В работе проведены исследования динамики деформационных характеристик технически чистого свинца марки С2 под влиянием постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 0,4 Тл. Выполнены механические испытания на ползучесть, измерена микротвердость образцов свинца в исходном состоянии (без воздействия магнитного поля) и при воздействии внешнего магнитного поля. По результатам экспериментов построены деформационные кривые ползучести и зависимости микротвердости от времени выдержки в магнитном поле. Определены стадии ползучести. Выявлена линейная стадия, на участке которой был проведен расчет скорости ползучести свинца до и после применения внешнего магнитного поля. Установлены количественные изменения исследуемых характеристик. Под влиянием магнитного поля произошло значительное снижение скорости ползучести. Относительное остаточное удлинение образцов, разрушенных в процессе ползучести при воздействии магнитного поля, снизился. Исследован начальный эффект влияния магнитного поля с индукцией 0,4 Тл на микротвердость свинца: микротвердость исследуемых образцов увеличивается. Увеличение времени выдержки в магнитном поле не приводит к существенным изменениям микротвердости свинца. Максимальное увеличение достигнуто после экспозиции в магнитном поле в течение 1 ч. Выявлена корреляция изменений скорости ползучести и изменений микротвердости материала, подвергнутого воздействию магнитного поля с магнитной индукцией 0,4 Тл.

Изучено формирование микро- и наноструктур в титановых сплавах, подвергнутых комбинированной обработке, которая включает воздействие гетерогенными плазменными потоками и последующую модификацию поверхностного слоя низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком. Установлено, что основным механизмом образования структурно-фазовых состояний микро- и наноразмерного диапазонов при воздействии плазменных потоков, созданных электрическим взрывом проводников, является совместное проявление на границе раздела сред неустойчивостей Кельвина-Гельмгольца и Рэлея-Тейлора. Показано, что максимум скорости роста возмущений при ускорении второго слоя (g = 5∙109 м/с²) и поперечной скорости 0 м/с приходится на длину волны (λ_m) 6,76 мкм. Если значение скорости второго слоя u₀ =10 м/с, то λ_m = 6,23 мкм, а при u₀ = 50 м/с ‒ λ_m = 1,24 мкм. Механизмом образования микро- и наноструктур при последующей электронно-пучковой обработке является комбинированная термо-, испарительно-, концентрационно-капиллярная и термоэлектрическая неустойчивость. Показано, что, если не учитывать влияние градиента концентрации, термоэлектрических и испарительных эффектов, максимальное значение скорости роста будет наблюдаться при длине волны 113 мкм. Учет термоэлектрических явлений приводит к снижению значения λ_m до 48 мкм. Установлено, что при значении термоэлектрического коэффициента γ = 0,1 В/К максимум скорости роста наблюдается при λ_m = 0,3 мкм.

Принципиальные разногласия в понимании механизма и в значениях энергии активации миграции формируют запрос на новые исследования этой научной проблемы посредством четко аттестованных границ зерен. Методом молекулярной динамики выполнен анализ динамики атомного механизма миграции малоугловых границ <100> и <111>, который показал, что парные зернограничные дислокации в процессе движения границы расщепляются со сменой дислокаций-партнеров. Миграция малоугловых границ наклона <100> реализуется посредством расщепления и смены дислокаций-партнеров, в результате работы данного механизма смещения атомов образуется сетка с квадратными ячейками. В случае миграции границ <111> присутствует также механизм совместного скольжения парных зернограничных дислокаций. В отличие от зернограничных дислокаций границ <100> парные дислокации границ <111> имеют общие плоскости скольжения, вдоль которых они могут скользить со сравнительно низкой энергией активации. При миграции границ <111> зафиксировано комбинированное действие обоих механизмов: совместное скольжение парных зернограничных дислокаций и их расщепление со сменой дислокаций-партнеров. В процессе миграции в зерне, куда двигалась граница, образуются симметричные участки, которые путем поворота «подстраиваются» под структуру другого зерна. Именно поэтому при миграции границ <111> ячейки сетки атомных смещений имеют гексагональную форму.

