НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТИсследования в области синтеза конструкционных и функциональных материалов на основе алюминия и железа, функционально-градиентных покрытий нового поколения и создание новых подходов их диагностикиза 2017 год

Методом ионного распыления композиционной мишени состава 41,6Si - 13,4B - 45C в среде Ar, Ar + 15%N₂ и N₂ получены аморфные покрытия в системе Si - B - С - (N), которые показали высокую жаростойкость при температурах 1000 и 1100°С. С помощью магнетронного распыления получены сверхтвердые покрытия в системах Ti - B - (N), Mo - B - (N) и Cr - B - (N) с твердостью H > 40 ГПа с высоким упругим восстановлением W = 64 - 72%; жаростойкость покрытий возрастала в ряду Mo - B - N → Mo - B → Ti - B - N → Ti - B → Cr - B → Cr - B - N. Изучены особенности формирования, состав, структура и свойства электроискровых покрытий на никелевом сплаве ЭП718-ИД при использовании СВС-электродных материалов системы Mo - Si - B. Предложен режим электроискровой обработки (Е = 0,048 Дж, I = 120 A, f = 3200 Гц, τ = 20 мкс), при котором осаждаемые покрытия имеют 100%-ную сплошность, шероховатость 6 - 8 мкм, твердость до 4,4 ГПа, что позволило в 2 - 4 раза увеличить их износо- и жаростойкость. Электроды составов 96%Mo₅SiB₂ + 2%Mo₃Si + 2%Mo и 89%MoSi₂ + 9%MoB + 2%Mo₅Si₃ рекомендованы для использования при электроискровой обработке изделий из никелевого сплава. Неравновесное состояние и состояние, близкое к равновесному, интерметаллида Fe - 27Al структурно представляют собой частично упорядоченную фазу B2, в которую когерентно встроены мезоскопические по размерам кластеры полностью упорядоченной фазы D03. С хорошей точностью установлено, что упорядочение Fe и Al в фазе B2 может достигать максимально возможных значений, в том числе в сильнонеравновесном (закаленном) состоянии, а их постепенное температурное разупорядочение идет по механизму перехода 2-го рода. На примере матричного Al - Cu - Mn-сплава показана возможность достижения неравновесной растворимости циркония в алюминии, равной 20 мас. %. Изучено влияние отжига на электросопротивление и величину твердости слитков сплавов системы Al - Fe - Si - Zr. Показано, что уже при небольших концентрациях кремния (0,25 мас. %) можно ожидать ускоренного распада твердого раствора алюминия (Al) по цирконию, а также фрагментации фазы Al₈Fe₂Si в процессе термообработки. Выявлено положительное влияние добавки кремния на величину твердости, коррелирующую с прочностью, за счет ускорения распада по цирконию и присутствию в сплаве частиц фазы Al₈Fe₂Si компактной морфологии в отожженном состоянии при соотношении железа к кремнию 2 : 4 в условиях ускоренного затвердевания литой заготовки. Определено наилучшее сочетание основных контролируемых свойств проводниковых сплавов - удельного электрического сопротивления и прочности. Проведены исследования в области методологии инструментальной химической диагностики веществ и материалов в широком диапазоне их химического состава и функциональных свойств, методологии и исследования возможностей и ограничений инструментальных методов анализа объектов сложного состава за счет совместного использования методов оптической, масс-, рентгеновской и тепловой спектроскопии. Изучен комбинированный метод определения примесных элементов в различных материалах.