Представлен обзор проведенных специалистами Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета исследований по решению проблем получения качественных и надежных сварочных швов при производстве изделий и конструкций летательных аппаратов. Рассмотрены: газонасыщение металла шва кислородом, водородом и азотом в зависимости от методов разделки свариваемых поверхностей; возможности использования сварки погруженным вольфрамовым электродом титановых образцов из сплава ВТ20, полученных кислородно-керосиновой резкой по необработанным кромкам; взаимодействие и управление процессами перемешивания металла в сварочной ванне, которые оказывают основополагающее влияние на газонасыщение и свойства металла шва. Приведены качественная и количественная оценки этого влияния.

Установлено, что в исследованных тощих и бурых углях сера преимущественно находится в виде органических соединений. Экс- периментальное изучение удаления серы с использованием массспектрометра QMC 230 и инфракрасно-абсорбционного анализатора при металлизации железорудных концентратов углем показало, что этот процесс затруднен из-за адсорбции серосодержащих газов и ее погло- щения восстановленным железом с образованием соединения FeS, которое не восстанавливается углеродом и водородом. Подтверждено, что значительное удаление серы наблюдается лишь в засыпке из оксида кальция по реакции CaO + H2S = H2O + CaS.

В рамках теории плоской деформации поставлена и решена задача для уравнений равновесия в перемещениях, что позволило опре- делить поле термоупругих напряжений в кузнечном слитке многогранного сечения в процессе охлаждения или нагрева. Окружные нор- мальные напряжения в приповерхностных слоях являются растягивающими и превышают предел упругости тогда, когда перепад темпера- тур между осью и гранью слитка достигает наибольшего значения. Методом линий скольжения получено поле пластических напряжений, возникающих при свободной ковке слитка в смешанных бойках. Получен тензор суммарных термоупругих напряжений и пластических напряжений ковки, показывающий возможность образования продольных поверхностных трещин. Результаты приложены к ковке слитка массой 7 т восьмигранного сечения из легированной стали при температурах 1100, 850 и 680 °С.

Приведен способ определения расхода воздуха в ваграночном процессе расчетом количества сгоревшего топлива в единицу времени с использованием экспериментальных значений скорости сгорания углерода топлива или производительности вагранки. Лабораторные и производственные испытания показали, что истинный расход воздуха всегда выше расчетного на 5,4 – 5,6 %, что объясняется утечками воздуха через регулирующие заслонки на трубопроводах к фурмам и газов при открывании металлической и шлаковой леток.

Исследованы термодинамика, условия и механизм синтеза борида CrB2 и карбонитрида Cr3(C0,8N0,2)2 с использованием порошкообразных хрома, бора, метана (природного газа) в плазменном потоке азота. Выявлен и описан одноканальный механизм исследуемых процессов с участием парообразного хрома, продуктов его конденсации, боро- и циановодородов, реализуемый по схеме пар – расплав – кристалл. Определены температурные зоны, в которых происходят процессы формирования газообразных хром-бор- и хром-углеродсодержащих реакционных смесей, боридо- и карбонитридообразования.

Выполнен анализ системы CaO·SiO2 – CaO·Al2O3·2SiO2 – CaO·TiO2·SiO2 . Термодинамический анализ процессов моновариантной и инвариантной кристаллизации показал, что при инвариантном равновесии и при кристаллизации вдоль пограничной кривой, разделяющей поля кристаллизации анортита и сфена, кристаллизация осуществляется по перитектическим реакциям. Определены параметры инвариантного состояния системы (t = 1513 К, аСaO = 0,0407, аSiO  = 0,5268, аAl O  = 0,00003, аTiO  = 0,005). Представлен исправленный вариант диаграммы состояния системы.

Проведены экспериментальные исследования влияния углеродфторсодержащей добавки во флюс АН-67 при сварке стали 09Г2С. Показано, что при использовании добавки уменьшается общее содержание кислорода в металле шва, снижаются загрязненность оксидными неметаллическими включениями и уровень газонасыщенности металла шва, увеличиваются значения требуемых механических свойств и ударная вязкость металла сварных соединений, при этом концентрация углерода в металле сварных швов остается на том же уровне, что и у основного металла.

Исследовано влияние продолжительности облучения расплава наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) на процессы кристаллизации и структурообразования и свойства (твердость, плотность, микротвердость структурных составляющих, коррозионная стойкость, износостойкость) низкокремнистого серого чугуна. Установлено, что увеличение продолжительности облучения расплава НЭМИ способствует повышению температуры начала кристаллизации аустенита, снижению температур эвтектического и эвтектоидного превращений. Физико-механические свойства чугуна изменяются от продолжительности облучения расплава по экстремальной зависимости с максимумами или минимумами при продолжительности облучения 10 – 15 мин. Например, теплопроводность возрастает в 2,0 и более раз.

