Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Воссоединение Донецкой и Луганской Народных Республик, а также Запорожской и Херсонской областей с Российской Федерацией обусловило необходимость разработки новых направлений использования человеческих и природных ресурсов Донбасса в условиях, когда сложившиеся рынки сбыта стали недоступными. Традиционный способ решения проблемы, связанный с консервацией шахт, не исключает расходы по их обслуживанию и лишает значительную часть шахтеров привычной работы, что ухудшает социально-экономический и политический климат в проблемном регионе России. Требуется инновационное техническое решение отмеченных проблем. Цель работы. Разработка инновационного подхода к технической проблеме комплексного использования природных, трудовых и длительно не востребованных инфраструктурных ресурсов Донбасса в сфере энергетики, направленного на решение социально-экономических проблем региона путем увеличения его экспортного потенциала. Используемые методы. В работе использованы экспертные методы оценки, основанные на инновационно-логистическом подходе к развитию энергетических комплексов с учетом современных мировых технологических тенденций и стратегических ориентиров Российской Федерации. Новизна. Авторами предложен ряд комплексных организационно-технических решений, направленных на вовлечение в хозяйственный оборот невостребованных ресурсов региона с использованием технологий накопления энергии и глубокой переработки угля. Результат. Проработаны варианты комплексного использования энергетического потенциала Донбасса, позволяющие в ближайшей перспективе использовать природные, человеческие и длительно не востребованные инфраструктурные ресурсы территории, а также гармонизировать интересы вовлеченных в проект сторон. Практическая значимость. Предлагаемые организационно-технические решения могут быть оперативно реализованы с опорой на имеющуюся инфраструктуру и трудовые ресурсы.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Несмотря на внедрение СМК, по требованиям IATF 16949 объем дефектов, выявляемых у потребителя, и объем внутреннего брака остаются значительными. Систематизация задач поставщика по управлению дефектами показала, что эта методика не охватывает полный цикл выявления и устранения причин дефектов. Используемые методы. Системный анализ. Процессный подход. Анализ последствий потенциальных дефектов. Новизна. Управление дефектами автокомпонентов рассматривается как комплекс процедур, применяемых на этапах APQP-проекта, для выявления и устранения причин значимых потенциальных дефектов, возникающих в конкретных операциях жизненного цикла автокомпонента. Для прослеживания процесса развития значимого дефекта введены понятия «плечо дефекта» и «дефектоопасная операция», позволяющие выполнить прослеживание процесса развития значимого дефекта в операциях по этапам жизненного цикла изделия. На основе понятий «плечо дефекта» и «дефектоопасная операция» разработана методика экспертного выявления и оперативного устранения причин наиболее опасных последствий дефектов, возникших у пользователя изделия, в производстве заказчика, в производстве поставщика по этапам APQP-проекта подготовки производства новых автокомпонентов. Результат. Прослеживание осуществляется по картам непрерывных потоков операций на этапах производства автокомпонента и его составляющих. Условия каждой операции идентифицируются по выверенной технической документации. Практическая значимость. Разработаны дополнительные процедуры подготовки производства и документооборот выявления и устранения причин значимых потенциальных дефектов APQP-проекта. При условии компьютерной реализации вероятность предупреждения потенциальных дефектов возрастает, сроки устранения причин выявленных дефектов значительно сокращаются, отчеты заказчику становятся более адекватными.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Актуальность работы обусловлена необходимостью получения гетерогенных композиций с заданными и обеспеченными показателями качества, что не позволяет получать ни одна традиционная технология. Цель работы. Реализация и изучение программы оптимизации поиска и анализа наиболее важных параметров для формирования показателей качества композитов и гетерогенных смесей, полученных различными методами и на различном оборудовании, в том числе с использованием нового класса автоматизированных машин – нонмиксеров методами управляемой однородности. Используемые методы. Ввод исходных данных для расчета осуществляется с использованием диаграммы Исикавы, а анализ полученных результатов осуществляется на основе данных диаграммы Парето. Оптимизация параметров производственных процессов осуществлялась с использованием симбеоза данных инструментов TQM с расширенным выбором различных алгоритмов, находящихся в теле разработанного программного обеспечения. Новизна. Методы управляемой однородности являются оригинальными и подтверждены соответствующими охранными документами на технологические методы, оборудование и программое обеспечение. Научная новизна заключается в разроботке и использовании новых методов формирования управляемой однородности гетерогенных композиций. Результат. Использование разработанного программного продукта позволило на практике применительно к некоторым (металлическим и неметаллическим) гетерогенным композициям оптимизировать получение высокой управляемой однородности и улучшить показатели качества композиций от 25% и выше. Практическая значимость. Использование разработанного программного обеспечения целесообразно и возможно как в условиях рельных производственных процессов для улучшения качества выпускаемой продукции, так и в учебных целях при подготовке специалистов различного уровня профильных направлений.