Научный архив: статьи

Superplastic deformation of thin sheets is widely used in aerospace, automotive and other industries. In this paper, a mathematical model of plane strain superplastic pressure forming of a sheet specimen into a die is proposed. A die under consideration has a shape of a long box with an isosceles trapezoid cross section, but the model can be generalized for more complex die shapes. It is assumed that sticking happens between a shell and a die and thickness remains unchanged once contact occurs. The process of forming was divided into different phases, which are determined by the die geometry. For each phase, ordinary differential equations for thickness were derived along with the initial conditions. Solutions of obtained ODEs allow estimating the shell thickness at any point of a specimen as a function of coordinate along walls of the die and to determine the duration of each superplastic pressure forming phase for a given pressure-time function. Norton’s power law was used as a constitutive equation. Due to the simplicity of Norton`s law it is possible to solve some of ODEs analytically. The proposed model can be used with other types of constitutive relations, in particular with relations that include microstructure parameters etc. The superplastic forming of a Ti-6Al-4V titanium alloy sheet for the piecewise pressure-time function has been modelled. Some special cases of die geometry are analyzed.

Enhancing the strength, hardness, and wear resistance of aluminum alloys can be done through composite forming. According to the methods of production, composites can be classified into two types: ex situ and in situ composites. In ex situ composites, the reinforcing particles do not interact with the matrix, whereas in in situ composites, a chemical reaction occurs between the reinforcing particles and the matrix. Friction stir processing (FSP) is a promising approach to forming in situ composites, as it involves the frictional mixing of solid-state metal through the combined rotational and linear movement of the tool. The aim of this work was to study the impact of multi-pass FSP on the microstructure and microhardness of the in situ composite formed on the surface of an AA6063 alloy with pre-incorporated NiO particles. For this purpose, 4-, 10-, and 20‑pass FSP of AA6063 alloy sheets with grooves filled with fine NiO powder were performed. The chemical reaction between NiO and the aluminum matrix leading to the formation of Al3Ni and Al2O3 was studied using EDS, EBSD and X-ray diffraction techniques. It was found that the quantity of Al3Ni and Al2O3 particles increased with the number of FSP passes. The maximum surface microhardness of 253 HV is reached after 10 passes. As the number of FSP passes increases, the grain / subgrain sizes of the aluminum matrix decrease. After 10 passes, the grain / subgrain sizes stabilize at a level of 0.8 – 0.9 μm.

Цель исследования заключается в систематизации и количественной оценке факторов устойчивости (resilience) предприятий российской металлургической отрасли с использованием методологии матричного агрегатного вычислителя (МАВ). В работе анализируются 12 ключевых факторов, формирующих основу для расчёта интегрального индекса устойчивости (RI). Методологическая база включает взвешенное агрегирование показателей на уровне отдельных предприятий с учётом структуры активов, где весовые коэффициенты факторов определяются на основе метода Фишберна, позволяющего ранжировать их значимость.

Для оценки вклада отдельных факторов в интегральный показатель RI применялся анализ относительных изменений: сопоставлялась динамика каждого фактора с общим изменением RI. Хотя первоначальные веса факторов задавались по схеме Фишберна, выявлено, что при большом числе показателей данная методика не обеспечивает достаточной точности оценки вкладов, что продемонстрировано на расчётном примере.

Результаты исследования показали необходимость применения интеллектуальной фильтрации выбросов при расчёте индексов устойчивости; обеспечения статистической однородности данных, по крайней мере, в первом приближении. В частности, обнаружено, что отраслевая анизотропия по капиталу приводит к искажениям при оценке агрегированных индексов производительности труда, что требует расчёта частных индексов по видам деятельности и категориям капитала - аналогично практике фондовых рынков развитых стран.

Кроме того, в соответствии с теорией «алых» и «голубых» океанов (Ким-Моборн), индексирование должно проводиться в рамках однородных рыночных сегментов для минимизации искажений, особенно при оценке вкладов факторов в RI. Это позволяет повысить точность анализа устойчивости предприятий в условиях отраслевой неоднородности.

