Проведение исследований в области получения высокоэффективных материалов на базе процессов термомеханической обработки, литья, рафинирования металлов, жидкофазного восстановления, сверхпластической деформации, термообработки, 3D-моделирования

Цель: определить важнейшие параметры и закономерности при получении гаммы высокоэффективных металлических материалов - наноструктурированных сплавов с памятью формы, алюминиевых сплавов, сплавов на основе алюминидов тинана, сталей, чугунов на базе процессов термомеханической обработки, литья, рафинирования металлов, жидкофазного восстановления, сверхпластической деформации, термообработки, 3D-моделирования. Проведены исследования в области получения высокоэффективных материалов на базе процессов термомеханической обработки, литья, рафинирования металлов, жидкофазного восстановления, сверхпластической деформации, термообработки, 3D-моделирования.Будут изучены наноструктурированные сплавы с памятью формы, алюминиевые сплавы, алюминиды титана, стали, чугуны для их использования в различных областях, включая авиацию, медицину, металлургию, машиностроение, а также принципы фазовой оптимизации новых сплавов, кристаллолграфический ресурс обратимой деформации в разных приближениях, особенности распада пересыщенного твердого раствора, влияние режимов ТМО на дисперсность фаз упрочнителей, на термическую стабильность сформировавшейся структуры,ресурсосберегающей переработки руд и техногенных отходов. В 2016 г. полученыследующие результаты. Экспериментально определены параметры для построения модели Джонсона - Мэла - Аврами - Колмогорова (JMAК) в температурном диапазоне от 1000 до 1230 °С со скоростями деформации от 0,1 с⁻¹ до 50 с⁻¹, описывающей процессы динамической,метадинамической и статической рекристаллизации, а также рост зерна во время горячей пластической деформации. Данные результаты могут быть использованы для моделирования процесса горячей объёмной штамповки в программном комплексе DEFORM. Выявлены закономерности влияния состава, структурных параметров и температурно-скоростных характеристик деформации на показатели сверхпластичности сплавов; построены модели связи состава, структурных параметров и температурно-скоростных характеристик с действующимимеханизмами сверхпластической деформации. Определены составы и структура сплавов, обеспечивающих низкую пористость и повышение скоростей сверхпластической деформации и эффективности использования технологии сверхпластической формовки. Литье бронзы БрО10С2Н2 в комбинированную литейную форму в поле ультразвуковых волн позволяет получать слитки в полном соответствии с требованиями нормативной документации с высоким выходом годного (более 70%). Проведен анализ и обобщены результаты комплексных исследований структуры и функциональных свойств основы и поверхности сплавов Ti - Nb - Ta и Ti - Nb - Zr с памятью формы. Показано, что оба сплава с исходной наносубзеренной структурой после ПДО при 600°С 30 мин демонстрируют наиболее совершенное и стабильное сверхупругое поведение и более низкий модуль Юнга, чем после ТМО по другим режимам, т.е. проявляют наиболее высокую биомеханическую совместимость с костной тканью. В целом сплавTNZ выглядит в этом отношении более перспективным как по величине функциональных характеристик, так и по их стабильности. Наиболее выгодную, с точки зрения физико-механических характеристик, модификацию поверхности сплавов TNZ и TNT удается получить в результате ПДО при 600°С, 30 мин. Поскольку этот режим ПДО обеспечивает и наилучшуюбиомеханическую совместимость материала тела импланта, то в результате достигается наилучшая биосовместимость импланта в целом. На основе обобщений предложены рекомендации по оптимальным режимам обработки и эксплуатации сплавов с памятью формы Ti - Nb - Ta и Ti - Nb - Zr для реализации наилучшей биосовместимости. Произведены расчеты режимов лазерной закалки инструмента холодной штамповки из инструментальной стали Х12М, и определены зависимости глубины закаливаемого слоя от технологических параметров лазерной обработки. Разработана модель расчета технологических и технико-экономических показателей для расчета различных модулей комплекса Ромелт. Предложена структура построения моделей расчетов тепловых и материальных балансов процесса Ромелт. Выделены основные входные и выходные показатели технологии. Приведены алгоритмы расчетатехнологических показателей процесса. Выяснены особенности расчета тепловых балансов технологии Ромелт. Предложен алгоритм модели расчета технико-экономических показателей технологии Ромелт. Последовательность действий включает расчет технологических показателей с учетом специфики выбранных технических решений и экономический расчет эффективности с учетом анализов рисков. Разработана модель расчета технико-экономических показателей проектов на основе технологии Ромелт. Выявлена схема влияния технологических показателей на экономические критерии эффективности производства. Сформирована целостная модель расчета технологических и технико-экономических показателей, применимая к различным вариантам комплекса Ромелт, позволяющая производить расчет всех необходимых технологических и технико-экономических показателей для выполнения технико-экономических обоснований проектов.