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Развитие современной техники и электроники вызывает необходимость совершенствования методов промышленного производства сверхпроводящих систем с высокими значениями сверхпроводящих параметров, такими как плотность тока и температура перехода Тс ~90 К. В данной работе успешно изучен и протестирован процесс выращивания сверхпроводящих кристаллов, позволяющий получать монодоменные образцы YBCO различных размеров с заданными характеристиками (диаметром от 20 до 50 мм). Данный процесс представляет собой рост домена из перитектического расплава с использованием в качестве затравки монокристаллов Sm1.8Ba2.4Cu3.4O7-x, легированных оксидом магния (MgO). Используемые методы. Для выращивания сверхпроводящих монодоменов использовался метод роста из расплава с более тугоплавким затравочным кристаллом на поверхности образца. Образцы в виде таблеток были получены однонаправленным одноосевым прессованием из смеси порошков Y1.8 и 1% CeO 2. Партия образцов нагревалась до 1055 К, которая выше температуры перитектического распада Y1.8Ba2.4Cu3.4O7-x, но ниже температуры распада затравочного кристалла. Далее температура в печи опускалась до температуры зарождения домена из затравочного кристалла и постепенное снижалась со скоростью 0,2-0,3°C/ч. Новизна. Описана методика проведения измерения силы левитации. Результат. Получены зависимости приведенной массы монодоменных образцов YBCO (диаметром 30 мм) от времени насыщения кислородом. Методом РЭМ показано, что полученные рассматриваемым в работе методом сверхпроводники действительно являются монодоменными, о чем свидетельствует ступенчатая структура на поверхности. Практическая значимость. Исследование в области синтеза сверхпроводящих монодоменных керамик позволит повысить такие характеристики, как захваченное магнитное поле, и использовать ее в качестве сверхсильных магнитов.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). В современном двигателестроении преобладают легкие сплавы. В этой связи благодаря прогрессу в металлургии и новейшим технологиям обращает на себя внимание чугун, несмотря на традиционные представления о чугуне как о «тяжелом» материале с низкой удельной прочностью. Современные высокопрочные чугуны, включая чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ), демонстрируют уникальное сочетание механических и эксплуатационных свойств, делая их весьма перспективными для применения в ответственных деталях двигателей. Вопрос сохранения ценных свойств чугуна (низкая усадка, высокие демпфирующая способность, теплопроводность и др.) при одновременном достижении высоких удельных прочностных характеристик, сопоставимых с легкими сплавами, остается актуальной задачей. Цель работы. Продемонстрировать потенциал изотермически закаленного чугуна с вермикулярным графитом (ИЗЧВГ) для создания двигателей нового поколения, отвечающих требованиям по эффективности, надежности и экологичности, и рассмотреть перспективы применения ИЗЧВГ в двигателестроении на основе результатов исследования влияния современных технологий термической обработки на структуру и свойства ИЗЧВГ, а также оценке их влияния на эксплуатационные характеристики деталей двигателей, работающих в условиях высоких температур и циклических нагрузок. Используемые методы. В статье анализируются результаты исследований, полученные с использованием современных методов модифицирования чугунных расплавов с целью формирования вермикулярной формы графита в отливках. Рассматриваются технологические аспекты производства ЧВГ, включая состав шихты, режимы модифицирования расплава и термовременные условия его затвердевания и охлаждения. Исследуются теплофизические и механические характеристики, а также процессы структурообразования при изотермической закалке, включая влияние легирования. Для определения оптимальных режимов термической обработки изучаются теплофизические свойства и прокаливаемость ЧВГ. Новизна. Исследование фокусируется на перспективном, но недостаточно изученном в отечественном информационном пространстве материале – изотермически закаленном чугуне с вермикулярным графитом. Впервые комплексно анализируются его структурные особенности во взаимосвязи с эксплуатационными свойствами применительно к двигателестроению. Особый акцент делается на оценке термической стойкости структур, полученных после изотермической закалки, что является ключевым аспектом для высокотемпературных применений. Результат. Успешное освоение промышленных технологий производства ЧВГ со стабильной вермикулярной структурой, а также исследования его уникального сочетания высоких прочностных характеристик, термоусталостной стойкости, размерной стабильности и демпфирующей способности подтверждают потенциал материала. Определение оптимальных режимов изотермической закалки и легирования позволяет получить ИЗЧВГ с удельными прочностными показателями, не уступающими литым алюминиевым сплавам, и более высокой термостойкостью. Практическая значимость. Внедрение ИЗЧВГ в автомобильной и авиационной промышленности позволяет расширить возможности конструирования двигателей, повысить их мощность, срок службы, снизить массу и улучшить экологические показатели. Успешное применение в отечественном автопроме (КАМАЗ, ГАЗ, ЯМЗ) и первые разработки для авиадвигателестроения (ООО «Феникс») подтверждают практическую ценность материала. Дальнейшие исследования, включая оценку термической стойкости, обогатят научные знания и расширят области применения ИЗЧВГ, способствуя развитию отечественного машиностроения.

