Исследовано влияние нанокомпозитных покрытий на основе Fe–Cr–Ni–N, нанесенных на образцы из высокопрочной стали 38ХН3МФА с помощью магнетронного напыления при разном парциальном давлении азота в условиях ионной бомбардировки и нагрева подложки на износостойкость и нанотвердость металлического компонента при работе в паре трения «сталь 38ХН3МФА –полиамид ПА-66». На основании анализа фазового состава, параметра решеток, среднего размера зерен, определенных рентгеноструктурным методом, обсуждается взаимосвязь свойств покрытий с их структурно-фазовым состоянием.

Представлена математическая модель процесса индукционного нагрева детали, построенная на основе метода классических клеточных автоматов. Создана компьютерная программа, реализующая данную модель. Приводятся результаты сравнения картины тепловых полей, наблюдаемых в эксперименте, и модельных данных. Рассматривается возможность использования модели для решения задачи синтеза алгоритмов управления оборудованием и конфигурации индуктора.

Исследовано влияние режимов термической обработки и одноосного растяжения на механические свойства, внутренние напряжения, магнитные характеристики и удельное электросопротивление порошковой стали 50Н2М. Показано, что при термообработке и механическом нагружении в упругой области и в слабых магнитных полях наблюдается аномальное поведение таких магнитных характеристик, как коэрцитивная сила, максимальная магнитная проницаемость и остаточная индукция. Наблюдаемые аномалии анализируются в рамках физической мезомеханики и связываются с пористостью порошкового материала. Показывается перспективность использования подходов физической мезомеханики и измерения магнитных характеристик при изучении поведения пористых ферромагнитных материалов в различных полях внешних воздействий. Исследованные магнитные характеристики позволяют эффективно контролировать режимы термообработки порошковой стали 50Н2М.

В рамках концепции создания многокомпонентных нанокомпозитных покрытий, предполагающей одновременное зарождение островков различных взаимно нерастворимых или малорастворимых фаз при самоорганизации микроструктуры в процессе синтеза, разработаны и получены покрытия системы Al-Cr-Si-Ti-Cu-N. С применением методов рентгеноструктурного анализа, растровой и просвечивающей электронной микроскопии проведено комплексное исследование влияния режимов ионно-плазменного синтеза на особенности микроструктуры, микротвердость, элементный и фазовый состав изучаемых покрытий. Обсуждаются пути оптимизации режимов получения многокомпонентных нанокомпозитных покрытий указанной выше системы.

Показано, что в метастабильной аустенитной стали Fe— 18Cr— 10Ni—Ti в условиях кручения под давлением реализуются локальные обратимые (прямые плюс обратные) (гамма — альфа' — гамма)-мартенситные превращения, которые являются одним из механизмов формирования наноструктурных состояний. Повышение скорости кручения приводит к возрастанию температуры деформации, что способствует обратному (альфа' — гамма)-превращению. Эволюция структурно-фазовых состояний представлена последовательностью: 1) механическое двойникование; 2) зарождение мартенситных пластин в микродвойниковой структуре аустенита с формированием двухфазных (гамма + альфа')-структур, пакетного альфа'-мартенсита, структурных состояний с высокой кривизной кристаллической решетки; 3) обратные (альфа' — гамма)-превращения; 4) фрагментация наноразмерных кристаллов формированием нанодвойниковой структуры в аустените и наноразмерной полосовой структуры эпсилон-мартенсита в альфа'-мартенсите.

Учебное руководство создано известными специалистами из Кембриджского университета. Подробно рассмотрены механические свойства и микроструктуры металлов и сплавов, полимеров, керамик и композитов. Особое внимание уделено характеристикам прочности для различных режимов нагружения, коррозионной стойкости и процессам обработки. На многочисленных примерах дается обоснование инженерных расчетов, необходимых для конструирования в самом широком спектре применений. Учебник является незаменимым источником для инженеров-проектировщиков в промышленности и строительстве по всем направлениям материаловедения и не имеет аналогов в мировой литературе. Для студентов и преподавателей материаловедческих, машиностроительных и общетехнических факультетов, разработчиков, конструкторов и технологов.

