Раздел 1. Физика конденсированного состояния
Методами современного физического материаловедения изучена структура и свойства поверхности плазменного наплавленного слоя в среде азота быстрорежущей молибденовой сталью на подложку из среднеуглеродистой стали марки 30ХГСА. Наплавленный слой облучался импульсными электронными лучами со следующими параметрами: плотность энергии 30 Дж/см2; длительность одного воздействия 50 мкс; частота 0,3 Гц; число импульсов 10. В исходном состоянии поверхностные слои содержат поликристаллическую структуру дендритного типа с неоднородным распределением молибдена, хрома, алюминия, азота и кислорода, окруженную развитой сеткой ледебуритной эвтектики. Относительное содержание элементов (кроме марганца, углерода и кислорода) снижается по мере приближения к подложке. Микротвердость наплавленного слоя составляет 5,6 МПа, которая при однократном высокотемпературном отпуске возрастает до 6,2 МПа, а при двукратном ‒ до 7,2 МПа. Электронно-лучевое импульсное воздействие, выполненное после двукратного высокотемпературного отпуска, модифицирует структуру и свойства. Выявлено квазиоднородное распределение легирующих элементов, формирование мелкозернистой структуры с размером зерен 4 ‒ 6 мкм, в объеме которых обнаружен мартенсит пластинчатого типа. Ранее сформированная структура дендритной кристаллизации не наблюдалась. Микротвердость наплавленного слоя после электронно-лучевой обработки возрастает и достигает 8,7 МПа, что почти в 2 раза превышает микротвердость подложки. Выявленные закономерности изменения нанотвердости и модуля Юнга от расстояния до поверхности облучения подтверждают развиваемые представления о природе упрочнения плазменного наплавленного слоя быстрорежущей молибденовой сталью.
Технологией плазменной наплавки в среде азота на стали марки 30ХГСА порошковой проволокой системы MoCrCoC диаметром 4 мм сформирован наплавленный слой толщиной примерно 9 ‒ 10 мм. В качестве плазмообразующего газа использовали аргон высшего сорта. Методами современного физического материаловедения изучены структурно-фазовые состояния и дефектная субструктура поверхности плазменно наплавленного слоя в среде азота быстрорежущей молибденовой сталью на подложку, подвергнутого двукратному отпуску при температуре 560 ‒ 580 °С в течение 1 ч. Показано, что наплавленный слой имеет поликристаллическую структуру и содержит прослойки эвтектики. Выявлено формирование в наплавленном слое многофазной структуры, представленной α-фазой (твердый раствор на основе ОЦК кристаллической решетки Fe), γ-фазой (твердый раствор на основе ГЦК кристаллической решетки Fe), карбидов сложного состава Me23C6 и Me6C, железа Fe3C и хрома Cr3C2. Установлено, что отпуск наплавленного слоя не приводит к изменению морфологии структуры, сформированной зернами эвтектики и твердого раствора на основе α-железа (ОЦК кристаллическая решетка). Основными фазами являются α-Fe (85 мас. %) и карбиды сложного состава Me23C6 (9 мас. %) и Me6C (6 мас. %), формирующие зерна эвтектики. Установлено, что отпуск наплавленного слоя сопровождается допревращением остаточного аустенита с образованием по границам кристаллов мартенсита наноразмерных частиц карбидов железа и хрома. Вдоль межфазных границ раздела и в объеме пластин карбидной фазы зерен эвтектики выявлены микротрещины, которые могут инициировать разрушение материала наплавленного слоя при эксплуатации.