Аннотация: Актуальность работы. В машиностроении значительная доля металлических изделий изготавливается методами горячего деформирования, при котором протекают процессы рекристаллизации, влияющие на структурные изменения и механические свойства материала. Аналитический обзор способов построения диаграмм рекристаллизации показал, что использование испытания на осадку является общепринятым способом их построения и имеет ряд нерешенных вопросов: большая трудоемкость построения диаграмм и неточность построения начального участка диаграмм; ограниченная информация о характере разнозернистости структуры; отсутствие возможности применения диаграмм в производственном процессе, характеризующемся сложным напряженным состоянием. Цель работы. Разработка способа построения диаграмм рекристаллизации, обеспечивающего решение вопросов по уменьшению числа испытаний при каждой температуре, возможности оценки разнозернистости структуры и применения построенных зависимостей рекристаллизации в производственном процессе. Основным направлением их решения явилось применение математических методов и технологий численного моделирования процессов деформирования твердого тела. Научная новизна. Для построения диаграмм рекристаллизации разработана имитационная модель осадки цилиндрических образцов, в которой для степеней обжатия 10 и 50% проведена оценка интенсивности деформации на всей поверхности продольных сечений осаженных образцов, в соответствии с координатной сеткой размером 2,0×2,0 мм. Это позволило выделить исследуемые зоны для металлографического анализа по определению среднего размера зерна и его разнозернистости. Разработанный метод расширил возможности для определения механизмов рекристаллизации в зависимости от температуры и степени деформации. Результаты. Апробация разработанного способа проведена при построении зависимости рекристаллизации II рода аустенитной стали Х18Н10Т. Построенные зависимости рекристаллизации, с учетом данных разнозернистости, расширили возможности оценки механизмов рекристаллизации в интервале температур 1050–1150°С и степени деформации в показателе интенсивности до значения εi = 0,75. Практическая значимость. Разработанный способ позволяет одновременно проводить построения диаграмм рекристаллизации III рода, а также проводить построения зависимостей рекристаллизации в зависимости от показателя накопленной (итоговой) деформации.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Разработка новых конструкционных материалов с оптимальным балансом прочности и пластичности является ключевой задачей современного материаловедения. Среднеэнтропийные сплавы системы Co-Cr-Ni представляют значительный интерес, однако их свойства могут быть повышены за счет микролегирования элементами, вызывающими значительные атомные искажения кристаллической решетки, такими как ниобий и марганец. Понимание влияния таких добавок на структуру и механическое поведение является актуальной научной задачей. Цель работы. Изучение возможностей управления механическими свойствами среднеэнтропийных сплавов системы Co-Cr-Ni путем контролируемого легирования малыми добавками ниобия и марганца (2–6 ат.%). Используемые методы. Четыре сплава системы Nb-Mn-Ni-Co-Cr были получены методом вакуумного литья с последующим переплавом для гомогенизации. Механические характеристики исследовались методами одноосного растяжения при комнатной температуре, микро- и наноиндентирования (согласно ISO 14577) для определения твердости и модуля упругости. Фрактографический анализ поверхностей излома проводился с использованием сканирующей электронной микроскопии. Новизна. Впервые систематически изучено влияние комбинированного легирования ниобием и марганцем на комплекс механических свойств среднеэнтропийных сплавов на основе Co-Cr-Ni. Установлены корреляции между элементным составом, твердостью, пределом прочности и характером разрушения. Результат. Установлено, что добавка ниобия приводит к твердорастворному упрочнению за счет атомных искажений решетки. Наибольшие значения микротвердости (140,7 HV), нанотвердости (2,29 ГПа) и модуля Юнга (156 ГПа) зафиксированы для состава Nb₂Mn₂Ni₃₆Co₄₀Cr₂₀. Максимальный предел прочности (641 МПа) при относительно низкой твердости продемонстрировал сплав Nb₂Mn₂Ni₃₀Co₄₀Cr₂₆, что указывает на достижение благоприятного сочетания прочности и пластичности. Фрактографический анализ подтвердил преимущественно вязкий характер разрушения. Практическая значимость. Полученные результаты демонстрируют, что контролируемое легирование ниобием и марганцем является эффективным инструментом для управления балансом прочность-пластичность в среднеэнтропийных сплавах, что открывает перспективы для создания новых конструкционных материалов с заданными эксплуатационными характеристиками.

