Архив журнала

Авиационные материалы и технологии №1, 2021 Весь номер в pdf

DOI:

УДК:

СОДЕРЖАНИЕ

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-3-12

УДК: 669.018.292

В.И. Громов¹, Н.А. Якушева¹, А.В. Востриков¹, Н.Н. Черкашнева²

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ВАЛОВ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (обзор)

Вал двигателя ГТД является высоконагруженной деталью особо ответственного назначения, к нему предъявляются повышенные требования по сохранению уровня свойств при длительной эксплуатации, обеспечивающие конструктивную прочность изделия. Повышение ресурса и долговечности работы изделия достигается благодаря разработке новых материалов, превосходящих по своим механическим свойствам применяемые отечественные и зарубежные аналоги. Во ФГУП «ВИАМ» разработаны высокопрочные конструкционные стали с повышенными характеристиками прочности, ударной вязкости, долговечности и жаропрочности

Ключевые слова: высокопрочная сталь, вал, усталость, двигатель, механические свойства, предел прочности.

Список литературы

1. Каблов Е.Н. ВИАМ: материалы нового поколения для ПД-14 // Крылья Родины. 2019. №7–8. С. 54–58.
2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
3. Каблов Е.Н., Бакрадзе М.М., Громов В.И., Вознесенская Н.М., Якушева Н.А. Новые высокопрочные конструкционные и коррозионностойкие стали для аэрокосмической техники разработки ФГУП «ВИАМ» (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2020. №1 (58). С. 3–11. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-3-11.
4. Громов В.И., Курпякова Н.А., Коробова Е.Н., Седов О.В. Новая теплостойкая сталь для авиационных подшипников // Труды ВИАМ. 2019. №2 (74). Ст. 02. URL: http://www/viam-works.ru (дата обращения: 26.10.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-2-17-23.
5. Братухин А.Г., Демченко О.Ф., Долженков Н.Н., Кривоногов Г.С. Высокопрочные коррозионностойкие стали современной авиации. М.: Изд-во МАИ, 2006. 401 с.
6. Громов В.И., Якушева Н.А., Полунов И.Л. Оценка влияния режимов термической обработки на уровень механических свойств мартенситостареющих сталей системы легирования Fe–Ni–Mo–Ti–Al // Труды ВИАМ. 2017. №11 (59). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 20.10.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-11-2-2.
7. Щербаков А.И., Крылов С.А., Калицев В.А., Игнатов В.А. Разработка технологии выплавки высокопрочной мартенситостареющей стали ВКС-180-ИД (01Н18К9М5Т), микролегированной РЗМ // Труды ВИАМ. 2015. №2. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-4-4.
8. Combining Strength and Fracture Toughness // Metal Progress. 1975. Vol. 107. No. 3. P. 52–53.
9. Гуляев А.П., Зикеев В.Н., Гусейнов Р.К. Влияние никеля и кобальта на свойства среднеуглеродистой высокопрочной стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. №2. С. 2–5.
10. Novothy P., Maurer G. Ultra-High-Strehgth Steels VS Titanium Alloys // Advanced Materials & Processes. 2007. Vol. 165. No. 11. P. 37–40.
11. High strength, high fracture toughness structural alloy: pat. US5087415; filed 06.02.90; publ. 11.02.92.
12. Саморуков М.Л. Разработка методики испытания сварных соединений стали ВКС-180-ИД, полученных ротационной сваркой трением на статический угол изгиба // Труды ВИАМ. 2013. №6. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 20.10.2020).
13. Высокопрочная мартенситностареющая сталь и изделие, выполненное из нее: пат. 2334017 Рос. Федерация; заявл. 05.12.06; опубл. 20.09.08.
14. Петраков А.Ф., Шалькевич А.Б. Высокопрочные стали в авиастроении // Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932–2002. М.: ВИАМ, 2002. С. 180–190.
15. Закаленная мартенситная сталь, способ получения детали из этой стали и получаемая таким образом деталь: пат. RU2400557С2; заявл. 20.04.06; опубл. 27.09.10.
16. High strength, high fatigue structural steel: пат. US5393488А; filed 06.08.93; publ. 28.08.95.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-13-21

УДК: 621.785.52

Д.Н. Романенко¹, Г.С. Севальнев¹, А.А. Леонов¹, К.А. Удод², Е.В. Степаненко³

ПОВЫШЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛИ 18ХГТ ПОСЛЕ ЦЕМЕНТАЦИИ И УПРОЧНЯЮЩЕЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Представлены результаты исследований:
– образцов шестерен, изготовленных из стали 18ХГТ (определение толщины цементованного слоя, распределение микротвердости по толщине цементованного слоя, измерение твердости поверхности и сердцевины, анализ микроструктуры цементованного слоя и сердцевины);
– суспензий марок ВАП-2, ВАП-4 и ВФП-5 (определение условной вязкости, массовой доли нелетучих веществ, прочности покрытия при ударе, эластичности покрытия при изгибе, адгезии покрытия, твердости и плотности).
Проведен сравнительный анализ трибологических характеристик твердосмазочных покрытий марок ВАП-2, ВАП-4 и ВФП-5 на образцах из стали 18ХГТ после цементации и упрочняющей термической обработки.

Ключевые слова: сталь, шестерни, цементация, твердость, микротвердость, структура, диффузионный слой, износостойкость, твердосмазочное покрытие.

Список литературы

1. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. №2 (14). С. 16–21.
2. Каблов Е.Н., Бакрадзе М.М., Громов В.И., Вознесенская Н.М., Якушева Н.А. Новые высокопрочные конструкционные и коррозионностойкие стали для аэрокосмической техники разработки ФГУП «ВИАМ» (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2020. №1 (58). С. 3–11. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-3-11.
3. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения и цифровые технологии их переработки // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90. №4. С. 331–334.
4. Smirnov A.E., Shevchenko S.Y., Shchipunov V.S., Kunyaev V.E., Sevalnev G.S. Special Features of the Carbonitriding of Parts of Instrument Bearings Designed for Extreme Service Conditions // Metal Science and Heat Treatment. 2016. Vol. 58. No. 5–6. P. 287–292.
5. Smirnov A.E., Semenov M.Yu., Mokhova A.S., Sevalnev G.S. Use of combined methods of successive carburizing and nitriding of martensitic steels in low-pressure atmospheres // Metal Science and Heat Treatment. 2020. Vol. 62. No. 1–2. P. 127–132.
6. Сагарадзе В.С. Повышение надежности цементуемых деталей. М.: Машиностроение, 1975. 216 с.
7. Козловский И.С. Химико-термическая обработка шестерен. М.: Машиностроение, 1970. 232 с.
8. Смирнов А.Е. Оптимизация технологических факторов вакуумной нитроцементации комплексно-легированных сталей мартенситного класса // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2019. №2. С. 13–19.
9. Громов В.И., Кротов В.Н., Курпякова Н.А., Седов О.В., Дорошенко А.В. Влияние остаточного аустенита на структуру и свойства диффузионного слоя стали мартенситного класса после вакуумной цементации // Авиационные материалы и технологии. 2016. №4 (45). С. 3–8. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-3-8.
10. Kolmykov V.I., Romanenko D.N., Abyshev K.I., Bedin V.V. Efficiency of surface hardening by carburizing steel objects operating under abrasive wear conditions // Chemical and Petroleum Engineering. 2015. Vol. 51. No. 1–2. P. 58–61.
11. Авиационные зубчатые передачи и редукторы: справочник / под ред. Э.Б. Вулгакова. М.: Машиностроение, 1981. 374 с.
12. Горлов Д.С., Скрипак В.И., Мубояджян С.А., Егорова Л.П. Исследование фреттинг-износа твердосмазочного, шликерного и ионно-плазменного покрытий // Труды ВИАМ. 2017. №3 (51). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 09.09.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-3-7-7.
13. Болсуновская Т.А., Ефимочкин И.Ю., Севостьянов Н.В., Бурковская Н.П. Влияние марки графита в качестве твердой смазки на триботехнические свойства металлического композиционного материала // Труды ВИАМ. 2018. №7 (67). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 24.09.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-7-69-77.
14. Горлов Д.С., Щепилов А.В., Заклякова О.В., Гаджихалилова С.И. Влияние типа покрытия на демпфирующую способность // Труды ВИАМ. 2018. №8 (68). Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 24.09.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-8-120-129.
15. Антифрикционные суспензии / Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Государственный научный центр Российской Федерации. URL: https://catalog.viam.ru/catalog/suspenzii (дата обращения: 16.09.2020).
16. ГОСТ 4543–2016. Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2019. 53 с.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-22-33

УДК: 678.8

А.И. Ткачук¹, К.И. Донецкий¹, И.В. Терехов¹, Р.Ю. Караваев¹

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СВЯЗУЮЩИХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДАМИ БЕЗАВТОКЛАВНОГО ФОРМОВАНИЯ

Рассмотрены реологические теплостойкие и упруго-прочностные характеристики разработанных во ФГУП «ВИАМ» термореактивных связующих (эпоксидных – марок ВСЭ-20, ВСЭ-30, ВСЭ-33, бисмалеимидного – марки ВСТ-57 и цианэфирных – марок ВСТ-1210 и ВСТ-60), перерабатываемых по безавтоклавным технологиям. Данные связующие позволяют получать методами вакуумной инфузии, пропитки под давлением и по пленочной технологии композиционные материалы конструкционного назначения с рабочей температурой от -60 до +250 °С. Приведены также температуры стеклования и механические свойства угле- и стеклопластиков, получаемых на их основе.

Ключевые слова: безавтоклавное формование; эпоксидные, бисмалеимидные, цианэфирные связующие; вакуумная инфузия; пленочная технология; полимерные композиционные материалы.

