Search

Актуальность. Развитие геологии ХХI в. невозможно без решения фундаментальных проблем современного материаловедения, обусловленных задачами создания новых материалов функционального назначения. Несмотря на многообразие методов синтеза оксинитридов алюминия и циркония, и консолидирования керамики на их основе, разрабатываемых в настоящее время, научный и практический интерес представляет твердофазный синтез в процессе компактирования соответствующих смесей в инертной атмосфере. При этом порошки могут быть спрессованы в компакты как до спекания, так и в его процессе. Во втором случае могут применяться различные варианты горячего прессования и искрового плазменного спекания. Для тугоплавких ионно-ковалентных оксинитридов переходных металлов активированное спекание является актуальной проблемой, так как оно осуществляется по диффузионному механизму. Для решения этой проблемы необходимо исследование закономерностей и механизмов консолидирования оксинитридных керамических материалов и поиск соответствующих активирующих добавок и методов активирования. Цель: разработать метод получения высокоплотной прочной керамики на основе оксинитрида алюминия и циркония, включающий синтез сжигания порошковых смесей и последующее горячее прессование в инертной атмосфере, и исследовать структуру и физико-механические свойства полученных компактов. Методы: ситовый анализ крупнодисперсных порошков с использованием анализатора А20, рентгенофазовый анализ исследуемых образцов, гидростатическое взвешивание для определения кажущейся плотности спеченных образцов, измерение микротвердости спеченных образцов, растровая электронная микроскопия, Scratch-тестирование. Результаты. Получена керамика на основе оксинитрида алюминия с применением уникального метода, включающего синтез порошка Al2O3-AlN путем сжигания нанопорошка Al и последующее горячее прессование в инертной атмосфере. Полученная керамика имела следующие физико-механические свойства: модуль упругости при индентировании EIT=286537 МПа, твердость индентирования HIT=13160 МПа, прочность образцов [sigma]s=2912 МПа. Методом горячего прессования получена высокомодульная прочная оксинитридная керамика ZrO2-ZrN (модуль упругости при индентировании EIT=323897 МПа, твердость индентирования HIT=19244 МПа, прочность образцов [sigma]s=3381 МПа). Полученные материалы предлагаются для использования в технологии функциональной керамики нового поколения. Relevance. The development of geology in the XXI century is impossible without solving the fundamental problems of modern materials science, caused by the tasks of creating new materials for functional purposes. Despite the variety of methods for aluminum and zirconium oxynitride synthesis and consolidating ceramic based on them, currently being developed, scientific and practical interest is the solid phase synthesis during compaction of corresponding mixtures in inert atmosphere. In this case, powders can be pressed into compacts, both before and during sintering. In the latter case various variants of hot pressing and spark plasma sintering can be applied. For refractory ioniccovalent transition metal oxynitrides, the activated sintering is an urgent problem, since it is carried out by a diffusion mechanism. To solve this problem, it is necessary to study the patterns and mechanisms of consolidation of oxynitride ceramic materials and to search for appropriate activating additives and activation methods. The main aim of the research is to develop a method for obtaining high-density durable ceramics based on aluminum and zirconium oxynitride, including the synthesis of combustion of powder mixtures followed by hot pressing in inert atmosphere and to investigate the structure and physico-mechanical properties of the resulting compacts. The methods: sieve analysis of coarse powders using the A20 analyzer, X-ray phase analysis of the samples under study, hydrostatic weighing to determine the apparent density of sintered samples, measurement of the microhardness of sintered samples, scanning electron microscopy, scratch testing. The results. Using a unique method, including the synthesis of Al2O3-AlN powder by burning Al nanopowder and subsequent hot pressing in inert atmosphere, an oxynitride ceramic based on aluminum oxynitride was obtained. The resulting ceramics had the following physical and mechanical properties: modulus of elasticity during indentation EIT=286537 MPa, indentation hardness HIT=13160 MPa, specimen strength [sigma]s=2912 MPa. The ultra-high solid oxynitride ceramic ZrO2-ZrN (modulus of elasticity during indentation EIT=323897 MPa, indentation hardness HIT=19244 MPa, specimen strength [sigma]s=3381 MPa) was obtained by hot pressing. The obtained materials are proposed for use in the technology of new generation functional ceramics.

Исследованы физико-механические свойства двойной керамики на основе карбида и нитрида циркония и тройной керамики на основе данных компонентов с введением ультрадисперсного диоксида циркония. Рассмотрен процесс получения данных керамик при помощи горячего прессования при температуре 2000 °С и давлении 30 МПа с выдержкой 15 мин. Для данных керамических образцов было произведено исследование поверхности образцов при помощи растровой электронной микроскопии. Получены изображения поверхностей в SE-режиме, данные изображения имеют топографический контраст. В результате проведенного исследования указаны области применения рассматриваемых керамик. Механические испытания исследуемых керамик проводились на приборе Nano Indenter G 200.