Аннотация: Глубинное шлифование широко применяется при изготовлении ответственных деталей из жаропрочных авиационных материалов, однако сопровождается интенсивным адгезионно-когезионным процессом и значительным тепловыделением в зоне резания. Для титановых сплавов, обладающих высокой адгезионной способностью, особенно актуальной является проблема засаливания шлифовального круга и шаржирования поверхности продуктами износа абразивного инструмента, что может негативно сказываться на эксплуатационных характеристиках получаемых изделий. Известно, что эффективность процесса глубинного шлифования титановых сплавов определяется выбором параметров режима резания и характеристик шлифовального круга. Тем не менее вопрос влияния данных условий обработки на интенсивность адгезионно-когезионного процесса и состояние микрорельефа обработанной поверхности до сих пор остается малоизученным. В работе представлены результаты исследования состояния обработанной поверхности титанового сплава Ti6Al4V после глубинного шлифования. Представленные в работе результаты экспериментальных исследований получены с использованием сканирующего электронно-ионного микроскопа. Исследования проводили с учетом этапов формообразования поверхностного слоя, влияния глубины шлифования и характеристики абразивного инструмента из карбида кремния. Установлено, что состояние сплава Ti6Al4V определяется закономерностями изменения мгновенной режущей способности и изменяется по длине обработанной поверхности. На этапе постоянной длины дуги контакта наблюдается максимальная интенсивность адгезионного взаимодействия и переноса на обрабатываемую поверхность налипов металла и объектов с кристаллическим строением. На протяжении этапа выхода интенсивность этих процессов последовательно снижается. Установлено, что применение шлифовального круга с более высокой твердостью и меньшим размером зерна способствует снижению количества налипов металла при глубине шлифования 1,5–2 мм. Установлено, что увеличение глубины шлифования от 1,5 до 2 мм приводит к росту насыщения обрабатываемой поверхности посторонними объектами. Экспериментально подтвержден факт шаржирования поверхности сплава Ti6Al4V продуктами износа шлифовального круга из карбида кремния при глубинном шлифовании.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Внедрение аддитивных технологий в производство требует обеспечения высокой производительности при стабильно высоком качестве продукции. Прямое лазерное выращивание (ПЛВ) представляет собой перспективную технологию для изготовления крупногабаритных деталей сложной геометрии из порошковых материалов в ракетно-космической отрасли, что позволяет отказаться от традиционных подходов. Данная технология относится к классу аддитивных методов 3D-печати металлических изделий с прямым подводом энергии и материала. Однако процесс ПЛВ характеризуется высокой чувствительностью к технологическим параметрам, что может приводить к разбросу физико-механических свойств и образованию дефектов, таких как поры. Существующие методы постпроцессного контроля готовых изделий не позволяют прогнозировать и предотвращать возникновение дефектов, а также зачастую экономически неэффективны. Цель работы. Проведение анализа причинно-следственных связей, обуславливающих возникновение пор, для обеспечения гарантированного качества крупногабаритных изделий, изготавливаемых методом ПЛВ. Используемые методы. Комплексное управление качеством деталей, основанное на системном и процессном подходах с применением инструментов качества – диаграммы Исикава, диаграммы Ганта, экспертного метода МСА, а также метрологического обеспечения производства. Новизна. Применение комплексного подхода управления качеством на всех этапах жизненного цикла производства крупногабаритных изделий (диаметром более 2000 мм и высотой более 1500 мм), направленного на обеспечение требуемого качества и установление оптимальных технологических параметров для метода ПЛВ. Результат. В работе представлены результаты экспериментального исследования влияния технологических параметров на свойства изделий из алюминиевого порошка марки РС-320. На основе проведенных исследований по рекомендованным технологическим режимам методом прямого лазерного выращивания была изготовлена обечайка корпуса летательного аппарата в виде тонкостенного полого цилиндра «с ребрами жесткости вафельного типа». Практическая значимость. ПЛВ расширяет технологические и конструкторские возможности за счет значительного повышения производительности (приблизительно в 10 раз), возможности изготовления сложнопрофильных крупногабаритных конструкций, автоматизации процесса, улучшения эксплуатационных свойств готовой продукции и снижения массы при сохранении прочностных характеристик. Внедрение сквозного контроля на всех этапах производства позволяет гарантировать стабильное качество выпускаемой продукции.