Предмет статьи — инициативы новой администрации США по выходу страны из Парижского соглашения и пересмотру национальной климатической политики. Методы. Авторы исследуют основные решения администрации Д. Трампа и анализируют их влияние на позиции ведущих игроков мировой климатической политики. Результаты. В работе выявлены принципиальные новшества, такие как демонтаж структур и инициатив, обеспечивавших климатическую политику прежней администрации; системное воздействие на все компоненты ESG- повестки; прекращение всех внешнеполитических инициатив и программ США в области климата. Научная новизна. В статье обозначены возможные направления наибольшей активности США, связанные с климатической повесткой, и разработаны рекомендации для России, касающиеся ее позиции по данному вопросу.

В статье автор рассматривает современное состояние металлургического комплекса России, выявляет основные его проблемы и факторы, сдерживающие развитие металлургической промышленности. Кроме того, автор определяет ключевое значение для экономики страны направления технологического развития металлургической отрасли, а также негативные тенденции и перспективы дальнейшего развития металлургического комплекса

В статье приведено определение синергетических критериев разрушения, предложенных В. А. Скудновым, а также влияние термической обработки стали 45 на значения данных критериев.

Проведены испытания на адгезию эпоксидного компаунда К-153, содержащего разное количество бронзового порошкового наполнителя. В качестве бронзового порошка были использованы бронзовые опилки, полученные опиливанием катаного прутка из алюминиевой бронзы БрАЖНМц9-4-4-1. Условный размер частиц бронзы оценивали по значению средней длины хорды сечения частиц, составляющему 18 мкм. Эпоксидные составы наносили на пластины из бронзы БрАЖНМц9-4-4-1. Указанная бронза выбрана как очень близкая по составу к бронзе БрА9Ж4Н4Л, применяемой для литья гребных винтов. Толщина пластин 4-5 мм, размеры пластин в плане составляли примерно 50 × 100 мм. Пластины перед заливкой компаундом шлифовали на шкурках разной зернистости, среднее арифметическое отклонение профиля шлифованной поверхности пластин находилось в диапазоне 0,500 … 0,900 мкм. Заливка и выдержка пластин производились при температуре 19 ± 1 ºС и относительной влажности воздуха 50 ± 5 %. Средняя толщина эпоксидного покрытия на пластинах составила 2,1 мм. Эксперименты на адгезию проводили после выдержки эпоксидного покрытия в течение семи дней. Испытания проводили по схеме, регламентированной ГОСТом 32299-2013 «Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва с использованием механического адгезиметра». Согласно данной схеме к покрытию приклеивали металлические грибки диаметром 19,5 мм, предварительно обработав места приклеивания шкуркой и протерев их растворителем. После этого вокруг каждого грибка делали круговой вырез в покрытии, отрывали грибки под действием усилия, направленного перпендикулярно покрытию, и регистрировали прочность на отрыв. Было установлено, что добавка металлического порошка не оказывает влияния на значение прочности отрыва, т. е. осаждение частиц бронзы в эпоксидном компаунде при его отверждении не приводит к уменьшению площади контакта эпоксидной смолы с поверхностью бронзы. Этот вывод подтверждается также расчетным способом: оценка толщины слоя эпоксидной смолы между частицей бронзы и поверхностью пластины показала, что к моменту полного отверждения эпоксидного компаунда толщина указанного слоя на три порядка превысит размер молекулы диановой смолы. Значит, вязкость эпоксидных смол слишком высока, а размеры и масса частиц используемых металлических порошковых наполнителей слишком малы, чтобы имело место хотя бы частичное выжимание смолы из-под частицы при ее медленном погружении.