В исследовании представлены физико-механические характеристики различных составов керамики на основе карбида и нитрида циркония, спеченных методом горячего прессования при температуре 2000 °С, необходимые для производства инструментальных материалов. The study presents the physical and mechanical characteristics of various ceramic compositions based on zirconium carbide and zirconium nitride, sintered by hot pressing at a temperature of 2000 °С, necessary for the production of tool materials. The investigation presents the physical and mechanical characteristics of various ceramic compositions based on carbide and zirconium nitride, sintered by hot pressing at a temperature of 2000 °С, necessary for the production of tool ma-terials.

В работе изучены структура, физико-механические свойства алюмоматричных композитов и получены кривые деформирования сжатием скомпактированного горячим прессованием порошка алюминия и алюмоматричных композитов с различным содержанием упрочняющих частиц B4C и SiC. Установлено, что наибольшее сопротивление пластической деформации имеют композиты комплексного состава, полученные из смеси порошков алюминия, карбида бора и карбида кремния. In this work microstructure, physico-mechanical properties have been studied, and curves of compression deformation of hot-compacted aluminum powder and aluminum-matrix composites with different contents of strengthening particles B4C and SiC have been obtained. It has been established that the highest resistance to plastic deformation is possessed by composites of complex composition obtained from a mixture of powders of aluminum, boron carbide, and silicon carbide. Работа выполнена в рамках государственного задания ИМАШ УрО РАН по теме № АААА-А18-118020790147-4. The work was carried out within the framework of the state task of In stitute of Mechanical Engineering Ural Branch of the Russian Academy of Sciences on the topic No. AAAA18-118020790147-4.

