ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ИНДУСТРИАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

В статье представлена оригинальная система комплексного анализа банковской экосистемы - методика «организация - рынок - платформа» (ОРП), в рамках которой предполагается последовательная оценка деятельности экосистемы в трех плоскостях. Первый этап ОРП-анализа заключается в анализе экосистемы как организации (фирмы), на которую дополнительно распространяются требования, предъявляемые к финансовым организациям. Эта особенность связана с тем, что в центре банковской экосистемы находится банк. Важно, чтобы анализ базировался на актуальных нормативах и требованиях Банка России и Базельского комитета по банковскому надзору. В рамках этапа «рынок» экосистема анализируется как субъект финансового рынка, поэтому результаты, полученные на первом этапе ОРП-анализа, подвергаются корректировке с учетом рыночной специфики и рыночного тренда (или коэффициента рыночного влияния). Корректировка значений финансовых показателей позволяет существенно повысить значимость полученных результатов. Третий этап ОРП-анализа исследует экосистему как цифровую платформу, анализируя метрики ее активности через экономическое unit-моделирование. Это не только способствует большему пониманию поведения пользователей экосистемы, но и является ключевым элементом в расчете финансовой эффективности привлечения новых клиентов. В статье также представлены две частные конфигурации ОРП-анализа, а также описаны условия их реализации. Анализ, выполненный в соответствии с предложенной методикой, позволяет сделать обоснованные выводы о финансовом состоянии экосистемы. Результаты исследования могут быть использованы как в изучении теоретических основ экосистемного подхода к организации бизнеса, так и в целях формирования методологической базы в области анализа банковских экосистем.

Показано, что социально-демографическое развитие государства в целом, и отдельных регионов в частности является приоритетным направлением обеспечения социально-экономической безопасности страны. Определено, что социально-демографическое развитие выражается в развитии таких показателей как рождаемость, трудоспособность, миграция, уровень и качество жизни. Выделены основные демографические угрозы, к которым в первую очередь относятся депопуляция, деградация института семьи, нерегулируемая миграция, старение населения. Проанализированы статистические данные Калининградской обл. о социально-демографической ситуации в регионе, представленные в виде численности населения, естественной прибыли - убыли населения, миграционных процессов, показан общий прирост постоянного населения за период 2016 - 2022 гг., а также общие итоги миграции за период январь - ноябрь 2023 г. Представлен анализ совокупного объема ввода жилья на территории Калининградской обл. за 2020 по 2022 гг., выделены основные показатели уровня жизни, определены основные проблемы и перспективы социально-демографического развития региона. Изучен опыт реализации социально-демографической политики, представленный в виде реализации социальных программ. Отражены основные приоритетные направления развития социально-демографической политики региона: развитие научно-инновационной сферы, обеспечение устойчивого экономического роста, повышение качества и уровня жизни, развитие человеческого капитала и социальной сферы. Отмечена важность использования комплексного подхода, с помощью которого будет достигнуто стабильное социально-демографическое развитие региона, выражающееся в высоком уровне жизни, положительных демографических показателях, экономической устойчивости.

Представлены результаты лабораторных исследований окисления рельсовой стали марки Э90ХАФ при нагреве до температур 800 - 1200 °С. Угар стали определяли с помощью гравиметрического метода (по потере массы образцов). При проведении лабораторных экспериментов использовали образцы размером 10 ´ 10 ´ (2 ÷ 26) мм. Нагрев образцов проводили в электрической печи сопротивления СУОЛ-0,25.1/12,5-И1 с нагревателями из карбида кремния в атмосфере воздуха. Нагрев проводили до температур 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150 и 1200 °С и выдерживали при постоянной температуре в течение 10, 30 и 50 мин. Для прогнозных расчетов угара получена зависимость, позволяющая определить потери массы стали в зависимости от температуры и времени нагрева. Установлено, что увеличение температуры от 800 до 1200 °С и времени выдержки от 10 до 50 мин. приводит к росту угара с 0,004 до 0,199 г/см2, то есть фактически в 50 раз. Наибольший эффект оказывает рост температуры. Закономерности влияния температурно-временного фактора на угар рельсовой стали хорошо согласуются с теоретическими представлениями о высокотемпературном окислении железо-углеродистых сплавов.