Моисей Абрамович Длугач - один из тех руководителей военной поры, кого называют «генералами промышленности»: инженер-металлург, директор крупнейших машиностроительных предприятий, партийный организатор высокого ранга. Несмотря на яркий след, оставленный М. А. Длугачом в Ленинграде (1940-1942 гг.) и на Урале (1943 г.), доступная информация о его трудовом пути весьма отрывочна, а отдельные данные носят фиктивный характер. Задача публикации - реконструировать жизненный и трудовой путь заслуженного деятеля индустрии, попытаться оценить его вклад в дело Победы. Показать на примере работы М. А. Длугача особенности руководства промышленностью СССР в 1940-х годах. В основу публикации положены материалы из фондов Центрального государственного архива историко-политических документов Санкт-Петербурга: личные дела руководителей, докладные записки по вопросам организации производства и эвакуации из Ленинграда, стенограммы выступлений. За пять лет М. А. Длугач прошел путь от техника литейного цеха до отраслевого секретаря Ленинградского горкома. С началом войны на его плечи легла весомая доля ответственности за организацию выпуска новых видов вооружений. После эвакуации танкового и артиллерийского производств Кировского завода, проведенной под его руководством, М. А. Длугач возглавил оставшиеся в городе рассредоточенные цеха предприятия, занимая должность директора Кировского завода с конца 1941-го до начала 1943 года. В 1943 году около полугода возглавлял Челябинский Кировский завод, в дальнейшем был переведен в Чирчик. В должности директора Чирчикского завода «Средазхиммаш» принимал участие в осуществлении «атомного проекта». На пике своей карьеры М. А. Длугач неизменно оказывался на самых ответственных направлениях работы - отвечал за ленинградское машиностроение, за выпуск танков на Урале, за производство тяжелой воды для ядерных реакторов. Вклад М. А. Длугача в поддержание обороноспособности СССР не должен быть забыт.

Советской историографией был сформулирован тезис, согласно которому перестройка работы отечественной промышленности на военный лад начиналась после 22 июня 1941 года. Частный пример работы Ленинградского Ижорского завода Наркомата судостроительной промышленности (НКСП), одного из крупнейших металлургических предприятий северо-запада СССР, говорит в пользу опровержения указанного тезиса. Войну Ижорский завод встретил мобилизованным, до предела загруженным военными заказами.

Основным направлением деятельности завода в довоенный период было производство корабельной и танковой брони, а также брони для сооружений береговой обороны. Помимо этого, в 1941 году заводу предстояло освоить выпуск дизельного двигателя для кораблей, бронекорпусов для самолета-штурмовика Ил-2 и проходческого оборудования для строительства ленинградского метрополитена.

Темп производства военной продукции, набранный Ижорским заводом к началу войны, мало изменился после начала боевых действий, однако номенклатура была существенно скорректирована, все усилия заводчан сосредоточились на выполнении танковой программы за счет отказа от выпуска корабельной брони.

Завод стал получать срочные внеплановые заказы Военного совета фронта (Северного, затем Ленинградского), выполнявшиеся параллельно с основной программой. Так, на заводе действовали два производственных участка, на одном из которых собирали бронеавтомобили БА-10, а на втором велось «импровизационное» бронирование грузовых автомобилей для нужд Ленинградской армии народного ополчения.

Эвакуация оборудования завода, не связанного с танковым производством, началась 30 июля, к эвакуации танкового производства приступили в начале сентября, после выхода вражеской армии на ближние подступы к заводу. Часть металлургического оборудования была успешно переправлена на восток, основная же масса станков и агрегатов осталась внутри блокадного кольца.

Наиболее значимый вклад в оборону страны завод как производственная единица успел внести до сентября 1941 года, после чего объемы его выпуска на территории Ленинграда сократились более чем на порядок.

В статье представлен анализ термических свойств сварочных флюсов и шлаков при высоких температурах.

Цель исследования заключалась в изучении фазовых переходов и изменений массы стандартного флюса АН-42, разработанного экспериментального флюса, металлургического шлака и шлаковых корок.

Методами термогравиметрического анализа (TG) и дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) были исследованы температурные зависимости массы и тепловые эффекты.

Установлено, что металлургический шлак обладает наивысшей термостабильностью, а разработанный экспериментальный флюс демонстрирует повышенные показатели термической стабильности по сравнению со стандартным флюсом АН-42.