Объект исследования является влияние спекания под давлением (10 МПа–4,1 ГПа) на формирование структуры и свойства ZrB2, HfB2, а также композитов на их основе. Установлено, что консолидация под высоким давлением приводит к улучшению механических характеристик. В частности, твердость и вязкость разрушения материалов, спеченных под давлением 4,1 ГПа, выше, чем у материалов, полученных в условиях горячего прессования при 20–30 МПа и искроплазменного спекания при 50 МПа.Спеченный под высоким давлением HfB2 демонстрировал твердость HV(9,8 Н)=21,3±0,8 ГПа, HV(49 Н)=19,3±1,3 ГПа, HV(98 Н)=19,2±0,5 ГПа и вязкость разрушения K1C(49 Н)=7,2 MPa·м0,5 и K1C(98 N)=5,7 MPa·м0,5. HfB2, спеченный горячим прессованием при 1850 °C и 30 МПа, демонстрировал твердость: HV (9,8 Н)=19,0 ГПа, HV(49 Н)=18,7 ГПа и HV(98 Н)=18,1 ГПа, K1C(9,8 Н)=7,7 MPa·м0,5, K1C(49 Н)=6,6 MPa·м0,5 и K1C(98 Н)=5,3 MPa·m0,5. Спеченный под высоким давлением ZrB2 (a=0,3167 нм, c=0,3528 нм, γ=6,2 г/см3) демонстрировал HV(9,8 Н)=17,7±0,6 ГПа, HV(49 Н)=15,4±1,2 ГПа и HV(98 Н)=15,3±0,36 ГПа и K1C(9,8 Н)=4,3 MPa·м0,5, K1C(49 Н)=4,2 MPa·м0,5 и K1C(98 Н)=4,0 MPa·м0,5. Добавление 20 мас. % SiC к ZrB2 и спекание под высоким давлением (4,1 ГПа) позволило существенно повысить твердость до HV(9,8 Н)=24,2±0,7 ГПа, HV(49 Н)=16,7±0,5 ГПа и HV(98 Н)=17,6±0,4 ГПа и вязкость разрушения до K1C (49 Н)=7,1 MPa·м0,5, K1C(98 Н)=6,2 MPa·м0,5; плотность материала при этом была γ=5,03 г/см3. Добавление SiC и Si3N4 к ZrB2 приводило к некоторому увеличению вязкости разрушения (до K1C(98 Н)=9,2 MPa·м0,5).Разработанные на основе ZrB2 и HfB2 материалы и композиты могут быть использованы для аэрокосмических применений, в режущей и огнеупорной промышленности и т. д., Об'єктом дослідження є вплив спікання під тиском (10 МПа–4,1 ГПа) на формування структури та властивості ZrB2, HfB2, а також композитів на їх основі. Встановлено, що консолідація під високим тиском приводить до поліпшення механічних характеристик. Зокрема, твердість і в'язкість руйнування матеріалів, спечених під тиском 4,1 ГПа, вищі ніж у матеріалів, отриманих в умовах гарячого пресування при 20–30 МПа та іскроплазменного спікання при 50 МПа.Спечений HfB2 під високим тиском демонстрував твердість HV(9,8 Н)=21,3±0,8 ГПа, HV(49 Н)=19,3±1,3 ГПа та HV(98 Н)=19,2±0,5 ГПа та в'язкість руйнування K1C(49 Н)=7,2 MPa·м0,5 і K1C(98 Н)=5,7 MPa·м0,5. HfB2, спечений методом гарячого пресування при 1850 °C і 30 МПа, демонстрував твердість: HV(9,8 Н)=19,0 ГПа, HV(49 Н)=18,7 ГПа і HV(98 Н)=18,1 ГПа, K1C(9,8 Н)=7,7 MPa·м0,5, K1C(49 Н)=6,6 MPa·м0,5 і K1C(98 Н)=5,3 MPa·м0,5. Спечений ZrB2 під високим тиском (a=0,3167 нм, c=0,3528 нм, γ=6,2 г/см3) продемонстрував HV(9,8 Н)=17,7±0,6 ГПа, HV(49 Н)=15,4±1,2 ГПа та HV(98 Н)=15,3±0,36 ГПа і K1C(9,8 Н)=4,3 MPa·м0,5, K1C(49 Н)=4,2 MPa·м0,5 і K1C(98 Н)=4,0 MPa·м0,5. Додавання 20 мас. % SiC до ZrB2 та спікання під високим тиском (4,1 ГПа) дозволили суттєво збільшити твердість до HV(9,8 Н)=24,2±0,7 ГПа, HV(49 Н)=16,7±0,5 ГПа та HV(98 Н)=17,6±0,4 ГПа і в'язкість руйнування до K1C(49 Н)=7,1 MPa·м0,5, К1С(98 Н)=6,2 MPa·м0,5; щільність матеріалу становила γ=5,03 г/см3. Додавання SiC та Si3N4 до ZrB2 приводить до деякого збільшення в'язкості руйнування (до K1C(98 Н)=9,2 MPa·м0,5).Розроблені матеріали та композити на основі ZrB2 та HfB2 можуть бути використані в аерокосмічній галузі, в різальній та вогнетривкій промисловості тощо., The object of research is the effect of sintering under pressure (10 MPa–4.1 GPa) on the formation of the structure and properties of ZrB2, HfB2, and composites on their bases. It has been found that high pressure consolidation results in an improvement of mechanical characteristics. In particular, the hardness and fracture toughness of the materials sintered under 4.1 GPa pressure are higher than those of the materials obtained under hot pressing conditions at 20–30 MPa and spark-plasma sintering at 50 MPa.High-pressure sintered HfB2 demonstrated hardness HV(9.8 N)=21.3±0.8 GPa, HV(49 N)=19.3±1.3 GPa, and HV(98 N)=19.2±0.5 GPa and fracture toughness K1C(49 N)=7.2 MPa·m0.5 and K1C(98 N)=5.7 MPa·m0.5. The HfB2 sintered by hot pressing at 1850 °C and 30 MPa demonstrated hardness: HV(9.8 N)=19.0 GPa, HV(49 N)=18.7 GPa, and HV(98 N)=18.1 GPa, K1C(9.8 N)=7.7 MPa·m0.5, K1C(49 N)=6.6 MPa·m0.5 and K1C(98 N)=5.3 MPa·m0.5. High pressure sintered ZrB2 (a=0.3167 nm, c=0.3528 nm, γ=6.2 g/cm3) demonstrated HV(9.8 N)=17.7±0.6 GPa, HV(49 N)=15.4±1.2 GPa, and HV(98 N)=15.3±0.36 GPa and K1C(9.8 N)=4.3 MPa·m0.5, K1C(49 N)=4.2 MPa·m0.5 and K1C(98 N)=4.0 MPa·m0.5. Addition of 20 wt. % of SiC to ZrB2 and sintering under high pressure (4.1 GPa) allowed essential increase of hardness to HV(9.8 N)=24.2±0.7 GPa, HV(49 N)=16.7±0.5 GPa, and HV(98 N)=17.6±0.4 GPa and fracture toughness to K1C(49 N)=7.1 MPa·m0.5, K1C(98 N)=6.2 MPa·m0.5; the material density was γ=5.03 g/cm3. Additions of SiC and Si3N4 to ZrB2 lead to some increase in fracture toughness (up to K1C(98 N)=9.2 MPa·m0.5).The developed ZrB2- and HfB2-based materials and composites can be used for aerospace applications, in cutting and refractory industries, etc.

Методом горячего прессования получены образцы керамического композиционного материала с многослойной структурой на основе высокотемпературных соединений системы Si–B–Mo–C. Установлено, что изменение толщины керамических и углерод-керамических слоев позволяет изменять прочность и характер разрушения композиционного материала с возможностью реализации различных механизмов разрушения — расслоения, изменения траектории распространения трещины и ее ветвления

In this work, AlMgB14-based materials were obtained from powders of the intermetallic compound Al12Mg17 and boron using hot pressing method and mechanical treatment with a planetary mill. The method for producing intermetallic Al12Mg17 powder is presented. The effect of the mechanical treatment on the dispersion of the Al12Mg17 powder was investigated. The phase composition, microstructure, and properties (density, hardness and coefficient of friction) of the AlMgB14-based materials were investigated. The hardness of the obtained sample is 31.9 GPa, and the density is 2.35 g/cm3 (90% of theoretical density). The friction coefficient under dry conditions is 0.38. The friction coefficient under lubricated conditions (LITOL-24 lubricant) is 0.18. The mechanism of AlMgB14 formation was investigated. When using the intermetallic Al12Mg17 powder as a raw precursor of the Al-Mg-B powder mixture, the AlMgB14 phase is formed by direct boration of AlxMg1-xB2 diboride, while the formation of spinel MgAl2O4 phase is due to contamination of the raw boron powder.

