Симонов Виктор Николаевич

В статье рассмотрено влияние предварительной термической обработки стали 40Х на структуру и свойства поверхности, упрочненной деформирующим резанием. Заготовки в исходном состоянии после нормализации, закалки с низким отпуском и высоким отпуском были закалены деформирующим резанием. В результате получены образцы с различной структурой и твердостью поверхностного слоя. Выявлены структурные особенности, проведён сравнительный анализ и установлена зависимость твердости и структуры упрочненного слоя и переходной зоны от вида предварительной термической обработки. Сделан вывод о целесообразности использовании нормализованных заготовок из стали 40Х под закалку методом деформирующего резания.

С.30-44

В работе приведены результаты термодинамических исследований и поиск рационального химического активатора для осаждения тантала из газовой фазы на поверхности деталей ГТД из никелевых жаропрочных сплавов для повышения диффузионной стабильности жаростойких алюминидных покрытий. Расчеты показали возможность использования дихлорида никеля для проведения процессов тантализации и хромотанталирования никелевых сплавов. В ходе исследования были обнаружены ограничения на содержание дополнительных легирующих элементов в насыщающей среде. Также было выявлено эффективное количество хрома для совместного процесса танталохромирования.

В работе приведены результаты термодинамических исследований и поиск рационального химического активатора для осаждения гафния из газовой фазы на поверхности деталей ГТД из никелевых жаропрочных сплавов для повышения диффузионной стабильности жаростойких алюминидных покрытий. Расчеты показали невозможность использования традиционного автиватора дихлорида никеля для проведения процессов гафнирования, так как выделение газообразных соединений гафния происходит при температурах, находящихся за пределами возможностей современного оборудования для ХТО. В ходе исследования было установлено, что в качестве активатора возможно применять хлорид аммония. При содержании в составе насыщающей смеси гафния 0.2 от количества хлорида аммония выделяется наибольшее количество газообразных хлоридов гафния.

В работе выполнены расчеты кинетики фазовых превращений неравновесных твердых растворов бинарных сплавов: Fe-2 Cr( ат.%), Fe-4 Cr (ат.%), Fe-24Cr (ат.%). В литературе [1] имеются сведения о влиянии предварительной  термической обработки (ТО) на размеры нитридов железа после  азотирования. С помощью программы «Termodin» [2, 3] рассчитаны размеры кластеров, коэффициенты диффузии при температурах изотермической выдержки, время зарождения  и время роста кластеров, скорость зарождения и скорость роста кластеров, образующихся на начальных стадиях распада пересыщенного твердого раствора.  Рассчитана кинетика формирования заданной объемной доли σ фазы. Полученные расчетные данные позволяют управлять структурой сплавов в зависимости от режимов термической обработки.

Предложен энергетический метод расчета скорости деградации неравновесной структуры в процессе эксплуатации материалов. Используя дифференциально сканирующую калориметрию, предоставляется возможность определить наличие фазовых превращений при старении сплавов, при распаде пересыщенных твердых растворов, при вторичной кристаллизации, а также количественно оценить теплосодержание системы при переходе из неравновесного состояния в термодинамически равновесное состояние с выделением избыточной энергии сплава. Дифференцируя текущее значение избыточной энергии по времени можно определить значение коэффициента химической активности в ходе фазовых превращений, протекающих в сплавах при рабочих температурах. Впервые выведена расчетная зависимость изменения скорости диссипации энергии χ от начальной величины избыточного химического потенциала.

Выполнен расчет влияния температурно- временных параметров предварительной термической  обработки конструкционных сталей  на начальные стадии формирования тонкой структуры перед азотированием. С помощью программы «Теrmodin», разработанной на кафедре «Материаловедения» МГТУ им Н.Э. Баумана, рассчитаны критические радиусы зародышей нитрида железа,  параметры диффузии;  кинетические параметры зарождения и роста фазы Fe₄N, промежуток времени формирования заданной объемной доли γ^/  фазы при изотермической выдержке в процессе высокого отпуска для бинарных сплавов Fe-5,6%N по массе. Построены кинетические кривые распада  пересыщенного твердого раствора с образованием заданной объемной доли γ^/ фазы.  Проведены расчеты по прогнозированию режимов  предварительной термической обработки на размеры  упрочняющих фаз.

В работе изложены результаты термодинамического анализа фазового состава нитридов, их количества в сплаве ЖС30-ВИ при различном содержании азота в исходной шихте в различные периоды плавки. Термодинамические расчеты позволяют оценить фазовый состав расплава и закристаллизованного никелевого сплава ЖС30-ВИ на наличие в нем  нитридов титана и гафния, а также присутствие карбидов в условиях равновесия. Рассчитано минимальное  допустимое количество азота для устранения образования нитридов

Исследовано поведение азота при различных термовременных режимах выплавки сплава ЖС30-ВИ в вакуумной индукционной печи и определена оптимальная температура рафинирования расплава от азота. Показано отрицательное влияние азота на образование паразитных зёрен произвольной ориентации на поверхности монокристаллических отливок. Установлено неравномерное распределение азота по высоте отлитых монокристаллов.

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК)  исследованы фазовые превращения в  бинарном сплаве Ni-Al (7% Al по массе),  протекающие при распаде пересыщенного твердого раствора. Показано, что процесс образования фазы Ni₃Al связан с выделением  скрытой теплоты кристаллизации.

Выполнен расчет последовательности фазовых превращений в инкубационный период распада пересыщенного твердого раствора сплава Ni-Al (93% Ni, 7% Al по массе).  С помощью построенной  диаграммы неравновесных фазовых состояний можно определить: количество ступеней превращения при распаде  пересыщенного твердого раствора, избыточный химический потенциал атомов при каждом метастабильном фазовом равновесии, массовую (объемную) долю выделившихся  фаз, химический состав образовавшихся фаз, градиент химического потенциала атомов Аl между раствором и зародышами фаз.