Пособие содержит обзорную, теоретическую и экспериментальные части и посвящено научным аспектам поверхностного упрочнения материалов с использованием лазерного и ультразвукового воздействия. В нем рассмотрен системный подход к осуществлению лазерного легирования, или модифицирования поверхности, путем оплавления через жидкую фазу, рассмотрены механизмы упрочнения при ультразвуковой обработке закаленных сталей. Даны рекомендации по применению различных режимов лазерного и ультразвукового упрочнения для обработки изделий машиностроения. Пособие предназначено для студентов, аспирантов, преподавателей технических вузов, а также специалистов в области поверхностного упрочнения материалов.

Потенциальные возможности наноразмерного вещества (1нм=10-9м) вызвали всплеск интереса к вероятным областям его применения. Выяснилось, например, что введение таких частиц в состав макроматериала резко улучшает его характеристики. Традиционно процессы их получения и компактирования разделены в пространстве и времени. Но, как оказалось. эти стадии можно объединить.

В настоящей монографии изложены современные представления о технологических физико-химических методах нанесения покрытий, процессах получения карбидохромовых покрытий, о процессах лазерной, электроразрядной, оптико-кавитационно-абразивной, электроэрозионной размерной обработки покрытий и непроводящих материалов. Изложены экологические аспекты при нанесении покрытий и производстве наноматериалов. При написании использован опыт, наработанный учеными и специалистами ОАО «Научно-производственное предприятие "Полигон-МТ"», ОАО МКБ «Искра» имени И. И. Картукова, кафедры ТОМПВЭ МАТИ— РГТУ имени К. Э. Циолковского, Научного центра порошкового материаловедения (г. Пермь). Авторы заранее благодарны за все возможные замечания и предложения со стороны заинтересованных читателей по содержанию и форме изложения материала и надеются, что предлагаемая книга послужит дальнейшему развитию исследований и инноваций в области нанесения защитных покрытий и высокоэнергетических технологий обработки материалов.

Рассмотрены вопросы повышения износостойкости, коррозионной стойкости деталей машин и механизмов с использованием плазменных, лазерных и микроплазменных методов упрочнения поверхностного слоя. Приводятся результаты исследования процессов упрочнения, а также сведения о материалах, оборудовании и технологических процессах с учетом условий эксплуатации и технико-экономических показателей деталей машин и механизмов. Монография предназначена для научно-технических работников, инженеров и технологов, занимающихся вопросами упрочнения деталей машин, а также для студентов машиностроительного профиля.

Приведены свойства жаропрочных и окалиностойких сталей и сплавов, отвечающих общесоюзным стандартам и техническим условиям. Обобщены сведения об указанных материалах, опубликованные в отечественной и зарубежной литературе. Рассмотрены стли всех классов и сплавы на основе желез и никеля. Для инженерно-технических и научных работников, конструкторов металлургической, машиностроительной, судостроительной, авиационной, автотракторной и других отраслей тяжелой промышленности.

В первой части рассмотрены основы формирования структуры и свойств чугунов, их классификация в зависимости от формы включений графит, влияние химических элементов на структуру и свойства чугуна. Приведены химический состав, механические свойства и микроструктура серого, белого, высокопрочного ковкого и антифрикционного чугунов, Во второй части дана классификация сталей и сплавов, приведены их химический состав, механические свойства и структура. В третьей части рассмотрены состав, структура и свойства меди и сплавов на ее основе (латуней, бронз), подшипниковых сплавов на основе олова и свинца (баббитов), алюминия и его сплавов, цинка и никеля. Структуры различных видов чугуна, стали и цветных металлов иллюстрированы микрофотографиями, приведенными отдельно в Приложениях 1-3. В качестве пособия для студентов средних и высших металлургических, машиностроительных и политехнических учебных заведений, а также работников металловедческих и литейных лабораторий.

В книге приводится краткий анализ использующихся методов оценки термическй усталости и выносливости металлических конструкций материалов, предназначенных для изготовления изделий различного назначения, физической сущности процессов усталостного и термоусталостного разрушения, научно обсновывается зависимость числа циклов до начала и окончательного разрушения от величины упругой и пластической деформации, возникающей за один цикл нагружения, как при постоянной так и изменяющейся по мере приложения многоступенчатой циклической нагрузке. Приводятся справочные данные по характеристикам термической усталости и выносливости широкого круга материалов в различных эксплутационных условиях, описания оригинальных экспериментальых образцов и установок.