Tribomechanical properties of antifriction composites based on the extrudable matrix “UHMWPE + 17 wt. % HDPE-g-VTMS + 12 wt. % PP” with chopped fiberglass formed by three methods: Hot Pressing of Powders (HPP), Hot Pressing of Granules (HPG) and Fused Deposition Modeling (FDM) was studied. It has been found that a composite fabricated by the FDM method possesses the highest strength properties (elastic modulus, yield strength and tensile strength). It is shown that tribological properties (friction coefficient, volumetric wear) of composites fabricated by the three methods are close to each other that is related to impact of the reinforcing filler (fiberglass). The latter takes on compressive and shearing loads during tribo-loading and improves wear resistance of the composite. The studied multicomponent UHMWPE based composite is recommended for use as a feedstock for the manufacturing antifriction products by additive manufacturing.

В данной работе выполнен статистический анализ дефектов структуры горячепрессованной керамики на основе нитрида кремния в зависимости от характеристик исходных порошков и особенностей технологии получения керамических изделий.

При помощи метода твердофазных реакций с последующим горячим прессованием синтезирована фазово-неоднородная керамика на основе слоистого кобальтита кальция CазCо4O9+ð, изучены ее фазовый состав, микроструктура, электропроводность и термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС), рассчитаны значения фактора мощности (Р). Установлено, что горячее прессование позволяет получить высокоплотную керамику с большими значениями электропроводности, а создание в ней фазовой неоднородности значительно увеличивает ее коэффициент термо-ЭДС, что в совокупности может рассматриваться как способ получения керамики с улучшенными термоэлектрическими характеристиками. Наибольшее значение фактора мощности имеет керамика номинального состава CазCо4O9+ð, содержащая примесную фазу CазO4, что в 1.5 раза выше, чем для образца CазCо4O9+ð, и более чем в 4 раза превышает фактор мощности низкоплотной керамики CазCо4O9+ð, получаемой традиционным твердофазным методом

Статья посвящена вопросам разработки технологии повышения формоустойчивости древесного ковра. Исследовано влияние гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ) на свойства связующего и физико-механические показатели плит. Введение ГЭЦ не ухудшает физико-механические показатели плит, но вместе с тем значительно увеличивает формоустойчивость древесного ковра.

Горячим прессованием получена низкопористая керамика на основе слоистого кобальтита кальция с добавками меди, изучены ее микроструктура, электротранспортные и термоэлектрические свойства. Установлено, что введение в керамику частиц меди приводит к снижению среднего размера частиц фазы Ca[3]Co[4]O[9 + δ], уменьшению коэффициента термо-ЭДС образцов и их пористости, а также к возрастанию удельной электропроводности и фактора мощности (P) керамики.