Список литературы

1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
2. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. №2. С. 16–22.
3. Каблов Е.Н., Чурсова Л.В., Бабин А.Н., Мухаметов Р.Р., Панина Н.Н. Разработки ФГУП «ВИАМ» в области расплавных связующих для полимерных композиционных материалов // Полимерные материалы и технологии. 2016. Т. 2. №2. С. 37–42.
4. Вешкин Е.А. Технологии безавтоклавного формования низкопористых полимерных композиционных материалов и крупногабаритных конструкций из них: дис. … канд. техн. наук. М.: ВИАМ, 2016. 146 c.
5. Dragan A., Pierpaolo C. Soft Computing in Design and Manufacturing of Composite Material Applications in brake friction and thermoset matrix composites. Cambridge: Woodhead Publishing, 2015. 320 p.
6. Каблов Е.Н., Чурсова Л.В., Лукина Н.Ф., Куцевич К.Е., Рубцова Е.В., Петрова А.П. Исследование эпоксидно-полисульфоновых полимерных систем как основы высокопрочных клеев авиационного назначения // Клеи. Герметики. Технологии. 2017. №3. С. 7–12.
7. Постнова М.В., Постнов В.И. Опыт развития безавтоклавных методов формирования ПКМ // Труды ВИАМ. 2014. №4. Ст. 06. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 15.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-4-6-6.
8. Michelsa J., Widmann R., Czaderski C., Allahvirdizadeh R., Motavalli M. Glass transition evaluation of commercially available epoxy resins used for civil engineering applications // Composites. Part B: Engineering. 2015. Vol. 77. P. 484–493. DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.03.053.
9. Resin Transfer Moulding for Aerospace Structures / ed. T.M. Kruckenbrg, R. Paton. London: Cluwer Academic Publishers, 1998. 522 p.
10. Campbell F.C. Structural Composite Materials. Ohio: ASM International, 2010. 500 p.
11. Maguire J.M., Nayak K., Brádaigh C.M.Ó. Novel epoxy powder for manufacturing thick-section composite parts under vacuum-bag-only conditions. Part II. Experimental validation and process investigations // Composites. Part A: Applied Science and Manufacturing. 2020. Vol. 136. Р. 1–13. DOI: 10.1016/j.compositesa.2020.105970.
12. Arulappan C., Duraisamy A., Adhikari D., Gururaja S. Investigations on pressure and thickness profiles in carbon fiber-reinforced polymers during vacuum assisted resin transfer molding // Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2015. Vol. 34. Is. 1. P. 3–18.
13. Garschke C., Weimer C., Parlevliet P.P., Fox B.L. Out-of-autoclave cure cycle study of a resin film infusion process using in situ process monitoring // Composites. Part A: Applied Science and Manufacturing. 2012. Vol. 43. Is. 6. P. 935–944. DOI: 10.1016/j.compositesa.2012.01.003.
14. Harshe R. A review on advanced out-of-autoclave composites processing (review) // Journal of the Indian Institute of Science. 2015. Vol. 95. Is. 3. P. 207–220.
15. Григорьев М.М., Хрульков А.В., Гуревич Я.М., Панина Н.Н. Изготовление стеклопластиковых обшивок методом вакуумной инфузии с использованием эпоксиангидридного связующего и полупроницаемой мембраны // Труды ВИАМ. 2014. №2. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-2-4-4.
16. Жаринов М.А., Шимкин А.А., Ахмадиева К.Р., Зеленина И.В. Особенности и свойства расплавного полиимидного связующего полимеризационного типа // Труды ВИАМ. 2018. №12 (72). Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-12-46-53.
17. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Соловьева Н.А., Гуляев А.И. Повышение водостойкости бисмалеимидного связующего // Труды ВИАМ. 2017. №5 (53). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.01.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-5-8-8.
18. Валуева М.И., Зеленина И.В., Жаринов М.А., Ахмадиева К.Р. Мировой рынок высокотемпературных полиимидных углепластиков (обзор) // Труды ВИАМ. 2019. №12 (84). Ст. 08. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 15.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-12-67-79.
19. Донецкий К.И., Караваев Р.Ю., Раскутин А.Е., Панина Н.Н. Свойства угле- и стеклопластиков на основе плетеных преформ // Авиационные материалы и технологии. 2016. №4 (45). С. 54–59. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-54-59.
20. Тимошков П.Н., Платонов А.А., Хрульков А.В. Пропитка пленочным связующим (RFI) как перспективная безавтоклавная технология получения изделий из ПКМ // Труды ВИАМ. 2015. №5. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-5-9-9.
21. Григорьев М.М., Коган Д.И., Твердая О.Н., Панина Н.Н. Особенности изготовления ПКМ методом RFI // Труды ВИАМ. 2013. №4. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.08.2020).
22. Кудрявцева А.Н., Ткачук А.И., Григорьева К.Н., Гуревич Я.М. Использование связующего марки ВСЭ-30, перерабатываемого по инфузионной технологии, для изготовления низко- и средненагруженных деталей конструкционного назначения // Труды ВИАМ. 2019. №1 (73). Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 11.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-1-31-39.
23. Донецкий К.И., Караваев Р.Ю., Раскутин А.Е., Дун В.А. Углепластик на основе объемно-армирующей триаксиальной плетеной преформы // Труды ВИАМ. 2019. №1 (73). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-1-55-63.
24. Савин С.П. Применение современных полимерных композиционных материалов в конструкции планера самолетов семейства МС-21 // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. №4 (2). С. 686–693.
25. Чурсова Л.В., Панина Н.Н., Гребенева Т.А., Терехов И.В., Донецкий К.И. Термореактивные связующие и полимерные биндеры для полимерных композиционных материалов, получаемых методом вакуумной инфузии (обзор) // Пластические массы. 2018. №1–2. С. 57–64.
26. Ткачук А.И., Терехов И.В., Гуревич Я.М., Кудрявцева А.Н. Применение бисмалеимидного связующего марки ВСТ-57 для получения теплостойких размеростабильных оснасток из полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2020. №2 (59). С. 32–40. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-2-32-40.
27. Вешкин Е.А., Постнов В.И., Семенычев В.В. Оценка связующего ВСТ-1210 различными режимами отверждения методами склерометрии // Труды ВИАМ. 2017. №8 (56). Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 11.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-8-9-9.
28. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Ким М.А., Бабин А.Н., Расплавные связующие для перспективных методов изготовления ПКМ нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 260–265.
29. Прохорова Е.В., Мухаметов Р.Р. Модификация триазиновых композиций // Труды ВИАМ. 2013. №9. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 27.11.2019).

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-34-43

УДК: 677.014

В.Г. Бабашов¹, Е.В. Степанова¹, А.М. Зимичев¹, О.В. Басаргин¹

ОКСИДНЫЕ НЕПРЕРЫВНЫЕ ВОЛОКНА КАК КОМПОНЕНТ ГИБКОЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Работа посвящена получению гибких непрерывных керамических волокон на основе тугоплавких оксидов алюминия и кремния по золь-гель методу. Исследованы процессы перехода водорастворимых компонентов раствора прекурсоров в оксидную форму при первичном обжиге гелированных волокон. Проведены исследования структурных и фазовых превращений в волокнах при высокотемпературном нагреве. Показана последовательность фазовых переходов от аморфного состояния до кристаллической стабильной фазы α-Al2O3. Исследована зависимость механических свойств образцов оксидных волокон от температуры обжига. Определены условия получения гибких волокон для текстильной переработки в трощено-крученые термостойкие нити. Изготовлена партия нитей с дополнительным введением органических нитей для защиты оксидных волокон. Показана возможность изготовления из оксидных волокон гибкой высокотемпературной изоляции в виде оплетки для уплотнительных шнуров и проводников тока.

Ключевые слова: непрерывные волокна, оксид алюминия, теплоизоляция, линейная плотность, прочность на разрыв, термостойкость.

Список литературы

1. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. №2 (14). С. 16–21.
2. Доспехи для «Бурана». Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия–Буран» / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука и жизнь, 2013. 128 с.
3. Каблов Е.Н. Становление отечественного космического материаловедения // Вестник РФФИ. 2017. №3. С. 97–105.
4. Бучилин Н.В., Прагер Е.П., Ивахненко Ю.А. Влияние пластифицирующих добавок на реологические характеристики шликеров для получения пористых керамических материалов на основе оксида алюминия // Труды ВИАМ. 2016. №8 (44). Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 11.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-8-6-6.
5. Волокна из оксидной керамики: пат. 2396388 Рос. Федерация; заявл. 10.02.10; опубл. 10.08.10.
6. Балинова Ю.А. Непрерывные поликристаллические волокна оксида алюминия для композиционных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: ВИАМ, 2012. 19 с.
7. Степанова Е.В., Зимичев А.М. Теплоизоляционный материал для шнуров из волокон тугоплавких оксидов // Труды ВИАМ. 2020. №2 (86). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 18.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-2-72-80.
8. Афанасов И.М., Лазоряк Б.И. Высокотемпературные керамические волокна. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2010. 51 с.
9. Балинова Ю.А., Кириенко Т.А. Непрерывные высокотемпературные оксидные волокна для теплозащитных, теплоизоляционных и композиционных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №4. С. 24–29.
10. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А. Получение, структура и прочность волокон Al2O3 // Тр. Междунар. конф. «Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов». М., 2003. С. 194–196.
11. Способ получения высокотемпературного волокна на основе оксида алюминия: пат. 2212388 Рос. Федерация; заявл. 19.11.01; опубл. 20.09.03.
12. Способ получения поликристаллических неорганических волокон: пат. 2170293 Рос. Федерация; заявл. 16.07.99; опубл. 10.07.01.
13. Methods of producing a ceramic matrix composite: pat. US7153379; filed 15.10.04; publ. 26.12.06.
14. Process for producing alumina fiber or alumina-silica fiber: pat. US4101615; filed 20.08.75; publ. 18.07.78.
15. Sizing composition especially for sizing glass fibers comprises a monomer mixture comprising an isocyanate, an alcohol and optionally an amine: pat. FR2839968; filed 22.05.02; publ. 28.11.03.
16. Зимичев А.М., Варрик Н.М., Сумин А.В. Исследование процесса экструзии непрерывных тугоплавких волокон // Труды ВИАМ. 2017. №1 (49). Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.06.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-1-6-6.
17. Пакшвер А.Б. Физико-химические основы технологии химических волокон. М.: Химия, 1972. С. 152–192.
18. Зябицкий А. Теоретические основы формования волокон. М.: Химия, 1979. С. 479–494.
19. Бучилин Н.В., Люлюкина Г.Ю., Варрик Н.М. Влияние режима обжига на структуру и свойства высокопористых керамических материалов на основе муллита // Труды ВИАМ. 2017. №5 (53). Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 11.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-5-4-4.
20. Евтеев А.А. Некоторые аспекты разработки оптимальных режимов обжига керамических композиций, содержащих эвтектические добавки // Труды ВИАМ. 2016. №2 (38). Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.09.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-12-12.
21. Зимичев А.М., Варрик Н.М., Сумин А.М. Нити из тугоплавких оксидов для уплотнительной теплоизоляции // Труды ВИАМ. 2015. №6. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 18.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-5-5.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-44-60

УДК: 621.318.2

Д.В. Королев¹, В.П. Пискорский¹, Р.А. Валеев¹, М.М. Бакрадзе¹, Е.В. Дворецкая², О.В. Коплак², Р.Б. Моргунов¹

ИНЖЕНЕРИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МИКРОМАГНИТОВ RE–TM–B (обзор)

Дан аналитический обзор существующих технологий изготовления и применений редкоземельных магнитов группы RE–TM–B микронного размера (микрочастиц, микропроводов, пленок). Рассмотрена специфика их магнитных свойств, которая возникает в микронном масштабе. Проведено аналитическое сравнение методов приготовления микромагнитов. Систематизированы возможные практические применения микромагнитов и их использование в разных областях современной техники. Обсуждаются возможные направления развития технологий для изготовления микромагнитов.

Ключевые слова: микромагниты, магнитная анизотропия, редкоземельные магниты, тонкие пленки, микропровода, магнитный гистерезис.