В книге изложены результаты исследования закономерностей при термоциклическом воздействии на изменения структурно-фазовых состояний функциональных сплавов со слабой устойчивостью или неустойчивостью в области структурно-фазовых превращений. Поскольку без выяснения физических закономерностей влияния термомеханического воздействия на свойства сплавов невозможна разработка технологических процессов обработки функциональных материалов, постольку в книге широко используются результаты многолетних исследований авторов книги.Известно, что критические температуры и напряжения для мартенситного превращения, например В2-В19, в NiTi очень чувствительны к циклированию. Изучение структурно-фазовых состояний, отвечающих изменениям физико-механических свойств интерметаллидов в области превращений, является необходимым аспектом понимания природы влияния термомеханического циклирования на свойства функциональных сплавов. Именно фундаментальным физическим аспектам устойчивости, влияния структурных дефектов на свойства и структурно-фазовые превращения ОЦК-сплавов посвящена данная книга. Для широкого круга специалистов - научных сотрудников и инженеров, работающих в области материаловедения и физики конденсированных систем, а также преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения.

На основе совместных подходов неравновесной термодинамики и физической мезомеханики предложен термодинамический критерий существования особого класса предпереходных двухфазных наноструктурных состояний в твердых телах вблизи нуля их термодинамического потенциала Гиббса. Такие состояния определяют высокую структурную неустойчивость наноструктур в полях внешних воздействий и лежат в основе различных нанотехнологий по схеме "сборка снизу". Материалы, характеризуемые наноструктурными состояниями, предлагается именовать наноструктурными. Сдвигоустойчивые материалы, далекие от нуля их термодинамического потенциала Гиббса целесообразно классифицировать как наноразмерные.

Приведены способы, режимы и области применения технологических процессов упрочняющей обработки материалов. Даны рекомендации по снижению материалоемкости изделий, справочные сведения о материалах и технологическом оборудовании. Второе издание (1-е изд., 1986 г., выходило под названием "Упрочнение металлов") переработано и дополнено новым разделом по упрочнению неметаллических материалов. Для рабочих машино- и приборостроительных предприятий: может быть полезен преподавателя и учащимся техникумов.

Теоретически и экспериментально исследованы различные методы электронно-лучевой обработки металлических и неметаллических материалов: получение отливок повышенной чистоты из тугоплавких металлов, в частности изготовление новых и восстановление изношенных катодов, мишеней, упрочнение поверхностных слоев сталей из стали и сплавов титана с расплавлением и без расплавления поверхностного слоя; нанесение на поверхность металлических изделий упрочняющих порошковых покрытий; получение неразъемных соединений керамика-металл, металл-металл. Представлены электронно-лучевые технологии получения металлорежущих инструментов, оснащенных пластинками из кубического нитрида бора, упрочнения методами электронно-лучевой наплавки, закалки с расплавлением и без расплавления поверхностного слоя, получения биметаллических катодов, мишеней. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области высокоэнергетических методов обработки материалов, может быть полезна аспирантам и студентам технических вузов.

Отражается современное состояние, основные результаты и тенденции развития фундаментальных исследований, прикладных разработок и промышленного применения лазерных технологий обработки материалов (лазерной стереолитографии, селективного лазерного спекания, резки, сварки, поверхностной обработки, неразрушающей подповерхностной диагностики), а также состояние исследований, разработок, выпуска и применений современных индустриальных лазеров, предназначающихся для технологий макрообработки материалов. Основной акцент делается на детальное изложение результатов работ Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ РАН), выполненных в течение последних 10-15 лет.

Сборник охватывает широкий круг актуальных вопросов по металловедению и коррозии металлов: диаграммы состояния, композиционные материалы, нитевидные кристаллы, жидкое состояние металлов, разработка новых нержавеющих и криогенновязких малодефицитных сталей, ТМО сталей и коррозия металлов в различных агрессивных средах. В настоящий сборник, в отличие от предыдущего, включены исследования по структуре бора, боридным фазам переходных металлов, высокотемпературному окислению хрома, по внедрению некоторых сталей и сплавов в производство, а также по истории техники. Сборник может быть полезен металловедам, термистам, коррозионистам и другим специалистам, работающим по исследованию структуры и свойств различных металлов и сплавов.