С использованием моделирования процесса продувки расплава в сталеразливочном ковше, проведенного применительно к условиям электросталеплавильного цеха АО «ЕВРАЗ ЗСМК», определены закономерности влияния интенсивности продувки на параметры, характеризующие интенсивность перемешивания металла: мощность перемешивания и эффективный коэффициент диффузии. Показано, что повышение интенсивности продувки инертным газом в широких пределах варьирования данного показателя увеличивает мощность перемешивания вне зависимости от режима истечения газовых струй и направления переноса. При этом влияние удельного расхода вдуваемого в расплав инертного газа на интенсивность перемешивания более выражено для струйного режима продувки по сравнению с пузырьковым, что позволяет определить характеристики процесса гомогенизации расплава при расчете эффективного коэффициента диффузии. На основании статистических исследований определено, что в условиях рассматриваемого цеха увеличение длительности периодов продувки рельсовой стали с интенсивностью более 1,1 м3/мин оказывает значимое влияние на уменьшение отбраковки рельсов из-за наличия неметаллических включений. Полученные результаты теоретических и аналитических исследований явились базой для разработки усовершенствованного режима продувки рельсовой стали инертным газом в процессе обработки на агрегате ковш-печь. Отличительной особенностью усовершенствованного режима является наличие во второй половине продувки периода с повышенной до 1,2 - 1,6 м3/мин интенсивностью подачи инертного газа с продолжительностью не менее 10 мин. Опытно-промышленное опробование разработанного режима продувки инертным газом подтвердило его эффективность с точки зрения рафинирования рельсовой стали от неметаллических включений. В серии из 110 опытных плавок зафиксировано снижение отбраковки рельсов из-за наличия неметаллических включений на 0,6 %.

В настоящей работе представлены результаты комплексного экспериментального исследования влияния слабого постоянного магнитного поля на процесс старения алюминиевого сплава В95пч. Приведены сведения о химическом составе алюминиевого сплава В95пч, режимах термической и термомагнитной обработок и основных экспериментально наблюдаемых закономерностях изменений значений микротвердости, модуля упругости отдельных локальных областей, параметра решетки и параметров тонкой структуры алюминиевого сплава В95пч, состаренного при температуре 140°С, времени отжига от 2 до 8 ч, в постоянном магнитном поле напряженностью 557,0 кА/м и в его отсутствии. Обнаружено, что постоянное магнитное поле в значительной мере влияет на прочностные свойства и структуру сплава В95пч, при этом не изменяет стадийности процесса старения. Установлен так называемый «отрицательный» магнитопластический эффект, величина которого составляет 21 %. Наблюдается корреляции результатов измерения микротвердости и модуля упругости сплава В95пч. При наложении постоянного магнитного поля средний размер блоков когерентного рассеяния становится меньше, а плотность дислокаций и величина относительной микродеформации больше, чем при его отсутствии, что свидетельствует об искаженности кристаллической решетки алюминиевого сплава В95пч. Рентгеновские исследования показали, что временные зависимости параметров решетки и параметров тонкой структуры коррелируют с временными зависимостями микротвердости, что согласуется с основными классическими закономерностями процесса старения. Результаты настоящей работы могут внести свой вклад в создание новых и развитие существующих технологий термообработки алюминиевого сплава В95пч и прогнозирования его физико-механических свойств.

