Представлен краткий обзор последних экспериментальных результатов изучения цементита как структурной составляющей перлита, полученных методов просвечивающей микроскопии при различных видах деформирования. Исследовано поведение пластинчатого и зернистого цементита при видах активной деформации (ковке, штамповке, волочении, прокатке, длительной эксплуатации рельсов). Представлены исследования зернистого перлита на образцах углеродистой эвтектоидной стали марки У8, содержащей 0,8 % С, 0,18 % Mn, 0,22 % Si, 0,17 % Cr, 0,12 %Ni, 0,10 % Cu. Рассмотрен исторический аспект происхождения названия «цементит». Из истории металлографического изучения это вещество рассматривается как самостоятельной фазы. Приведен пример практического применения перлитной стали в конструкции моста Акаси-Кайке в Японии (самый длинный однопролетный подвесной мост, опирающийся на огромные тросы из перлитной стали). Уделено внимание анализу трансформации в ходе различных технологических процессов, его морфологии и структурным особенностям, проанализированы основные механизмы разрушения. Выявлено, что при большом пропущенном тоннаже в поверхностном слое накапливается критическая плотность дефектов, что сдерживает развитие обратимой упругой деформации и вовлечение (развитие) механизма пластической дисторсии. Высказано предположение, что повышение ресурса работы рельсов может быть достигнуто за счет более длительного сохранения структуры, способной к развитию обратимых деформационных процессов, исключающих разрушение цементитных пластин в перлитных колониях с последующим перемещением атомов углерода на дефекты (дислокации) и области решетки a-железа

Работа выполнена с применением физических методов материаловедения, разрушающих и неразрушающих испытаний. Исследованы образцы конструкционных углеродистых и низколегированных сталей марок Ст3сп, 10, 09Г2С, 17ГС. Проведен анализ изменений в структуре сварных соединений из конструкционных сталей под действием пластической деформации. Материалом для искусственных дефектов служили графит и толченое стекло, которые вводили в сварочную ванну. Представлены результаты исследования образцов с искусственными дефектами и бездефектных образцов, выполненных ручной дуговой сваркой и сваркой модулированным током. На основе математических закономерностей изменения параметров акустической эмиссии (АЭ) сигнала для исследуемых сталей марок Ст3сп, 10, 09Г2С, 17ГС разработан четырехпараметрический трехуровневый критерий определения стадии пластической деформации. Рассматриваемый критерий позволяет качественно оценить степень пластической деформации при стресс-испытаниях трубопроводов (по всей области локации АЭ), что особенно важно для труб с различным утонением стенки. В тонкой структуре зоны термического влияния сварки у линии сплавления и в наплавленном металле выявлены изгибные экстинкционные контуры, свидетельствующие о наличии внутренних напряжений. Число контуров возрастает по мере приближения к линии сплавления. Морфологическими составляющими независимо от способа сварки в структуре основного металла являются пластинчатый перлит и феррит, в структуре металла шва – пластинчатый перлит, феррит и мартенсит (объемная доля зависит от способа сварки)

Модифицирование зеренной структуры алюминиевых сплавов с целью повышения их физико-механических свойств является актуальной задачей современного материаловедения. Одним из наиболее перспективных методов модифицирования является введение в состав сплавов высокодисперсных керамических частиц в качестве модификаторов второго рода. Однако в традиционных условиях литейного производства реализовать их механическое замешивание достаточно сложно, так как частицы склонны к агломерированию, а также происходит попутное насыщение расплава нежелательными газообразными продуктами и примесями. В связи с этим особую актуальность приобретает метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который позволяет получать фазы высокой дисперсности непосредственно в расплаве из исходных элементных порошков микронных размеров. Это позволяет обойти закупку дорогостоящих наноразмерных прекурсоров, а также сократить энергозатраты и время получения готового продукта. Представлены результаты СВС высокодисперсной фазы карбида титана (размером 110 ‒ 300 нм) в количестве 10 % (по массе) в составе широко применяемых промышленных алюминиевых сплавов разных систем (АМг2, АМг6, АМ4,5Кд, АК10М2Н, Д16 и В95). Показано, что метод СВС обеспечивает получение и равномерность распределения керамической фазы по объему матрицы. Оценка твердости доказывает, что наличие карбида титана позволяет добиться более высоких значений в сравнении с матричными сплавами. Проведена оценка модифицирующего эффекта от присутствия частиц карбидной фазы, по результатам которой выявлено, что достигается измельчение зерна матрицы в 2 ‒ 7 раз. Это приводит, согласно произведенным расчетам и экспериментальным данным, к повышению прочности на 15 ‒ 40 МПа и твердости на 8 ‒ 42 НВ. Методом СВС керамической фазы карбида титана в составе промышленных алюминиевых сплавов является перспективным методом модифицирования зеренной структуры материала.

Алюминиевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и свариваемостью и широко используются в различных производственных отраслях (авиационной, автомобильной, судостроительной промышленности). В настоящей работе в качестве материала для наплавки используется сварочная проволока ER5356 диаметром 1,2 мм, а сплавы Al-5Mg изготавливаются методом проволочно-дугового аддитивного производства на основе холодного переноса металла (WAAM-CMT) с использованием трех различных режимов сварочной дуги (CMT, CMT-ADV, CMT-P). В работе проведено исследование фазового состава, микроструктуры и микротвердости образцов Al-5Mg сплава. Результаты показывают, что при использовании различных режимов дуги существенно различаются дифракционные картины α-Al, а основными составляющими сплавов Al-5Mg являются α-Al и β-Al₃Mg₂. Наблюдаются две области микроструктуры: межслойная область (МСО) и область внутреннего слоя (ОВС), в МСО формируются мелкие столбчатые зерна с порами и трещинами, а в ОВС – крупные равноосные зерна. Для всех режимов дуги микротвердость верхней и нижней областей образца несколько больше, чем средней области. Микротвердость образца, изготовленного по режиму СМТ-АDV (по сравнению с режимами СМТ и СМТ-P), имеет наибольшее среднее значение. В основном это связано с тем, что при более низком тепловложении формируются зерна с наименьшим размером (31,4 – 89,4 мкм в МСО, 59,9 – 106,9 мкм в ОВС).

Увеличение осевых нагрузок и массы подвижного состава, характерных для современного тяжеловесного движения, а также существенное повышение скоростей движения пассажирских поездов увеличивают нагрузки на железнодорожный путь. Вместе с этим со стороны потребителей рельсовой продукции выдвигаются требования по увеличению сроков межремонтной наработки, повышению долговечности и надежности рельсов как основного и наиболее нагруженного элемента верхнего строения пути. Эксплуатационная стойкость рельсов в значительной степени определяется структурно-фазовым состоянием стали. Важной технической задачей является установление закономерностей формирования микроструктуры рельсов в зависимости от химического состава стали и влияния структуры на свойства готовой продукции. В результате проведенных исследований установлены связи между параметрами структуры и физико-механическими свойствами рельсов, а также между содержанием основных химических элементов в стали и межпластинчатым расстоянием перлита. Разработаны предложения по получению мелкодисперсной перлитной структуры, обеспечивающей наиболее высокие эксплуатационные свойства.

Показано, что широкое распространение для наплавки сталей, обладающих высокой износостойкостью, получили порошковые проволоки с титаном. Определена необходимость учета термодинамического фактора, позволяющего оценить химическое сродство между веществами, входящими в состав сварочных (наплавочных) материалов и наиболее вероятные пути химических превращений при учете всех возможных реакций и состояний реагентов. Рассмотрена возможность формирования ряда оксидных неметаллических включений нехарактерных для температур электросталеплавильных процессов. Проведена оценка термодинамических свойств [∆_rH°(T), ∆_rG°(T)] восстановительных реакций оксидов FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃, MnO, SiO₂, Cr₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO с титаном (45 реакций) в системах оксид металла – титан в стандартных условиях с образованием соединений TiO, Ti₂O₃, Ti₃O₅, Ti₄O₇, TiO₂. Термодинамические характеристики реакций рассчитывали в интервале температур 1500 – 3000 К по термодинамическим свойствам [[H°(Т) – H°(298,15 К)], S°(Т), ∆_fH°(298,15 К)] реагентов Ti, TiO, Ti₂O₃, Ti₃O₅, Ti₄O₇, TiO₂, Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, Al, Al₂O₃, Mn, MnO, Si, SiO₂, Cr, Cr₂O₃, Ca, CaO, Mg, MgO. Показано, что наибольшей вероятностью протекания и, соответственно, наибольшим выделением теплоты отличаются реакции титана с оксидами кальция и железа, наименьшая вероятность протекания и, соответственно, выделения теплоты наблюдается при восстановлении оксида кремния и алюминия. Реакции с оксидами марганца и хрома занимают промежуточное место. Реакция восстановления оксида магния титаном с образованием TiO становится термодинамически вероятной при температурах выше 2600 К. Расчет термодинамических свойств реакций показал, что использование титана в качестве восстановителя при электродуговой наплавке порошковой проволокой вполне приемлемо