Список литературы

1. Vazquez M. Advanced Magnetic Micro Wires // Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials. John Wiley & Sons, Ltd, 2007. Vol. 4: Novel Materials. P. 2193–2227.
2. Peng H., Qin F., Phan M. Ferromagnetic microwire composites. From Sensors to Microwire applications. Springer, 2016. 245 p.
3. Taylor G.F. Method of drawing metallic filaments and a discussion of their properties and uses // Physical Review. 1924. Vol. 23. P. 655–660.
4. Vazquez M., Hernando A. A soft magnetic wire for sensor applications // Journal of Physics D: Applied Physics. 1996. Vol. 29. P. 939–949.
5. Sun S., Zhang S., Zhang B., Ding W. Magnetization and Giant Magnetoimpedance Effect of Co-rich Microwires under Different Driven Currents // Journal of Sensors. 2016. Vol. 2016. P. 1–6.
6. Tian B., Wang L.H., Zhou L.Y. Magnetic properties and the giant magneto-impedance in joule-heated glass-covered Co-based microwire // Advanced Materials Research. 2009. Vol. 79. P. 1407–1410.
7. Draganová K., Blažek J., Praslička D., Kmec F. Possible applications of magnetic microwires in aviation // Fatigue of Aircraft Structures. 2013. Vol. 1. P. 12–17.
8. Jiang S.D., Eggers T., Thiabgoh O. et al. Relating surface roughness and magnetic domain structure to giant magneto-impedance of Co-rich melt-extracted microwires // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. P. 1−8.
9. Qian M.F., Zhang X.X., Wei L.S. et al. Microstructural evolution of Ni–Mn–Ga microwires during the melt-extraction process // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 660. P. 244–251.
10. Коплак О.В., Куницына Е.И., Валеев Р.А., Королев Д.В., Пискорский В.П., Моргунов Р.Б. Ферромагнитные микропровода α-Fe/(PrDy)(FeCo)B для микроманипуляторов и полимерных композитов // Труды ВИАМ. 2019. №11 (83). Ст. 07. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 05.10.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-11-60-67.
11. Моргунов Р.Б., Коплак О.В., Таланцев А.Д., Королев Д.В., Пискорский В.П., Валеев Р.А. Феноменология петель магнитного гистерезиса в многослойных микропроводах α-Fe/DyPrFeCoB // Труды ВИАМ. 2019. №7 (79). Ст. 08. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 05.10.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-7-67-75.
12. De Vries A.H.B., Krenn B.E., Van Driel R., Kanger J.S. Micro Magnetic Tweezers for Nanomanipulation Inside Live Cells // Biophysical Journal. 2005. Vol. 88. P. 2137–2144.
13. Chiriaca H., Hereaa D.-D., Corodeanua S. Microwire array for giant magneto-impedance detection of magnetic particles for biosensor prototype // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. Vol. 311. P. 425–428.
14. Baranov S.A. Cast Amorphous Magnetic Microwires for Medical Application // Advances in Biotechnology and Micribiology. 2018. Vol. 8. No. 3. P. 50–53.
15. Szary P., Luciu I., Duday D. et al. Synthesis and magnetic properties of Ta/NdFeB-based composite microwires // Journal of Applied Physics. 2015. Vol. 117. P. 17D134.
16. Zaluska A., Altounian Z., Strom-Olsen J.O. Microstructure studies of melt-extracted Nd–Fe–B // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1992. Vol. 115. P. 230–240.
17. Ning H., Zhang Y., Zhu H. et al. Geometry Design, Principles and Assembly of Micromotors // Journal of Micromachines. 2018. Vol. 9. No. 75. P. 35.
18. Tishin A.M., Spichkin Y.I. The Magnetocaloric Effect and its Applications. Bristol, MA: IoP, 2003. 463 p.
19. Zhang H., Qian M., Zhang X. et al. Magnetocaloric effect of Ni–Fe–Mn–Sn microwires prepared by melt-extraction technique // Materials & Design. 2017. Vol. 114. No. 15. P. 1–9.
20. Shenga W., Wang J.-Q., Wanga G. et al. Amorphous microwires of high entropy alloys with large magnetocaloric effect // Intermetallics. 2018. Vol. 96. P. 79–83.
21. Kavita S., Anusha G., Bhatt P. et al. On the giant magnetocaloric and mechanical properties of Mn–Fe–P–Si-Ge alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 817. P. 153232.
22. Моргунов Р.Б., Пискорский В.П., Валеев Р.А., Королев Д.В. Температурная стабильность редкоземельных магнитов, поддерживаемая с помощью магнитокалорического эффекта // Авиационные материалы и технологии. 2019. №1 (54). С. 88–94. DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-1-88-94.
23. Shen H., Luo L., Xing D. et al. The Magnetocaloric Composite Designed by Multi-Gd-Al-Co Microwires with Close Performances // Physica Status Solidi A. 2019. Vol. 1900090. P. 1–5.
24. Lopez-Dominguez V., Garcia M.A., Marin P. et al. Tuning Metamaterials by using Amorphous Magnetic Microwires // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. Р. 1–9.
25. Каблов E.H. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
26. Parkin S.S.P., Hayashi M., Thomas L. Magnetic domain-wall racetrack memory // Science. 2008. Vol. 320. P. 190–194.
27. Kablov E.N., Ospennikova O.G., Kunitsyna E.I., Piskorskii V.P., Korolev D.V., Morgunov R.B. Effect of annealing, stoichiometry, and surface on magnetism of (Pr, Dy)FeCoB microparticles ensemble // Archives of Metallurgy and Materials. 2017. Vol. 62 (3). P. 1893–1900.
28. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Пискорский В.П., Королев Д.В., Калинин Ю.Е., Ситников А.В., Куницына Е.И., Таланцев А.Д., Бердинский В.Л., Моргунов Р.Б. Магнитные свойства и спиновая динамика многослойных гранулированных гетероструктур CoFeB–SiO2 // Физика твердого тела. 2016. Т. 58. №6. С. 1086–1092.
29. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Каблов Д.Е., Пискорский В.П., Королев Д.В., Курочкин С.А., Куницына Е.И., Таланцев А.Д., Моргунов Р.Б. Увеличение коэрцитивной силы ансамбля микрочастиц (DyPr)–(CoFe)–B при их диспергировании в полимерной матрице // Физика твердого тела. 2016. Т. 58. №7. С. 1272–1277.
30. Chizhik A., Zhukov A., Gonzalez J. et al. Spiral magnetic domain structure in cylindrically-shaped microwires // Scientific Reports. 2018. Vol. 8. Р. 1–7.
31. Betancourt I., Hrkac G., Schrefl T. Magnetic domain structure and magnetization reversal in amorphous microwires with circular anisotropy: A micromagnetic approach // Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 109. P. 013902-1–013902-4.
32. Chiriac H., Óvári T.-A., Takajo M. et al. Domain Structure of ‘Thick’ Amorphous Microwires with Nearly Zero Magnetostriction // Materials Research Society. 2001. Vol. 674. P. U.7.7.1–U.7.7.6.
33. Chizhik A., Stupakiewicz A., Zhukov A.P., Maziewski A., Gonzalez J., Zablotskii V. Manipulation of Magnetic Domain Structures With Helical Magnetization in Magnetic Microwires // IEEE Transactions on Magnetics. 2014. Vol. 50. No. 11. Р. 1–4
34. Janutka A., Gawronski P. Structure of magnetic domain wall in cylindrical microwire // EEE Transactions on Magnetics. 2014. Vol. 51. No. 5. P. 1–6.
35. Richter K., Kostyk Y., Varga R., Zhukov A., Larin V. Domain Wall Dynamics in Amorphous Microwires // Acta Physica Polonica A. 2008. Vol. 113. No. 1. P. 7–10.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-61-70

УДК: 629.7.023.224

О.Н. Доронин¹, Д.С. Горлов¹, Е.Н. Азаровский¹, А.С. Кочетков¹

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЖАРОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ОБРАЗЦОВ ИЗ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА

Для постановки исследовательских работ и определения требований к перспективным вариантам защитных покрытий проведено изучение экспериментального варианта комплексного многослойного жаростойкого ионно-плазменного покрытия при высокотемпературной деформации образцов из интерметаллидного титанового сплава. Показано, что при высоких значениях остаточной деформации основы из интерметаллидного титанового сплава до 11%, многослойное покрытие способно обеспечить достаточно высокий уровень защитных свойств.

Ключевые слова: интерметаллидный титановый сплав, высокотемпературная деформация, барьерный слой, конденсационно-диффузионное покрытие, вакуумно-плазменная технология высоких энергий, антиокислительное покрытие.

