Проведен термодинамический анализ высокотемпературных взаимодействий в системах В – Н – N, Cr – В – H – N, Cr – В – Cl – H – N, Cr – В – О – C – H – N, соответствующих процессам «газификации» бора и синтеза диборида хрома в условиях плазменного потока с использованием различного хромсодержащего сырья. Установлено, что в системах Cr – В – H – N и Cr – B – O – C – H – N 100 %-ый выход диборида хрома возможен при стехиометрическом соотношении Cr:В, 3-кратном избытке водорода, обеспечивающего «газификацию» бора, при температуре 2150 – 2800 К. В системе Cr – В – Cl – H – N 100%-ый выход диборида хрома возможен при стехиометрическом соотношении Cr:В, 6-кратном избытке водорода для восстановления CrCl3 до Cr и «газификации» бора при температуре 2150 – 2800 К. Образование диборида хрома происходит по предполагаемому механизму «пар – расплав – кристалл» с участием бороводорода состава ВН2, что позволяет прогнозировать возможность достижения его высокого выхода в реальных условиях синтеза.

Исследована кинетика диссоциации порошкообразной (0 – 0,05 мм) и кусковой (12 12 12 мм) бакальской сидеритовой руды на дериватографе ОД-102 в различных газовых средах (гелии, воздухе и диоксиде углерода). Изучен механизм процесса и получены кинетические параметры разложения при неизотермическом нагреве с применением комплексного метода, основанного на допущении, что неизотермическую реакцию в бесконечно малом промежутке времени можно рассматривать как изотермическую. Кинетический анализ диссоциации порошка проведен с использованием модели снижающей среды. Получены кинетические уравнения диссоциации порошков сидеритовой руды в разных газовых атмосферах, рассмотрены закономерности декарбонизации кусковой сидеритовой руды. Результаты работы могут быть использованы для оптимизации конструктивных и режимных параметров работы шахтных печей для обжига сидеритовых руд.

Проведено компьютерное и физическое моделирование деформированного состояния металла при ковке прокатных валков массой 1,2 т. Протяжку слитка массой 7 т (для ковки двух валков) проводили на гидравлическом прессе усилием 20 МН в комбинированных бойках. Изучали деформированное состояние поковки после первого обжима (одностадийное деформирование), после кантовки и последующего обжима (двухстадийное деформирование). При первом обжатии деформация проникает до центральных слоев поковки, при втором распространяется на большую площадь ее сечения. Компьютерное и физическое моделирование показало адекватные результаты.

Представлены экспериментальные значения зависимости твердой фазы от содержания углерода в стали и математические модели, описывающие эту зависимость.

Приведен анализ работы существующих кинематических схем щековых дробилок. Определено, что щековая дробилка с плоскопараллельным движением подвижной щеки является при достаточно простой кинематической схеме наиболее производительной.

Рассмотрены различные подходы к расчету уширения металла при прокатке сортовых профилей простой формы. Проведен анализ особенностей моделей Берковского, ВНИИМЕТМАШ, МГТУ, Смирнова и конечно-элементной модели DEFORM-3D. Приведены результаты расчетов и их сравнение с экспериментальными данными, полученными на станах 250-1, 250-2, 300-3 ОАО «ММК». Даны рекомендации по дальнейшему совместному использованию формулы МГТУ и модели DEFORM-3D.

Показана возможность снижения содержания кислорода в металле сварных швов при автоматической дуговой сварке под флюсом при введении во флюс углеродсодержащей добавки. При этом уменьшается содержание неметаллических включений, улучшаются механические свойства (в том числе увеличивается ударная вязкость металла сварных швов при отрицательных температурах). При введении до 6 % добавки во флюс АН-348А содержание углерода в металле шва при сварке низколегированной стали не превышает допустимых значений и не оказывает существенного влияния на твердость металла.

Выявлены закономерности формирования в поверхностном слое покрытия состава Ni – Cr – Al – Y, синтезированного методом plasma spray на поверхности теплостойкого сплава GH33, многофазного наноразмерного состояния, характеризующегося повышенными физико-механическими свойствами. Последнее достигается в условиях сверхскоростного нагрева до температур плавления с последующим сверхскоростным охлаждением поверхностного слоя вследствие отвода тепла в объем интегрально холодного материала при высокоинтенсивном электронно-пучковом облучении в субмиллисекундном диапазоне времени воздействия пучка электронов.

Проведен расчет энергии связи примесей с границами зерен в железе, меди, никеле и серебре. В основу расчета положено предположение о подобии структуры большеугловых границ структуре жидкости, что дало возможность использовать диаграммы состояния растворитель – примесь.

Исследована возможность образования метастабильных фаз на границе раздела двух металлов с ограниченной растворимостью (Си – Fе) при различных условиях приложения динамической нагрузки. Показано, что такие фазы могут являться продуктами твердофазных реакций, проходящих при высоких давлениях. В случае взаимодействия кумулятивной медной струи со стальным стержнем происходит образование твердых растворов замещения на основе ГЦК решеток железа и меди соответственно в более широких областях, чем это возможно по диаграмме фазовых равновесий. При взаимодействии твердофазных образцов стали и меди, подвергнутых совместной осадке, могут формироваться продукты механохимических реакций, имеющих структуру, отличную от структуры исходных компонентов. Под действием механических нагрузок в твердых образцах меди и стали в зонах точечных контактов при ударе создаются высокие концентрации напряжении. В результате происходит переключение химических связей и механохимические реакции, которые могут проходить со скоростью, равной или большей скорости звука.

Выполнено облучение стали 20Х23Н18 потоком электронов. Выявлено существенное (примерно до 2,3 раза) измельчение зеренной структуры поверхностного слоя. Показано, что многоцикловая усталость стали, предварительно обработанной электронным пучком, сопровождается увеличением среднего размера зерен в зоне разрушения материала.

Представлены результаты исследования влияния электрического потенциала на микротвердость плоскости (0001) монокристалла цинка. Установлено, что микротвердость уменьшается экспоненциально с увеличением абсолютного значения потенциала. Проведены количественные оценки, которые показывают, что снижение микротвердости может быть объяснено уменьшением удельной поверхностной энергии за счет электризации, которое изменяет условия зарождения и движения деформационных дефектов.

Выполнено моделирование на парафине формирования корочки стальной заготовки в кристаллизаторе с использованием жидкокристаллического детектора. Процесс исследовался в момент заполнения кристаллизатора с наклонными стенками расплавом. Новизна результатов характеризуется отсутствием в современной литературе методики исследования формирования заготовки в кристаллизаторе с использованием жидких кристаллов.