Создание соединений одно- и разнородных металлов является одним из приоритетных направлений в области получения специальных конструкционных материалов с уникальным сочетанием свойств. Помимо технологий получения неразъемных соединений металлов и сплавов, обладающих ограниченной свариваемостью, активно развиваются технологии аддитивного производства изделий с применением электронного пучка. В связи с развитием новых производственных процессов встает вопрос о влиянии структурно-фазовой неоднородности многослойных материалов на деформационное поведение. В частности, важной научной проблемой является влияние сформированной структурно-фазовой границы раздела в материале на процесс пластической деформации. Исследована кинетика фронтов деформации в алюминиево-магниевом сплаве со структурной неоднородностью в виде шва, полученного сваркой трением с перемешиванием. Установлено, что на кривой деформации в образцах в исходном состоянии и после термической обработки реализуется прерывистое пластическое течение. На кривой деформации в отожженных образцах появляется площадка текучести. При деформировании отожженных образцов область шва разделяет образец на участки основного металла, где происходит деформация Людерса, и зону перемешивания, где не происходит локализации деформации на участке текучести. На стадии прерывистого пластического течения процесс деформации в обоих состояниях происходит локализованно путем зарождения и периодического распространения фронтов деформации по всей рабочей площади образца. Кинетику фронтов можно описать в рамках автоволновой концепции пластической деформации аналогично однородным материалам.
Раздел 2. Металлургия и материаловедение
Природные волластонит и диопсид являются уникальными наполнителями для создания эффективных полимерных композитных материалов с улучшенными механическими свойствами. Ввиду их высокой стоимости и дефицитности на отечественном рынке, актуально получение данных кальций-магниевых силикатов (КМС) путем твердофазного синтеза из недорогого сырья (сельскохозяйственных многотоннажных отходов рисового производства). Были изучены фазовый состав и свойства синтетических волластонита и диопсида, а также оценено их влияние на эксплуатационные свойства наполненных эпоксидных материалов. Проведены исследования по определению фазового состава, пористости, кислотно-основных свойств синтезированных наполнителей, оценено влияние данных характеристик на эксплуатационные свойства наполненных эпоксидных композиций. По своему фазовому составу синтетические волластонит и диопсид существенно отличаются. Синтетический волластонит в качестве побочной фазы содержит ларнит. По сравнению с диопсидом он обладает значительно большей удельной поверхностью пор и на порядок больший общий объем пор из-за более низкой температуры его твердофазного синтеза и примесей кристаллических диоксидов кремния. Было установлено, что наполнение силикатами приводит к образованию более организованной структуры полимерной матрицы. Полученные кальций-магниевые силикаты представляют собой эффективные наполнители композитных эпоксидных материалов, присутствие которых в композиции обеспечивает повышенную твердость, адгезионную прочность, износостойкость, снижают коэффициент статического трения, то есть улучшают трибологические свойства наполненных эпоксидных материалов, которые могут быть успешно применены в машиностроении.
Актуальной задачей физического материаловедения является улучшение необходимых для эксплуатации свойств металлов и металлических сплавов. Несмотря на значительный прогресс в металловедении и металлургии, в частности в создании новых сплавов, превосходящих по своим свойствам сплавы системы Al ‒ Si, силумины еще длительное время будут занимать лидирующие позиции в промышленности, что связано с их технологичностью при использовании почти во всех видах литья. Для улучшения структуры и физико-механических свойств металлических сплавов применяются различные методы термической обработки. Одним из них является технология искусственного старения, с помощью которой удается существенно изменить физико-механические свойства металлических сплавов. Представлены результаты комплексного экспериментального исследования влияния импульсного магнитного поля на процесс старения алюминиевого сплава АК9. Приведены сведения о химическом составе, режимах термической и термомагнитной обработок и основных экспериментально наблюдаемых закономерностях изменений микротвердости и параметров тонкой структуры алюминиевого сплава АК9, состаренного длительностью 4 ч при температурах от 120 до 250 °С в импульсном магнитном поле амплитудой напряженности 557,2 кА/м и при его отсутствии. Обнаружено, что импульсное магнитное поле в значительной мере влияет на прочностные свойства и структуру алюминиевого сплава АК9, при этом не изменяет стадийности процесса старения. При наложении импульсного магнитного поля средний размер блоков когерентного рассеяния становится больше, а плотность дислокаций и относительная микродеформация меньше, чем при его отсутствии, что свидетельствует о формировании менее искаженной кристаллической решетки. Рентгеновские исследования показали, что временные зависимости параметров тонкой структуры коррелируют с временными зависимостями микротвердости, что согласуется с основными классическими закономерностями процесса старения.