We have established the influence of heating rate of 150, 350 and 600 °C/min, pressure of 8 and 18 MPa, on the compaction process of the reaction mixture Cr2O3–15AlNnano, the hardness and crack resistance of the dense material. The intensity of compacting the charge Cr2O3–15AlNnano depends on the pressure magnitude and the rate of heating. A pressure of 18 MPa ensures the complete compaction of the mixture regardless of the specified heating rate while a pressure of 8 MPa provides for the complete compaction of the material only at the rate of heating of 600 °C/min. For the heating rate of 600 °C/min, compaction curves of the mixture at pressures 8 and 18 MPa are similar in shape. It was established that at a heating rate of 600 °C/min the compaction process of the mixture, in addition to pressure, is additionally activated by the effect of exothermic reaction among its components. Increasing the rate of heating from 150 to 600 °C makes it possible to improve the hardness and crack resistance of the dense material by, respectively, 1.0 GPa and 1.5MPa∙m1/2. It was revealed that the structure of the dense material, newly formed during HP(Hot pressing) of the mixture Cr2O3–15AlNnano, is of the dispersed-strengthened type: the matrix phase from a solid solution of variable composition from the composition (Cr1-x–Alx)2О3 (0, Встановлено вплив швидкості нагрівання 150, 350 і 600 °С/хв, тисків 8 і 18 МПа на процес ущільнення реакційної суміші Cr2O3–15AlNнано, на твердість і тріщиностійкість щільного матеріалу. Інтенсивність ущільнення шихти Cr2O3–15AlN залежить від величини тиску і від швидкості нагрівання. Тиск 18 МПа забезпечує повне ущільнення суміші незалежно від вказаних швидкостей нагрівання, а тиск 8 МПа забезпечує повне ущільнення тільки при швидкості нагрівання 600 °С/хв. Для швидкості нагрівання 600 °С/хв. криві ущільнення суміші для тисків 8 і 18 МПа близькі за формою. Встановлено, що при швидкості нагрівання 600 °С/хв процес ущільнення суміші, крім тиску, додатково активується ефектом екзотермічної реакції між її компонентами. Підвищення швидкості з 150 до 600 °С нагрівання дозволяє збільшити твердість і тріщиностійкість щільного матеріалу відповідно на 1,0 ГПа і 1,5МПа∙м1/2. Виявлено, що новоутворена в процесі ГП суміші Cr2O3–15AlNнано структура щільного матеріалу є дисперснозміцненого типу: матрична із твердого розчину перемінного складу типу (Cr1-x–Alx)2О3 (0, Установлено влияние скорости нагревания 150, 350 и 600 °С/хв, давлений 8 и 18 МПа на процесс уплотнения реакционной смеси Cr2O3–15AlNнано, на твердость и трещиностойкость плотного материала. Интенсивность уплотнения шихты Cr2O3–15AlNнан зависит от величины давления и от скорости нагревания. Давление 18 МПа обеспечивает полное уплотнение смеси независимо от указанных скоростей нагревания, а давление 8 МПа обеспечивает полное уплотнение материала только при скорости нагревания 600 °С/мин. Для скорости нагревания 600 °С/мин. кривые уплотнения смеси для давлений 8 и 18 МПа близкие по форме. Установлено, что при скорости нагревания 600 °С/хв процесс уплотнения смеси, кроме давления, дополнительно активируется эффектом экзотермической реакции между ее компонентами. Повышение скорости с 150 до 600 °С нагревания позволяет увеличить твердость и трещиностойкость плотного материала соответственно на 1,0ГПа и 1,5МПа∙м1/2. Выявлено, что новообразованная в процессе ГП смеси Cr2O3–15AlNнано, структура плотного материала есть дисперсноупрчнненного типа: матричная фаза из твердого раствора переменного состава состава (Cr1-x–Alx)2О3 (0

Проведены исследования фазового состава, кристаллической структуры и твердости керамических материалов AlMgB14, полученных методом горячего прессования из различных по гранулометрическому составу порошковых смесей. Обнаружено, что наибольшее содержание фазы AlMgB14 ~ 97 мас. % достигается для образцов из порошковой смеси Al–Mg–B после 4 ч активации в планетарной мельнице. Наибольшее наблюдаемое значение твердости составило 31.9 ГПа.

Гурских Алексей Валерьевич, канд. техн. наук, начальник исследовательской лаборатории, АО «Полема», г. Тула; avg@polema.net. A.V. Gurskikh, avg@polema.net JSC “Polema”, Tula, Russian Federation Исследовано влияние температуры на поведение при сжатии спеченной бронзы однофазного (Cu – 15 ат. % Al) и двухфазного (Cu – 24 ат. % Al) составов. Установлено, что осадка образцов из спеченных сплавов без разрушения может достигать 30 %. Повышение температуры прессования приводит к значительному снижению рабочего давления, однако заметное уплотнение материала наблюдается только при температуре выше 500 °С, когда деформация начинает распределяться по объему образцов относительно однородно. The plastic behavior of sintered Cu – 15 (at.) Al and sintered Cu – 24 (at.) Al alloys under the compression test was investigated. It was established that the compression as a method of structure modifying can be carried to high degrees of deformation. The temperature raising reduces the working pressure, but it has a weakly influence on the structure parameters of treated singlephase alloy, which transformation proceeds with a complex manner. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №16-38-00200 мол_а.

На уровне промышленного внедрения показана возможность применения керамики на основе системы SiC-Al203 как в форме компактного материала, так и в форме износостойких защитных покрытий используемых для деталей энергетических установок технологического оборудования аэропортов и авиационной наземной техники. Определены самые оптимальные технологические и производственные режимы получения изделий на основе этой системы. Обоснована возможность применения композиционных материалов на основе SiC-А1203 для торцевых уплотнителъных элементов механических нагнетателей двигателей внутреннего сгорания., At the level of industrial implementation the possibility of application of ceramics based on the system of A1203-SiC is shown in the form of a compact material, as a wear-resistant protective coatings of parts used for power plants and technological equipment of airports and aviation ground equipment. Determined the optimal technological and industrial modes of obtaining products on the basis of this system. The possibility of composite materials based on SiC-A1203 using for edge sealing of mechanical superchargers elements of internal combustion engines is defined.