В настоящем исследовании техники наплавки с применением вольфрамового инертного газа (TIG) и гибридного нагрева микроволнами (MHH) использовались для создания толстых слоев покрытия из никелевых сплавов толщиной 1 мм на подложке из титанового сплава 31. При наплавке TIG ток рассматривали как переменную процесса, тогда как при наплавке MHH в качестве переменной процесса рассматривалось время выдержки. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) с энергодисперсионной спектроскопией (EDS) используется для анализа закономерностей структуры обоих плакированных слоев. Для определения твердости используется метод вдавливания по Виккерсу. Результат показал, что технологический ток при TIG и время выдержки при наплавке MHH оказывают значительное влияние на качество плакированного слоя. Было обнаружено, что средняя твердость слоя, покрытого TIG, в 1,6 раза выше, чем слоя, обработанного MHH. Рентгеноструктурный анализ подтвердил наличие интерметаллических фаз Ni₄W, TiNi и TiC. Фазы TiNi и TiC отвечают за металлургическую связь в плакированном слое.

Для разработки технологий получения электрокорунда искровым плазменным спеканием диспергированных электроэрозией отходов алюминия и оценки эффективности их практического применения требуется проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований. Целью настоящей работы являлось определение размера зерна электрокорунда, спеченного из диспергированных отходов алюминия марки АД0Е. Электродиспергирование отходов алюминия осуществляли в дистиллированной воде на оригинальной установке при емкости разрядных конденсаторов 65,5 мкФ, напряжении на электродах 200 В, частоте следования импульсов 200 Гц. В результате воздействия кратковременных электрических разрядов в воде образовывались частицы электроэрозионного порошка различного размера. Далее проводили сплавление электроэрозионной шихты в системе искрового плазменного сплавления SPS 25-10 «Thermal Technology» (США) при давлении 30 МПа, температуре 560 °С, время выдержки составляло 3 мин. При анализе микроструктуры выявлено, что спеченный электрокорунд имеет мелкозернистое строение, без включений, равномерное распределение фаз. Значительные поры, трещины и несплошности отсутствуют. Размер зерна исследуемых сплавов, определенный с помощью системы автоматизированного анализа изображений «SIMAGIS Photolab» и оптического инвертированного микроскопа «OLYMPUS GX51», составил порядка 0,45 мкм. Малый размер зерна полученного электрокорунда связан с высокой дисперсностью исходной электроэрозионной шихты и эффекта «подавления роста зерна» при искровом плазменном сплавлении за счет короткого времени рабочего цикла, высокого давления и равномерного распределения тепла по образцу при воздействии на него импульсного электрического тока и так называемого «эффекта плазмы искрового разряда». Проведенные исследования необходимы для ресурсосбережения и импортозамещения при получении электрокорунда из отходов алюминия марки АД0Е.

В работе рассматриваются структура сверточной нейронной сети и математические методы, используемые для подсчета ее значений. Приведены основные составные части сети, влияющие на результат: сверточные слои с маской как основа сетки данных, ядро для чтения сетки данных, шага и дополнения для настройки точности чтения, субдискретизирующие слои для обобщения данных. Показана история развития сверточных нейронных сетей с примерами их архитектуры и используемыми параметрами на примере сетей LeNet, AlexNet, VGG и ResNet. Показано сравнение точности распознавания образов при разных архитектурах. Описана концепция передаточного обучения.

Сплавы на основе свинца обладают высокой теплопроводностью и соответствуют предъявляемым потребителями требованиям по ударным нагрузкам. Некоторые изделия из сплавов на основе свинца имеют однородную зернистую структуру, поэтому их можно использовать при больших нагрузках и низких постоянных скоростях. Важнейшими физическими характеристиками свинцовых сплавов являются теплоемкость и термодинамические функции. Термодинамические и теплофизические свойства свинца и его сплавов – предмет многочисленных экспериментальных и теоретических исследований. Имеющиеся экспериментальные данные включают измерения теплоемкости, энтальпии, энтропии и энергии Гиббса при нормальном давлении в диапазоне температур 298,15 – 550 К. В настоящей работе удельная теплоемкость и термодинамические функции свинцово-сурьмяного сплава ССу3, легированного цинком, определялись в режиме «охлаждения» по известной теплоемкости эталонного образца из свинца марки С00. Путем обработки кривых скоростей охлаждения образцов из сплава ССу3 с цинком и эталона получены полиномы, описывающие их скорости охлаждения. С использованием скорости охлаждения исследуемых образцов и эталона и их массы рассчитана удельная теплоемкость свинцово-сурьмяного сплава ССу3 с цинком в зависимости от температуры. Показано, что с ростом температуры и содержания цинка теплоемкость, энтальпия и энтропия сплавов растут, а значение энергии Гиббса уменьшается. При увеличении содержания цинка теплоемкость и энергия Гиббса сплавов увеличиваются. Добавки цинка незначительно влияют на изменения энтальпии и энтропии сплава ССу3.

