Функционально-организованные композиционные слои на стальных узлах трения для повышения их эксплуатационных характеристик: разработка составов, процессов формирования и поверхностного модифицирования.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-29-00366

НазваниеФункционально-организованные композиционные слои на стальных узлах трения для повышения их эксплуатационных характеристик: разработка составов, процессов формирования и поверхностного модифицирования.

Руководитель Михеев Роман Сергеевич, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Ключевые слова Функционально-организованные композиции, многослойные материалы, композиционные материалы, цветные сплавы, наплавка, модифицирование, износостойкость, коэффициент трения.

Код ГРНТИ55.09.43

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
На современном этапе развития техники существует потребность в принципиально новых материалах функционального назначения, поскольку существующие материалы не отвечают непрерывно возрастающим требованиям, а уровень их служебных характеристик достиг предельных значений. Например, дальнейшее совершенствование за счет легирования или специальной обработки традиционных антифрикционных сплавов на основе алюминия, олова, меди или свинца, применяемых в узлах трения скольжения в качестве рабочего слоя сформированного на основаниях из конструкционных сталей, исчерпало себя и практически невозможно. За последние годы значительные успехи достигнуты в разработке изотропных дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе сплавов алюминия или олова, обладающих лучшим сочетанием триботехнических, механических и других свойств. Однако, наибольший интерес представляет задача применения подобных композиционных материалов в качестве рабочих слоев в составе многослойных композиций с функционально-организованной структурой из стальной основы, воспринимающей нагрузку, промежуточных технологических слоев, обеспечивающих требуемые значения адгезионной прочности, а также слоев, сформированных непосредственно в процессе синтеза композиции, что и является целью проекта. Известно, что эффективными средствами управления свойствами композиционных материалов является полиармирование, когда наряду с синтезом армирующих компонентов непосредственно в процессах изготовления осуществляют упрочнение тугоплавкими микро- и нанофазами, вводимыми извне, совместно с модифицирующим воздействием на структуру матричных сплавов. В этом случае могут быть достигнуты принципиально новые свойства композиционных материалов. Научной новизной проекта является реализация данных подходов при решении задачи изготовления многослойных функциональных материалов. Кроме того, предлагаемый проект содержит еще и принципиально новую идею комплексного управления последовательностью нанесения металлических и композиционных слоев, механизмами их взаимодействия с целью оптимизации термодинамических условий формирования диффузионных слоев, а также составами и структурой рабочего композиционного слоя. Решением такой многофакторной задачи станут разработанные составы, процессы формирования и поверхностного модифицирования функционально-организованных композиционных слоев на стальных узлах трения. Это позволит не только повысить эксплуатационные характеристики деталей и узлов машин и механизмов, применяемых в разных отраслях промышленности, но и значительно сократить затраты на изготовление, а также предоставить возможность проведения восстановительных ремонтов в процессе эксплуатации изделий из подобных материалов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Савицкий Г.П., Михеев Р.С., Калашников И.Е., Кобелева Л.И., Быков П.А. Structure and Properties of the Composite SnSbCu–Ti2NbAl Coatings Formed on Steel Substrates by Arc Surfacing Russian Metallurgy (Metally), Vol. 2022, No. 9, pp. 1027-1032 (год публикации - 2022)
10.1134/S0036029522090129

2. Быков П.А., Калашников И.Е., Кобелева Л.И., Катин И.В., Михеев Р.С. Wear modes in testing the antifriction layer of babbitt B83 Letters on Materials, 2022, 12(3), pp. 219-224 (год публикации - 2022)
10.22226/2410-3535-2022-3-219-224

3. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Быков П.А., Кобелева Л.И. Разработка функционально-организованных композиций для узлов трения центробежных насосов нефтегазовой отрасли Булатовские чтения. Материалы VI Международной научно-практической конференции. Сборник статей., Т.2, C.198-200 (год публикации - 2022)

4. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Кобелева Л.И., Быков П.А. Разработка присадочных материалов для формирования функционально-организованных композиционных слоев на стальных узлах трения процессом дуговой наплавки Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2022)", C.417-422 (год публикации - 2022)

5. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Кобелева Л.И. Быков П.А. Organisation of functional layers of composite coatings for tribotechnical application Abstracts of the IV International Conference and School of Young Scientists "Advanced High Entropy Materials", C. 88 (год публикации - 2022)

6. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Кобелева Л.И. Influence of the welding materials composition on the weld pool fluidity during functionally organised composition formation Materials in external fields : proceedings of the 11th International online symposium on materials in external fields, С. 39-41 (год публикации - 2022)

7. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Быков П.А., Кобелева Л.И., Колмаков А.Г. Получение наплавочных материалов на основе антифрикционного сплава АО20–1, упрочненного керамическими частицами микронного и субмикронного размеров Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение, 2022, №1, Т.13, Вып. 6, стр. 33-38. (год публикации - 2022)
10.37614/2307-5252.2022.3.6.005