Список литературы

1. Каблов Е.Н., Ночовная Н.А., Ширяев А.А., Давыдова Е.А. Исследование структурно-фазовых превращений в псевдо-β-титановых сплавах и влияния скорости охлаждения с температуры гомогенизации на структуру и свойства сплава ВТ47. Часть 1 // Труды ВИАМ. 2020. №6–7 (89). Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-67-3-10.
2. Каблов Е.Н., Ночовная Н.А., Ширяев А.А., Давыдова Е.А. Исследование структурно-фазовых превращений в псевдо-β-титановых сплавах и влияния скорости охлаждения с температуры гомогенизации на структуру и свойства сплава ВТ47. Часть 2 // Труды ВИАМ. 2020. №8 (90). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-8-11-19.
3. Ночовная Н.А., Базылева О.А., Каблов Д.Е., Панин П.В. Интерметаллидные сплавы на основе титана и никеля / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2018. 308 с.
4. Sauthoff G. New developments in intermetallic compounds in West Germany. Frontiers of Materials Research // Electronic and Optical Materials. Elsevier, 1991. P. 17–24.
5. Takekawa M., Kurashie M. Making Lighter Aircraft Engines with Titanium Aluminide Blades. The current state of net shape casting // IHI Engineering Review. 2014. Vol. 47. No. 1. P. 10–13.
6. Lecarrié G., Collain C. Snecma (Safran) and Mecachrome sign contract for production of titanium aluminide blades on the LEAP engine. URL: http://www.safran-group.com/media/20140414_ snecma-safran-and-mecachrome-sign-contract-production-titanium-aluminide-blades-leap-engine (дата обращения: 29.10.2020).
7. Косьмин А.А., Будиновский С.А. Мубояджян С.А. Жаро- и коррозионностойкое покрытие для рабочих лопаток турбины из перспективного жаропрочного сплава ВЖЛ21 // Авиационные материалы и технологии. 2017. №1 (46). С. 17–24. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-1-17-24.
8. Азаровский Е.Н., Мубояджян С.А. Исследование процесса модифицирования сталей ЭП866 и ЭИ961 в титановой плазме ВДР с испытаниями на стойкость к солевой коррозии // Труды ВИАМ. 2018. №2 (62). Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-2-11-11.
9. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия / под общ. ред. Е.Н. Каблова. 2-е изд. М.: Наука, 2006. 632 с.
10. Кашапов О.С., Новак А.В., Ночовная Н.А., Павлова Т.В. Состояние, проблемы и перспективы создания жаропрочных титановых сплавов для деталей ГТД // Труды ВИАМ. 2013. №3. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020).
11. Barrier coatings for oxidation protection incorporating compatibility layer: pat. US5049418; filed 19.02.91; publ. 17.09.91.
12. Ночовная Н.А., Панин П.В., Алексеев Е.Б., Новак А.В. Закономерности формирования структурно-фазового состояния сплавов на основе орто- и гамма-алюминидов титана в процессе термомеханической обработки // Вестник РФФИ. 2015. №1. С. 18–24.
13. High-temperature wear-resistant member and its manufacturing method: pat. JP2009041059; filed 08.08.07; publ. 14.11.12.
14. Method for producing abrasive tips for gas turbine blades: pat. US6194086; filed 16.04.99; publ. 27.02.01.
15. Abrasive ceramic matrix turbine blade tip and method for forming: pat. US5952110; filed 24.12.96; publ. 14.09.99.
16. Алексеев Е.Б., Ночовная Н.А., Новак А.В., Панин П.В. Деформируемый интерметаллидный титановый орто-сплав, легированный иттрием. Часть 1. Исследование микроструктуры слитка и построение реологических кривых // Труды ВИАМ. 2018. №6 (66). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-6-12-21.
17. Titanium matrix composites: pat. US5624505; filed 14.10.94; publ. 29.04.97.
18. Turbine blade tip with optimized abrasive: pat. US2005/0129511; filed 11.12.03; publ. 16.06.05.
19. Oxidation-resistant Ti–Al–Fe alloy diffusion barrier coatings: pat. US5776617; filed 21.10.96; publ. 07.07.98.
20. Oxidation protection method for titanium: pat. US5672436; filed 31.05.90; publ. 30.09.97.
21. Oxidation protection method for titanium: pat. US5776266; filed 05.06.95; publ. 07.07.98.
22. Aluminum/aluminum oxide/Ni-base superalloy composite coating for titanium-aluminum alloy and preparation method thereof: pat. CN101310969; filed 23.05.07; publ. 26.11.08.
23. Aluminum/aluminum oxide diffusion blocking layer for titanium-aluminum alloy: pat. CN101310970; filed 23.05.07; publ. 26.11.08.
24. Two-phase (TiAl+TiCrAl) coating alloys for titanium alumnides: pat. US5837387; filed 03.07.96; publ. 17.11.98.
25. Ti–Cr–Al protective coatings for alloys: pat. US5783315; filed 10.03.97; publ. 21.07.98.
26. Метод упрочнения поверхности металлических изделий: пат. RU2340704; заявл. 01.02.07; опубл. 10.12.08.
27. Каблов Е.Н., Кашапов О.С., Медведев П.Н., Павлова Т.В. Исследование двухфазного титанового сплава системы Ti–Al–Sn–Zr–Si–β-стабилизаторы // Авиационные материалы и технологии. 2020. №1 (58). С. 30–37. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-30-37.
28. Метод обработки рабочей поверхности деталей: пат. RU2308537; заявл. 14.03.06; опубл. 20.10.07.
29. Александров Д.А., Мубояджян С.А., Журавлева П.Л., Горлов Д.С. Исследование влияния подготовки поверхности и ассистированного осаждения на структуру и свойства эрозионностойкого ионно-плазменного покрытия // Труды ВИАМ. 2018. №10 (70). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-10-62-73.
30. Coating systems for titanium oxidation protection: pat. US5077140; filed 17.04.90; publ. 31.12.91.
31. Modified MCrAlY coatings on turbine blade tips with improved durability: pat. US2007264523; filed 02.03.04; publ. 15.11.07.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-71-79

УДК: 629.7.023.222

В.А. Кузнецова¹, C.А. Марченко¹, В.В. Емельянов¹, В.Г. Железняк¹

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ЭПОКСИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ И ОТВЕРДИТЕЛЕЙ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Проведены исследования лаковых покрытий, изготовленных на основе эпоксидных олигомеров различной молекулярной массы, отвержденных отвердителями аминного типа. Исследованы термостойкость, эрозионная стойкость, прочностные и деформационные характеристики свободных лаковых пленок, а также их физико-механические свойства. Установлено, что на свойства эпоксидных лаковых покрытий существенное влияние оказывают молекулярная масса олигомера и химическая природа отвердителя, используемых для получения покрытий. Показано, что с увеличением молекулярной массы используемых для получения покрытий эпоксидных олигомеров происходит повышение их эксплуатационных свойств, таких как термостойкость, эрозионная стойкость, физико-механические свойства.

Ключевые слова: эпоксидные олигомеры, отвердители, эрозионная стойкость, термостойкость, адгезия, прочность при разрыве, относительное удлинение, прочность при ударе.

Список литературы

1. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение: итоги и перспективы // Вестник Российской академии наук. 2002. Т. 72. №1. С. 3–12.
2. Эрозия / под ред. Ю.В. Полежаева. М.: Мир, 1982. 464 с.
3. Железняк В.Г. Современные лакокрасочные материалы для применения в изделиях авиационной техники // Труды ВИАМ. 2019. №5 (77). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 17.10.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-5-62-67.
4. Каблов Е.Н. Роль химии в создании материалов нового поколения для сложных технических систем // Тез. докл. ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Екатеринбург: УрО РАН, 2016. С. 25–26.
5. Проблемы защитных ЛКМ: обзор материалов европейской конференции «Защитные покрытия» («Protective coating») (Дюссельдорф, Германия, 2013) // Лакокрасочные материалы и их применение. 2013. №9. С. 33–35.
6. Павлюк Б.Ф. Основные направления в области разработки полимерных функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 388–392. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-388-392.
7. Кондрашов Э.К., Кузнецова В.А., Семенова Л.В., Лебедева Т.А., Малова Н.Е. Развитие авиационных лакокрасочных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №5. С. 49–54.
8. Кузнецова В.А., Шаповалов Г.Г. Тенденции развития в области эрозионностойких покрытий (обзор) // Труды ВИАМ. 2018. №11 (71). Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.11.2020). DOI:10.18577/2307-6046-2018-0-11-74-85.
9. Кузнецова В.А., Железняк В.Г., Силаева А.А. Влияние механических характеристик грунтовочных покрытий на устойчивость систем эрозионностойких дисперсно-армированных покрытий к циклическим механическим нагрузкам // Труды ВИАМ. 2018. №6 (66). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.11.20). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-6-59-67.
10. Нефедов Н.И., Кондрашов Э.К., Семенова Л.В., Лебедева Т.А. Эрозионностойкие покрытия для защиты изделий из полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S3. С. 25–27. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s3-25-27.
11. Семенова Л.В., Нефедов Н.И., Белова М.В., Лаптев А.Б. Системы лакокрасочных покрытий для вертолетной техники // Авиационные материалы и технологии. 2017. №4 (49). С. 56–61. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-4-56-61.
12. Коврижкина Н.А., Кузнецова В.А., Силаева А.А., Марченко С.А. Способы улучшения свойств лакокрасочных покрытий с помощью введения различных наполнителей (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2019. №4 (57). С. 41–48. DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-4-41-48.
13. Зиновьев В.Е. К вопросу связи адгезии и качества поверхностного слоя субстрата клеевого соединения // Вестник РГУПС. 2010. №4. С. 5–9.
14. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. СПб.: Химиздат, 2008. 448 с.
15. Иванов А.А., Ботвин В.В., Филимошкин А.Г. Адгезионная прочность наполненных полиалюмосиликатов на алюминиевой поверхности // Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. №2. С. 158.
16. Иржак В.И., Розенберг Б.А., Ениколопян Н.С. Сетчатые полимеры (синтез, структура, свойства). М.: Наука, 1979. 248 с.
17. Пестов А.В., Пузырев И.С., Мехаев А.В. и др. Модифицирование адгезивных материалов на основе эпоксидных олигомеров фторсодержащими органическими соединениями // Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. №4. С. 482.
18. Воюцкий С.С. Адгезия // Энциклопедия полимеров: в 3 т. М.: Сов. энциклопедия, 1972. Т. 1. С. 22–29.
19. Мошинский Л.Я. Эпоксидные смолы и отвердители (структура, свойства, химия и топология отверждения). Тель-Авив, 1995. 370 с.
20. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до
2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1. С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
21. Филичкина В.Н. Современное состояние и тенденции развития производства и потребления эпоксидных смол // Химическая промышленность за рубежом. М.: НИИТЭХИМ, 1988. Вып. 8. С. 18.
22. Межиковский С.М. Физико-химия реакционноспособных олигомеров. М.: Наука, 1998. 233 с.
23. Лундин А.Е., Остапкович А.М., Юшкова Е.Ю. Кинетика отверждения эпоксидных смол аминами // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2005. Т. 48. №1. С. 73–75.
24. Кочнова З.А., Жаворонок Е.С., Чалых А.Е. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты. М.: Пэйнт медиа, 2006. 200 с.
25. Еселев А.Д., Бобылев В.А. Эпоксидные смолы: вчера, сегодня, завтра // Лакокрасочная промышленность. 2009. №9. С. 15–17.
26. Зубкова З.А., Довгополик Т.А., Стецюк М.Ф., Георгица Т.А., Батог Е.А. Модифицированные аминные отвердители эпоксидных смол // Пластические массы. 2007. №3. С. 31–33.
27. Катнов В.Е., Степин С.Н. Исследование влияния отвердителя на химическую стойкость и защитные свойства эпоксидных покрытий // Материалы научной сессии КГТУ (5–9 февр. 2008 г.). Казань, 2008. С. 34–35.
28. Скороходова О.Н., Казакова Е.Е. Новые разработки в области защитных ЛКМ // Лакокрасочная промышленность. 2017. №5. С. 14.
29. Ламбурн Р., Машляковский Л.Н., Фрост А.М. Лакокрасочные материалы и покрытия. Теория и практика. СПб.: Химия, 1991. 512 с.
30. Кузнецова В.А., Кузнецов Г.В., Шаповалов Г.Г. Исследование влияния молекулярной массы эпоксидной смолы на адгезионные, физико-механические свойства и эрозионную стойкость покрытий // Труды ВИАМ. 2014. №8. Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 19.11.20). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-8-8-8.
31. Карякина М.И. Физико-химические основы формирования и старения покрытий. М.: Химия, 1980. 216 с.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-80-94

УДК: 620.178.35

В.С. Ерасов¹, Е.И. Орешко¹

ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (обзор) Часть 2. Анализ уравнения Басквина–Мэнсона–Коффина. Методики испытаний и обработки результатов

Проведен обзор по методикам проведения испытаний и представлены результаты испытаний металлических материалов на усталость. Представлен анализ уравнения Басквина–Мэнсона–Коффина. Построены деформационные кривые усталости для нескольких марок металлических материалов. Предложена методика программного жесткого нагружения (Rε=-1) с пошаговым увеличением деформации образца и построением поверхности в 3D-пространстве с координатами «lgN–σ–ε» и обобщенной диаграммы циклического деформирования.

Ключевые слова: усталостные испытания, выносливость, усталостная трещина, деформация, уравнение Басквина–Мэнсона–Коффина, программное жесткое нагружение, диаграмма циклического деформирования.