Химико-термическая обработка в целом и борирование являются высокоэффективными способами повышения ресурса работы рабочих органов и деталей машин (инструмента). При этом необходимо подбирать марки сталей, которые предпочтительно подвергать борированию в зависимости от поставленной цели. Для решения практических задач в целях контроля качества боридного диффузионного покрытия имеется потребность определения прочностных и морфологических характеристик боридного слоя и его фазового состава. Высокобористая фаза FeB имеет низкие эксплуатационные характеристики (высокая хрупкость, создает на поверхности растягивающие напряжения, приводящие к трещинообразованию и сколам в боридном слое), в большинстве случаев содержание фазы FeB в покрытии ограничивают верхним пределом (не более 10 – 15 % от толщины слоя боридов). Определение фазового состава боридных слоев предпочтительно вести методами электронной микроскопии, однако в условиях производства это является трудоемкой задачей. Одним из вариантов анализа структуры и морфологии полученных результатов является визуализация фазового состава боридных диффузионных слоев с использованием «цветного» травления с возможностью оценки структурно-фазового состояния при помощи оптической микроскопии. Показано, что предложенный метод электролитического травления в насыщенном водном растворе щелочного пикрата натрия позволяет получить высококонтрастные изображения микроструктуры боридного слоя, которые в последующем могут быть автоматически обработаны в современных программных комплексах металлографического анализа с целью качественной и количественной оценки структурно-фазового состояния. По сравнению с химическими методами «цветного» травления, метод электрохимического травления не требует высокой квалификации персонала и может быть использован в условиях производственной лаборатории.

В работе представлены результаты исследований особенностей формирования дефектов и неоднородностей в композиционных материалах с металлической матрицей и биметаллических изделиях на основе разнородных металлов и сплавов при получении методом проволочной аддитивной электронно-лучевой технологии. Основными дефектами при печати композитов и биметаллических элементов являются поры, микро- и макротрещины, а также расслоения различного типа. Из неоднородностей структуры можно выделить образующиеся агломераты порошковых частиц, вводимых одновременно с подачей проволоки; крупные фрагменты различных компонентов структуры; интерметаллидные прослойки. На эксплуатационные характеристики образцов данные элементы структуры могут оказывать негативное влияние, в том числе обуславливать резкое падение механических свойств. Основными причинами формирования дефектов различных типов являются несоблюдение оптимальных значений параметров процесса и концентрации компонентов, а также значительные отличия в плотности и температуре плавления структурных составляющих. Модификация процесса подачи материала в зону печати позволяет добиваться относительно однородной структуры различных композиционных материалов и отсутствия крупных дефектов.

