№ 4 (2025)

Используя технологию плазменной наплавки в защитно-легирующей среде азота, сформировано покрытие толщиной примерно 9 ‒ 10 мм на стали марки 30ХГСА порошковой проволокой системы Mo ‒ Cr ‒ Co ‒ C. Методами современного физического материаловедения проведены исследования структурно-фазового состояния и элементного состава переходной зоны контакта системы плазменное покрытие (быстрорежущая молибденовая сталь) ‒ подложка (среднеуглеродистая сталь)», подвергнутой электронно-пучковой обработке. Плотность энергии пучка электронов составляла 30 Дж/см², длительность импульсов пучка электронов 50 мкс, количество импульсов облучения 10, частота следования импульсов 0,3 с¹. Установлено, что формирование покрытия сопровождается созданием протяженного переходного слоя примерно 100 мкм, который содержит α-фазу, γ-фазу, карбиды сложного состава. Установлено, что переходный слой после облучения содержит микрократеры и микротрещины, фрагментирующие его на области различных размеров. После облучения в объеме переходного слоя выявлена пластинчатая структура, содержащая частицы цементита карбида Mе₆C. Методами рентгеноструктурного анализа установлено, что зона контакта, непосредственно примыкающая к покрытию, содержит зерна остаточного аустенита, упрочненные наноразмерными карбидами Mе₆C.

Проведен анализ влияния постоянных и импульсных магнитных полей различной интенсивности на деформационные характеристики металлических материалов, преимущественно пара- и диамагнетиков. Установлено, что выдержка образцов в магнитных полях с индукцией 0,1 – 0,5 Тл приводит к перераспределению легирующих атомов, ослаблению связи дислокаций с точечными и протяженными дефектами кристаллической решетки, что обуславливает снижение микротвердости материалов на 15 – 25 % по сравнению с исходным состоянием. В области слабых полей (10 – 50 мТл) обнаружена выраженная нелинейная зависимость предела текучести и относительного удлинения от индукции, что указывает на высокую чувствительность макропластических свойств металлов к малым значениям магнитного воздействия. Для сплава Al – Zn – Mg – Cu обработка при поле 1 Тл и в интервале температур 110 – 140 °C способствует снижению критического напряжения сдвига на 10 – 15 % и интенсифицирует процесс нуклеации η′-фазы, что связано с уменьшением межфазной энергии и активацией структурно-кинетических процессов. В титановом сплаве Ti – 6Al – 4V действие поля 2 Тл способствует росту плотности дислокаций до 60 %, увеличению микротвердости на 8 % и относительного удлинения до 13 %, что объясняется участием спинозависимых переходов в механизмах пластической деформации. Воздействие импульсных магнитных полей стимулирует субгранулярную фрагментацию и существенное измельчение зерна, приводя к увеличению пластичности сплавов до 25 %. Полученные данные свидетельствуют о высоком потенциале магнитных полей как управляемого инструмента регулирования кинетики фазовых превращений, динамики дефектов и снижения энергетических барьеров пластического течения, что открывает новые возможности для интеграции магнитной обработки в современные промышленные технологии формоизменения и упрочнения конструкционных материалов различной природы.

Широкое применение дюралюмина в авиационной, транспортной и других отраслях промышленности обусловлено его высокими прочностными характеристиками, низкой плотностью и хорошей технологичностью при литье и обработке давлением. Рассматриваемый сплав относится к классу структурных материалов на основе алюминия, упрочненных добавками меди, марганца, магния и лития. Его эксплуатационные свойства во многом определяются режимами термической обработки и составом легирующих элементов. Одним из ключевых факторов, ограничивающих долговечность дюралюмина в агрессивных средах, является склонность к локальной коррозии, в частности к питтингу, который в пресных водах оценивается, прежде всего, по глубине поражения. Представлены результаты комплексного исследования коррозионно-электрохимических характеристик сплава системы AlMg5.5Li2.1Zr0.15 (аналог дюралюмина), дополнительно легированного малыми добавками редкоземельных металлов (лантана, церия и празеодима). Эксперименты проводили в модельном 0,3 %-ном растворе NaCl с использованием потенциостатической методики в динамическом режиме при скорости поляризации 2 мВ/с. Методика включала регистрацию потенциала свободной коррозии, построение анодных и катодных поляризационных кривых, определение потенциалов питтингообразования и расчет плотности коррозионного тока. Установлено, что увеличение времени экспозиции образцов в электролите, а также повышение содержания в сплаве лантана, церия и празеодима приводит к значительному смещению стационарного потенциала коррозии в положительную область. Наиболее выраженный эффект наблюдался для празеодима. Одновременно отмечалось снижение плотности коррозионного тока. Модификация сплава редкоземельными элементами способствовала повышению его коррозионной стойкости в хлоридсодержащей среде на 10 – 20 % по сравнению с базовым составом. Полученные данные свидетельствуют о том, что введение La, Ce и Pr приводит к формированию более гетерогенной и пассивной поверхности, замедляющей анодные процессы растворения металла. Результаты работы имеют практическое значение для разработки новых коррозионностойких алюминиевых сплавов, предназначенных для работы в условиях воздействия морской воды и других хлоридсодержащих сред.