В настоящем исследовании представлен синтез нанотрубок TiO₂ с использованием комбинированного гидротермального и ультразвукового подходов с короткими выдержками от 4 до 10 ч для оценки управляемости морфологии и кристаллической структуры для антикоррозионных приложений. Ультразвуковая предподготовка улучшала диспергирование прекурсора и способствовала формированию упорядоченных нанотрубчатых структур, сокращая время синтеза по сравнению с традиционными методами. Полученные материалы были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) для анализа морфологии и распределения нанотрубок, спектроскопии Рамана и рентгеноструктурного анализа (РСА) для оценки фазового состава и кристалличности, а также инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье) для изучения поверхностных связей. Результаты показали различия в организации нанотрубок, кристалличности и фазовом развитии в зависимости от времени реакции, подтверждая ключевую роль длительности синтеза в формировании структурных параметров. Рассматриваемый гибридный метод представляет собой эффективную стратегию синтеза функциональных наноматериалов с улучшенной способностью к хранению и контролируемому высвобождению ингибиторов коррозии в полимерных покрывных системах.
Приведены результаты исследований химического и гранулометрического составов металлопорошковых композиций (МПК) марки ЭП648 (ХН50ВМТЮБ) фракцией 40 ‒ 150 мкм, полученных газовой атомизацией (МПК 1) и центробежным плазменным распылением (МПК 2), определение размера частиц порошков проводили методом сухого просеивания по ГОСТ 18318 ‒ 94, текучесть порошков была проверена в соответствии с ГОСТ 20899 ‒ 98 при помощи калиброванной воронки (прибор Холла), насыпная плотность ‒ в соответствии с ГОСТ 19440 ‒ 94. Согласно исследованиям обе партии композиций по своим параметрам соответствуют нормативной документации ТУ 78-265 ‒ 2023. Проведена прямая лазерная наплавка при погонной энергии 60 и 70 Дж/мм на пластины из материала ХН68ВМТЮК-ВД (ЭП693) на установке технологической лазерного выращивания модели ИЛИСТ-XL с использованием исследуемых металлопорошковых композиций. Режимы наплавки подбирали согласно предыдущим исследованиям. В образцах, наплавленных из композиции 1 обнаружены множественные поры (0,06 ‒ 0,08 мм), горячие кристаллизационные трещины протяженностью 0,3 ‒ 0,6 мм, проходящие по границе столбчатых кристаллов. В образцах, наплавленных из композиции 2, дефектов не обнаружено. Исследованы основные параметры металлопорошковых композиций, влияющие на образование структурных дефектов наплавленного материала. Определены основные дефекты исходных металлопорошковых композиций, оказывающие отрицательное наследственное влияние на качество наплавляемого материала: наличие сателлитов (мелких частиц, соединенных с более крупными) и пор на поверхности частиц порошка, что непосредственно связано с методом их получения. Установлено влияние погонной энергии на остаточную пористость наплавленного материала.
Порошки нержавеющих сталей занимают важное место в современном материаловедении как перспективное сырье для производства высокоточных деталей сложной геометрии с минимальными допусками. Наибольшее распространение в промышленности получила технология металлопорошкового литья с применением полимерных связующих Metal Injection Molding (MIM), которая позволяет сочетать преимущества порошковой металлургии и пластического формования. Рассматриваемый метод особенно востребован при изготовлении миниатюрных компонентов ответственного машиностроительного назначения, где традиционные способы обработки оказываются экономически нецелесообразными или технологически ограниченными. Ключевыми достоинствами MIM-технологии при работе с нержавеющими сталями являются возможность достижения плотности спеченных изделий до 95 ‒ 98 % от теоретической, высокая повторяемость геометрических параметров, а также значительное сокращение механической постобработки. Особый интерес представляет применение аустенитной нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т в MIM-технологии, так как изделия на ее основе сочетают высокую коррозионную стойкость и жаропрочность, а также могут использоваться при работе в агрессивных условиях. Исследованы состав и технологические параметры получения гранулята для MIM-процесса с использованием отечественных материалов: порошки стали марки 12Х18Н10Т, полиформальдегидное связующее и технологические добавки (стеариновая кислота, пчелиный воск и полиэтилен высокого давления). Исходный порошок нержавеющей стали имеет правильную сферическую форму частиц размером от 5 до 25 мкм. Применение сканирующей электронной микроскопии, определение показателей текучести расплава термопластов, а также использование пикнометрического метода позволило изучить микроструктуру, реологические и физические свойства полученных гранулятов. Установлено, что образцы из разработанного гранулята соответствуют требованиям нормативных документов.