Проведена оценка функционального назначения порообразующих добавок, обладающих различной удельной поверхностью и пористостью. Показана их роль в формировании структуры железосодержащих брикетов. Обоснована технологическая схема получения металлургических брикетов, содержащих технологические добавки. Схема включает механическую подготовку порообразующих добавок, дозирование и первичное избирательное смешивание компонентов с получением структурных агрегатов, вторичную стадию смешивания остальной брикетируемой массы со структурными агрегатами, их вылеживание. Представлена методики проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных. Приведены результаты исследования динамики прироста массы компонентов брикетируемой шихты в составе структурных агрегатов. Проанализированы зависимости прироста массы компонентов шихты от температуры жидкого восстановителя и технологической схемы смешивания компонентов. Проведена оценка конструкции структурных агрегатов, показана их роль в прогнозировании металлургических свойств железосодержащего сырья. Представлен анализ конструкции структурных шихтовых агрегатов на основе порообразующих добавок с различной удельной поверхностью и пористостью. Проведена оценка макро- и микроструктуры рассматриваемого материала, показана их роль в прогнозировании металлургических свойств железосодержащего сырья. Специфическая структура порообразующих добавок способна повысить функциональные возможности высокопористых материалов и создать структурные агрегаты с особыми свойствами. В процессе завершающего брикетирования эти агрегаты, обладающие первичной структурной прочностью, должны ее сохранить и сформировать прогнозируемую структуру брикета. Проанализированы дополнительные показатели, характеризующие массовые соотношения между компонентами структурных агрегатов. Приведены результаты исследования динамики прироста массы структурных агрегатов, сформированных на базовых шихтовых материалах различного фракционного состава.

Развитие инновационной техники, прежде всего авиационно-космической, заставляет перейти от монометаллов к слоистым и многослойным материалам, сочетание различных металлов или сплавов могут обеспечить повышение эксплуатационных свойств и создание новых приборов и изделий. Алюминиево-литиевые сплавы обладают превосходными механическими, эксплуа-тационными и антикоррозионными свойствами, которые позволяют им конкурировать с традиционными сплавами, в том числе с полимерными композиционными материалами. Они являются привлекательными материалами для получения слоистых металлокомпозитов. С помощью холодной продольной прокатки получены образцы пятислойного металлокомпозита из алюминиево-литиевого сплава 1420, дюралюминия Д16 и технически чистого алюминия А0. Представлены фотоизображения макроструктуры полученных многослойных образцов, результаты измерения толщины слоев. По полученным результатам построены графики по изменению деформации слоев. Исследование макроструктуры образцов, полученных чередованием слоев из алюминиевых сплавов 1420 и Д16 со слоями из технического алюминия А0, а также из технического алюминия А0 без применения других сплавов, показало, что положение слоя и свойства материала влияют на степень деформации отдельных слоев. В образцах со сплавами 1420, Д16 и А0 слои алюминия, прилегающие к инструменту, испытывают наименьшую деформацию по сравнению с центральными слоями на первых трех переходах холодной прокатки. По мере увеличения числа проходов (до 5 - 6) степень деформации слоев выравнивается. Толщина внутреннего слоя практически не изменяется вплоть до последней прокатки во всех полученных сочетаниях материалов.

Выполнен анализ различий структурно-фазового состояния и полей внутренних напряжений в зонах локализации деформации и на расстоянии 1 мм от нее для образцов из теплоустойчивой стали марки 12Х1МФ. Исследование микроструктуры образцов осуществляли методом просвечивающей электронной микроскопии на тонких фольгах. Показано, что структура металла всех исследованных участков образцов после деформации до образования зон устойчивой локализации деформаций состоит из феррита и перлита. Занимающий основную часть объема материала феррит присутствует как не фрагментированный, так и фрагментированный. Выявлены отличия в структурно-фазовом состоянии в металле образцов из стали марки 12Х1МФ в зонах устойчивой локализации деформации и на расстоянии от нее. Установленные различия заключаются как в разном процентном соотношении морфологических составляющих микроструктуры (феррита и перлита), в том числе в содержании фрагментированной и не фрагментированной дислокационной субструктуры, так и в количественных показателях (скалярной и избыточной плотности дислокаций, кривизны-кручения кристаллической решетки, амплитуды полей внутренних сдвиговых и дальнодействующих напряжений). Установлено, что после кратковременного испытания до достижения устойчивой локализации деформации не весь объем металла образца имеет одинаковую микроструктуру. Установленные различия структурно-фазового состояния и полей внутренних напряжений в зонах локализации деформации и на расстоянии 1 мм от нее для образцов из теплоустойчивой стали марки 12Х1МФ свидетельствуют о том, что именно в зонах локализации деформации возникновение микротрещин имеет наибольшую вероятность.