На монокристаллах хромоникелевого γ-железа, ориентированных вдоль направления [ 11], с низкой энергией дефекта упаковки проведены исследования картин локализации пластического течения при электролитическом насыщении водородом в трехэлектродной электрохимической ячейке при постоянном контролируемом катодном потенциале. На кривой пластического течения при растяжении монокристаллов в исходном состоянии (без водорода) после переходного участка от упругости к развитому пластическому течению наблюдается стадия линейного деформационного упрочнения и стадия параболического (тейлоровского) деформационного упрочнения. На кривой пластического течения монокристаллов аустенитной стали, насыщенных водородом, наблюдаются небольшой зуб и площадка текучести, стадия линейного деформационного упрочнения, далее стадия параболического деформационного упрочнения и стадия предразрушения. Насыщение водородом [ 11] монокристаллов привело к уменьшению предела текучести, увеличению пластичности до разрушения в 1,3 раза и подавлению образования шейки в кристаллах, ориентированных для множественного скольжения. С помощью метода двухэкспозиционной спекл-фотографии определены основные типы и параметры локализации пластического течения на разных стадиях деформационного упрочнения монокристаллов в исходном состоянии без водорода и после насыщения водородом. Установлено, что наводороживание образцов хромоникелевого γ-железа усиливает локализацию деформации на разных масштабных уровнях, приводит к значительным перестройкам в масштабах характерных расстояний между полосами пластических сдвигов и зон локализованной деформации.

Рассмотрена модель нагрева поверхности титана, подвергнутого электровзрывному науглероживанию, при последующей электронно-пучковой обработке. Модель учитывает импульсно-периодический характер обработки и позволяет рассчитывать поле температуры на поверхности с учетом плотности мощности электронного пучка, длительности импульсов и частоты их следования. Проведена оценка времени растворения частиц углеродных волокон при электронно-пучковой обработке, внесенных в оплавляемый поверхностный слой при электровзрывном науглероживании.

Исследованы закономерности модификации структуры при трении в условиях граничной смазки образцов стали 110Г13 в состоянии поставки и после обработки ударным ультразвуком. По данным просвечивающей электронной микроскопии анализируются изменения тонкой структуры поверхностного и приповерхностного слоев и интерпретировано выявленное различие в характере изнашивания образцов обоих типов.

Осуществлена обработка высокоинтенсивным электронным пучком поверхности покрытия ZrO2 + (6 – 8) % Y2O3 , синтезированного на сплаве GH33 методом EB-PVD. Показано, что электронно-пучковое воздействие приводит к выглаживанию поверхности покрытия и формированию наноразмерной структуры, способствующей кратному (более полутора раз) повышению микротвердости модифицированного слоя.

Рассматриваются вопросы исследования микроструктуры и дефектной структуры низкоуглеродистой стали ВСт3сп после комбинированного воздействия равноканальным угловым прессованием и электропластической прокаткой. Показано влияние комбинирования методов обработки на микротвердость и ударную вязкость стали.

Представлены результаты исследования эволюции микроструктуры, фазового состава и механических свойств циркония, легированного ниобием в количестве 1 % (по массе), после интенсивной пластической деформации методом аbc-прессования. Предлагаемые в работе деформационные режимы abc-прессования с различной степенью деформации позволяют формировать в заготовках циркония ультрамелкозернистую структуру со средним размером элементов структуры в диапазоне 0,55 – 0,28 мкм. Дополнительная прокатка обес- печивает формирование ультрамелкозернистой структуры с характерным размером структурных элементов циркония 0,2 мкм и микротвердостью до 2800 МПа. Между микротвердостью и величиной d–1/2 наблюдается линейная зависимость, свидетельствующая о выполнении соотношения Холла-Петча. Увеличение микротвердости циркония достигается за счет измельчения элементов структуры и формирования мелкодисперсной оксидной фазы.

Методами спектрального, рентгенофазового анализов и растровой электронной микроскопии проведено исследование чугуна мар- ки ИЧХ28Н2 в двух состояниях: без добавления и после введения модифицирующей смеси (смеси ультра- и нанодисперсных порошков оксидов d-металлов) c восстановителем криолит (Na3AlF6 ). Определены элементный и фазовый составы, изучена микроструктура металлической матрицы и эвтектики. Установлено, что введение модифицирующей смеси с восстановителем Na3AlF6 приводит к изменению морфологической структуры, изменению соотношения количества основных фаз, а также снижает скорость коррозии и увеличивает коррозионную стойкость.

Изучено влияние импульсного тока на деформационное поведение при одноосном растяжении при комнатной температуре наноструктурного сплава TiNi с памятью формы. Показано, что направление и величина скачков напряжения в исследуемом материале резко отличаются от скачков, наблюдаемых в чистых металлах и сплавах без фазовых превращений при электропластическом эффекте.