Изучены микроструктура и механические свойства при растяжении образцов из жаропрочного сплава на никелевой основе, полученных с использованием процесса прямого подвода энергии и материала (LP-DED). Мощность лазерного излучения варьировали от 1200 до 2000 Вт. Было отмечено, что низкая мощность лазера может привести к более высоким скорости охлаждения и дефектности в микроструктуре образцов. Мощность излучения 2000 Вт привела к получению самых высоких механических свойств при растяжении. Было исследовано влияние термической обработки на микроструктуру, твердость и свойства при растяжении. При исследовании образцов после разрушения обнаружено, что в изломах образцов, полученных при мощности 1400 ‒ 1800 Вт, присутствуют дефекты в виде непроплавов и трещин. В изломах образцов, изготовленных при мощности лазера 1200 и 1600 Вт, присутствуют не расплавившиеся частицы порошка. На поверхностях излома всех образцов присутствовали ямки и классическая форма чашечки и конуса, указывающие на вязкий механизм разрушения. Было обнаружено, что термическая обработка может полностью гомогенизировать микроструктуру, привести к относительно однородным, равноосным зернам и увеличить твердость материала. Термическая обработка снижает анизотропию свойств, приводит к повышению уровня свойств на растяжение при разной мощности лазера. Исследование предоставляет первоначальную основу, чтобы помочь конструкторам и специалистам с выбором мощности лазера, а также понимать его воздействие на жаропрочный сплав, влияние на микроструктуру и механические свойства при комнатной температуре

Рассматривается простой и недорогой способ синтеза пористых каркасов МАХ-фаз Ti₃SiC₂ и Ti₃AlC₂ методом СВС на воздухе и в засыпке из речного песка, при котором не требуется применения закрытого реактора со специальной атмосферой или вакуумом. Исследование макроструктуры синтезированных образцов на основе МАХ-фаз карбоалюминида титана и карбосилицида титана показало, что у образцов одинаковая пористость порядка 50 – 60 %, открытая пористость составляет около 40 %. Средний размер пор колеблется от 10 до 350 мкм. Микроструктура пористых каркасов Ti₃SiC₂ и Ti₃AlC₂ представляет собой характерные разнонаправленные блоки пластин МАХ-фаз, а также незначительное количество равноосных частиц TiC, окруженных однородной фазой TiSi или TiAl соответственно. Показано, что синтез пористых каркасов на воздухе приводит к образованию оксидных и нитридных фаз, плотно покрывающих поверхности, толщиной до 100 мкм. Процесс СВС под слоем песка позволяет уменьшить среднюю толщину оксидных и нитридных пленок на поверхности СВС-каркаса до 20 мкм. На синтезированных образцах обнаружен подповерхностный слой, состоящий из двух фаз: TiC – TiSi в каркасе Ti₃SiC₂ и TiC – TiAl в каркасе Ti₃AlC₂, толщина которого снижается с 50 мкм (СВС на воздухе) до 30 мкм (СВС под слоем песка). Установлено, что в закрытых порах оксидные и нитридные пленки отсутствовали в связи с тем, что к ним не было доступа атмосферных газов при остывании образцов.