Выявленные особенности фазовых переходов и изменения массы имеют практическое значение для оптимизации состава сварочных материалов и улучшения их эксплуатационных характеристик в условиях высоких температур.

Методом позитронной аннигиляционной спектроскопии было исследовано поведение дефектов в процессе облучения в реальной структуре железоникелевых сплавов, которые являются модельными для аустенитных нержавеющих сталей, используемых в ядерных реакторах на быстрых нейтронах. Рассмотрены вопросы эффективности поглощения точечных дефектов (междоузельных атомов и вакансий) дислокациями (дислокационный байес), как главной причины возникновения вакансионного пересыщения в сталях, путем закрепления дислокаций надразмерными примесями или выделениями вторых фаз. Такие исследования актуальны в связи с проблемой ограничения широты использования сталей аустенитного класса в конструкционных материалах ядерных реакторов из-за склонности сталей к вакансионному распуханию, обусловленному вакансионным пересыщением. В результате работы было показано, что в холоднодеформированном сплаве Fe–Ni во время облучения происходит накопление вакансий несмотря на высокую плотность дислокаций, что обусловлено дис-локационным байесом. В холоднодеформированном стареющем сплаве Fe–Ni–Ti накопление дефектов во время облучения снижено по сравнению с холоднодеформированным сплавом Fe–Ni. Дислокации, закрепленные преципитатами Ni3Ti, обладают меньшей эффективностью поглощения междоузельных атомов по сравнению со свободными дислокациями в сплаве Fe–Ni. Благодаря этому снижается байес дислокаций и усиливается взаимная рекомбинация точечных дефектов. Полученные в работе данные могут быть использованы при прогнозировании радиационной повреждаемости аустенитных нержавеющих сталей и сплавов, а также при разработке методов улучшения их радиационной стойкости.

Настоящая работа посвящена исследованию влияния напряженно-деформированного состояния горячекатаного прутка из титанового сплава Ti–39Nb–7Zr на микроструктуру и свойства при ротационной ковке. Ротационная ковка рассматривается как перспективный метод интенсивной пластической деформации, обеспечивающий формирование ультрамелкозернистой структуры, равномерное распределение пластической деформации и улучшение свойств сплава.

Для определения напряженно-деформированного состояния разработана конечно-элементная модель, а именно: произведено полное воссоздание геометрии заготовки, определение материалов и их свойств, генерация сетки конечных элементов, настройка решателя модели и назначение граничных условий и нагрузок. Моделирование проводилось с использованием метода конечных элементов, что позволило учесть сложные трехмерные траектории движения инструментов и распределение деформаций в процессе РК. Механические свойства материала были определены экспериментально и использованы для построения модели упрочнения. При моделировании учитывалось поведение материала при нагреве перед деформацией на температуру 450 °C.

Результаты моделирования показали, что максимальные напряжения в прутке после ротационной ковки достигают 955 МПа в зоне контакта с инструментом. Анализ поперечно-го сечения образца выявил концентрические зоны с равномерным распределением напряже-ний и остаточные продольные сжимающие напряжения 0yy = 200 МПа. Продольное распре-деление напряжений демонстрирует высокие напряжения в зоне контакта ковочного инструмента и градиент напряжений от зоны контакта к периферии образца.

Исследование микроструктуры сплава после ротационной ковки показало наличие значительных пластических деформаций и высокую плотность дислокаций в поверхностной зоне. Микротвердость материала увеличилась до 350 HV в поверхностной зоне, по сравне-нию с 250 HV в центральной части образца. Ротационная ковка приводит к формированию текстуры и анизотропии механических свойств, что подтверждается измерениями модуля упругости, который варьируется от 70 до 90 ГПа по сечению прутка.

Цель работы заключалась в разработке многокомпонентной динамической 3D-модели для моделирования процессов ротационной ковки прутка из титанового сплава Ti–39Nb–7Zr с использованием программного пакета Ansys Mechanical. В качестве материала исследования использовался горячекатаный в β-области пруток из биосовместимого сплава Ti–39Nb–7Zr, произведенный на ПАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА».