Разработка физико-химических основ технологий плазменной металлургии

1. 1) Управление дисперсным, фазовым и химическим составом нанопорошка системы вольфрам-углерод получаемого при взаимодействии оксида вольфрама с водородом и метаном в термической плазме электродугового разряда. Разработка и испытание различных конструкций генераторов плазмы и устройств смешения дисперсного сырья с плазмой для обеспечения высокой эффективности и ресурса исследуемого процесса. Изготовление опытных образцов нанопорошка системы вольфрам-углерод и его испытание в процессах термохимического синтеза нанопорошка монокарбида вольфрама. 2) Будут изучены фазовые взаимодействия, формирование нано-, микроструктуры и физико-механические свойства сплавов, полученных компактированием композиций нано- и микропорошков тугоплавких карбидов и металлов связки обычными и высокоэнергетическими методами. 2. 1) ИМЕТ РАН разработал и запатентовал в 2022 году процесс фрикционной обработки покрытий на деталях цилиндрической формы. Два противоположно расположенные инструменты воздействует с давлением до 100 МПа на покрытии, вращающееся со скоростью до 1000 об/мин. Происходит повышение температуры покрытия до 1400 оС и его пластическая деформация с формированием ювенильных поверхностей у напыленных частиц с формированием прочной связи. Необходимо установить зависимости механических свойств покрытия от параметров фрикционной обработки их значений: скорость вращения детали, скорость перемещения инструментов, их давление на покрытие. 2) Повышение функциональных свойств термобарьерных покрытий возможно за счет оптимизации их структуры. Предлагается напылить плазмой жаростойкие слои на основе никеля с формой трехмерных капиллярно пористых покрытий и во впадины напылить пористое покрытие диоксида циркония, сверху которого напылить жаростойкое сплав для совместной работы такого композиционного покрытия. Задачи. Необходимо установить оптимальные структуры этих трех слоев и проверить оптимальность работы этого покрытия в режиме термоциклирования в температурном интервале 20-1100оС. 3) Повышение механических свойств композиционных материалов за счет применения полимерных матриц с высокими механическими свойствами. 3. 1) Для формирования высокоэнтропийных покрытий из смеси элементных порошков механическим легированием будут получены порошки эквиатомного сплава системы Fe-Cr-Ni-Mn-Co. 2) Полученные порошки будут напрессованы на образцы из углеродистых сталей и подвергнуты высокотемпературному спеканию. 3) Для формирования быстрозакаленной структуры будет выполнена электромеханическая обработка с варьированием плотности электрического тока, погонной энергии, степени обжатия и т.д. 4) Будет установлено влияние режимов электромеханической обработки на снижение остаточной пористости и фиксацию в порошковых покрытиях быстрозакаленной структуры при искровом плазменном воздействии.