The paper presents the results of the study on sintering of AlB12–based ceramics at 30 MPa and 2 GPa pressure-temperature conditions from submicron a-AlB12 powder (without and with C and TiC), their structure and mechanical properties. The light materials are developed for armor plates and other products of the spectrum of application for shock-resistant ceramic. Materials sintered from a-AlB12 powder at 30 MPa, 2080-1950 ºC contained 94-98 wt. % of a-AlB12 (r = 2.53-2.58 g/cm3) and their mechanical characteristics were rather similar: HV (49 N) = 24.1 GPa hardness, K1c (49 N) = 4.9 MPa·m0.5 fracture toughness, Rbs = 336 MPa bending and Rcs = 378 MPa compressing strengths. The 2 GPa pressure allowed us to obtain dense a-AlB12 at 1200-1400 ºC with much lower hardness HV (49 N) = 15.1-15.9 GPa and higher fracture toughness K1c (49 N) = 5.6±1.3 MPa·m0.5. Additions of 17 wt. % C to the a-AlB12 powder changed the phase composition of the material sintered at 30 MPa, 1950 ºC for 86 wt. % AlB12C2 with r = 2.67 g/cm3 and lead to the increase of K1c (49 N) to 5.9 MPa·m0,5 and Rcs to 423 MPa. The material sintered from a-AlB12 powder with 20 wt. % TiC at 30 MPa and 1950 ºC contained 74 wt. % AlB12C2, 22 wt. % TiB2, 4 wt. % Al2O3, had high mechanical characteristics HV (49 N) = 28.9 GPa, K1c (49 N) = 5.2 MPa·m0.5, Rbs = 633 MPa and Rcs = 640 MPa, but its density increased to r = 3.2 g/cm3. The 12 wt. % TiC allows the formation of the material with r = 2.74 g/cm3, HV (49 N) = 19.4 GPa, K1c (49 N) = 7 MPa·m0.5 and phase composition 49 wt. % AlB12C2, 34 wt. % a-AlB12, 14 wt. % TiB2. The SEM study witnessed to more complicated structures, possibly due to solid solutions formation., В статье представлены результаты исследований процессов синтеза керамики на основе AlB12 спеченной методом горячего прессования при 30 МПа и под квазиизостатическим давлением 2 ГПа из субмикронного порошка α-AlB12 (с добавками углерода (C) и карбида титана (TiC), и без), их структуры и механические свойства. Разработано легкие материалы для применения в бронепластинах и других керамических ударопрочных изделиях., В статті наведено результати дослідження процесів синтезу кераміки на основі AlB12 спеченої методом гарячого пресування при 30 МПа при квазіізостатчному тиску 2 ГПа із субмікронного порошку α-AlB12 (з добавками вуглецю (C) та карбіду титану (TiC) і без), їх структури і механичні характеристики. Разроблено легкі матеріали для застосування в бронепластинах та інших керамічних ударостійких виробах.

Изучено влияние на физико-механические свойства плит OSB продолжительности горячего прессования и содержания отвердителя в связующем на основе фенолкарданолформальдегидной смолы. The influence of hot pressing duration and a hardener concentration in the binder based phenol-cardanol-formaldehyde resin on the physical and mechanical properties of OSB was studied.

Филяева Елена Анатольевна, инженер научно-технического центра, ООО «ТМК НТЦ», г. Челябинск; filyaeva@rosniti.ru. Космацкий Ярослав Игоревич, канд. техн. наук, заместитель начальника отдела технологии производства труб, Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности, г. Челябинск; kosmatski@rosniti.ru. E.A. Filyaeva1, filyaeva@rosniti.ru, Ya.I. Kosmatski2, kosmatski@rosniti.ru 1 LLC “Scientific Research Centre of the Tube Metallurgical Company (TMK NTC)”, Chelyabinsk, Russian Federation, 2 Russian Research Institute of the Tube and Pipe Industries (RosNITI), Chelyabinsk, Russian Federation Работа посвящена обзору некоторых технологических особенностей, присущих титану и его сплавам, связанных со специфическими физико-механическими свойствами в процессе пластической деформации. Все эти особенности необходимо учитывать при проектировании технологий изготовления продукции из сплавов на основе титана. В настоящей статье рассмотрены технологические особенности титановых сплавов применительно к трубной промышленности. The work is devoted to the overview of some technological features inherent in titanium and titanium alloys connected with specific physico-mechanical properties in the course of plastic deformation. All these features need to be considered when designing manufacturing techniques of products from titanium base alloys. More specifically, technological features of titanic alloys are considered in relation to the pipe industry.

The purpose of this study is to investigate the phase composition, parameters of fine crystalline structure and mechanical properties of aluminum-based composites, produced by hot pressing with different synthesis temperatures and isothermal times. For synthesis of composites we used powder mixture of aluminum (particles size 700 nm) and carbon powder in a form of nanodiamonds (size 4 nm). It has been shown that after hot press processing a nanophase (crystallites size 25 nm) of aluminum carbide was formed. Regardless of the synthesis temperature for the maximum holding time of powder mixtures, the density of hot-pressed compacts is about 2.2-2.37 g/cm3. In particular, the value of bending strength of composite samples with a density of 2.37 g/cm3 ranges from 350 to 480 MPa. In the nonporous state, the bending strength of the composites may reach 920 MPa.