Аннотация: Одним из инновационных материалов в деревянном домостроении является перекрестно-клееная древесина (ДПК). Разработкой и совершенствованием конструктивных параметров изделий из ДПК занимаются российские и зарубежные исследователи. В качестве метода исследований наибольший интерес представляют цифровые модели, созданные с помощью различных программных комплексов. В статье приведены результаты исследования прочностных и деформативных свойств трех-, пяти- и семислойных плит из ДПК, полученные как по результатам изгиба цифровых моделей, так и в ходе натурных лабораторных испытаний. Для разработки цифровых моделей плит использован программный комплекс Comsol. Показано, что среднее отклонение величины прогиба цифровых моделей плит от результатов натурных испытаний составило от 1,8 до 3,4% в зависимости от количества слоев. Относительное отклонение показателя прочности составило от 0,1 до 10,1%. С целью снижения материалоемкости плит из ДПК разработаны цифровые модели облегченных плит из перекрестно-клееной древесины, состоящих из трех и более слоев, второй слой представляет собой чередующиеся пиломатериалы и полости одинаковой толщины и ширины. Снижение прочности облегченной конструкции плит от 3 до 6% не является ограничением для их использования в качестве несущих конструкций.

Аннотация: Проволочно-вырезная электроэрозионная обработка (ПВЭЭО) широко применяется в машиностроении, однако обрывы проволочного электрода-инструмента остаются в настоящее время одной из ключевых проблем, снижающих эффективность процесса. Исследование гидродинамики диэлектрической жидкости в рабочем зазоре позволяет выявить критические режимы обработки и минимизировать вероятность обрывов. Недостаточность сведений о месте образования мостика сварки и его влиянии на возникновение короткого замыкания и обрывы проволоки, а также противоречивость данных об условиях стабильной прокачки диэлектрической жидкости обусловливают актуальность данного исследования. Целью работы является экспериментальное исследование потоков диэлектрической жидкости при ПВЭЭО для определения зон возникновения «мостика сварки» и предотвращения обрывов электрода-инструмента. Методом вычислительной гидродинамики выполнено компьютерное моделирование потоков жидкости с последующими макетными и натурными экспериментами на станке Sodick VZ 300L. Научная новизна работы заключается в установлении области столкновения встречных потоков диэлектрической жидкости в рабочем зазоре при ПВЭЭО, расположенной на 5% ниже геометрической полувысоты детали, подвергнутой обработке в режиме «CLOSE». На основе результатов моделирования предложена гипотеза о локализации области формирования «мостика сварки», приводящего к обрыву проволоки. Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности оптимизации системы подачи диэлектрической жидкости в межэлектродный зазор, снижении вероятности обрывов проволоки и повышении производительности ПВЭЭО. С учетом полученных результатов представляет интерес моделирование условий удаления частиц шлама из межэлектродного промежутка при различных режимах промывки межэлектродного зазора (отключение одного из сопел, увеличение/уменьшение давления промывки для предотвращения образования «рециркуляционной зоны». Альтернативным направлением развития дальнейших исследований является разработка алгоритмов адаптивного управления параметрами прокачки в реальном времени.