Основным этапом подготовки поверхности для горячего цинкования является операция флюсования. Погружение изделий во флюс обеспечивает очистку от пленок оксидов и активирует поверхность, обеспечивая связь между основным металлом и цинковым покрытием. Целью настоящей работы является сравнение пяти модификаций наиболее популярного флюсового состава на основе ZnCl₂ и NH₄C1 производства ООО «Промхимпермь» с импортным образцом производства Испания, а также выявление влияния модифицирующих компонентов составов на качество оцинковки изделий. Образцы погружали в раствор флюса, подогретого до 50 °С, выдерживали в растворе в течение 15 минут, затем сушили. Исследование структуры и элементного анализа образцов флюсов, высушенных на стальной поверхности, изучали на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA SB, равномерность распределения элементов оценивали картированием, проведенным методом энергодисперсионного микроанализа с помощью приставки INCA-act. Для определения смачивающей способности флюсов были проведены измерения краевого угла смачивания по методу «лежащей капли». Смачивание и растекание цинкового расплава по офлюсованной стали оценивали по чистоте отверстий (процинковке) на образцах. Установлено, что все представленные флюсы обладают хорошими смачивающими свойствами. У большинства флюсов выражен «морозный» рисунок кристаллизации хлорида цинка. Все модифицирующие компоненты флюсов (за исключением марганца) распределяются по поверхности равномерно. Визуальная оценка качества цинкового покрытия, формирующегося после флюсования различными составами, показала, что наилучшая процинковка отверстий диаметром 10 мм обеспечивается после флюсов с соотношением основных компонентов: 21 % ZnCl₂ – 20 % NH₄Cl. Флюс с более полной сорбцией примесей позволил получить чистое подвесное отверстие диаметром 4 мм.

Изучены микроструктура и механические свойства матричного композита на основе алюминиевого сплава АА2024, армированного наночастицами TiO₂. Интерметаллид AlMgCu сформирован в алюминиевой матрице, укрепленной наночастицами TiO₂ с различными концентрациями (0,  2,5,  5,0 и 7,5 %), полученными с использованием технологии литья с перемешиванием. Процесс литья с перемешиванием сопровождался последующей термообработкой при 500 °C. Затем сплав быстро охлаждали в воде до температуры 25 °C и проводили старение при 185 °C в течение 3 ч. Такая обработка приводит к растворению наночастиц титана в матрице, формируются ультрадисперсные соединения вокруг зерен алюминиевого композита. Согласно полученным результатам соединения Al₇Cu₂Fe и Al(Cu, Mn, Fe, Si) формируют единую структуру в междендритных областях. При добавлении до 2,5 % оксида титана количество мелких игольчатых выделений Al – Cu – Mg вблизи междендритных областей увеличивалось, но дальнейшее добавление оксида титана уменьшало их количество в этой зоне. После термообработки с добавкой до 7,5 % оксида титана игольчатые выделения Al – Cu – Mg в междендритных областях исчезали и выпадали во внутренней зоне дендритов. При добавлении TiO₂ и проведении термообработки непрореагировавшие интерметаллиды и Al₃Ti полностью превращались в Al₃MgCu. С увеличением содержания TiO₂ от 5,0 до 7,5 % вместо выделений Al₂CuMg в алюминиевой матрице образовывались выделения Al₆Mg4Cu. Добавление 5 % оксида титана повышает твердость композита примерно на 33 % по сравнению с образцами без наночастиц оксида титана.

Выполнены технолого-минералогические исследования проб обожженного известняка и профилактированного концентрата. Изучены процессы изменения минерального состава и влажности концентрата мокрой магнитной сепарации при профилактировании его обожженным известняком. Описаны механизм и кинетика связывания воды влажного железорудного концентрата в процессе гидратации минералов. Показано, что почти все минералы обожженного известняка в определенной степени участвуют в процессе профилактирования концентрата. Экспериментально установлено, что процесс профилактирования протекает в течение суток, но наиболее интенсивно процесс идет в первые четыре часа после смешивания влажного концентрата с обожженным известняком.

