производителей. Рассмотрены композит в виде механической смеси и порошки, полученные плакированием и методом Spray-Dry. С помощью численного кода рассчитаны ускорение и нагрев частиц напыляемого порошка и определены оптимальные режимы напыления. Измерены твердость, пористость, износостойкость и прочность связи получаемых покрытий. Проведена сравнительная характеризация остаточных напряжений. Изучено влияние дистанции напыления в диапазоне от 50 до 400 мм и угла наклона обрабатываемой поверхности до 60 ^o . Показано, что при напылении на двухтопливной смеси повышается плотность и износостойкость покрытия и полностью исключаются остаточные напряжения растяжения. Адгезия получаемых покрытий превышает 150 МПа и абразивная стойкость лучшего покрытия характеризуется удельным износом около 3 мм³ /1000 об. по стандарту ASTM G65, что в 5 раз превосходит стойкость сплавов, применяемых для изготовления деталей газовых турбин.  
Автор:  И. С. Батраев, К. В. Иванюк, Д. К. Рыбин, В. Ю. Ульяницкий, А. А. Штерцер
Ключевые слова:  детонационное напыление, износостойкие покрытия, карбид хрома, микроструктура, адгезия, остаточные напряжения
Стр:  1725

КР-СПЕКТРОСКОПИЯ ИМПАКТНЫХ АЛМАЗОВ ПОПИГАЙСКОЙ АСТРОБЛЕМЫ, ТЕРМООБРАБОТАННЫХ ПРИ 5.5 ГПа
Приведены экспериментальные данные по КР-спектрам и поверхностной графитизации импактных алмазов Попигайской астроблемы, термообработанных при 5.5 ГПа в широком интервале температур (1500–2250^oC). Установлено, что светлые (без включений графита) импактные алмазы чрезвычайно устойчивы к термобарическому воздействию. Объемная графитизация алмазов не зафиксирована вплоть до 2250^oC при 5.5 ГПа. Темноокрашенные алмазы (с включениями графита) оказались менее устойчивыми к воздействию высоких температур. Их полная графитизация достигпалась при температурах выше 2000^oC. Благодаря чрезвычайной устойчивости импактных алмазов Попигайской астроблемы к термобарическому воздействию они могут быть широко использованы при изготовлении и использовании алмазного инструмента.  
Автор:  А. И. Чепуров, С. В. Горяйнов, Е. И. Жимулев, В. М. Сонин, А. А. Чепуров, З. А. Карпович, В. П. Афанасьев, Н. П. Похиленко
Ключевые слова:  алмаз, графитизация, высокие температуры и давления, КР-спектроскопия
Стр:  1736

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИМПАКТНЫХ АЛМАЗОВ ПОПИГАЙСКОЙ АСТРОБЛЕМЫ И СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ВЗРЫВОМ
Приведена характеристика импактных алмазов из Попигайского метеоритного кратера, образованных мартенситным путем из графита пород мишени при ударе космического тела. Эти алмазы имеют нанополикристаллическое строение, состоят из двух фаз — кубической алмазной и гексагональной лонсдейлитовой. Отличаются феноменальной абразивной устойчивостью, в среднем вдвое превосходящей абразивную устойчивость монокристальных алмазов. Обсуждается возможность получения аналогичных алмазов путем взрыва. Отмечено, что алмазы, наиболее близкие в структурном отношении, получаются при подрыве смеси графита и гексогена; в полученном таким путем материале присутствует лонсдейлит. Однако в любом случае получаемые взрывом алмазы имеют очень мелкие размеры, несопоставимые с природными.  
Автор:  В. П. Афанасьев, Э. Р. Прууэл, А. Е. Курепин, С. А. Громилов, П. А. Витязь
Ключевые слова:  Попигайская астроблема, алмаз, лонсдейлит, якутит, взрывчатые вещества, ампула сохранения
Стр:  1745

ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ДОБАВКОЙ БОРА МЕТОДОМ МАЛОУГЛОВОГО РЕНТГЕНОВСКОГО РАССЕЯНИЯ
Приведены результаты исследования процесса горения твердых образцов, состоящих из перхлората аммония и связующего с добавками бора и додекаборида алюминия методом малоуглового рентгеновского рассеяния с высоким временным разрешением с использованием скоростной оптической фотосъемки. Проведен анализ сохраненных после горения частиц. Показано, что методика малоуглового рентгеновского рассеяния позволяет фиксировать частицы добавки B и AlB₁₂ непосредственно в волне горения состава.  
Автор:  Э. Р. Прууэл, И. А. Рубцов, А. А. Черемисин, О. Г. Глотов, В. А. Порязов, Г. С. Суродин, А. О. Кашкаров, А. А. Студенников
Ключевые слова:  малоугловое рентгеновское рассеяние, синхротронное излучение, горение бора
Стр:  1751

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СОСТАВОВ АЭРОЗОЛЬНЫМИ И ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Проведены исследования дисперсного состава и массовой концентрации к-фазы, образующейся в процессе горения высокоэнергетических материалов — модельных топлив, содержащих алюминий и бор, при атмосферном давлении и при повышенных давлениях в замкнутом сосуде высокого давления. Определены распределения частиц по размерам, а также массовые концентрации взвешенной дисперсной фазы в широком диапазоне размеров частиц и давлений.  
Автор:  А. А. Черемисин, В. В. Карасев, А. М. Бакланов, С. В. Валиулин, Ю. М. Милёхин, А. Н. Черный
Ключевые слова:  горение, твердое топливо, алюминий, бор, конденсированные продукты сгорания, высокодисперсный оксид
Стр:  1756

ВЛИЯНИЕ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ДОБАВОК В СМЕСЕВЫХ ТОПЛИВАХ С БОРОМ И ДОДЕКАБОРИДОМ АЛЮМИНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ ГОРЕНИЯ
Методом отбора исследовано влияние добавок фторида магния, политетрафторэтилена и гексафторотитаната аммония в смесевом топливе на основе бора или додекаборида алюминия в качестве горючего (37%), перхлората аммония в качестве окислителя и активного связующего на параметры горения топлива. При давлениях 1.2 и 2.4 МПа измерены скорости горения топлива, проведены отборы конденсированных продуктов горения и исследованы остатки горения в виде каркаса. С использованием цериметрического метода химического анализа отобранных продуктов горения определена неполнота сгорания горючего и оценена эффективность его энерговыделения. Показано, что добавление малых количеств (1%) указанных веществ в топливо позволяет регулировать скорость его горения и, в некоторых случаях, повысить эффективность энерговыделения  
Автор:  О. Г. Глотов, В. В. Замащиков, Г. С. Суродин, Н. С. Белоусова
Ключевые слова:  прямоточный воздушно-реактивный двигатель, смесевое топливо, бор, додекаборид алюминия, фторид магния, политетрафторэтилен, гексафторотитанат аммония, скорость горения, конденсированные продукты горения, метод отбора, полнота сгорания, цериметрический анализ, эффективность энерговыделения
Стр:  1764

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ ЧАСТИЦ БОРА В УДАРНЫХ ВОЛНАХ
Разработан численный алгоритм и проведено моделирование воспламенения и горения микрочастицы бора диаметром от 7.5 до 20 мкм в кислороде за отраженной от стенки ударной волной. Математическое моделирование основано на модифицированной PSU-модели горения бора. В модели учтено кипение бора. Получена динамика воспламенения и горения частицы, включающая нагрев оксидного слоя В₂О₃ на поверхности частицы, его плавление, испарение, нагрев чистой частицы бора, его плавление, кипение и соответствующие химические реакции. Выполнена верификация вычислительного алгоритма по экспериментальным данным, получено согласование по времени задержки воспламенения в области температур окружающего газа от 2200 до 3000 K.  
Автор:  И. А. Бедарев, А. А. Сыроватень
Ключевые слова:  воспламенение частиц, горение частиц, бор, ударные волны, численное моделирование
Стр:  1772

КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ПЕРХЛОРАТНЫХ НИКЕЛЕВЫХ ОРГАНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ ПРИРОДЫ ЛИГАНДА
В результате взаимодействия перхлората никеля с этилендиамином, имидазолом и семикарбазидом получены комплексные соединения Ni(En)₃(СlO₄)₂, Ni(Im)₆(СlO₄)₂ и Ni(SC)₃(СlO₄)₂, структура и состав которых подтверждены элементным анализом и методом ИК-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения. Изучена кинетика термического разложения синтезированных соединений в инертной среде в рамках традиционного метода термического анализа в атмосфере гелия при скорости нагрева образцов 5^оC/мин и в условиях их высокоскоростного нагрева (>100^оС/мин) c одновременным определением состава газообразных продуктов термического разложения материала.  
Автор:  А. Г. Шмаков, А. А. Палецкий, О. В. Комова, С. А. Муха, К. А. Дмитрук, О. В. Нецкина
Ключевые слова:  органометаллические комплексы, этилендиамин, имидазол, семикарбазид, перхлорат никеля, кинетика термического разложения
Стр:  1780

ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ РАЗМЕРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ВСТАВОК ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ПЛАСТИН ПОРИСТЫХ МЕТАЛЛОВ
Разработана математическая модель нестационарных процессов лазерной сварки пористых металлов с использованием вставки, размещаемой между торцами соединяемых пластин. Исследовано влияние размеров вставки из непористого металла на качество получаемых соединений и морфологию шва. Численно определены размеры вставок для получения поверхностей соединений с валиком или заподлицо со свариваемыми пластинами. Характеристики соединений пористых титановых и стальных пластин, рассчитанные с использованием металлических вставок, удовлетворительно согласуются с результатами проведенных физических экспериментов, что подтверждает адекватность и достоверность предложенной модели.  
Автор:  В. Н. Попов, А. Н. Черепанов
Ключевые слова:  пористые металлы, лазерная сварка, промежуточная вставка, численное моделирование.
Стр:  1828

СВАРКА ПОРИСТЫХ ПЛАСТИН С КОМПАКТНЫМИ ПЛАСТИНАМИ БОЛЬШЕЙ ТОЛЩИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОМОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК
Проведены экспериментальные исследования по неразъемному соединению пористых и компактных пластин титана и нержавеющей стали различных толщин с использованием непрерывного излучения СО₂-лазера. Установлено, что для получения качественного соединения пластин встык необходимо сквозное проплавление торцевого слоя компактной пластины при смещении оси лазерного луча от границы стыка деталей на некоторое расстояние, необходимое для пропитки расплавленным металлом свариваемой зоны пористой детали. Применение модифицирующих добавок повышает дисперсность и однородность структуры сварного шва, что положительно сказывается на его механических характеристиках.  
Автор:  А. Н. Черепанов, В. О. Дроздов, А. Г. Маликов
Ключевые слова:  лазерная сварка, пористые металлы, наномодифицирование, структура, механические характеристики
Стр:  1836

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТАВА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Диагностика структуры материала изделий необходима для определения последующих технологических операций при производстве изделий. В данной работе предлагается использование синхротронного излучения для исследования фазового состава металлокерамических покрытий с титановым сплавом в качестве матрицы и порошковым боридом титана в качестве армирующих элементов. Сравнение результатов, полученных от дифракции излучения рентгеновской трубки (Cu) и синхротронного излучения, показало, что при необходимости определения фаз, содержащих легкие элементы (в данном случае B), дифракция синхротронного излучения позволяет однозначно выявить TiB в полученном покрытии, тогда как дифракция излучения рентгеновской трубки не позволила однозначно интерпретировать результаты. Таким образом, было показано преимущество синхротронного излучения при дифракционных исследованиях.  
Автор:  Фомин В. М., Анчаров А. И., Булина Н. В., Витошкин И. Е., Голышев А. А., Маликов А. Г., Оришич А. М.
Ключевые слова:  аддитивные технологии, рентгенофазовый анализ, синхротронное излучение, Ti64, TiB
Стр:  1794

РАЗРУШЕНИЕ РАЗНОРОДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЙ-ЛИТИЕВОГО И ТИТАНОВОГО СПЛАВОВ
Проведено комплексное исследование разрушения сварных соединений титанового сплава ВТ20 системы Ti–Al–Zr–Mo–V и высокопрочного алюминий-литиевого сплава В-1461 системы Al–Cu–Li. Швы были получены методом лазерной сварки с различными значениями смещения пути прохождения лазерного луча относительно стыка материалов в сторону сплава ВТ20. На основе механических испытаний, регистрации процесса разрушения швов в инфракрасном диапазоне, анализа изломов с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) установлено значение смещения лазерного луча, при котором достигаются наилучшие механические свойства сварного шва, и установлена соответствующая этим свойствам элементно-фазовая структура шва  
Автор:  Карпов Е. В., Маликов А. Г., Оришич А. М.
Ключевые слова:  лазерная сварка, титановый сплав, алюминий-литиевый сплав, разрушение, термография разрушения сварного шва, элементно-фазовый состав
Стр:  1841