Аннотация: Растущие объемы строительства требуют перехода на экологически эффективные технологии производства строительных материалов, что обеспечит снижение промышленного прессинга на природную среду. «Адаптация» давно известного и распространенного материала - силикатного кирпича возможна за счет придания ему дополнительных свойств, а именно способности самоочищения. Использование фотокаталитического композиционного материала (ФКМ) в технологии силикатных автоклавных изделий приведет к повышению их конкурентоспособности и сформирует современные пути развития данного типа материалов. В статье представлены результаты испытаний силикатного автоклавного материала с использованием ФКМ различного состава: на основе мраморной пыли, молотого известняка, высоко- и низкокальциевой золуноса. Определена оптимальная концентрация ФКМ - 10% от известково-песчаной смеси. Приведены результаты оценки его влияния на свойства силикатного изделия. Прочностные показатели образцов с ФКМ на основе зол-уноса характеризуются ростом до 15% относительно контрольного состава. Самоочищающая способность выражается определением фотокаталитической активности, которая проявляется при сравнении с контрольным силикатным изделием. Интенсивность удаления родамина Б с поверхности образцов убывает в следующей последовательности применяемых ФКМ в составе смеси для лицевой поверхности силикатного кирпича: ФКМ (мраморная пыль) ФКМ (рефтинская зола) ФКМ (известняк) ФКМ (назаровская зола). Совокупность результатов указывает на целе-сообразность и необходимость развития данного направления исследований.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Защита транспортной и гражданской инфраструктуры в горных регионах от камнепадов и селей требует создания высокоэффективных инженерных заграждений. Традиционные кольчужные сетки из высокоуглеродистой стали часто достигают предела своей энергоемкости из-за низкой пластичности материала, что в условиях динамического удара приводит к локальному хрупкому разрушению колец и пробитию барьера. В этой связи актуальным является поиск новых материалов, способных сочетать высокую прочность с адаптивной пластичностью. Цель работы. Исследование и обоснование возможности применения сталей с эффектом пластичности, наведенной превращением (TRIP-сталей), для производства элементов противообвальных кольчужных сеток с целью повышения их энергопоглощающей способности. Используемые методы. Исследование проведено методом компьютерного моделирования в программном комплексе Abaqus. Разработана конечно-элементная динамическая модель взаимодействия жесткого индентора массой 300 кг с фрагментом кольчужной сетки при скоростях от 10 до 20 м/с. Проведено сравнительное моделирование поведения сетки из традиционной стали 80 и метастабильной стали TRIP700. Для описания TRIP-эффекта использована модель с учетом зависимости предела текучести и критериев разрушения (Ductile Damage) от скорости деформации. Новизна. Впервые предложена и обоснована концепция применения TRIP-сталей в метизном производстве для систем инженерной защиты. Установлено, что за счет фазового превращения аустенита в мартенсит в зонах концентрации напряжений реализуется механизм динамического упрочнения, предотвращающий преждевременную локализацию деформаций в узлах контакта колец.

Аннотация: Изучен химический и фазовый состав литиевого шлака, являющегося отходом переработки сподуменового концентрата Колмозерского месторождения в Мурманской области. Установлено, что основными минеральными фазами литиевого шлака являются выщелоченный сподумен (β-сподумен), неразложившийся сподумен (α-сподумен), кварц. Химический состав литиевого шлака представлен в основном SiO2 и Al2O3 (64,1 и 22,8 мас. % соответственно), остаточное содержание Li2О составляет 0,43 мас. %. Выявлено, что литиевый шлак обладает высокими пуццолановыми свойствами и может быть использован в качестве активной минеральной добавки в цемент. Коэффициент замены цемента литиевым шлаком может достигать 30 мас. %, при таком содержании прочность цементно-литиево-шлаковых образцов в возрасте 28 сут превышает прочностные показатели контрольного состава на 11-34%. Термическая и механическая активация литиевого шлака способствует изменению кристаллической структуры и размера частиц, образованию дополнительного количества аморфной фазы, что позволяет улучшить реакционную способность и гидравлическую активность цементно-литиево-шлаковых смесей как в начальные, так и в более поздние сроки твердения. Основными продуктами гидратации цементно-литиево-шлаковых смесей являются портландит, эттрингит, браунмиллерит, гель гидросиликатов кальция, непрореагировавшие частицы клинкерных минералов и фазы литиевого шлака. Выявлено, что присутствующие в литиевом шлаке Al2O3 и SiO2 реагируют с портландитом и образуют дополнительное количество эттрингита и гидросиликата кальция, тем самым повышая прочность. Использование отходов переработки сподумена в производстве строительных материалов будет способствовать устойчивому развитию литиевой промышленности, позволит сохранить природные ресурсы и защитить окружающую среду.