The effect of adding nanocrystalline ZrO[2] and submicron TiC to ultrafine Al[2]O[3] on mechanical properties and the microstructure of the composites developed by hot pressing was investigated. It was shown that by means of hot pressing in argon atmosphere at the sintering temperature of 1500 °C one can obtain the composites of Al[2]O[3]-ZrO[2]-TiC with a fine structure and minimal porosity. It was shown that in the material a multi-scale hierarchical structure is formed, which possesses high physical and mechanical properties: the hardness and fracture toughness was 22 GPa and 5.2 MPa*m1/2, respectively. It has been shown that mechanical properties of the composite are better than those of commercial composites based on aluminum oxide (Al[2]O[3], ZTA, Al[2]O[3]-TiC) and are comparable to those of silicon nitride.

The effect of mechanical treatment by planetary ball milling on the properties of hot pressed ZrB2 - SiC ceramics was studied. It was shown that material densification after mechanical treatment is finished at initial stages of sintering process. Addition of SiC leads to an essential increase of sample density to 99% of theoretically achievable for powder with 2% of SiC, as compared with ZrB2 with the density less than 76%. It was demonstrated that all defects that were accumulated during mechanical treatment are annealed during hot pressing, and there are no changes of CDD values in sintered ceramics.

Тройные соединения на основе никеля – алюминия обладают уникальным сочетанием таких свойств, как низкая плотность, высокая температура плавления, устойчивость к коррозии и окислению, а также температурная стойкость. Благодаря таким свойствам эти материалы являются отличными кандидатами для различных применений, например, для применения в авиастроении. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) – это энергосберегающая технология, с помощью которой в данной работе было получено соединение Ni2AlTi. The intermetallic nickel aluminide based ternary compounds have several exciting features, including low-density, high melting point, excellent corrosion and oxidation resistances and high strength at increased temperature. For these reasons, this intermetallic is good candidate for diversity of application as elements for airframe and turbines. Self-propagating high-temperature synthesis (SHS), also known as combustion synthesis (CS), is an energy saving technology to fabricate NiAl-based alloys.

Досліджено можливість формування покриття з порошків бронзи та бабіту на поверхні сталевого виробу методом гарячого пресування. Розроблено експериментальну установку, досліджено структуру та властивості покриття. Розроблений спосіб на відміну від інших дозволяє використовувати в якості сировини здрібнену стружку та може бути застосований для виготовлення та ремонту одиничних виробів суднової запірної арматури., Исследована возможность формирования покрытия из порошков бронзы и баббита на поверхности стального изделия методом горячего прессования. Разработана экспериментальная установка, исследованы структура и свойства покрытия. Разработанный способ в отличие от других позволяет использовать в качестве сырья измельченную стружку и может быть использован для изготовления и ремонта единичных изделий судовой запорной арматуры., The paper is devoted to the development of new coating made of bronze and babbit powders by hot pressing method. The purpose of the work is to explore the possibility and establish the regularities of coating formation on the surface with use of powders which have been obtained by grinding waste products. The new device for hot-pressing processes which allows you to control shrinkage has been developed for experimental studies. The studies of the coating were carried out by the methods of optical metallography, X-ray analysis, mechanical testing. It is shown that the formation of the structure combines the processes of the liquid phase sintering of the powder mixture and the diffusion interaction with tinned of steel surface 20. The structure of coating consists of the bronze solid phase and babbit soft phase that provides wear resistance. The established regularities allow you to control the processes of coating formation, creating permanent connections with the steel surface and using waste products. The developed technology can be used for manufacturing new and for their repair worn details of ship locking reinforcement of cargo systems (flanges, cranes, valves).

в данной статье рассмотрен способ определения износостойкости трубопрессового инструмента. В работе рассмотрена главная причина интенсивного износа трубопрессового инструмента. Авторы приходят к выводу, что исследование влияния температуры нагрева заготовки и скорости прессования на эксплуатационные свойства смазочных шайб и, как следствие, на стойкость инструмента являются актуальным направлением совершенствования теории и технологии трубопрессовых систем.

в настоящей статье представлен обзор существующих решений в области конструктивного и компонентного исполнения смазочных шайб, направленных на увеличение качества поверхности горячепрессованных труб, производительности процесса прессования и обеспечение стойкости матриц.

Работа посвящена установлению закономерностей синтеза и технологических аспектов образования керамических материалов на основе карбида кремния и нитрида алюминия методом горячего прессования, а также исследованию ее структурных свойств. В работе приведены результаты фазового анализа керамического образца SiC – AlN (70 вес. % SiC), полученного методом горячего прессования при использовании технического карбида кремния. Work is devoted to establishment of regularities of synthesis and technological aspects of formation of ceramic materials on the basis of carbide of silicon and aluminum nitride by a method of hot pressing, and also to research of its structural properties. Results of the phase analysis of a ceramic sample of SiC – AlN are given in work (70 % weight. SiC), the hot pressing received by a method when using technical carbide of silicon.