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УДАРНЫХ ВОЛН В КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСТОЧНИКОВ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Обсуждаются постановки скоростных рентгенографических экспериментов по регистрации взаимодействия ударных волн в конструкционных материалах с использованием синхротронного излучения на примере поликарбоната и магния. Реализованы режимы отражения ударной волны от преграды, столкновения встречных ударных волн в цилиндре и схождения ударной волны с боковой поверхности цилиндра к его центру. Показаны различия в механике массовых потоков, возникающих в поликарбонате и магнии, при воздействии на них ударных волн  
Автор:  Кашкаров А. О., Прууэл Э. Р., Тен К. А., Рубцов И. А., Смирнов Е. Б., Бирюкова М. А.
Ключевые слова:  ударные волны, конструкционные материалы, откольное разрушение, поликарбонат, магний, синхротронное излучение
Стр:  1801

ПРОЕКТ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КОЛЬЦЕВОМ ИСТОЧНИКЕ ФОТОНОВ СКИФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИИ И КИНЕТИКИ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ В ПЛАМЕНАХ И ПИРОЛИЗА
Проект станции синхротронного излучения второй очереди для Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ) "Пламя-2" базируется на опыте, накопленном в ходе разработки станции "Пламя" на накопителе ВЭПП-4 в Сибирском центре синхротронного излучения (СИ). Станция предназначена для изучения процессов горения и термического разложения различных органических соединений методом фотоионизационной масс-спектрометрии с использованием синхротронного излучения вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) диапазона. Использование избирательной фотоионизации излучением ВУФ диапазона при молекулярно-пучковом методе отбора проб из реакционной зоны в пламенах или пиролизаторах позволяет идентифицировать и количественно измерить концентрации атомов, радикалов и других лабильных и короткоживущих соединений, что дает ключевую информацию о химических превращениях в условиях высокоскоростного горения и термического разложения. В работе рассмотрена возможность использования различных генераторов СИ, доступных на накопителе СКИФ, а также оптическая схема станции и концептуальный дизайн ее фронтенда. Также приведены экспериментальные результаты измерения потоков фотонов для станции "Пламя" и расчетные потоки фотонов на образце для станции "Пламя-2".  
Автор:  Золотарев К. В., Ивлюшкин Д. А., Коробейничев О. П., Николенко А. Д., Шатохин А. Н., Шмаков А. Г., Нецкина О. В.
Ключевые слова:  вакуумный ультрафиолет, VLS-решетка, синхротронное излучение, фотоионизация, масс-спектрометрия, топливо, горение, термическое разложение
Стр:  1808

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ (TiB + TiB2 + TiC)/Ti–6Al–4V КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА, СФОРМИРОВАННОГО В ПРОЦЕССЕ IN-SITU СИНТЕЗА ПРИ SLM
Проведено исследование физико-механических свойств гетерогенного материала на основе керамики TiB, TiB₂, TiC, B₄C и металлического сплава Ti–6Al–4V, сформированного методом селективного лазерного плавления. Рассмотрено влияние керамических частиц TiB, TiB₂, TiC, B₄C, образованных в результате in-situ синтеза в процессе лазерного воздействия на микроструктуру и твердость формируемого металломатричного композита. Обсуждены основные механизмы изменения микроструктуры с образованием вторичных керамических включений и проведены измерения твердости на микро- и наноуровне. Установлено, что сформированные в результате in-situ синтеза керамические части резко повышают твердость металломатричного композита в зависимости от состава керамики.   
Автор:  Голышев А. А., Маликов А. Г., Фомин В. М., Филиппов А. А.,  Оришич А. М.
Ключевые слова:  аддитивные технологии, СО2-лазер, карбид бора, Ti–6Al–4V, микроструктура, микротвердость, нанотвердость, in-situ и ex-situ синтез
Стр:  1851

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГАЗОГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ МЕТОДАМИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОМОГРАФИИ И АКУСТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
В рамках программы по развитию неразрушающих методов изучения свойств гетерогенных материалов были проведены исследования по сопоставлению данных о структуре газогидратных отложений ксенона, полученные методом рентгеновской микротомографии со скоростью распространения в них акустических волн. Газогидрат ксенона генерировался в водопесчаной среде при температуре +3^oС и давлении 1 МПа в специально созданной для этих исследований экспериментальной ячейке. Полученные трехмерные рентгеновские изображения структуры с пространственным разрешением порядка 3 мкм позволяли хорошо выделять газогидрат ксенона на фоне водопесчаной среды. Результаты исследований показали, что гидрат формируется путем обволакивания гранул песка, неравномерно распределяясь в теле экспериментальной ячейки. Данные, полученные акустическим зондированием, хорошо согласуются с данными о микроструктуре. Наблюдается характерное увеличение скоростей продольных волн c 1.048 км/с до 1.564 км/с, обусловленное цементацией песка гидратом ксенона.  
Автор:  Купер К. Э., Дробчик А. Н., Дучков А. А., Дугаров Г. А., Шарафутдинов М. Р.
Ключевые слова:  газовые гидраты, рентгеновская томография, синхротронное излучение, акустические свойства гидратосодержащих сред
Стр:  1815