В книге обобщены результаты исследований авторов в области адсорбции на глинистых минералах и дан критический анализ этой проблемы в мировой литературе. Освещены особенности кристаллического строения, химия поверхности, адсорбционные свойства и гидрофильность этой интересной группы природных сорбентов. Изучена роль обменных катионов, гидроксильных групп, атомов кислорода, координационно ненасыщенных ионов Al 3+ b Mg2+ в связывании веществ полярной природы глинистыми минералами основных кристалло-химических типов. Развиты представления о кидратации (ольватации) минералов с расширяющейся структурой ячейкой как об образовании поверхностных координационных соединений. Рассмотрены физико-химические принципы регулирования адсорбционных свойств природных силикатов. Книга представляет интерес для научных работников и специалистов, занимающихся проблемами сорбции, ионногообмена, минералогии, созданием, изучением сорбентов и их применением в промышленности и сельском хозяйстве.

Пособие соответствует программе дисциплин "Плазменные электротехнологические установки" направление магистерской подготовки 140400 "Электроэнергетика и электротехника" магистерской программы "Автоматизированные электротехнологические комплексы" и "Техника и технология обработки строительных материалов плазмой" инженерной подготовки 270113 "Механизация и автоматизация строительства" Рассмотрены различные виды электродуговых плазмотронов, показаны области их применения. Главное внимание уделено физическим процессам, происходящим при формировании дугового разряда в плазмотронах, управлению их энергетическими характеристиками и плазменными потоками. Даны примеры опытно-промышленной реализации плазменной обработки материалов. Предназначено для студентов и магистрантов, изучающих указанные выше дисциплины.

В работе проведено исследование влияния учета кинематического упрочнения на напряженно-деформированное состояние преграды при ее ударном нагружении. Упругопластическое деформирование анизотропной преграды моделируется в трехмерной постановке в рамках механики сплошной среды на основе теории течения. На примере транстропного алюминиевого сплава Д16Т численно моделируется поведение упрочняющегося начально анизотропного материала преграды методом конечных элементов. Показаны характер и особенности распределения зон изменения пределов пластичности материала на растяжение и сжатие в преграде при ее ударном нагружении.

В работе численно моделируется на основе уравнений механики сплошной среды динамическое нагружение металлической транстропной преграды стальными ударниками различной формы, но одинаковой массы. Скорости нагружения преграды составляют 300 и 600 м/с. Проведен анализ изменения в различных направлениях пределов текучести материала преграды в процессе его упругопластического деформирования при использовании модели изотропного упрочнения. Ключевые слова: пластичность, динамическое нагружение, упрочнение, численное моделирование, анизотропия.

Методам просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведены экспериментальные исследования механизма деформации монокристаллов стали Гадфильда, ориентированных для растяжения вдоль [111], [144], [011] направлений. Установлено, что при Т=23С с ранних степеней деформации пластическое течение в монокристаллах этих ориентаций связано с развитием преимущественно механического двойникования. Показано влияние числа действующих систем сдвига на скорость деформационного упрочнения.

Экспериментально исследовано движение очагов локализованной деформации в моно- и поликристаллитах металлов и сплавов на стадиях легкого скольжения и линейного деформационного упрочнения. Установлен волновой характер локализации деформации на этих этапах пластического течения, определены скорость распространения волн и закон их дисперсии. Исследованы масштабный эффект и зависимость длины волны локализованной деформации от размера зерна. Предложена качественная интерпретация полученных результатов.

Приведены результаты комплексных экспериментальных исследований и численного моделирования процессов пластической деформации материалов с покрытиями или поверхностным упрочнением на мезо- и макромасштабном уровнях. Показано влияние процессов, развивающихся на границе раздела покрытие - подложка, на развитие пластической деформации всей композиции. На основании полученных данных даются рекомендации по созданию поверхностно-упрочненных материалов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами.