Высокоэнергетическая обработка в планетарных мельницах нашла широкое применение для решения задач механического легирования/активации, синтеза композиционных порошковых смесей и переработки стружечных отходов. При этом передача механической энергии в обрабатываемое вещество зависит, в том числе, и от технологических параметров механической обработки, определяющих механику движения размольных тел, а следовательно, и энергосиловые характеристики процесса. Для изучения влияния передаточного отношения на энергосиловые условия механической обработки разработана, численно реализована и валидирована дискретно-элементная модель движения размольных тел в планетарной мельнице. Определены параметры модели, обеспечивающие разумное согласование экспериментальной и расчетной структур мгновенных изображений размольных тел на установившемся режиме работы мельницы. С помощью модели проведены серии численных экспериментов с варьированием передаточного отношения K от 1 до 2. Показано, что увеличение K в указанном диапазоне ведет к изменению характера движения размольных тел с режима перекатывания на перекатывание и свободный полет. Это снижает число столкновений и одновременно обеспечивает рост их силовых характерис­тик. Проведен анализ изменения суммарной потери энергии при столкновениях «тело–тело» и «тело–камера». Установлено, что при изменении K от 1 до 2 повышение суммарной потери энергии при столкновениях в основном происходит за счет увеличения потери энергии при столкновениях пар «тело–тело». Разработанные модели и полученные расчетные оценки влияния передаточного отношения на энергосиловые характеристики столкновений могут быть использованы при разработке рациональной технологии механической обработки в планетарной мельнице.

Рассматривается влияние режимов закалки и отпуска на структуру и механические свойства горячедеформированных порошковых сталей, содержащих ультрадисперсные частицы. Исследование основано на анализе термических и механических процессов, протекающих при закалке и отпуске, а также их связи с характером структурных изменений, происходящих в материале. Эксперименты включали вариации температуры закалки и времени отпуска, что позволило выявить оптимальные режимы для достижения наилучших механических характеристик – таких, как прочность и пластичность. Полученные результаты указывают на возможность достижения высокой прочности, что делает эти материалы перспективными для применения в условиях высокой нагрузки. Подчеркивается значимость выбора режимов термообработки для управления микро- и макроструктурой порошковых сталей, что открывает новые возможности для их использования в различных отраслях промышленности.

Методом конечных элементов анализируется распределение остаточных напряжений в осесимметричных заготовках уплотнителя газокомпрессорной установки к концу прессования. Представлена схема расчета, основанная на полученной информации по изолиниям эквивалентных напряжений. Дается зависимость напряженно-деформированного состояния от контактных условий прессовки с матрицей. На основании полученной информации показаны изолинии эквивалентных напряжений (МПа) по критерию Миролюбова. Установлено, что на разных участках напряженное состоя­ние близко к предельному и может привести к видимому разрушению брикета и расслоению его боковой поверхности. Это подтверждает результаты работ по получению высокоплотных порошковых прессовок путем однократного холодного прессования. При решении задачи получения высокоплотной порошковой детали вводной информацией являлось известное распределение напряжений в уплотненном брикете. Такие данные возможно получить из некоторых широко представленных методик, особенно для состояния холодного прессования в твердых матрицах деталей сложной конфигурации. Произведен расчет напряженно-деформированного состояния порошкового брикета на контактной поверхности прессовки с твердой матрицей для высокого и безграничного трений. На некоторых участках значительное напряженное состояние способно спровоцировать скрытое или видимое разрушение, например разрыв «конечного слоя» или же расслоение боковой поверхности. Результаты численных исследований приемлемы и для низкомодульных порошковых материалов, спрессованных в массивных матрицах. Описанная методика расчета остаточных напряжений была разработана специальной программой в IBM и была использована при проведении исследований напряженного состояния прессуемых заготовок в условиях упругой разгрузки.