Аннотация: Отмечаются отдельные случаи в технологии цементных композитов, когда агрессивные факторы, действующие с определенной интенсивностью и длительностью, приводили к улучшению их свойств. Приводится теоретическое обоснование возможности улучшения свойств цементных композитов путем применения агрессивных факторов среды в процессе их отвердевания. При этом адаптация материала к агрессивному фактору в период отвердевания необходима, чтобы избежать нарушения равновесия его структуры в зрелом возрасте. Представлены экспериментальные исследования, на основании которых делается вывод, что, подбирая время, интенсивность и длительность агрессивного воздействия на цементные композиты в период их отвердевания можно получать более приспособленные к воздействиям или упорядоченные и прочные структуры материала. Для получения цементного композита, который бы более эффективно противостоял конкретному разрушающему фактору, необходимо, чтобы он в определенный период своей эволюции подвергался действию того же фактора, но с установленной интенсивностью и длительностью. С применением температурно-влажностных воздействий, замораживания и оттаивания, нагрузок были получены более прочные композиты; создание условий отвердевания цементных композитов с применением жидких агрессивных сред приводит к формированию на их поверхности плотного инертного слоя, более приспособленного к воздействиям такого вида.

Аннотация: Постановка задачи (актуальность работы). Высокоэнтропийный сплав (ВЭС) CoCrFeNi является материалом с низкой энергией дефекта упаковки, что облегчает образование двойников в процессе пластической деформации при криогенных температурах. Эквиатомный состав и простая однофазная ГЦК-структура делают этот сплав одним из наиболее перспективных для промышленного освоения. Однако в литом состоянии ВЭС CoCrFeNi обладает невысокими пределом текучести (≈200 МПа) и пределом прочности (≈500 МПа). Обычные методы пластической обработки не могут в полной мере реализовать потенциал упрочнения ВЭС CoCrFeNi, поэтому его механические и эксплуатационные характеристики нуждаются в дальнейшем улучшении. Для решения проблемы повышения механических свойств ВЭС CoCrFeNi может быть применен метод асимметричной криогенной прокатки. Криогенная деформация может способствовать формированию нанодвойников, а скоростная асимметрия – формированию микрополос сдвига с высокой плотностью дислокаций и переходу механизма деформации от скольжения дислокаций к двойникованию. Соответственно, исследование механизмов деформации и упрочнения, реализующихся в ВЭС CoCrFeNi при асимметричной криогенной прокатке, является актуальным. Цель работы. Исследование влияния процесса асимметричной криогенной прокатки на микроструктуру и механические свойства высокоэнтропийного сплава CoCrFeNi. Используемые методы. Изготовление ВЭС CoCrFeNi выполнялось в лаборатории Центрального южного университета (Чанша, Китай) методом вакуумной левитационной плавки. Микроструктуру и механические свойства ВЭС CoCrFeNi исследовали как в литом состоянии, так и после прокатки по трем различным вариантам: 1) прокатка (симметричная) при комнатной температуре (25 °С); 2) криогенная (симметричная) прокатка (-196 °С); 3) асимметричная криогенная прокатка (-196 °С). Асимметричную криогенную прокатку также осуществляли в лаборатории Центрального южного университета (Чанша, Китай) на четырехвалковом реверсивном стане в рабочих валках одинакового диаметра 80 мм при соотношении скоростей валков . Для создания криогенных условий прокатки использовали жидкий азот. Исходные прямоугольные листовые заготовки размером 3×50×150 мм прокатывали за несколько проходов по четырем вариантам до толщины 2,4, 1,8, 1,2 и 0,6 мм соответственно. Испытания образцов на растяжение проводили с использованием универсальной машины Shimadzu AGS-X 10 кН.

Аннотация: Развитие технологий в строительстве в настоящее время основано на применении инновационных подходов и материалов, способствующих созданию комфортной, энергоэффективной и безопасной среды, базирующихся на принципах рационального использования ресурсов. Применение гипсовых смесей для аддитивных технологий может обеспечить их высокую конкурентоспособность, обусловленную архитектурной выразительностью проектных решений с совмещением технологичности и высоких физико-механических и эксплуатационных характеристик материалов. Для этого могут быть использованы компоненты, вводимые в качестве модификаторов в состав композиций на основе гипсового вяжущего α-модификации. В работе использовались добавки высокоактивного метакаолина, техногенного эттрингита, алюмосиликатного компонента, выделенного из кислой золошлаковой смеси ТЭС, в сочетании с пластификатором нового поколения. Целью работы было улучшение структуры и технических характеристик гипсового материала путем введения комплексных модифицирующих добавок на основе минеральных высокодисперсных порошков техногенного и природного происхождения. Исследовалась эффективность влияния введенных добавок на технические свойства и структуру затвердевших композиций для 3D-печати гипсовых изделий.