Список литературы

1. Yang Y., Zhang W., Yongming L. Existence and insufficiency of the crack closure for fatigue crack growth analysis // International Journal of Fatigue. 2014. Vol. 62. P. 144–153.
2. Большухин М.А., Зверев Д.Л., Кайдалов В.Б. и др. Оценка долговечности конструкционных материалов при совместных процессах малоцикловой и многоцикловой усталости // Проблемы прочности и пластичности. 2010. Вып. 72. С. 28–35.
3. Sander M., Richard H.A. Fatigue crack growth under variable amplitude loading. Part I: experimental investigations // Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. 2006. No. 29. P. 291–301.
4. Коллеров М.Ю., Гусев Д.Е., Шаронов А.А., Гуртовой С.И. Циклическая долговечность имплантатов из сплава на основе никелида титана // Металлы. 2009. №6. С. 85–92.
5. Potter J.M. The effect of load interaction and sequence on the fatigue behavior of notched coupons // Cyclic stress-strain behavior – analysis, experimental, and failure prediction. ASTM International, 1973. P. 109–132.
6. Furuya Y., Hirukawa H., Takeuchi E. Gigacycle fatigue in high strength steels // Science and Technology of Advanced Materials. 2019. Vol. 20 (1). P. 643–656.
7. Райхер В.Л. Усталостная повреждаемость. М.: Изд-во МАТИ, 2006. 238 с.
8. Suneung A., Mendel M.B. Fatigue life mode1 for crack propagation under variable-amplitude load // Mechanics Research Communications. 1995. Vol. 22 (1). P. 95–101.
9. Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. Киев: Наукова думка, 1981. 344 с.
10. Нешпор Г.С., Кудряшов В.Г., Микляев П.Г. Влияние условий нагружения на распространение усталостных трещин в листовых образцах из сплава Д16Т // Проблемы прочности. 1972. №8. С. 66–68.
11. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: справочник: в 2 ч. Киев: Наукова думка, 1987. Ч. 1. 347 с.
12. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: справочник: в 2 ч. Киев: Наукова думка, 1987. Ч. 2. 832 с.
13. Schijve J. Fatigue crack closure: Observations and technical significance // Mechanics of Fatigue Crack Closure. ASTM International, 1988. P. 5–35.
14. Elber W. The significance of fatigue crack closure // Damage tolerance in aircraft structures. ASTM International, 1971. P. 230–242.
15. Емельянов О.В., Лядецкий И.А. Определение характеристик сопротивления стали развитию трещин при циклическом изменении нагрузки // Строительные материалы и изделия: межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2002. С. 300–308.
16. Савкин А.Н., Бадиков К.А., Седов А.А. Фрактографический анализ продвижения усталостных трещин при регулярном циклическом нагружении с перегрузками в алюминиевом сплаве 2024-Т3 // Известия ВолгГТУ. Сер.: Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. 2018. №3 (213). C. 94–101.
17. Вахромеев А.М. Определение циклической долговечности материалов и конструкций транспортных средств: метод. указания. М.: МАДИ, 2015. 64 с.
18. Штремель М.А. О единстве в многообразных процессах усталости // Деформация и разрушение материалов. 2011. №6. С. 1–12.
19. Терентьев В.Ф. Полная кривая усталости металлов и сплавов // Технология металлов. 2004. №6. С. 12–16.
20. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
21. Бузник В.М., Каблов Е.Н., Кошурина А.А. Материалы для сложных технических устройств арктического применения // Научно-технические проблемы освоения Арктики. М.: Наука, 2015. С. 275–285.
22. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов – гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2001. №1. С. 3–8.
23. Гриневич А.В., Луценко А.Н., Каримова С.А. Исследование остаточной усталостной долговечности алюминиевого сплава В95пчТ1 после экспозиции в различных условиях // Вопросы материаловедения. 2013. №2 (74). С. 118–122.
24. Орлов М.Р., Морозова Л.В., Терехин А.М., Наприенко С.А., Автаев В.В. Исследование влияния химико-термической обработки на сопротивление многоцикловой усталости стали 20Х3МВФ в условиях асимметричного цикла нагружения // Деформация и разрушение материалов. 2015. №12. С. 18–24.
25. Гриневич А.В., Луценко А.Н., Каримова С.А. Долговечность изделий и коррозионная усталость конструкционных материалов // Вопросы материаловедения. 2013. №1 (73). С. 220–229.
26. Терентьев В.Ф., Кораблева С.А. Усталость металлов. М.: Наука, 2015. 484 с.
27. Терентьев В.Ф., Петухов А.Н. Усталость высокопрочных металлических материалов. М.: ИМЕТ РАН–ЦИАМ, 2013. 515 с.
28. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. М.: Наука, 2003. 254 с.
29. Гурьев А.В., Митин В.Я. Особенности развития локальных микронеоднородных деформаций и накопление усталостных повреждений в углеродистых сталях // Проблемы прочности. 1978. №11. С. 19–23.
30. Вейбул В. Усталостные испытания и анализ их результатов. М.: Машиностроение, 1964. 275 с.
31. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний: справочник. М.: Металлургия, 1978. 304 с.
32. Бойцов Г.В. О взаимосвязи стадии зарождения и кинетики развития усталостного разрушения // Механика разрушения, надежность и техническая диагностика тонкостенных конструкций: межвуз. сб. Н. Новгород: Изд-во НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 1996. С. 9–16.
33. Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев: монография. Самара: СГТУ, 2008. 387 с.
34. Расчетные значения характеристик авиационных металлических конструкционных материалов: авиационный справочник. М.: ОАК–ЦАГИ, 2013. 302 с.
35. Белов В.К., Рудзей Г.Ф., Калюта А.А. Повышение усталостной долговечности заклепочных и сварных соединений авиационных конструкций технологическими методами. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. 180 с.
36. Коллеров М.Ю., Ильин А.А., Гусев Д.Е., Ламзин Д.А. Влияние механизмов деформации на усталостные свойства металлических материалов // Металлы. 2008. №5. С. 72–79.
37. Романов А.Н. Проблемы материаловедения в механике деформирования и разрушения на стадии образования трещин. Часть 14. Связь статических и циклических свойств конструкционных материалов // Вестник научно-технического развития. 2017. №4 (116). С. 31–43.
38. Махутов Н.А. Малоцикловая усталость // Машиностроение: энциклопедия: в 40 т. М.: Машиностроение, 2010. Т. II-1: Физико-механические свойства. Испытания металлических материалов. С. 217–285.
39. Трощенко В.Т., Хамаза Л.А. Усталость и неупругость металлов // Proceedings of XIII International Colloquium «Mechanical fatigue of metals». 2006. No. 6. P. 9–22.
40. Билалов Д.А., Оборин В.А., Наймарк О.Б. Влияние интерметаллидных включений на образование подповерхностных трещин в сплаве АМг6 при гигацикловой усталости // Letters on Materials. 2020. Vol. 10 (2). P. 206–210. DOI: 10.22226/2410-3535-2020-2-206-210.
41. Банников М.В., Банникова И.А., Уваров С.В., Наймарк О.Б. Аномалия упругих свойств металлов при гигацикловом нагружении металлов и кинетика развития поврежденности // Вестник Пермского университета. Сер.: Физика. 2017. №4 (38). С. 63–70. DOI: 10.17072/1994-3598-2017-4-63-70.
42. Банников М.В., Оборин В.А., Наймарк О.Б. Исследование стадийности разрушения титановых сплавов в режиме много- и гигацикловой усталости на основе морфологии поверхности разрушения // Вестник ПНИПУ. Сер.: Механика. 2015. №3. С. 15–24. DOI: 10.15593/perm.mech/2015.3.02.
43. Гриневич А.В., Румянцев Ю.С., Морозова Л.В., Терехин А.Л. Исследование усталостной долговечности алюминиевых сплавов 1163-Т и В95о.ч.-Т2 после поверхностного упрочнения // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S4. С. 93–102. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s4-93-102.
44. Антипов А.А., Горохов А.Н., Горохов В.А., Казаков Д.А., Капустин С.А. Экспериментально-теоретическое исследование усталости материалов и конструкций в условиях высокотемпературных многоцикловых нагружений // Проблемы прочности и пластичности. 2014. Вып. 76 (1). С. 26–38.
45. Петухов А.Н. Об особенностях возникновения и развития усталостных трещин в деталях ГТД // Авиационно-космическая техника и технология. 2005. №9 (25). С. 56–62.
46. Прохоров А.Е., Плехов О.А. Экспериментальное исследование процесса разрушения стали 40Х13Т в режиме гигацикловой усталости // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2018. Т. 26. №4. С. 125–132. DOI: 10.31242/2618-9712-2018-26-4-125-132.
47. Ерасов В.С., Нужный Г.А., Гриневич А.В. Об оценке повреждаемости металлических материалов методами механических испытаний // Деформация и разрушение материалов. 2015. №3. С. 42–47.
48. Ерасов В.С., Рудаков А.Г., Нужный Г.А., Гриневич А.В., Терехин А.Л. Образование магистральной трещины в процессе испытания на усталость // Сб. докл. конф. «Фундаментальные исследования в области защиты от коррозии, старения, биоповреждений материалов и конструкций в различных климатических условиях и природных средах, с целью обеспечения безопасной эксплуатации сложных технических систем». М.: ВИАМ, 2013. С. 10–13.
49. Ерасов В.С., Нужный Г.А., Гриневич А.В., Терехин А.Л. Трещиностойкость авиационных материалов в процессе испытания на усталость // Труды ВИАМ. 2013. №10. Ст. 06. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 25.07.2020).
50. Трощенко В.Т., Хамаза Л.А. Деформационные кривые усталости сталей и методы определения их параметров. Сообщение 1. Традиционные методы // Проблемы прочности. 2010. №6. С. 26–43.
51. Трощенко В.Т. Рассеянное усталостное повреждение металлов и сплавов. Сообщение 3. Деформационные и энергетические критерии // Проблемы прочности. 2006. №1. С. 5–31.
52. Ерасов В.С., Орешко Е.И., Луценко А.Н. Площадь свободной поверхности как критерий хрупкого разрушения // Авиационные материалы и технологии. 2017. №2 (47). С. 69–79. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-2-69-79.
53. Ерасов В.С., Орешко Е.И. Силовой, деформационный и энергетический критерии разрушения // Труды ВИАМ. 2017. №10 (58). Ст. 11. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 23.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-10-11-11.
54. Ерасов В.С., Орешко Е.И. Причины зависимости механических характеристик трещиностойкости материала от размеров образца // Авиационные материалы и технологии. 2018. №3 (52). С. 56–64. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-3-56-64.
55. Подживотов Н.Ю., Ерасов В.С., Орешко Е.И. О методах оценки статической прочности материалов, полученных с помощью аддитивных технологических процессов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. №10. С. 54–59.
56. Ерасов В.С., Орешко Е.И., Луценко А.Н. Образование новых поверхностей в твердом теле на стадиях упругой и пластической деформаций, начала и развития разрушений // Труды ВИАМ. 2018. №2 (62). Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-2-12-12.
57. Ерасов В.С., Орешко Е.И. Коэффициент Пуассона и пуассонова сила // Авиационные материалы и технологии. 2018. №4 (53). С. 79–86. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-4-79-86.
58. ГОСТ 25.502–79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. М.: Стандартинформ, 2005. 25 с.
59. ГОСТ 25.504–82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости. М.: Стандартинформ, 1988. 132 с.
60. ASTM E606/E606M-19. Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing. American Society for Testing and Materials, 2018. 16 p.
61. ISO 12106:2017. Metallic materials – Fatigue testing – Axial-strain-controlled method. ICS 77.040.10 Mechanical testing of metals. 2017. 38 p.
62. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович Р.М. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность: руководство и справочное пособие. М.: Машиностроение, 1975. 488 с.
63. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.
64. Беляев М.С., Хвацкий К.К., Горбовец М.А. Сравнительный анализ российского и зарубежных стандартов испытаний на усталость металлов // Труды ВИАМ. 2014. №9 (11). Ст. 11. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 23.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-9-11-11.
65. ASTM E466-15. Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials. American Society for Testing and Materials, 2015. 6 p.
66. ASTM E739-10. Standard Practice for Statistical Analysis of Linear or Linearized Stress-Life (S-N) and Strain-Life (ε-N) Fatigue Date. American Society for Testing and Materials, 2015. 7 p.
67. Ерасов В.С., Автаев В.В., Орешко Е.И., Яковлев Н.О. Преимущества «жесткого» нагружения при испытаниях на статическое и повторно-статическое растяжение // Труды ВИАМ. 2018. №9 (69). Ст. 10. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 23.08.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-92-104.
68. Ерасов В.С., Орешко Е.И. Кратковременная ползучесть при мягком и жестком нагружении // Материаловедение. 2019. №6 (267). С. 11–17.
69. Петушков В.Г. Применение взрыва в сварочной технике. Киев: Наукова думка, 2005. С. 85–86.
70. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Крылов В.Д. Построение трехмерных диаграмм деформирования для анализа механического поведения материала, испытанного при различных скоростях нагружения // Авиационные материалы и технологии. 2018. №2 (51). С. 59–66. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-59-66.
71. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Ястребов А.С. Прогнозирование прочностных и деформационных характеристик материалов при испытаниях на растяжение и ползучесть // Материаловедение. 2019. №2. С. 3–8.
72. Вальгер С.А., Федоров А.В., Федорова Н.Н. Моделирование несжимаемых турбулентных течений в окрестности плохообтекаемых тел с использованием ПК ANSYS // Вычислительные технологии. 2013. Т. 18. №5. С. 27–40.
73. Мишин В.А., Маклаков С.Ф. Моделирование распределения напряжений при наличии концентраторов с использованием ANSYS // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2019. №4. С. 81–84.
74. Черпаков А.В., Шиляева О.В., Зеньковский И.А. и др. Параметрическое моделирование плиты перекрытия в комплексе ANSYS // Инженерный вестник Дона. 2019. №7 (58). С. 40.
75. Усманова Р.Р. Анализ контактных напряжений зубчатого зацепления в программном комплексе ANSYS // Наукоемкие технологии в машиностроении: материалы Всерос. науч.-практ. конф. Уфа, 2020. С. 207–211.
76. Ефрюшин С.В., Юрьев В.В. Математическое моделирование несущей способности железобетонных конструкций при пожаре с применением ПК ANSYS Mechanical // Строительная механика и конструкции. 2020. Т. 2. №25. С. 78–85.
77. Кожанов Д.А., Любимов А.К. Моделирование гибких тканых композитов в системе ANSYS Mechanical APDL // Компьютерные исследования и моделирование. 2018. Т. 10. №6. С. 789–799.
78. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Луценко А.Н. Критические напряжения потери устойчивости в гибридных слоистых пластинах // Материаловедение. 2016. №11. С. 17–21.
79. Орешко Е.И., Ерасов В.С. Численные исследования устойчивости пластин с шарнирно закрепленными поперечными кромками // Деформация и разрушение материалов. 2018. №6. С. 7–11.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-95-103