Методами рентгеновского дифракционного анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния проведено исследование кристаллической структуры углеродных волокон (УВ) на основе полиакрилонитрила (ПАН) и вискозы, обработанных в диапазоне температур от 1500 до 2800 °С. Целью исследования было получение данных о структуре низкомодульных волокон на основе вискозы, имеющих широкое применение в качестве наполнителей композиционных материалов, а также сравнение характеристик УВ на основе разных прекурсоров. Получена эмпирическая зависимость отношения интенсивностей линий D и G (I_D/I_G) спектров комбинационного рассеяния от температуры обработки для углеродных волокон на основе вискозы и ПАН. Проведена оценка размеров кристаллитов (L_a и L_c) обоих типов УВ, полученных при различных температурах обработки. Выявлено, что с ростом температуры обработки волокон происходит увеличение размеров кристаллитов L_a и L_c, а межслоевое расстояние (d₀₀₂) уменьшается, что указывает на повышение степени графитации. Установлено, что углеродные волокна на основе вискозы имеют менее совершенную кристаллическую структуру по сравнению с ПАН-волокнами, обработанными в тех же условиях. Также были исследованы истинная плотность и модуль упругости УВ на основе вискозы, у которых оказались более низкие значения, чем у ПАН-волокон с той же температурой обработки. Данные различия в свойствах и структуре УВ обусловлены микротекстурированностью вискозного волокна. Однако в процессе обработки при температуре 2800 °С УВ претерпевают частичную графитацию, что в значительной степени нивелирует структурные различия между волокнами обоих видов. Тем не менее, несмотря на сходство кристаллической структуры, УВ на основе вискозы даже после высокотемпературной обработки не становятся аналогом ПАН-волокна.

Представлены результаты исследований теплофизических и эксплуатационных характеристик жаростойкого стеклокерамического покрытия на стали 12Х18Н10Т в скоростном потоке воздушной плазмы. Покрытие получали по шликерно-обжиговой технологии. Термическую обработку проводили на воздухе при температуре 1400 К в течение 3 мин. Структура покрытия представлена матрицей на основе бариевосиликатного стекла с равномерно распределенными в нем частицами Cr₂O₃. Наружный слой покрытия толщиной ~3÷5 мкм содержит множество высокодисперсных кристаллов BaSi₄O₉, легированных Cr и Mo, свидетельствующих о поверхностной ситаллизации стеклофазы. Теплоемкость, температуропроводность и теплопроводность покрытия в интервале температур 293–573 К при давлении 10⁵ Па изменяются в диапазонах 0,68–0,75 Дж/(г·К), 0,47–0,43 мм²/с и 1,198–1,222 Вт/(м·К) соответственно. Средние значения удельной потери массы и скорости уноса покрытия при обтекании воздушной плазмой со скоростью ~3,5 км/с и нагреве поверхности до 1593 К составили 7,2 мг/см² и 25,9 мг/(см²·ч). Спектральная излучательная способность покрытия на длине волны 890 нм и скорость гетерогенной рекомбинации атомов и ионов потока на его поверхности составили 0,85±0,02 и 14±3 м/с. Стеклофаза обеспечивает эффективную защиту стали от высокотемпературного окисления и самозалечивание дефектов. Тугоплавкие частицы Cr₂O₃ наряду с поверхностной ситаллизацией стеклофазы повышают сопротивление покрытия эрозионному уносу в скоростном потоке воздушной плазмы, его излучательную способность и каталитичность. Экспериментально установлено и подтверждено численным моделированием снижение теплопроводности покрытия до 0,04±0,01 Вт/(м·К) при температуре 1054±10 К и давлении ~200 Па. Представлено объяснение эффекта.

Процесс извлечения нефти часто сопровождается различными отказами на объектах нефтедобычи, что ведет к серьезным экономическим потерям. Отказы в системах нефтедобычи не только увеличивают затраты на ремонт и обслуживание, но также приводят к потере производительности, что негативно сказывается на экономической эффективности проектов. Отказом трубопровода считается полная или частичная его остановка вследствие нарушения его герметичности или герметичности запорной арматуры, либо по причине закупорки проходного сечения. Наиболее распространенными причинами осложнений в нефтедобыче являются коррозия нефтегазового оборудования и образование асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) и неорганических солеотложений на рабочей поверхности нефтегазового оборудования. Среди большого количества методов, направленных на предотвращение указанных осложняющих факторов, весьма эффективно применение защитных покрытий, которое может являться мерой профилактики и коррозионных процессов, и АСПО, и неорганических солеотложений. В настоящей статье проведен обзор литературных источников: рассмотрено, какими методами испытаний можно оценить способность защитного покрытия предотвращать возможные осложняющие факторы.