Представлены результаты исследований твердого сплава ВК10КС после двухкомпонентного электровзрывного легирования (ЭВЛ) с синтетическими алмазами. В качестве взрываемого проводника был использован алюминий. Выбор алюминия основывается на экспериментальных данных ряда исследователей, которые отмечают, что для увеличения прочностных свойств твердых сплавов при повышенных температурах необходимо, чтобы в кобальтовой связке присутствовали частицы ультрадисперсного α-Al₂O₃ с размером в сотые доли микрона. Добавка алюминия в связку значительно повышает твердость, износостойкость и прочность при изгибе. Суть ЭВЛ заключается в накоплении энергии батареей импульсных конденсаторов до 10 кДж и ее последующем разряде в течение 100 мкс через проводник, который испытывает взрывное разрушение. При этом происходит нагрев обрабатываемой поверхности и насыщение ее продуктами взрыва с последующей самозакалкой из-за отвода тепла в окружающую среду и в глубь материала. Для увеличения эффекта упрочнения в область взрыва дополнительно была внесена порошковая навеска синтетического алмазного порошка АС2 массой 60 мг. Экспериментально выявлено, что легирование поверхности твердого сплава ВК10КС продуктами электровзрыва алюминия с навеской алмазного порошка не привело к образованию упрочненного слоя алмазного типа. В процессе обработки алмазный порошок трансформировался в графит. Несмотря на то, что алмазный слой не образовался, произошло поверхностное упрочнение твердого сплава ВК10КС после электровзрыва алмазного порошка с алюминием в качестве проводника. Толщина упрочненного поверхностного слоя составляет около 15 мкм с нанотвердостью 24000 МПа (в 2 раза выше по сравнению с исходным состоянием). Повышение твердости связано с измельчением фаз в поверхностном слое и формированием карбида типа W₂C и α-Al₂O₃. Шероховатость поверхности обработанных твердосплавных пластин не превышает значений, соответствующих техническим требованиям. 

Сварка трением с перемешиванием (СТП) представляет собой метод сварки в твердом состоянии, который отличается от методов сварки плавлением тем, что плавления соединяемых материалов не происходит. Кроме того, отсутствие вредных паров или ядовитых газов при СТП делает этот процесс экологически безопасным. Процесс СТП позволяет производить высококачественные сварочные швы и потребляет значительно меньше энергии, чем любой другой процесс дуговой сварки. Последние достижения сделали возможным использование СТП для соединения полимеров, и полученные сварные швы продемонстрировали хорошие механические свойства. Кроме того, СТП не представляет опасности для здоровья сварщиков, в то время как длительное воздействие среды дуговой сварки опасно для здоровья. Таким образом, в этой обзорной статье обсуждаются возможности и качество процесса СТП, подчеркиваются его преимущества по сравнению с традиционными методами дуговой сварки.

Методами оптической, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии проведены исследования по установлению влияния алюминия, кремния и магния, а также после их термической обработки на формирование и изменение структуры, фазового состава и распределение элементов сплавов системы Cu – Al, полученных проволочно-дуговым аддитивным производством с холодным переносом металла. Определены и проанализированы основные факторы, определяющие механическое поведение сплавов системы Cu – Al после добавления кремния и магния и термической обработки. Показано, что повышенная прочность и твердость сплава Cu – Al объясняется измельчением зерна и образованием частиц вторых фаз между слоями наплавленного металла. Выявлены особенности распределения основных (Cu, Al) и второстепенных (Si, Mg) элементов в процессе проволочно-дугового аддитивного производства. В последнее время выполнены исследования сплава Cu – Al, которые показали, что алюминий как элемент твердого раствора в сплаве Cu – Al может увеличить образование деформационных двойников и плотность дислокаций. Установлено, что добавление микролегирующих элементов в сплав Cu – Al значительно улучшает его механические свойства. Выполнены исследования кинетики роста интерметаллидных соединений (CuAl₂, Cu₉Al₄, Cu₃Al) в литейных сплавах Cu – Al. В результате проведения комплекса технологических мероприятий были подобраны режимы получения аддитивных заготовок сплавов Сu – Al, Cu – Al – Si и Cu – Al – Si – Mg. В работе исследованы микроструктура, фазовый состав и механические свойства сплавов Сu – Al, Cu – Al – Si и Cu – Al – Si – Mg, полученных проволочно-дуговым аддитивным способом по технологии холодного переноса металла.