Аннотация: Изучено влияние длительности электромагнитной обработки на ключевые характеристики сухих строительных смесей и мелкозернистых бетонов, созданных на их основе. Приведены экспериментальное данные по разработке активированной цементно-песчаной смеси, а также технологии ее приготовления, предназначенной для полусухого прессования мелкоштучных изделий. Определены основные физико-механические характеристики полученных мелкозернистых бетонов, которые могут быть использованы для производства брусчатки, тротуарной плитки, бордюров и других изделий. Введение электромагнитной обработки в процесс подготовки сырьевой смеси способствовало значительному уменьшению расхода вяжущего материала без ущерба для прочностных качеств бетонных изделий.

Аннотация: Повышение требований к качеству катанки из подшипниковых сталей, предназначенной для по-следующего волочения и изготовления тел качения подшипников малотоннажных партий, обусловливает необ-ходимость разработки технологических решений для компактных литейно‑прокатных производств. При работе с квадратной заготовкой малого сечения (до 42×42 мм) возрастает влияние геометрических отклонений (вариа-тивность размера по стороне и ромбовидность), температурных градиентов и нестабильности режимов нагрева и охлаждения на устойчивость процесса прокатки и качество продукции (геометрия, дефекты поверхности, формирование микроструктуры стали ШХ15). Цель работы – обоснование технологии прокатки катанки диа-метром 5,0–18 мм преимущественно из стали ШХ15 и определение требований к составу оборудования непре-рывного сортового стана с учетом ограничений производственных площадей и объема производства. Методы исследования включали анализ деформационных и скоростных условий прокатки, оценку технологических рисков, а также численное моделирование формоизменения и энергосиловых параметров в первых проходах при подборе размеров и формы заготовки. Получены зависимости заполнения первого калибра и энергосило-вых показателей от размеров и температуры заготовки; уточнены предельные значения ромбовидности, при которых сохраняется устойчивость захвата и минимизируется риск дефектообразования. Обоснованы требова-ния к индукционному нагреву, включая необходимость синхронизации темпа нагрева с минимальной скоро-стью начала прокатки, и к режимам двухстадийного охлаждения катанки (линия типа Стелмор) для обеспече-ния требуемого структурного состояния. Практическая значимость результатов заключается в возможности использования предложенных решений при проектировании и настройке оборудования линии «нагрев – про-катка – охлаждение – смотка» для высококачественной катанки из стали ШХ15.

Аннотация: Процесс изготовления биметаллической проволоки включает два этапа: получение заготовки (ка-танки) и готовой продукции (проволоки). На основе научно-исследовательских и опытно-конструкторских раз-работок, проводившихся в Магнитогорском горно-металлургическом институте им. Г.И. Носова, учеными была разработана технология производства сталемедной катанки методом твердофазного соединения металлов и внедрена на одном из предприятий г. Магнитогорска. Данная технология позволила значительно повысить сцепление оболочки с сердечником и устойчивость процесса волочения катанки в проволоку. Однако при этом вопрос снижения затрат на производство биметаллической проволоки остался нерешенным. Поэтому важным является расчет эффективного маршрута волочения, который должен обеспечить получение качественной про-волоки с минимальными затратами на ее изготовление. Для анализа выбран существующий маршрут изготов-ления проволоки диаметром 1,15 мм, включающий три передела и 20 протяжек на одном из предприятий г. Магнитогорска, а также предлагаемый маршрут волочения, где использовали методику, разработанную в нашем университете, которая основывается на оценке напряженно-деформированного состояния проволоки в очаге деформации. Результаты расчетов обеспечивают возможность получения проволоки заданного уровня качества при минимальных энерго- и материалозатратах. Анализ действующего и предлагаемого маршрутов волочения показал, что последний обеспечивает устойчивость процесса (значения коэффициентов запаса ниже предельных), требуемое качество проволоки за счет обеспечения равномерной деформации по сечению прово-локи и высокую производительность за счет повышения стойкости волок и уменьшения суммарной длины про-волоки, проходящей через волоки. При этом количество протяжек сократилось на 7 или 35%, экономия элек-троэнергии составила 23%. Это обеспечивает снижение затрат на покупку оборудования и амортизационные отчисления также на 35%.