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ К ВЫСОКОСКОРОСТНОМУ СОУДАРЕНИЮ
Впервые проведены экспериментальные исследования сопротивления металлокерамического покрытия, формируемого комбинированным методом (холодное газодинамическое напыление с последующей лазерной обработкой), к высокоскоростному соударению. Показано, что в результате лазерного взаимодействия с ХГН покрытием TiAl–B₄C частицы карбида бора растворяются в металлической матрице и формируются вторичные фазовые соединения TiC и TiB₂. Измерение микротвердости показало, что создаваемое ХГН покрытие, включающее в себя B₄C, Ti и Al, имеет микротвердость 466.3 HV0.3, в то время как микротвердость покрытия после лазерной обработки составляет 1331.3 HV0.1. Исследование высокоскоростного соударения показало влияние формируемых покрытий на размер кратера в подложке. Показано также, что созданное металлокерамическое покрытие (ХГН + лазерное излучение) уменьшает глубину кратера в подложке более чем в два раза, а ширина кратера уменьшается в 1.4 раза по сравнению с образцом без покрытия.  
Автор:  Фомин В. М., Голышев А. А., Маликов А. Г., Филиппов А. А., Шикалов В. С., Ядренкин М. А.,   Оришич А. М.
Ключевые слова:  лазерное излучение, ХГН, металлокерамика, карбид бора, ударное взаимодействие, кратерообразование
Стр:  1821

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ АДДИТИВНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО ГЕТЕРОГЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ
Произведена оптимизация параметров лазерной наплавки порошка алюминида никеля Н85Ю15 для получения единичных треков. В ходе эксперимента изменялись мощность лазерного излучения, скорость сканирования и положение фокуса лазерного луча относительно поверхности порошкового слоя. Обнаружено, что размеры единичных треков уменьшаются с ростом скорости сканирования. Исследована зависимость геометрических характеристик единичных треков от температуры ванны расплава. Микротвердость полученных образцов коррелировала с количеством энергии, сообщенной порошковому слою и температурой ванны расплава. Исследована микроструктура единичных треков. Установлено, что совокупность экспериментальных данных описывается в обобщенных пространственных и энергетических координатах линейной зависимостью. С учетом полученных данных были наплавлены многослойные объекты, проведен анализ элементного состава образцов, выполнено элементное картирование.  
Автор:  Гулов М. А., Маликов А. Г., Филиппов А. А.
Ключевые слова:  аддитивные технологии, лазерная наплавка, оптимизация, никелид алюминия, единичный трек, селективная лазерная плавка, микротвердость
Стр:  1858

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБЛАКА МИКРОЧАСТИЦ С МЕТАЛЛОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЬСОВОГО УСКОРИТЕЛЯ МАСС
Рассмотрен новый электродинамический способ нанесения микрочастиц твердого материала, карбида вольфрама, на поверхность стальной мишени. Разгон порошка, заключенного в пластмассовом контейнере, осуществлялся с помощью рельсового электромагнитного ускорителя, а в качестве толкающего электропроводного элемента использовался "плазменный поршень". Продемонстрировано существенное влияние сопровождающих газодинамических процессов на поток частиц, двигающийся со скоростью около 1400 м/с. Методами электронной микроскопии и наноиндентирования показано значительное влияние микрочастиц на структуру поверхности и механические свойства приповерхностного слоя обрабатываемого материала — повышение микротвердости в 1.4 раза. Обнаружено возникновение тонкого слоя микрочастиц, а также зоны внедрения микрочастиц в структуру металла  
Автор:  В. М. Фомин, Т. А. Брусенцева, А. А. Филиппов, М. А. Ядренкин, Р. Е. Тюстин
Ключевые слова:  рельсотрон, электродинамический ускоритель, карбид вольфрама, стальная мишень, покрытие, наноиндентирование, электронная микроскопия
Стр:  1707

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