Для расширения сферы практического применения порошковых материалов, получаемых из отходов сплава ЖС6У, требуется проведение металлографических исследований. Целью настоящей работы являлось исследование пористости жаропрочного сплава, изготовленного искровым плазменным спеканием никелевого порошка, полученного электродиспергированием сплава ЖС6У в воде. В основу работы положена задача получения жаропрочного никелевого сплава с улучшенными физико-механическими свойствами и низкой себестоимостью. Изучаемый сплав получают путем искрового плазменного спекания никелевых порошков, получаемых электроэрозионным диспергированием отходов сплава ЖС6У в дистиллированной воде. В работе использовали отходы жаропрочного сплава марки ЖС6У, которые измельчали методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде на оригинальной установке. Параметры установки при диспергировании отходов ЖС6У: напряжение на электродах 190 – 210 В; емкость конденсаторов 55 – 60 мкФ; частота следования импульсов 180 – 200 Гц. В результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами произошло разрушение отходов сплава с образованием частиц жаропрочного никелевого порошка. Спекание жаропрочного никелевого порошка осуществляли в системе SPS 25-10 «Thermal Technology» (США) при температуре 1300 °С, давлении 40 МПа и времени выдержки 10 мин. Экспериментально установлено, что новые жаропрочные сплавы, полученные искровым плазменным спеканием электроэрозионной шихты, имеют пористость порядка 0,52 %. Практически беспористая структура жаропрочных сплавов объясняется наличием в электроэрозионной шихте частиц разных фракций, что обеспечивает их плотную упаковку и так называемый «эффект плазмы искрового разряда» при искровом плазменном сплавлении.

Показано, что современные подходы к управлению производственной стратегией на промышленных предприятиях должны отвечать современным реалиям. Представлен подход, включающий последовательные целевые элементы производственной стратегии. Структурированы и обоснованы этапы среднесрочного и долгосрочного планов, дающие возможность совершенствовать производственную стратегию. Предложен и обоснован новый показатель (индекс производительности производства), который поможет промышленным предприятиям региона эффективнее оценивать и планировать свою деятельность. Производственная стратегия промышленных предприятий рассматривается с точки зрения целесообразности и эффективности использования собственных ресурсов в рамках бизнес-среды для достижения поставленных целей. Основой такого подхода является анализ производственной стратегии, включающей четыре компонента, которые обеспечивают конкурентное преимущество (цели и ценности промышленного предприятия; ресурсы и возможности; структура и организационные способности; конкурентное преимущество в отраслевой среде). Предложен инструментарий повышения конкурентоспособности промышленных предприятий, в котором показатели эффективности, зафиксированные в стратегической карте промышленного предприятия, используются для расчета индексов производственной компетентности и деловой активности. Такой подход дает возможность выстраивать производство эффективнее, учитывая конкурентные приоритеты, передовые производственные технологии, интегрированные информационные системы, инновационные производственные процессы, реализация которых обеспечивает достижение результата.

Проблема устойчивого развития становится все более актуальной и первостепенной, несет в себе основу всей экономической политики. В 1987 г. председателем Международной комиссии по окружающей среде и развитию впервые был обозначен тип развития, который учитывает не только интересы социальной сферы, но и природы (экологии). Концепция устойчивого развития явилась откликом стейкхолдеров крупных предприятий на возрастающие экологические проблемы на фоне экономического роста и попытки решить проблему формирования новой модели развития человеческой цивилизации. Основной задачей устойчивого развития является удовлетворение человеческих потребностей и стремлений, обеспечение развития поколения без ущерба интересов будущих. До настоящего времени не сложилось единого толкования устойчивого развитиям как определенного термина. Зарубежные и российские исследователи в каждой своей работе находят разные взаимосвязи и факторы влияния, с помощью которых можно было бы определить универсальную трактовку устойчивого развития для повсеместного использования. При исследовании различных подходов к определению устойчивого развития предприятий было установлено, что это понятие необходимо рассматривать с точки зрения эффективности для всех функциональных сфер его деятельности, учитывая при этом интересы общества, экономики и окружающей среды в целом. Отдельное внимание уделяется устойчивому развитию предприятия горнодобывающей отрасли (масштабной отрасли мировой экономики). Специфические особенности производственной деятельности горнодобывающего предприятия обуславливают важность следования Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. На основе отраженных принципов устойчивого развития горнодобывающего предприятия были выделены основные параметры и характеристики, необходимые для уточнения определения устойчивого развития предприятия соответствующей отрасли. Результаты исследования расширяют и дополняют известные знания о теоретических подходах к определению исследуемой категории.