Приведены этапы становления и развития процесса монокристаллического литья лопаток из жаропрочных, интерметаллидных сплавов, сплавов с композиционной структурой типа ВКЛС, создания опытно-промышленного и промышленного оборудования для осуществления процесса направленной кристаллизации, а также развития систем охлаждения лопаток путем создания сложных внутренних полостей. Рассмотрены проблемы, связанные с получением лопаток с проникающей системой охлаждения. Обсуждается прогноз получения лопаток с проникающей системой охлаждения без применения керамических форм и стержней, т. е. по аддитивной технологии.

Исследовано влияние параметров термомеханической и термической обработки на изменение структурно-фазового состояния сплава на всех этапах технологического процесса изготовления плоских штамповок – от гомогенизационного отжига слитка до полной термической обработки – из нового деформируемого жаропрочного сплава ВЖ177 на никелевой основе. Представлены результаты сравнительных испытаний на растяжение, ударную вязкость и жаропрочность штамповок, изготовленных по различным технологическим схемам. Исследовано влияние высокотемпературных выдержек, имитирующих наработку в изделиях, на структуру и механические свойства сплава.

Исследован процесс штамповки деталей авиационно-космического назначения на специализированных изотермических прессах с усилием 630 и 1600 тс, имеющих дополнительное техническое оснащение. Показаны технологические возможности их эффективного использования при изготовлении деформированных деталей из жаропрочных титановых, никелевых и других сплавов в воздушной атмосфере с использованием штампов из литейного сплава ЖС6У. Исследовано влияние процесса деформации с малыми скоростями в условиях различного градиента температуры между заготовкой и штампом на силовые параметры штамповки, формообразование штамповок и их структуру. Показана возможность использования теплообмена между заготовкой и штампом для повышения эффективности процесса штамповки.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 10.2. «Изотермическая деформация на воздухе нового поколения гетерофазных труднодеформируемых жаропрочных сплавов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Исследовано влияние высокотемпературного отжига на микроструктуру, параметры дендритной ликвации и время до разрушения интерметаллидного ренийсодержащего сплава ВИН1 (ВКНА-25). Показано, что микроструктурные изменения и снижение ликвационной неоднородности повышают время до разрушения интерметаллидного сплава на основе соединения Ni₃Al. Разработана регрессионная модель, связывающая время до разрушения с технологическими параметрами термической обработки. Установлена сходимость регрессионной модели с экспериментальными данными, полученными при длительных статических испытаниях монокристаллических образцов сплава с кристаллографической ориентацией при температуре 1100°С, отклонение от экспериментальных данных составило <1,5%.

Современное развитие инновационной техники (прежде всего, авиационной и ракетно-космической) выдвигает требования к материалам, способным работать в условиях высоких температур, при которых традиционные никелевые сплавы применяться не могут. Задача создания новых жаропрочных, в том числе тугоплавких, сплавов приобретает в настоящее время особое значение – не только в авиационной отрасли, в связи с разработкой высокоэкономичных газотурбинных двигателей нового поколения, но и в других отраслях промышленности. В качестве перспективного направления исследований в этой области следует считать разработку композиций на основе тугоплавких металлов и сплавов на их основе, которые сохраняют значительную прочность вплоть до 1300–2500°С. Среди этих металлов по совокупности свойств выделяются металлы «большой четверки» – вольфрам, тантал, молибден, ниобий, которые как в чистом виде, так и в виде сплавов, получили достаточно широкое применение в различных отраслях промышленного производства. 

Представлены перспективы применения износостойких покрытий для деталей трения ГТД. Показаны основные направления в области развития износостойких покрытий за рубежом, а также приведены результаты работ по разработке высокотемпературных износостойких покрытий. Представлены данные по износостойкости, жаростойкости, металлографическим исследованиям износостойких покрытий.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 17.3. «Многослойные жаростойкие и теплозащитные покрытия, наноструктурные упрочняющие эрозионно- и коррозионностойкие, износостойкие, антифреттинговые покрытия для защиты деталей горячего тракта и компрессора ГТД и ГТУ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