В работе рассмотрена эффективность применения технологии прямого легирования вольфрамом при наплавке под флюсом из порошковых проволок, содержащих в качестве наполнителя оксид вольфрама WO3 и восстановители. Показано, что при электродуговом разряде в процессе наплавки могут образовываться вольфрам и (или) химические соединения вольфрама (карбиды, силициды, бориды и другие соединения), в связи с этим возможно использование таких порошковых проволок. Проволоки были опробованы в лабораторных и полупромышленных условиях. Настоящая работа посвящена термодинамической оценке возможности восстановления оксида вольфрама WO3 титаном. Проведены термодинамические расчеты реакций восстановления оксида вольфрама WO3 с использованием титана до температуры 3000 К в стандартных условиях с получением вольфрама и оксидов титана TiO, Ti2O3, Ti3O5, Ti4O7, TiO2. Необходимые для оценки восстановительных свойств термодинамические характеристики реакций в стандартных условиях [∆rН°(Т), ∆rS°(Т), ∆rG°(Т)] для веществ в кристаллическом и жидком состояниях рассчитаны в температурном интервале сварочной дуги 1500 - 6000 К по термодинамическим свойствам [[Н°(Т) - Н°(298,15 К)], S°(Т), ∆fH°(298,15 К)] реагентов WO3, W, Ti, TiO, Ti2O3, Ti3O5, Ti4O7, TiO2. В результате проведенного термодинамического анализа по термодинамическим характеристикам реакций определено, что в результате восстановления WO3 титаном до температуры 2100 К термодинамически наиболее вероятно получение оксида TiO2, при температуре выше 2100 К наиболее вероятно образование оксида Ti4O7. Термодинамически наименее вероятно образование оксидов TiO, Ti2O3, Ti3O5.

Перспективы использования высокоэнтропийного сплава Cantor CoCrFeNiMn в различных наукоемких отраслях промышленности связаны с хорошим сочетанием прочностных и пластических свойств. Начиная с 2004 года, когда был впервые создан и исследован сплав Cantor, в ведущих научных центрах мира выполнен большой объем исследований по влиянию термической обработки и других методов на его механические свойства. В научной школе СибГИУ в течение последних пяти лет решается проблема формирования высоких функциональных свойств высокоэнтропийных сплавов путем создания нанокристаллического состояния поверхности и ее упрочнения электронно-пучковой обработкой. В работе отмечена актуальность традиционного пути изменения свойств сплавов путем легирования. Выполнен краткий обзор работ за последние годы зарубежных исследователей по модифицированию (улучшению) механических свойств сплава Cantor путем легирования разными элементами. Особое внимание уделено легированию алюминием, ниобием, цирконием, широко используемыми при легировании традиционных сплавов. При анализе работ по легированию алюминием отмечено, что замена марганца на алюминий обеспечивает микроструктурную стабильность и высокие функциональные свойства в широком диапазоне температур. Обращено внимание на перспективную стратегию получения сплава Cantor с алюминием из отходов металлургического и машиностроительного производств. Это расширяет диапазон областей практического применения сплава Cantor. Отмечены преимущества легирования цирконием: быстрота индукционной плавки, хорошая химическая однородность, низкая температура плавления из-за образования эвтектики циркония со всеми компонентами сплава Cantor. Увеличение мольной доли ниобия значительно повышает прочностные свойства сплава и его твердость. Это во многом связано с образованием фазы Лавеса. Хорошее сочетание прочности и пластичности при микролегировании ниобием углеродсодержащего сплава Cantor связано с формированием мелкозернистой структуры. Рассмотрены и обсуждены различные механизмы упрочнения.

Сформулирована одна из основных задач современного физического материаловедения по разработке и изучению высокоэнтропийных сплавов последнего поколения. Приведен краткий обзор последних публикаций по перспективным направлениям создания и применения высокоэнтропийных сплавов. Определен набор высоких эксплуатационных характеристик высокоэнтропийных сплавов для использования в современных наукоемких отраслях промышленности: износостойкость, прочность и ударная вязкость, химическая, радиационная и коррозионная стойкость, низкая плотность, сверхпластичность и сверхтекучесть, высокая и низкая теплопроводность, диффузионное сопротивление, низкотемпературный коэффициент сопротивления, экологичность и др. Указаны области перспективного применения высокоэнтропийных сплавов в ядерных реакторах, аэрокосмических двигателях, газо- и нефтепроводах, морских конструкциях, компьютерах и электронных устройствах. Отмечено, что многие высокоэнтропийные сплавы могут быть использованы в продукции двойного назначения. В качестве примера рассмотрено предложение по созданию тонкопленочных высокорезистивных материалов с низким температурным коэффициентом сопротивления методом спиннинга. Получена лента из высокоэнтропийного сплава Кантора неэквиатомного состава и исследованы ее свойства. Высказано и обосновано предположение о дальнейшем развитии высокоэнтропийных сплавов.