УДК: 620.193

М.Г. Абрамова¹

К ВОПРОСУ О ПОДТВЕРЖДЕНИИ ИДЕНТИЧНОСТИ МЕХАНИЗМА КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (обзор) Часть 2. Коррозия в морской воде

Представлен обзор исследований механизмов коррозионного разрушения алюминиевых сплавов в морской воде. Рассмотрены основные факторы, оказывающие наибольшее воздействие на коррозию: физико-химические параметры, глубина расположения объектов испытаний, а также роль биообрастания.
Установлено, что параметр видового состава обрастателей является важным фактором коррозии металлов в морской воде и должен учитываться при идентификации механизма коррозионного разрушения при испытаниях в различных условиях.

Ключевые слова: коррозия, натурные морские испытания, испытания в морской воде.

Список литературы

1. Стратегия развития морской портовой инфраструктуры России до 2030 года. URL: http://sudact.ru/law/strategiia-razvitiia-morskoi-portovoi-infrastruktur... (дата обращения: 01.07.2020).
2. Приказ Минтранса РФ от 12.05.2005 №45 «Об утверждении Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года». URL: http://sudact.ru/law/prikaz-mintransa-rf-ot-12052005-n-45/transportnaia-... (дата обращения: 01.07.2020).
3. Абрамова М.Г., Луценко А.Н., Варченко Е.А. Об особенностях подтверждения соответствия климатической стойкости материалов авиационного назначения на всех этапах жизненного цикла (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2020. №1 (58). С. 86–94. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-86-94.
4. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
5. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. №2 (14). С. 16–21.
6. Каблов Е.Н., Подживотов Н.Ю., Луценко А.Н. О необходимости создания единого информационно-аналитического центра авиационных материалов РФ // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2019. №3. С. 28–32.
7. Карпов В.А. Биокоррозия в морской среде и основы применения защитных покрытий: автореф. дис. … д-ра техн. наук. М.: ИПЭЭ РАН, 2012. 47 с.
8. Шумахер М. Морская коррозия: справочник. М.: Металлургия, 1983. 512 с.
9. ГОСТ 9.906–83. ЕСЗКС. Станции климатические испытательные. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1983. 36 с.
10. Абрамова М.Г. К вопросу о подтверждении идентичности механизма коррозионного разрушения алюминиевых сплавов (обзор). Часть 1. Атмосферная коррозия // Авиационные материалы и технологии. 2020. №4 (61). С. 86–94. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-4-86-94.
11. Богорад И.Я., Искра Е.В., Климова В.А., Кузьмин Ю.Л. Коррозия и защита морских судов. Л.: Судостроение, 1973. 392 с.
12. Качество поверхностных вод Российской Федерации. Информация о наиболее загрязненных водных объектах Российской Федерации: приложение к ежегоднику / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Ростов н/Д, 2016. 150 с.
13. Полонский А.Б., Свищев С.В. Сезонные и междесятилетние изменения концентрации кислорода в поверхностных водных массах Черного моря // Системы контроля окружающей среды. 2014. №20. С. 153–156.
14. Breaker L.C., Gilhousen D.B., Burroughs L.D. Preliminary Results from Long-Term Measurements of Atmospheric Moisture in the Marine Boundary Layer in the Gulf of Mexico // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 1998. Vol. 15. P. 661–676.
15. РД 31.28.10–97. Комплексные методы защиты судовых конструкций от коррозии. М.: Стандартинформ, 1998. 37 с.
16. Руководство по защите корпусов надводных кораблей ВМФ от коррозии и обрастания. М.: Воен. изд-во, 2002. 350 с.
17. ГОСТ 9.056–75. Стальные корпуса кораблей и судов. Общие требования к электрохимической защите при долговременном стояночном режиме. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200015017 (дата обращения: 03.07.2020).
18. Варченко Е.А., Курс М.Г. Натурные испытания металлических материалов в морской воде: ключевые подходы к оценке стойкости к коррозии и биоповреждению // Труды ВИАМ. 2017. №11 (59). Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.04.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-11-12-12.
19. Абрамова М.Г., Панченко Ю.М., Ветрова Е.Ю., Ненашева Т.А. Коррозионная агрессивность атмосферы в различных климатических районах РФ // Коррозия: материалы, защита. 2020. №3. С. 12–22. DOI: 10.31044/1813-7016-2020-0-3-12-22.
20. Альхименко А.А., Колюшев И.Е., Харьков А.А., Шапошников Н.О., Цветков А.С. Коррозионная стойкость стальных свайных опор в морской воде // Коррозия: материалы, защита. 2020. №2. С. 16–20. DOI: 10.31044/1813-7016-2020-0-2-16-20.
21. Wang X., Duan J., Li Y., Zhang J., Ma S., Hou B. Corrosion of steel structures in sea-bed sediment // Bulletin of Materials Science. 2005. Vol. 28. Р. 81–85.
22. Белов О.А. Современное состояние организации комплексной защиты металлических корпусов кораблей и судов от коррозии // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2017. №3 (118). С. 115–120.
23. Чернов Б.Б., Ву В.М., Нугманов А.М., Фирсова Л.Ю. Формирование солевых отложений на стальной поверхности при катодной защите инженерных сооружений в морской воде // Морские интеллектуальные технологии. 2018. №4–5 (42). С. 120–124.
24. Vera R., Vinciguerra F., Bagnara M. Comparative Study of the Behavior of API 5L-X65 Grade Steel and ASTM A53-B Grade Steel against Corrosion in Seawater // Corrosion Science. 2015. Vol. 10. Р. 6187–6198.
25. Zhao M., Liu M., Song G., Atrens A. Influence of pH and chloride ion concentration on the corrosion of Mg alloy ZE41 // Corrosion Science. 2008. Vol. 50. Р. 3168–3178.
26. Marlaud T., Malki B., Deschamps A., Baroux B. Electrochemical aspects of exfoliation corrosion of aluminium alloys: The effects of heat treatment // Corrosion Science. 2011. Vol. 53. Р. 1394–1400.
27. Szklarska-Smialowska Z. Pitting corrosion of aluminum // Corrosion Science. 1999. Vol. 41. Р. 1743–1767.
28. Wan Nik W.B., Sulaiman O., Fadhli A., Rosliza R. Сorrosion behaviour of aluminum alloy in seawater // Proceedings of MARTEC 2010 The International Conference on Marine Technology. Dhaka, 2010. P. 175–180.
29. Broddy S., Sudhakar K.V. Corrosion Inhibition: Investigation of Lanolin Coating on the Corrosion Characteristics of Low Carbon Steel in Simulated Sea Water // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2017. Vol. 53. P. 1125–1130.
30. Xavier J.R., Nallaiyan R. Corrosion inhibitive properties and electrochemical adsorption beha-viour of some piperidine derivatives on brass in natural sea water // Journal of Solid State Electrochemistry. 2012. Vol. 16. P. 391–402.
31. Цветков Ю.Н., Горбаченко Е.О. Особенности изменения профиля поверхности алюминиевых бронз при кавитационном изнашивании в морской воде // Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2018. Т. 10. №5. С. 1004–1014. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-5-1004-1014.
32. Зубрилов С.П., Растрыгин Н.В. Исследование процесса кавитации и возможности снижения эрозионного износа // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2019. Т. 11. №4. С. 705–717. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-4-705-717.
33. Люблинский Е.Я. Коррозия и защита судов: справочник. Л.: Судостроение, 1987. 376 с.
34. Сорокин А.И. Исследование процесса разрушения алюминиевого сплава от контактной коррозии в высокоскоростном потоке морской воды // Вісник СевНТУ. 2012. Сер.: Механіка, енергетика, екологія. Вип. 132. С. 135–141.
35. Подгорный Ю.И., Сорокин А.И. Коррозионно-эрозионная стойкость и электрохимическое поведение некоторых судостроительных сплавов в быстродвижущейся морской воде // Состояние и перспективы создания и внедрения коррозионностойких материалов, средств и методов противокоррозионной защиты судов: тез. докл. Второго науч.-техн. совещания. Л., 1982. С. 53–55.
36. Ваганов А.М. Проектирование скоростных судов. Л.: Судостроение, 1978. 279 с.
37. Rashidi A.M., Packnezhad M., Moshrefi-Torbati M., Walsh F.C. Erosion–corrosion synergism in an alumina/sea water nanofluid // Microfluidics and Nanofluidics. 2014. Vol. 17. P. 225–232.
38. Карпов В.А., Ковальчук Ю.Л., Беленева И.А., Петросян В.Г. Исследование коррозии металлов в тропических морских водах // Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. №6 (24). Ст. 3. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 06.07.2020).
39. Heitz E., Flemming H.C., Sand W. Microbially Influenced Corrosion of Materials. Springer, 1996. 475 p.
40. Compere C., Le Bozec N. Behaviour of stainless steel in natural seawater // The First Stainless Steel Congress in Thailand. Bangkok, 1997. URL: https://archimer.ifremer.fr/doc/00089/19989/17653.pdf (дата обращения: 06.07.2020).
41. Yang D., Liu J., Xiaoxue E., Jiang L. Experimental study of composition and influence factors on fouling of stainless steel and copper in seawater // Annals of Nuclear Energy. 2016. Vol. 94. P. 767–772.
42. Al-Muhanna K., Habib K. Marine bio-fouling of different alloys exposed to continuous flowing fresh seawater by electrochemical impedance spectroscopy // Journal of Saudi Chemical Society. 2016. Vol. 20. Is. 4. P. 391–396.
43. Mansfeld F., Little B. Microbiologically influenced corrosion of copper-based materials exposed to natural seawater // Electrochimica Acta. 1992. Vol. 37. Is. 12. P. 2291–2297.
44. Михеев А.И. Влияние обрастания и низких температур на безопасную эксплуатацию судов // Водный транспорт. 2013. №3 (18). С. 056–061.
45. Hamzah E., Hussain M.F., Ibrahim Z., Abdolahi A. Corrosion Behaviour of Carbon Steel in Sea Water Medium in Presence of P. aeruginosa Bacteria // Arabian Journal for Science and Engineering. 2014. Vol. 39. P. 6863–6870.
46. Коряков M.Д., Филоненко Н.Ю., Каплин Ю.М. Исследование коррозии высоколегированных сталей в морской воде под балянусами // Защита металлов. 1995. Т. 31. №2. С. 219–221.
47. Каплин Ю.М., Корякова М.Д., Никитин В.М., Супонина А.П. Механизм коррозии стали под основанием балянуса // Защита металлов. 1998. Т. 34. №1. С. 89–93.
48. Варченко Е.А., Ветрова Е.Ю. Исследование биологической и коррозионной стойкости образцов алюминиевого сплава после натурных испытаний в Геленджикской бухте. Часть 1 // Труды ВИАМ. 2020. №6–7 (89). Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 29.07.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-67-91-100.
49. Subramanian G., Palanichamy S. Influence of fouling assemblage on the corrosion behaviour of mild steel in the coastal waters of the Gulf of Mannar, India // Journal of Marine Science and Application. 2013. Vol. 12. P. 500–509.

Полнотекстовая версия

10.

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-104-118

УДК: 620.165.79

Е.И. Орешко¹, В.С. Ерасов¹, Н.О. Яковлев¹, Д.А. Уткин¹

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ИНДЕНТИРОВАНИЯ (обзор)

Рассмотрены основные методы определения твердости материалов. Представлены основные формулы расчета механических характеристик материалов по значениям твердости. Проведен анализ методов расчета диаграмм растяжения материалов по диаграммам вдавливания. Рассмотрены подходы к построению конечно-элементной модели индентирования материалов. Показана необходимость доработки существующих стандартов и развития расчетных методов с подробным описанием методик пересчета диаграмм индентирования в механические характеристики материалов.

Ключевые слова: твердость, механические свойства, индентирование, напряжения, деформация, расчет, диаграмма деформирования.

Список литературы

1. Бузник В.М., Каблов Е.Н., Кошурина А.А. Материалы для сложных технических устройств арктического применения // Научно-технические проблемы освоения Арктики. М.: Наука, 2015. С. 275–285.
2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
3. Каблов Е.Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. 2015. №1. С. 36–39.
4. Ерасов В.С., Орешко Е.И., Луценко А.Н. Площадь свободной поверхности как критерий хрупкого разрушения // Авиационные материалы и технологии. 2017. №2 (47). С. 69–79. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-2-69-79.
5. Ерасов В.С., Орешко Е.И. Силовой, деформационный и энергетический критерии разрушения // Труды ВИАМ. 2017. №10 (58). Ст. 11. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 25.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-10-11-11.
6. Булычев С.И., Алехин В.П. Метод кинетической твердости и микротвердости в испытании вдавливанием индентора // Заводская лаборатория. 1987. №53. С. 76–80.
7. Соловьев В.В., Гоголинский К.В., Усеинов С.С. и др. Особенности применения метода наноиндентирования для измерения твердости на наномасштабе // Нанотехника. Инженерный журнал. 2008. №1 (13). С. 111–115.
8. Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. М.: Машиностроение, 2007. 496 с.
9. Терновский А.П., Алехин В.П., Шоршоров М.Х. и др. О микромеханических испытаниях материалов путем вдавливания // Заводская лаборатория. 1973. №10. С. 1242–1246.
10. Лебедева С.И. Микротвердость минералов. М.: Недра, 1977. 118 с.
11. Хасанов О.Л., Струц В.К., Соколов В.М. и др. Методы измерения микротвердости и трещиностойкости наноструктурных керамик: учеб. пособие. Томск: Томск. политех. ун-т, 2011. 101 с.
12. Boussinesq J. Applications des potentiels a l’etude de equilibre et du movement des solides elastiques. Paris: Gauthier-Villars, 1885. 734 р.
13. Давиденков Н.Н. Некоторые проблемы механики материалов. Л.: Лениздат, 1943. 152 с.
14. Дрозд М.С. Определение механических свойств металлов без разрушения. М.: Металлургия, 1965. 171 с.
15. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1971. 200 с.
16. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. 3-е изд. М.: Оборонгиз, 1974. 367 с.
17. Давиденков Н.Н. Динамические испытания металлов. М.; Л.: Гос. изд-во, 1929. 366 с.
18. Марковец М.П. Исследования в области измерения твердости // Труды метрологических институтов СССР. 1967. Вып. 91 (151). С. 58.
19. Соловьев В.В., Гоголинский К.В., Усеинов С.С. и др. Методы измерения механических свойств материалов с нанометровым разрешением и их метрологическое обеспечение // Тр. науч. сессии НИЯУ МИФИ-2010. 2010. Т. 2. С. 233.
20. Tabor D. The hardness of metals. Oxford: Clarendon press, 1951. 171 р.
21. ГОСТ 22762–77. Метод измерения твердости на пределе текучести вдавливанием шара. М.: Изд-во стандартов, 1978. 12 с.
22. Марковец М.П. Определение механических свойств материалов по твердости. М.: Машиностроение, 1979. 191 с.
23. Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // Journal of Materials Research. 1992. Vol. 6. P. 1564–1583.
24. Oliver W.C., Pharr G.M. Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology // Journal of Materials Research. 2004. Vol. 19. No. 1. Р. 3–20.
25. Lo R.Y., Bogy D.B. Compensating for elastic deformation of the indenter in hardness tests of very hard materials // Journal of Materials Research. 1999. Vol. 14. P. 2276–2282.
26. Hay J.C., Bolshakov A., Pharr G.M. A critical examination of the fundamental relations used in the analysis of nanoindentation data // Journal of Materials Research. 1999. Vol. 14. P. 2296–2305.
27. Veprek S., Mukherjee S., Mannling H.-D., He J. On the reliability of the measurements of mechanical properties of superhard coatings // Materials Science and Engineering. 2004. Vol. 340. P. 292–297.
28. Cao Y.P., Dao M., Lu J. A precise correcting method for the study of the superhard material using nanoindentation tests // Journal of Materials Research. 2007. Vol. 22. P. 1255–1264.
29. Veprek-Heijman M.G.J, Veprek R.G., Argon A.S. et al. Non-linear finite element constitutive modeling of indentation into super- and ultrahard materials: The plastic deformation of the diamond tip and the ratio of hardness to tensile yield strength of super- and ultrahard nanocomposites // Surface and Coatings Technology. 2009. Vol. 203. P. 3385–3391.
30. Hay J., Agee P., Herbert E. Continuous stiffness measurement during instrumented indentation testing // Experimental Techniques. 2010. No. 3. P. 86–94.
31. Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. М.: Наука, 1980. 303 с.
32. Sneddon I.N. Boussinesq’s problem for a rigid cone // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 1948. Vol. 44. P. 492–507.
33. Галанов Б.А., Дуб С.Н. Критические комментарии к методике Оливера–Фара для измерения твердости и упругого модуля посредством инструментального индентирования и уточнение ее базисных соотношений // Сверхтвердые материалы. 2017. №6. С. 3–24.
34. ГОСТ Р 8.748–2011 (ИСО 14577-1:2002) Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 1. Метод испытаний. М.: Стандартинформ, 2013. 32 с.
35. Головин Ю.И. Наноиндентирование и механические свойства твердых тел в субмикрообъемах, тонких приповерхностных слоях и пленках (обзор) // Физика твердого тела. 2008. Т. 50. Вып. 12. С. 2113–2142.
36. Haggag F.M. Small specimen test techniques applied to nuclear reactor vessel thermal annealing and plant life extension: ASTM STP 1204. American Society for Testing and Materials, 1993. P. 27–44.
37. Haggag F.M., Nastad R.K. Innovative approaches to irradiation damage, and fracture analysis // The American Society of Mechanical Engineers. 1989. Р. 179–181.
38. Haggag F.M. Structural integrity evaluation based on an innovative field indentation microprobe // The American Society of Mechanical Engineers Pressure Vessels & Piping. 1989. Vol. 170. P. 101–107.
39. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976. 230 с.
40. ГОСТ 56232–2014. Определение диаграммы «напряжение–деформация» методом инструментального индентирования шара. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2014. 44 с.
41. Testing of metallic materials – Universal hardness test DIN 50359-1. German Institute for Standardisation (Deutsches Institut für Normung), 1997. 15 р.
42. Булычев С.И., Алехин В.П., Шоршоров М.Х. Исследование физико-механических свойств материалов в приповерхностных слоях и микрообъемах методом непрерывного вдавливания индентора (обзор) // Физика и химия обработки материалов. 1979. №5. С. 69–81.
43. Мощенок В.И., Тимофеева Л.А. Единый подход к определению поверхностной, проекционной и объемной твердости материалов в макро-, микро- и нанодиапазонах // Вестник ХНАДУ. 2011. Вып. 54. С. 7–12.
44. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия / пер. с англ. М.: Мир, 1989. 510 с.
45. Зайцев Г.П. Твердость по Бринеллю как функция параметров пластичности металлов // Заводская лаборатория. 1949. №6. С. 704–717.
46. Огар П.М., Кушнарев В.С., Кобзова И.О., Чебыкин В.С. Применение энергетической твердости материала для определения диаграммы истинных напряжений // Systems Methods Tecnologies. Application of energy. 2019. №2 (42). Р. 18–26.
47. Орешко Е.И., Уткин Д.А., Ерасов В.С., Ляхов А.А. Методы измерения твердости материалов (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. №1 (85). Ст. 10. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 25.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-1-101-117.
48. Мощенок В.И., Костина Л.Л. Диаграмма индентирования и современные методы измерения твердости // Вестник КрНУ им. М. Остроградского. 2011. №5. С. 16–18.
49. Moshenok V.I. Modern methods of materials makro-, mikro-, nanohardness measuring // Engineering of Surface and Wares Renovation: 9th International Scientific and Technical Conference. Yalta; Kiev, 2009. Р. 139–140.
50. Колмаков А.Г., Терентьев В.Ф., Бакиров М.Б. Методы измерения твердости. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. 150 с.
51. Булычев С.И., Алехин В.П. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора. М.: Машиностроение, 1990. 224 с.
52. Мильман Ю.В., Галанов Б.А., Чугунова С.И., Гончарова И.В. Определение механических свойств малопластичных материалов методом индентирования // Polish Сеramic Bulletin. 1996. Is. 50. No. 12. P. 95–102.
53. Гончарова И.В. Определение методом индентирования физико-механических свойств материалов: дис. … канд. физ.-мат. наук. Киев: Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича, 2017. 171 c.