Исследованы особенности формирования структуры и свойства сварных соединений алюминий-литиевых сплавов В-1461 и В-1469, выполненны лазерной сваркой (ЛС). Установлено, что применение присадочных материалов системы Al–Cu (Св-1201 и Св-1217) улучшает формирование сварного шва, повышает механические свойства сварных соединений, снижает вероятность образования дефектов типа пор и рыхлот. Для сварных соединений, выполненных ЛС как без присадочного материала, так и с присадками Св-1201 и Св-1217, отсутствует склонность к РСК и МКК. Последующая термическая обработка по режиму Т1 несколько снижает коррозионную стойкость.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 10.8. «Технологии сварки плавлением новых конструкционных материалов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

Контроль химического состава сплавов в условиях современного металлургического производства проводят оптико-эмиссионным методом анализа. Однако на точность результатов анализа существенное влияние оказывают матричные эффекты и спектральные наложения. Минимизировать систематические ошибки можно путем применения стандартных образцов (СО), близких по химическому составу к составу анализируемого сплава. В связи с этим разработка и применение стандартных образцов состава новых перспективных сплавов являются актуальными задачами. Приведены сведения о проводимых во ФГУП «ВИАМ» работах в области разработки стандартных образцов состава перспективных сплавов авиационного назначения, а также о новых разработанных СО.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2.1. «Фундаментально-ориентированные исследования» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») 

Представлены результаты исследования свойств термопластичной полимерной композиции на основе полидодекалактама (полиамида ПА-12) с целью создания нового материала с пониженной пожарной опасностью для FDM аддитивной технологии. На основании проведенных исследований показано, что композиция на основе ПА-12, содержащая в своем составе галогенсодержащий антипирен, обладает вязкостью, сопоставимой с используемыми для 3D-печати материалами, такими как ABS-пластик и Nylon-618, а также улучшенными характеристиками пожарной безопасности. Полученные результаты могут найти применение при создании функциональных изделий для интерьера авиационной техники методами 3D-печати, отвечающих требованиям АП-25 по характеристикам пожарной безопасности.

Рассмотрены физические принципы и разработан упрощенный алгоритм расчета акустического тракта для методики цифровой фокусировки антенными решетками C-SAFT с призмами произвольных размеров, учитывающий произвольное количество отражений и трансформаций типов волн, необходимый для увеличения производительности исследования объектов контроля с плоскопараллельными границами. Существующие методики цифровой фокусировки для данных объектов контроля либо решают численными методами обратную задачу дифракции с определенным набором допущений и не могут обеспечить достаточную производительность контроля, либо используют упрощенные алгоритмы, не учитывающие многие важные факторы (наличие наклонной призмы у антенной решетки, ослабление амплитуды сигнала на пути от источника к приемнику, трансформацию типов волн и т. д.), что негативно сказывается на точности синтезированного изображения и, соответственно, на достоверности контроля. Для устранения указанных недостатков разработан алгоритм реконструкции синтезированного изображения методом C-SAFT с использованием упрощенного математического аппарата, учитывающий произвольный выбор схем зондирования, компенсирующий ослабление амплитуды сигнала с учетом полного обобщенного акустического тракта. Предложенный алгоритм значительно повышает производительность контроля без потери достоверности идентификации дефектов произвольной формы и направленности в изделиях с плоскопараллельными границами.

Приведены результаты по исследованию возможности маркировки деталей из термопластичного полимера – поликарбоната. Изучено влияние маркировочного состава на физико-механические характеристики чистого (немодифицированного) и модифицированного фторопластом 42 поликарбоната. Приведены зависимости свойств полимеров от наличия маркировки и вида воздействия (тепловое и тепловлажностное старение).

Установлено, что нанесение маркировочного состава на поликарбонат практически не оказывает влияния на механические свойства материала и не снижает «серебростойкости» чистого и модифицированного поликарбоната.

Показано, что для маркировки деталей из поликарбоната, как чистого, так модифицированного фторопластом 42, могут быть использованы маркировочная краска серии 7010 и маркировочный состав на основе клея ВК-14.

Изучено изменение температуры образцов алюминиевого сплава Д16-АТ с эпоксидными покрытиями белого, серого и черного цветов в течение 9 лет натурного экспонирования в Геленджикском центре климатических испытаний. Предложена мультилинейная прогнозная модель изменения температуры, включающая 12 метеорологических показателей. Показана высокая достоверность модели. Установлена строгая 12-месячная периодичность в величине среднеквадратичной месячной погрешности прогноза температуры поверхности образцов.