Национальные проекты получили свое развитие начиная с 2000 г. На первом этапе развития стратегии страны были разработаны федеральные целевые программы, которые начали реализовывать с 2002 г. Второй этап развития стратегии страны ‒ реализация национальных проектов в 2005 г., которая началась посте того как была создана специальная Комиссия при Президенте РФ. Были реализованы следующие проекты: «Образование», «Здоровье», «Доступное и комфортное жилье гражданам России», «Развитие агропромышленного комплекса». Все эти направления имели свои цели, задачи и планы реализации. Были выделены из федерального бюджета денежные средства. Представлено понятие национального проекта, сделан краткий обзор национальных проектов разных стран. Рассматрены национальные проекты, которые реализуются в Калининградской обл. Изучено какое влияние они оказывают на развитие региона. На основе опубликованных правительством Калининградской обл. и статистических данных были изучены основные направления развития национальных проектов. Было выявлено, что жители региона принимают активное участие по разработке проектов в рамках создания комфортной среды, учувствуют во Всероссийском конкурсе лучших проектов, что позволяет улучать территории всего региона. Проведен хронологический анализ структуры относительно источников финансирования национальных проектов (из какого бюджета осуществляется финансирование проектов).  Проведенное исследование показало, что национальные проекты финансируются в большем объеме из федерального бюджета и частично из регионального. Безусловно, такие проекты влияют на экономическое развитие региона. Калининградская область является одним из привлекательных регионов для туристов, за счет которых увеличиваются поступления в областной бюджет. Это позволяет финансировать региональные проекты.

Описаны особенности и роль цифровизации в развитии особых экономических зон (ОЭЗ). Цифровизация представляет собой общий термин для цифровой трансформации общества и экономики. Применение технологий цифровизации позволяет автоматизировать процессы производства и снизить издержки, а также повысить качество продукции. В качестве примера рассмотрена Калининградская обл. В Калининградской обл. на сегодняшний день цифровые технологии успешно используются в различных отраслях. Это помогает привлечь инвестиции в регион и создать новые рабочие места для населения. Выделены существующие особенности цифровой трансформации региона. Рассмотрены инструменты цифровизации, которые оказывают влияние на повышение эффективности ценообразования в особых экономических зонах, так как ценообразование в этих зонах имеет решающее значение для привлечения инвесторов и создания конкурентоспособной среды. Проанализированы цифровые коммуникационные каналы, логистические особенности в ОЭЗ и цифровые платформы, которые влияют на эффективность ценообразования в регионе. Отмечено, что преимуществом развития ценообразования в условиях цифровизации является создание условий для развития электронной коммерции и онлайн-торговли, что открывает новые возможности для предпринимателей и потребителей, улучшая доступность и удобство покупок. Выделен ряд важных факторов для повышения эффективности и развития ценообразования в ОЭЗ (улучшение аналитики, оптимизация складирования и логистики, рост коммуникаций с клиентами, эффективное распространение информации). Благодаря инструментам цифровизации, появляется возможность снизить цены на товар или услугу, сделать цены прозрачнее для потребителя, а также развивать электронную коммерцию в регионе, наращивая поставки на локальные склады через порты Калининградской обл.

В условиях стремительного научно-технического прогресса роль транспорта (и связанной с ним транспортной безопасности, сопутствующей инфраструктуры, имеющих место проблемных факторов и т.д.) крайне значительна. Однако для многих крупных городов (включая российские) характерны стремительные темпы строительства, застройки спальных и новых микрорайонов без соответствующего развития (либо со значительно более медленными темпами) транспортных маршрутов, подъездных дорог, остановочных пунктов, станций метро, соответствующей инфраструктуры и т. д. Одним из ярко выраженных подобных примеров является город Мурино (пригород Санкт-Петербурга), численность населения которого выросла за последние девять лет с 9,9 (2014 г.) до 104 тыс. человек (2023 г.), при этом к 2030 г. предполагается средний ежегодный прирост на 10 тыс. человек. С учетом имеющих место транспортных проблем, из-за которых жители города преодолевают расстояние в 2 – 3 км до ближайшей станции метро за 50 минут, авторами предложено новое решение, испытанное и подтверждающее свою надежность и эффективность: транспортно-инфраструктурные комплексы Unitsky String Technologies (uST) как разновидность рельсового внеуличного транспорта. В частности, на основе имеющихся аналитических и расчетных данных в исследовании предложено строительство коммерческого проекта по маршруту от г. Мурино до станции метро Девяткино протяженностью 3,4 км с 6 станциями. В работе представлен ряд преимуществ uST, обоснована экономическая эффективность проекта (на основе оценки срока окупаемости), приведены финансово-организационные сценарии его реализации и дальнейшие перспективы.