Приведены условия, необходимые для функционирования искусственного интеллекта. Определены основные правила успешного ведения образовательной деятельности. Приведены группы математических методов интеллектуального анализа данных. Показана эффективность применения современных методов Data Mining, Big Data и Learning Analytics в сфере образования. Выделены основные типы исследовательских вопросов для анализа и улучшения образовательных технологий с использованием Learning Analytics. Предложен принцип накопительного измерения для оценки условия соответствия, определяющего пропускную способность алгоритмов нейросети и влияющего на успешность обучения. Выделено направление использования искусственного интеллекта при формировании адаптивной среды обучения, предназначенной для конкретного индивидуума с учетом его когнитивных особенностей. Показана возможность использования нейросети для анализа эмоционального состояния учащихся, а также настройки учебной среды в соответствии с этим состоянием. По аналогии с упрощенной блок-схемой обучения нейронной сети разработана модель адаптивного обучения на основе технологий искусственного интеллекта. При адаптивном обучении с учетом индивидуальных когнитивных способностей обучаемого система обрабатывает процесс получения знаний в виде анализа его достижений, ошибок, физического, эмоционального состояний и других параметров. В результате собранной и обобщенной информации дорабатывается программа, адаптированная под ученика, при этом происходит постоянное самообучение и усовершенствование самой системы. Обоснованы актуальность и перспективы дальнейшего внедрения нейронных сетей в образовательный процесс в целом, и в педагогическое образование в частности, позволяющие обеспечить индивидуальную траекторию обучения по каждому предмету для каждого ученика с учетом его возможностей и способностей.

Методами современного физического материаловедения проведен сравнительный анализ структуры, фазового состава и механических свойств (микротвердости) быстрорежущей стали марки Р18 после магнитно-импульсной и электронно-пучковой обработок. Магнитно-импульсная обработка образцов стали в отожженном состоянии проводилась на установке МИУ 10/30 при значении энергии магнитного поля индуктора 40 кДж, количество импульсов 6, длительность импульса 200 мкс, частота следования 20 кГц. Электронно-пучковой обработке подвергали образцы, полученные плазменно-дуговой наплавкой и подвергнутые четырехкратному высокотемпературному отпуску. Режим электронно-пучковой обработки: плотность энергии пучка электронов 30 Дж/см2, длительность импульса пучка электронов 50 мкс, количество импульсов облучения 5 имп., частота следования импульсов 0,3 с-1. При воздействии импульсного магнитного поля в поверхностном слое стали толщиной примерно 100 мкм наблюдалось измельчение карбидов с 13,2 до 2,9 мкм и формирование мелкоигольчатого мартенсита размерами от 200 до 1 нм, объемная доля которого составляет 0,54. Это обуславливает высокие значения микротвердости: до 5,7 ГПа. Электронно-пучковая обработка отпущенных образцов также приводит к дроблению карбидов в поверхностном слое 50 мкм до размеров 10 - 45 нм и формированию ячеистой субмикроструктуры размерами 100 - 250 нм. Установлено, что основными механизмами упрочнения являются упрочнение мартенситной структурой в случае магнитно-импульсной обработки и ячеистой субструктурой при обработке электронным пучком. Полученные результаты могут быть использованы для разработки комбинированных видов обработки, которые сочетают импульсное магнитное поле и электронных пучок.