54. Джулли А., Пал С. Библиотека Keras – инструмент глубокого обучения. М.: ДМК Пресс, 2018. 294 с.
55. Барский А.Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений. М.: Финансы и статистика, 2004. 13 с.
56. Примеры работ // Mubatec.com. URL: http://mubatec.com/portfolio (дата обращения: 05.11.2020).
57. ГОСТ Р 57172–2016. Определение поверхностных остаточных напряжений методом инструментального индентирования. М.: Стандартинформ, 2016. 12 c.
58. Инструкция по определению механических свойств металла оборудования атомных станций безобразцовыми методами по характеристикам твердости: РД ЭО 0027-2005 / ФГУП Концерн «РОСЭНЕРГОАТОМ». URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293828/4293828800.pdf (дата обращения: 05.11.2020).
59. Матюшин В.М., Марченков А.Ю., Волков П.В., Демидов А.Н. Диагностика механических свойств материалов по диаграммам индентирования на разных масштабных уровнях // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. №4. С. 47–52.
60. Syngellakis S., Habbab H., Mellor B.G. Finite element simulation of spherical indentation experiments // The International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements. 2018. Vol. 6. No. 4. P. 749–763.
61. Басов К.А. Графический интерфейс комплекса ANSYS. М.: ДМК Пресс, 2006. 248 с.
62. Боровков А.И. Возможности системы конечно-элементного моделирования ANSYS/LS–DYNA // Сб. материалов I Междунар. конф. пользователей программного обеспечения ANSYS Е. М.: EMT–ANSYS-центр, 2003. С. 128–136.
63. Коллеров М.Ю., Гусев Д.Е., Орешко Е.И. Экспериментально-теоретическое обоснование выбора метода и имплантатов для устранения воронкообразной деформации грудной клетки // Научные труды (Вестник МАТИ). 2012. №19 (91). С. 331–336.
64. Antipov V.V., Oreshko E.I., Erasov V.S., Serebrennikova N.Y. Hybrid laminates for application in north conditions // Mechanics of Composite Materials. 2016. Vol. 52. No. 5. P. 973–990.
65. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Крылов В.Д. Построение трехмерных диаграмм деформирования для анализа механического поведения материала, испытанного при различных скоростях нагружения // Авиационные материалы и технологии. 2018. №2 (51). С. 59–66. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-59-66.
66. Коллеров М.Ю., Усиков В.Д., Куфтов В.С., Гусев Д.Е., Орешко Е.И. Медико-техническое обоснование использования титановых сплавов в имплантируемых конструкциях для стабилизации позвоночника // Титан. 2013. №1 (40). С. 39–45.
67. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Луценко А.Н. Критические напряжения потери устойчивости в гибридных слоистых пластинах // Материаловедение. 2016. №11. С. 17–21.
68. Ерасов В.С., Автаев В.В., Орешко Е.И., Яковлев Н.О. Преимущества «жесткого» нагружения при испытаниях на статическое и повторно-статическое растяжение // Труды ВИАМ. 2018. №9 (69). Ст. 10. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 25.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-92-104.
69. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: справочное пособие. М.: Машиностроение-1, 2004. 512 с.
70. Котов А.Г. Основы моделирования в среде ANSYS: учеб. пособие. Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2008. 200 с.
71. Кравчук А.С., Смалюк А.Ф., Кравчук А.И. Электронная библиотека механики и физики: лекции по ANSYS с примерами решения задач: в 5 ч. Минск: БГУ, 2013. Ч. 5. С. 105.
72. Колеров М.Ю., Егорова М.В., Орешко Е.И. и др. Экспериментально-теоретическое обоснование алгоритма раннего ортодонтического лечения детей с односторонней расщелиной губы и неба несъемными аппаратами // Стоматология детского возраста и профилактика. 2011. Т. Х. №1 (36). С. 23–27.
73. Орешко Е.И., Ерасов В.С. Численные исследования устойчивости пластин с шарнирно закрепленными поперечными кромками // Деформация и разрушение материалов. 2018. №6. С. 7–11.
74. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Ястребов А.С. Прогнозирование прочностных и деформационных характеристик материалов при испытаниях на растяжение и ползучесть // Материаловедение. 2019. №2. С. 3–8.
75. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Качан Д.В., Лашов О.А. Исследования устойчивости стержней и пластин при сжатии с защемленными поперечными кромками // Труды ВИАМ. 2018. №9 (69). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-61-70.
76. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Лашов О.А., Подживотов Н.Ю., Качан Д.В. Расчет напряжений в слоистом материале // Труды ВИАМ. 2018. №10 (70). Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.11.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-10-93-106.
77. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Лашов О.А., Подживотов Н.Ю., Качан Д.В. Численное исследование несущей способности слоистого материала // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2019. №3. С. 16–21.
78. Орешко Е.И., Уткин Д.А., Яковлев Н.О., Ерасов В.С. Исследование процессов деформирования металлических и полимерных композиционных материалов при индентировании // XII Всерос. конф. по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТестМат». М.: ВИАМ, 2020. С. 326–342.
79. Журавков М.А., Романова Н.С. Определение физико-механических свойств биоматериалов на основе данных наноиндентирования и моделей дробного порядка // Российский журнал биомеханики. 2016. Т. 20. №1. С. 8–27.

Полнотекстовая версия

11.

DOI: 10.18577/2713-0193-2021-0-1-119-126

УДК: 66.045.3

А.В. Зуев¹, Ю.П. Заричняк², Д.Я. Баринов¹, Л.Л. Краснов¹

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГИБКОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Приводятся результаты измерения теплопроводности и теплоемкости гибкой теплоизоляции. Гибкая теплоизоляция представляет собой высокопористый волокнистый материал – конструкцию, которая включает войлок, закрытый со всех сторон тканью. Вся конструкция прошита нитью. Волокнистая сердцевина, ткань и прошивочная нить состоят из волокон оксида кремния. Теплопроводность измеряли стационарным методом на плоских образцах. Теплоемкость определяли на калориметре НТ-1000. Проводился расчет теплопереноса для характерных условий, действующих при выходе космического аппарата на орбиту.

Ключевые слова: гибкая волокнистая теплоизоляция, измерения, теплопроводность, теплоемкость, теплофизические свойства, теплозащитный материал, летательный аппарат.

Список литературы

1. Житнюк С.В. Бескислородные керамические материалы для аэрокосмической техники (обзор) // Труды ВИАМ. 2018. №8 (68). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.12.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-8-81-88.
2. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. М.: Энергия, 1976. 392 с.
3. Решение «проблемы №1». URL: http://www.astronaut.ru/bookcase/article/article76.htm?reload_ coolmenus (дата обращения: 02.12.2020).
4. Баринов Д.Я., Оспенникова О.Г., Мараховский П.С., Зуев А.В. Изучение динамики прогрева деструктирующего материала методом математического моделирования температурных полей // Труды ВИАМ. 2019. №8 (80). Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.12.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-8-109-118.
5. Crouch R.K., Walberg G.D. An investigation on ablation behavior of AVCOAT 5026/39M over a wide range of thermal environments // NASA Technical Memorandum. 1969. No. X-1778. 36 p.
6. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
7. Доспехи для «Бурана». Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия–Буран» / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука и жизнь, 2013. 128 с.
8. Каблов Е.Н. Становление отечественного космического материаловедения // Вестник РФФИ. 2017. №3. С. 97–105.
9. Ивахненко Ю.А., Баруздин Б.В., Варрик Н.М., Максимов В.Г. Высокотемпературные волокнистые уплотнительные материалы // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 272–289. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-272-289.
10. Степанова Е.В., Зимичев А.М. Теплоизоляционный материал для шнуров из волокон тугоплавких оксидов // Труды ВИАМ. 2020. №2 (86). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.12.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-2-72-80.
11. Зуев А.В., Просунцов П.В. Модель структуры волокнистых теплоизоляционных материалов для анализа процессов комбинированного теплопереноса // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87. №6. С. 1319–1330.
12. Зуев А.В., Просунцов П.В., Майорова И.А. Расчетно-экспериментальное исследование процессов теплопереноса в высокопористых волокнистых материалах // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. №9. С. 410–420.
13. Зуев А.В., Заричняк Ю.П., Размахов М.Г. Предпосылки к выбору модели структуры высокопористых волокнистых материалов для учета влияния технологических факторов и расчета теплопереноса // Труды ВИАМ. 2019. №12 (84). Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.12.2020). DOI: 0.18577/2307-6046-2019-0-12-109-118.
14. Алифанов О.М., Будник С.А., Михайлов В.В., Ненарокомов А.В. Экспериментально-вычислительный комплекс для исследования теплофизических свойств теплотехнических материалов // Тепловые процессы в технике. 2010. Т. 1. №2. С. 49–60.
15. Черепанов В.В. Математическое моделирование спектральных и теплофизических свойств пеностеклоуглерода // Тепловые процессы в технике. 2011. Т. 3. №9. С. 386–399.
16. Кржижановский Р.Е., Штерн З.Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов. Окислы. Л.: Энергия, 1973. 335 с.

Полнотекстовая версия