Повышение энергосберегающей эффективности конвертерных процессов предусматривает использование новых конструкций дутьевых устройств и способов продувки конвертерной ванны. В этой связи чрезвычайно важным является необходимость систематизации ранее полученных сведений и получение новой информации по особенностям развития макрофизических явлений в зоне взаимодействия газовых струй с расплавом, особенностей обезуглероживания и условий выхода на поверхность ванны отходящих газов. С использованием модернизированных методик высокотемпературного моделирования для условий верхней и комбинированной продувки выполнены комплексные исследования процесса обезуглероживания по количественной оценке окисления углерода по ходу конвертерной операции. Проведена оценка окисления углерода в различных реакционных зонах конвертерной ванны. Установлено, что место преимущественного окисления углерода является реакционная зона взаимодействия кислородных струй с ванной. Улучшение перемешивания конвертерной ванны при донной продувке нейтральным газом с расходом 0,01 – 0,20 м3/т∙мин сопровождается по сравнению с верхней продувкой снижением переходных концентраций углерода в интервале с 0,9 – 1,2 до 0,4 – 0,5 % начиная с которых неиспользованный на окисление примисей в реакционной зоне кислород начинает интенсивно посткпать вглубь расплва. С понижением концентрации углерода в расплаве ниже 1,0 % в особенности в интервале 0,5 – 0,1 %, подача через днище нейтрального газа приводит к интенсификации процесса обезуглероживания в объеме расплава.
Представлены исследования микроструктуры и механических характеристик наплавленных покрытий, полученных с использованием порошковых проволок, содержащих различные легирующие элементы. Особое внимание уделено двум типам порошковых проволок: EnDOtec DO*15, которая состоит из железа, хрома, молибдена и вольфрама, и более сложной системе Fe ‒ Si ‒ W ‒ Mn ‒ Cr ‒ C ‒ V, разработанной в Сибирском государственном индустриальном университете. Получена оптимальная структура образцов, которая позволила минимизировать присутствие неметаллических включений (силикатов и оксидов), способных негативно влиять на механических характеристиках материалов. Для оценки механических свойств образцов проводили измерения нанотвердости и модуля упругости с применением нанотвердомера НаноСкан-4D. Структура проволоки EnDOtec DO*15 обеспечивает более равномерное распределение легирующих элементов, что в свою очередь способствует повышению прочности материала. В системе Fe ‒ Si ‒ W ‒ Mn ‒ Cr ‒ C ‒ V наблюдается повышенное количество неметаллических включений, что отрицательно влияет на ее механические свойства. Наилучшие показатели нанотвердости зафиксированы для проволоки EnDOtec, однако для системы Fe ‒ Si ‒ W ‒ Mn ‒ Cr ‒ C ‒ V модуль упругости равнен 125,84 ГПа, что указывает на ее высокую эффективность при серьезных механических загрузках. Полученные результаты подтверждают важность выбора порошковой проволоки в зависимости от конкретных требований к долговечности и механическим свойствам наплавленных покрытий.
