Разработка фундаментальных принципов формирования многоуровневой иерархической структуры многофункциональных композиционных материалов и покрытий триботехнического назначения для повышения эксплуатационных свойств и расширения функциональных возможностей изделий машиностроения

Цель проекта – комплексное теоретическое и экспериментальное изучение трибологических аспектов процессов массопереноса, перемешивания, деформационного растворения и выделения фаз, структурообразования материалов в зависимости от интенсивности термомеханического фрикционно-индуцированного воздействия для разработки композиционных материалов и покрытий триботехнического назначения, обеспечивающих достижение качественно новых функциональных свойств. В процессе выполнения проекта установлены закономерности формирования гетерогенной макро-, мезо-, микро- и наноструктуры композиционных материалов и покрытий триботехнического назначения в рамках комплексного подхода, сочетающего теоретические и экспериментальные методы исследований. Моделирование процессов приповерхностного сдвигового нагружения нанокристаллического титана выявило двухстадийный характер деформации. Предложен критерия разрушения, основанный на удельной работе пластической деформации. Экспериментально многостадийность износа показана при трении скольжении стали Гадфильда. Обнаружена фундаментальную роль процессов окисления в адаптация керамического композита ZrB2-SiC к условиям экстремального трения. Создание механически смешанного слоя привело к самозалечиванию поверхности. На примере сухого трения стали Ст3 и сварки трением с перемешиванием титанового сплава ОТ4-1 показано, что эффективность переноса металла можно интенсифицировать воздействием тока высокой плотности и механического нагружения, соответственно. Получены композиционные материалы типа «медь-алюминий» с прочностью не меньше прочности наименее прочного материала при помощи сварки трением с перемешиванием. Установлены механизмы износа инструмента при сварке титана. Также получены композиционные материалы на основе Al, Sn, Fe методом спекания порошков.