The effect of adding nanocrystalline ZrO[2] and submicron TiC to ultrafine Al[2]O[3] on mechanical properties and the microstructure of the composites developed by hot pressing was investigated. It was shown that by means of hot pressing in an argon atmosphere at a sintering temperature of 1500 °С one can obtain the composites Al[2]O[3] - ZrO[2] - TiC with a fine structure and minimal porosity. It has been shown that in material a multi-scale hierarchical structure is formed, which possesses high physical and mechanical properties: the hardness and fracture toughness was 21.5 GPa and 5.2 MPa*m{1/2} respectively, the modulus of elasticity was 500 GPa and bending strength was 390 MPa. Tests on composites' cutting properties were carried out on interrupted cutting of hardened steel. All samples had wear of the cutting edge in the form of chips of the grain rear working surface of the tool, but the cutting tool which was made by Al2O3 - 10% ZrO2 - 10% TiC had a minimum width of wear.

Обоснована задача проектирования ресурсосберегающей технологии редуцирования горячепрессованных труб. Представлены результаты экспериментальных исследований в лабораторных условиях, выполненных с целью установления факторов, оказывающих существенное влияние на длину утолщенных концов. Проведено опытно-промышленное освоение новой технологии. The paper states the problem of design of resource-saving technologies of reducing hot-pressed pipes and presents the results of experimental studies in the laboratory carried out to establish factors having significant impact on the length of the thickened ends. Pilot commercial development of the new technology is also fulfil Выдрин Александр Владимирович, доктор технических наук, профессор, заместитель генерального директора, ОАО «Российский научно- исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. E-mail: vydrin@rosniti.ru Vydrin Alexander Vladimirovich, doctor of engineering science, professor, deputy general director, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. E-mail: vydrin@rosniti.ru. Космацкий Ярослав Игоревич, научный со- трудник лаборатории волочения и прессования труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. Тел.: (351) 7347378. E-mail: kosmatski@rosniti.ru Kosmatsky Yaroslav Igorevich, research assistant of the Pipe Drawing and Pressing laboratory, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. Tel.: (351)7347378. E-mail: kosmatski@rosniti.ru. Баричко Борис Владимирович, кандидат технических наук, заведующий лабораторией волочения и прессования труб, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности». 454139, г. Челябинск, ул. Новороссийская, 30. Тел.: (351)2526360. E-mail: barichko@ rosniti.ru Barichko Boris Vladimirovich, candidate of engineering science, head of the Pipe Drawing and Pressing laboratory, JSC “Russian Research Institute for the Tube and Pipe Industries”. 30 Novorossiyskaya street, Chelyabinsk, Russia 454139. Tel.: (351)2526360. E-mail: barichko@rosniti.ru. Восходов Валерий Борисович, начальник технического управления, ОАО «Волжский трубный завод». 404119, Волгоградская область, г. Волжский, ул. Автодорога 7, 6. Тел.: (8443)256902. E-mail: vtz@vtz.ru, FedorovaGV@vtz.ru Voskhodov Valery Borisovich, head of the Technical department, JSC “Volzhsky Pipe Plant”. 6 Avtodoroga 7 street, Volzhsky, Volgograd region, Russia 404119. Tel.: (8443)256902. E-mail: vtz@vtz.ru, FedorovaGV@vtz.ru

Исследованы температурные зависимости (80-300 K) электропроводности (σ), коэффициента Холла (Rн) и подвижности носителей заряда (μн) литых и прессованных образцов твердых растворов PbTe–MnTe (0–2.5 мол% MnTe). Для литых образцов μн практически не изменяется в интервале 80-140 K, после чего падает по степенному закону μн=aТ⁻ᵛ. Для прессованных образцов в интервале 100-160 K при повышении температуры наблюдается экспоненциальный рост muH, который объясняется наличием энергетических барьеров высотой ΔEa, создаваемых окисными пленками на межзеренных границах. На зависимостях μн, v и ΔEa от содержания MnTe в области составов 0.75-1.25 мол% обнаружены аномалии, которые связываются с концентрационным фазовым переходом перколяционного типа. Temperature dependences of the electrical conductivity (σ), the Hall coefficient (Rн), and the charge carrier mobility (μн) have been obtained for cast and pressed samples of PbTe–MnTe solid solution (0-2.5mol.% MnTe) in the temperature range of 80-300 K. The μн remains constant within the 80-140 K range for cast samples and then decreases according to the degree law μн=aТ⁻ᵛ. The exponential rise of mobility (100-160 K) for pressed samples is observed, which is explained by the energy barriers created by the oxide films at grain boundaries. The amomalies of μн; v and ΔEa are found within the range of 0.75-1.25mol.% MnTe on the isotherms. These anomalies are explained by the concentration phase transition of a percolation type.

На кафедре технологии клееных материалов и плит БГТУ проводятся исследования процесса прессования древесностружечных плит толщиной до 28 мм.

Целью настоящей работы было выяснение особенностей процессов переноса тепла и влаги при прессовании древесностружечных плит увеличенной толщины.