Проведено исследование условий зарождения усталостных трещин в стали при циклических нагрузках в зависимости от ее прочности. При циклической нагрузке наиболее опасными являются напряжения растяжения, которые формируют нормальные растягивающие напряжения в плоскости скольжения дислокаций. Получено соотношение, позволяющее определить условия, при которых наиболее вероятно образование зародышей трещины от дефекта поверхности или от неметаллических включений. Установлено, что влияние неметаллических включений на возможность образования усталостных трещин индивидуально, зависит от морфологии неметаллических включений и их размеров. Крупные высокомодульные неметаллических включений диаметром 5,0 – 7,0 мкм и более могут быть ответственны за образование трещин во всем диапазоне прочностных свойств стали (вплоть от 500 до 2000 МПа). Пластичные низкомодульные алюмосиликатные неметаллические включения с модулем Юнга не более чем у металлической матрицы (200 – 210 ГПа) не вызывают образование трещин во всем диапазоне предела прочности стали. Состояние поверхности (наличие микро- и макродефектов) металлоизделий повышает чувствительность стали к образованию усталостных трещин. Для практического применения разработаны графики, позволяющие спрогнозировать возникновение зародышевой усталостной трещины в зависимости от морфологического типа неметаллических включений, их размеров, состояния поверхности стального образца или металлоизделия и временного сопротивления стали. Представлены рекомендации по организации процесса раскисления стали, обеспечивающего формирование пластичных неметаллических включений с модулем Юнга не более 200 – 210 МПа и минимизирующих влияние на образование усталостных трещин. Полученные результаты имеют наибольший практический интерес для совершенствования технологий производства сталей, изделия (рельсы, рессоры, пружины, торсионные валы, автомобильные оси и т.п.) из которых работают в условиях циклических, знакопеременных нагрузок.
Представлены современные направления исследований высокоэнтропийных сплавов (ВЭС), включая их фундаментальные аспекты, методы изготовления, упрочнения, а также области их применения. Проанализированы основные механизмы формирования микроструктуры и фазового состава ВЭС, подчеркивается центральная роль высокой конфигурационной энтропии в стабилизации однофазных твердорастворных структур и создании уникальных свойств, превосходящих традиционные сплавы. Систематизированы четыре основных направления исследований: термодинамическое обоснование фазообразования, микроструктурные трансформации, механические и функциональные свойства, а также разработка новых классов сплавов и легирующих концепций. Особое внимание уделено комплексному анализу различных методов производства ВЭС, начиная от традиционных плавочно-литейных технологий (вакуумная индукционная плавка, вакуумно-дуговой переплав, электрошлаковая плавка) и порошковых методов до современных инновационных аддитивных подходов (селективное лазерное сплавление, электроннолучевое плавление, лазерная наплавка). Показано, как различные технологии синтеза обеспечивают контроль над микроструктурой, размером зерен и фазовым распределением. Рассматриваются механизмы упрочнения ВЭС (твердо-растворное и осадочное упрочнение наночастицами), а также создание гетерогенных структур и упрочнение дефектами, что позволяет достигать оптимального сочетания прочности и пластичности. Обозначены основные области практического применения ВЭС — от аэрокосмической и энергетической промышленности до биомедицинского оборудования, защитных покрытий и каталитических применений. Подчеркивается растущее значение ВЭС в экстремальных условиях эксплуатации благодаря их термостабильности и коррозионной устойчивости. В заключительной части определены перспективные направления дальнейших исследований, включая развитие методов масштабирования производства, стандартизации материалов и использования вычислительных моделей для ускоренной разработки новых композиций. Подчеркивается необходимость междисциплинарного подхода, объединяющего передовые технологии производства с фундаментальными исследованиями, что открывает широкие перспективы для успешного внедрения ВЭС в высокотехнологичные сферы современной промышленности.
Раздел 3. Экономика. Управление. Финансы
Теневая экономика как многослойный социально-экономический феномен представляет собой деятельность, осуществляемую вне официального контроля и статистического учета, включая циклы производства, распределения и потребления. В настоящей работе предлагается переосмысленный подход к ее анализу с учетом влияния на макроэкономические процессы и специфику проявления в Узбекистане. Актуальность исследования обусловлена системным характером теневого сектора, который снижает налоговые поступления, искажает статистику и тормозит рост, индицирует неэффективность политики. На основе выступлений Президента Шавката Мирзиёева (2024 – 2025 гг.) и данных статистики подчеркивается острота проблемы в строительстве, услугах и промышленности, где доля теневой активности превышает 40 %. Методология сочетает регрессионный анализ, косвенные индикаторы и качественные методы. Обзор литературы охватывает зарубежные концепции и отечественные подходы, классифицируя теневую экономику на «беловоротничковую», «серую» и «черную». Результаты показывают, что в 2024 г. ненаблюдаемая экономика Узбекистана составила 34,8 % ВВП (505,65 трлн сумов), с преобладанием в сельском хозяйстве (63,6 %) и строительстве (41,3 %). Коррупция (CPI 2024: 32 балла) выступает ключевым драйвером, усугубляемым фискальной нагрузкой, регуляторной плотностью и низким доверием. В обсуждении предлагается синкретический подход, объединяющий дисциплины для разработки стратегий: оптимизация налогов, цифровизация, усиление контроля. Заключение подчеркивает необходимость интеграции неформального сектора для устойчивого роста, с перспективой моделирования институциональных реформ.