8. Есипова А.Д., Слепов Д.В., Михеев Р.С., Калашников И.Е., Колмаков А.Г. Исследование условий изготовления функционально‑организованных сталеалюминиевых слоистых композиций методом фрикционной наплавки Деформация и разрушение материалов, №10, С.19-24 (год публикации - 2023)
10.31044/1814-4632-2023-10-19-24

9. Захарченко В.Д., Михеев Р.С., Калашников И.Е. Применение математических методов для исследования температурно-временных условий процесса фрикционной наплавки при изготовлении функционально-организованных сталеалюминиевых композиций Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 9, 89, C. 82-90 (год публикации - 2023)

10. Михеев Р.С., Калашников И.Е. Aluminium matrix hybrid composite materials reinforced with carbides and intermetallics E3S Web of Conferences, 376, 01011, P. 1-8 (год публикации - 2023)
10.1051/e3sconf/202337601011

11. Есипова А.Д., Слепов Д.В., Михеев Р.С. Исследование влияния изменения частоты вращения на область вертикальной устойчивости расходуемого материала в процессе фрикционного нанесения ХLVII Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых – пионеров освоения космического пространства : сборник тезисов :, Т.3, С.379-381 (год публикации - 2023)

12. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Быков П.А., Кобелева Л.И. Разработка наплавочных композиционных материалов на основе сплава системы Al-Sn-Cu для формирования антифрикционных покрытий узлов трения ответственного оборудования нефтегазовой отрасли Булатовские чтения. Материалы VII Международной научно-практической конференции. Сборник статей., Т.2, С.151-154 (год публикации - 2023)

13. Михеев Р.С., Слепов Д.В., Калашников И.Е., Кобелева Л.И., Быков П.А. Присадочные композиционные материалы на основе сплава АО 6-1 для нанесения функциональных покрытий процессом дуговой наплавки Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении" (ИТММ-2023), С.184-188 (год публикации - 2023)

14. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Кобелева Л.И. Особенности нанесения рабочего слоя процессом дуговой наплавки при восстановлении и ремонте функционально-организованных слоистых композиций триботехнического назначения Материалы международной научно-практической конференции "Машиностроение: инновационные аспекты развития", №6, С.62-65 (год публикации - 2023)
10.26160/2618-6810-2023-6

15. Есипова А.Д., Слепов Д.В., Михеев Р.С. Исследование границ раздела функциональных композиций, полученных фрикционным нанесением Материалы X Молодежной конференции ИОХ РАН, С.145 (год публикации - 2023)

16. Есипова А.Д., Михеев Р.С. Процесс фрикционного нанесения как высокоэффективная технология получения функциональных слоистых композиций из экономически выгодных материалов - сталь 20 и алюминий марки ER 1100 Сборник материалов II Всероссийской молодежной конференции "Перспективные материалы и высокоэффективные процессы обработки", C.67-70 (год публикации - 2023)

17. Михеев Р.С., Быков П.А., Калашников И.Е., Терентьев Е.В. Исследование триботехнических свойств поверхностных слоев алюмоматричных композиционных материалов, модифицированных электронным лучом Сборник научных статей 4-й Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А.А. Байкова, "Современные проблемы и направления развития металловедения и термической обработки металлов и сплавов", C.106-109 (год публикации - 2023)

18. Слепов Д.В., Кобелева Л.И., Калашников И.Е., Михеев Р.С. Структура и свойства наплавочных прутков из композиционных материалов на основе алюминия с интерметаллидным и карбидным упрочнением Сборник материалов XI Международной школы "Физическое материаловедение", С.197-198 (год публикации - 2023)

19. Плюхина В.Ю., Михеев Р.С. Research of argon arc surfacing parameters influence on the babbitt intermediate layer structure in the manufacture of functionally organized layered compositions Труды XII Международного онлайн симпозиума "Материалы во внешних полях", С.139-140 (год публикации - 2023)

20. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Быков П.А., Кобелева Л.И. Filler composite materials based on an Al-Si system alloy for the synthesis of wear-resistant working layers of functionally organized compositions by arc cladding Proceedings of the 16th Sino-Russia Symposium on advanced materials and technologies, С.77-82 (год публикации - 2023)

21. Савицкий Г.П., Михеев Р.С., Калашников И.Е., Кобелева Л.И., Быков П.А. Исследование структуры и свойств композиционных покрытий системы SnSbCu-Ti2NbAl, сформированных на стальных подложках процессом дуговой наплавки Металлы, №5, С.50-56. (год публикации - 2022)

22. Михеев Р.С., Калашников И.Е., Слепов Д.В. Влияние технологии изготовления на структуру границы раздела и свойства функционально-организованных композиционных материалов VIII Международная конференция "Проблемы механики современных машин". Сборник статей, C.506-513 (год публикации - 2022)

Публикации