Исследования, связанные с оценкой циклической долговечности разрабатываемых конструкционных материалов для медицины и техники, являются актуальной задачей. Одним из перспективных направлений медицинского материаловедения является разработка биосовместимых        β-сплавов на основе титана с модулем Юнга, сопоставимым со значениями для кортикальной костной ткани (2 ‒ 23 ГПа), в том числе и ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов. Закономерности усталостного разрушения для биосовместимых УМЗ титановых сплавов с низким модулем упругости для режимов много- и гигацикловой усталости мало исследованы и требуют детального анализа. Выполнено исследование особенностей разрушения биосовместимого сплава Ti ‒ 45 мас. % Nb в УМЗ и крупнокристаллическом (КК) состоянии при проведении испытаний на гигацикловую усталость на ультразвуковой резонансной нагружающей машине Shimadzu USF-2000. УМЗ сплав получали комбинированным методом abc-прессования с многоходовой прокаткой. Установлено, что формирование многофазной УМЗ структуры в сплаве Ti – 45 мас. % Nb приводит к повышению предела усталости в 1,5 раза в сравнении с КК структурой. Методом электронной растровой и просвечивающей микроскопии исследована поверхность разрушения образцов сплава в УМЗ и КК состояниях в зонах зарождения и инициирования трещины. Установлено, что характер морфологии поверхности образцов после разрушения титана в КК и УМЗ состояниях подобный. Зоны зарождения и распространения трещины имеют макробороздчатое строение, состоящее из фасеток и ямочного микрорельефа. Показано, что в результате разрушения при гигациклических испытаниях в КК состоянии сплава Ti – 45 мас. % Nb сформировалась ячеисто-сетчатая дислокационная субструктура, а в УМЗ состоянии - фрагментированная субструктура.

Прогресс в области производства жаропрочных сплавов, ядерной энергетики, промышленной высокотемпературной химии обуславливает необходимость применения материалов, способных выдерживать воздействие высоких температур, а также совершенствование функциональных и эксплуатационных характеристик (твердости, прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, срока службы) сталей и чугунов. Cуществующие соединения обладают низкими термостойкими свойствами и ограниченным ресурсом работы, повышение которого – актуальная задача, решаемая при помощи модифицирования. Модифицирование является одним из эффективных и относительно недорогих способов изменения структуры различных промышленных сплавов. Наиболее перспективными материалами, имеющими длительный срок эксплуатации и сохраняющими высокую твердость в широком диапазоне температур, являются карбиды тугоплавких химических соединений. Рассмотрены различные способы модифицирования карбидами тугоплавких металлов. Представлена характеристика многослойных и однослойных покрытий. Приведено обоснование модифицирующего эффекта, оказываемого на структуру сплавов тугоплавкими химическими соединениями карбидов. Результаты модифицирования углеродистой конструкционной стали карбидом вольфрама показали повышение ресурса работы стали на 70 %. Выявлено, что высокая доля зерна карбидной тугоплавкой фазы обеспечивает малый размер кристаллов, что приводит к более высокой твердости и прочности покрытия. Анализ модифицированной поверхности алюминия показал зависимость свойств поверхностного слоя от режимов процесса модификации. Установлено, что карбид тантала склонен к термическому разрушению, устраняемому дополнительным легированием. Представленные подходы к модифицированию поверхности металлов и сплавов могут стать решением проблемы отсутствия материалов, применяемых при нагреве высокотемпературными потоками до температур, превышающих 2000 – 2500 °С, в условиях воздействия агрессивных сред.

Задача поддержки многодетных семей актуальна во всем мире и получила признание в целях устойчивого развития, сформулированных ООН. Многодетной семьей в России называется семья, имеющая трех и более детей, причем такой статус сохраняется до достижения старшим ребенком 18 или 23 лет при очном обучении. Единый критерий многодетности был законодательно закреплен на федеральном уровне в контексте принятого курса на улучшение демографической ситуации в 2024 г. для обеспечения равных прав для таких семей во всех регионах. Однако анализ региональных налоговых льгот выявляет существенные диспропорции в их предоставлении. Оценен уровень развития, объем предоставления налоговых и иных льгот для многодетных семей, а также их диспропорций в регионах. На основе данных сайта ФНС и нормативно-правовых актов были рассмотрены транспортный, земельный налоги и налог на имущество физических лиц. Для сравнительного анализа были отобраны семь регионов с различным уровнем бюджетной обеспеченности по статистике РИА Рейтиг. В результате была установлена зависимость между уровнем благосостояния семей и количеством и качеством налоговых льгот в регионах, а также уровнем их экономического развития. Выявлено, что формальная унификация статуса не обеспечила реального равенства в налоговой поддержке, что говорит о необходимости разработки федеральных минимальных стандартов налоговых льгот для многодетных семей. Результаты исследования актуальны и могут быть использованы органами законодательной власти для разработки унифицированных минимальных стандартов налоговой поддержки многодетных семей на всей территории РФ, выравнивания социальной политики в различных субъектах России, а также как источник для научно-исследовательских работ.