Университеты все чаще сталкиваются со сложностями привлечения абитуриентов, что обуславливает необходимость разработки эффективных стратегий управления процессом привлечения будущих студентов. Представлены и проанализированы статистические данные миграции выпускников школ на примере Кемеровской обл. – Кузбасса, демонстрирующие устойчивую тенденцию оттока будущих абитуриентов в крупные города и столичные вузы. На примере ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет» (СибГИУ) исследована существующая система привлечения абитуриентов: ее состав, структура и функции, а также точки взаимодействия подразделений, ответственных за профориентацию, маркетинг, приемную кампанию. Выявлены ключевые недостатки в организации абитуриентоформирующей системы СибГИУ, включая фрагментарность коммуникаций, недостаточную координацию мероприятий. Представлена модель взаимосвязей и информационных потоков между структурными подразделениями университета, отражающая обмен данными и коммуникационные процессы между различными функциональными единицами образовательного учреждения. Представленная модель позволяет глубже понять сложные механизмы интеграции и координации деятельности различных департаментов, что является ключевым аспектом эффективного функционирования высшего учебного заведения в условиях динамично меняющейся образовательной среды. На основе полученных результатов обосновывается необходимость внедрения системного подхода к управлению компонентами рекрутинга абитуриентов и предложены направления совершенствования стратегии привлечения: усиление межведомственного взаимодействия, развитие регионального маркетинга и оптимизация профориентационных практик для повышения конкурентоспособности вуза. Управление системой привлечения абитуриентов требует комплексного управления всеми ее компонентами и взаимосвязями. Поэтому подразделения, участвующие в наборе студентов, и характер их взаимодействия рассматриваются как объект системного исследования и управленческого воздействия.
Проведен сравнительный анализ показателей мониторинга эффективности деятельности Сибирского государственного индустриального университета (СибГИУ) и технических вузов близкой направленности Сибирского федерального округа (Кузбасский и Новосибирский государственные технические университеты) по основным сферам деятельности. Установлено, что в период с 2019 по 2023 гг. (показатели мониторинга 2020 ‒ 2024 гг.) в СибГИУ зафиксированы значительно худшие показатели, описывающие научно-исследовательскую деятельность и кадровый состав вуза. Несмотря на наличие в СибГИУ положительной динамики объема доходов по научно-исследовательским работам на единицу профессорско-преподавательского состава (ППС), темп увеличения рассматриваемого показателя значительно ниже по сравнению с другими вузами. Определено, что негативными характерными особенностями СибГИУ являются значительно меньшие (в среднем в 2 раза) кадровый преподавательский состав, приведенный к контингенту студентов, и доля (в среднем на 8 ‒ 9 %) профессорско-преподавательского состава в общей численности персонала вуза. Указанные данные свидетельствуют, что наиболее проблемной позицией является недостаточный кадровый потенциал, связанный с низкой долей сотрудников моложе 40 лет. Предложен к реализации комплексный подход к развитию кадрового потенциала СибГИУ с разработкой соответствующей программы, включающей в себя внедрение системы индивидуального премирования сотрудников, системы оплаты труда ППС на основе эффективного контракта, совершенствование внутриуниверситетской системы дополнительного образования для сотрудников вуза, формирование и развитие стратегического и оперативного кадрового резерва.
ISSN 2307-1710 (Online)