Исследованы особенности взаимодействия титанового сплава ВТ6св, подложки из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т и инструмента из никелевого жаропрочного сплава ЖС6У при фрикционной перемешивающей обработке. Показано, что механизм взаимодействия инструмента и материала при фрикционной перемешивающей обработке может претерпевать значительные изменения за счет внедрения в зону контакта второго материала. Последовательность процесса изнашивания инструмента в виде постепенного формирования трибологического слоя из механической смеси интерметаллидных фаз и карбидов сохраняется, но интенсивность износа увеличивается. Обнаружено, что даже небольшое избыточное внедрение пина инструмента в подложку приводит к замешиванию ее фрагментов в материал заготовки, что изменяет процесс течения и переноса металла по контуру инструмента. Исследования с применением методики быстрой остановки процесса обработки с вырезкой участка с внедренным в заготовку инструментом позволили определить, каким образом в материал заготовки внедряются фрагменты инструмента и подложки. Обнаружено, что это происходит за счет образования узких потоков по контуру инструмента с ярко выраженной вертикальной направленностью. Внедрение фрагментов инструмента в материал зоны перемешивания происходит непрерывно в процессе обработки, показывая реализацию как ламинарных, так и вихревых потоков металла. Взаимодействие потоков металла титанового сплава и потоков от подложки имеет сложный и неоднородный характер. Это связано с давлением, оказываемым инструментом на заготовку за счет силы прижима и усилия сопротивления продольному перемещению инструмента.

Исследованы особенности структурообразования в композиционных материалах с металлической матрицей на основе титанового сплава ВТ1-0 при фрикционной перемешивающей обработке с введением порошковых частиц меди, никеля и алюминия. Полученные результаты свидетельствуют о сложном и неоднороднном характере пластического течения металла по контуру инструмента при обработке с введением порошков различных металлов и их смеси. При обработке образуется достаточно неоднородная структура с неравномерным распределением порошков в объеме зоны перемешивания. Порошковые частицы за счет реакции с титановой матрицей образуют ряд интерметаллидных фаз различного состава. При этом однородного перемешивания смесей порошковых материалов с достижением образования сложных по составу интерметаллидов не было достигнуто. В зоне перемешивания в областях, обогащенных смесью вводимого порошка, наблюдается образование неоднородного материала из исходных порошков и интерметаллидов на их основе без реакции между ними и титановой матрицей. Наиболее обогащенными упрочняющими частицами на основе вводимых порошков являются подплечевая область зоны перемешивания, ее нижняя часть и наступающая сторона. Отступающая сторона зоны перемешивания является обедненной упрочяющими фазами. При использованных параметрах процесса обработки четырех проходов инструментом было недостаточно для обеспечения однородного распределения интерметаллидных фаз в зоне перемешивания. Механические свойства образцов из-за формируемых неоднородностей находятся на невысоком уровне. Пластичность полученных композитов не превышает 1,0 - 1,5 %. Наибольшие пределы прочности (680 МПа) и текучести (620 МПа) характерны для наиболее однородных по структуре образцов, модифицированных при обработке порошковыми частицами меди, никеля и алюминия в соотношении 1 : 1 : 1.

Высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) - это твердые растворы, содержащие пять или более основных элементов, находящихся в сплаве в равных или почти в равных пропорциях (ат. %). Концепция таких сплавов открывает новые пути для создания необычных металлических материалов с уникальными физическими и механическими свойствами, которые невозможно получить в известных сплавах, в составе которых обычно один основной элемент. В отдельную группу можно выделить металлические стекла (МС) на основе высокоэнтропийных сплавов (МС ВЭС). Металлические стекла - это материал, полученный резкой закалкой ВЭС из жидкого состояния и поэтому такие стекла имеют аморфную стеклоподобную структуру. Основными составляющими элементами МС ВЭС могут быть цирконий, медь, железо, никель, хром, иттрий, церий. Эти материалы весьма перспективны для применения в промышленности из-за их превосходных механических свойств, таких как высокая прочность (близка к теоретической прочности), износостойкость, твердость, исключительные магнитные свойства. Формирование, кристаллизация и кинетика этих материалов являются предметом пристального изучения. Металлические стекла ВЭС более устойчивы, по сравнению с обычными МС, за счет высокой конфигурационной энтропии. В настоящей работе представлен краткий обзор работ отечественных и зарубежных исследователей по различным аспектам металлических стекол. Показано, что изучение свойств МС ВЭС может обеспечить прорыв и новые подходы в формировании и изучении новых систем ВЭС, а также в возможности потенциального применения этих новых материалов.