Представлены тенденции развития литейных магниевых сплавов с повышенной температурой воспламенения и огнестойкостью. Приведены основные мировые компании и институты – разработчики литейных магниевых сплавов. Рассмотрены разработанные сплавы с указанием их химических составов, механических характеристик при комнатной и повышенных температурах и коррозионной стойкости, а также области применения в изделиях и конструкциях различных отраслей промышленности. Представленные разработки магниевых сплавов с повышенной температурой воспламенения позволяют расширить сферу их использования.

Исследованы демпфирующие характеристики гибридных слоистых материалов классов «алюминий–органопластик» и «титан–органопластик» на основе металлических листов и слоев арамидного органопластика. Показано, что уровень демпфирующих свойств гибридных слоистых материалов выше, чем в исходных сплавах, и зависит от объемного содержания органопластика, расположения его слоев относительно слоев металла, а также от схемы армирования. Гибридные слоистые материалы являются перспективными материалами для изготовления конструкций высокоскоростной авиационной техники, работающих при высоких виброакустических нагрузках.

Проведены исследования по эффективности действия двух видов антипиренов – графена и органического фосфорсодержащего соединения DOPO-THPO, вводимых в эпоксидную смолу. Количество вводимых антипиренов составило 0; 2 и 4% от количества эпоксидной смолы. Оценка эффективности антипиренов проведена методом кислородного индекса. Показано, что для данной эпоксидной смолы введение графена обеспечило повышение кислородного индекса с 21 до 27%, а введение фосфорсодержащего антипирена DOPO-THPO – с 21 до 23%. При одновременном введении графена (3%) и DOPO-THPO (1%) удалось достигнуть повышения кислородного индекса до 28%.

Во многих отраслях промышленности, таких как машиностроение и авиационно-космическая отрасль, на смену традиционным сплавам пришли металлические композиционные материалы (МКМ), которые, по сравнению с неармированными сплавами, характеризуются повышенными прочностью и жесткостью в сочетании с низкой плотностью. Для расчета ресурса узлов для безопасной и надежной эксплуатации новой техники необходимо иметь набор расчетных значений характеристик конструкционной прочности МКМ, в том числе характеристик кратковременной и длительной прочности, мало- (МЦУ) и многоцикловой усталости (МнЦУ). Работа посвящена исследованию характеристик кратковременной и длительной прочности, МЦУ и МнЦУ дисперсноупрочненного МКМ марки ВКМ22.

Представлены результаты исследований свойств серии высокотемпературных углепластиков на основе фталонитрильного связующего после длительной экспозиции в различных климатических зонах: умеренный климат, умеренно теплый климат с мягкой зимой, теплый влажный климат, очень холодный климат. Исследовано состояние поверхности углепластиков, определены их термостойкость и водопоглощение. После экспозиции углепластики показали высокое сохранение свойств от уровня исходных значений: 80–90% – при комнатной температуре испытаний и 60–75% – при температуре 300 °С.

Исследовано влияние примесей внедрения в сплавах мишеней системы Zr–Y (изготовленных по двум технологиям) на качество керамического термобарьерного слоя теплозащитного покрытия, полученного на установке УОКС-2 методом магнетронного среднечастотного плазмохимического осаждения на поверхность деталей, работоспособных при температурах >1150 °С. Установлено, что при содержании примесей внедрения в сплавах мишеней >0,1% (по массе), или 1000 ррm, снижается скорость процесса нанесения покрытия, которую необходимо поддерживать за счет повышения энергии ионов аргона, что ведет к перегреву сплава мишени и поверхности деталей (подложки), ухудшая адгезию осаждаемых атомов.

Представлены результаты исследований по повышению фреттингостойкости титанового сплава из орторомбического алюминида титана Ti₂AlNb путем формирования на поверхности покрытия, состоящего из барьерного и внешнего слоев, с использованием промышленной вакуумно-дуговой установки МАП-3. Установлены зависимости общего износа и коэффициента трения образцов из сплава Ti₂AlNb с покрытием и без него в паре с контртелом из высокопрочного свариваемого дисперснотвердеющего сплава при испытаниях на фреттингоповреждаемость в условиях комнатной (20 °С) и повышенной (700 °С) температур. Показана кинетика насыщения кислородом поверхности образцов из сплава Ti₂AlNb с покрытием и без него при рабочей температуре сплава на базе 200 ч. Исследованы фазовый и элементный составы фреттингостойкого покрытия после высокотемпературной выдержки.

Описано применение технологий нанесения эрозионностойкого и фреттингостойкого ионно-плазменных покрытий для защиты лопаток компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) из сплава ВТ8М-1 от эрозионного износа и фреттинга. Приведены результаты испытаний лопаток компрессора на эрозионную стойкость и виброусталость, образцов из сплава ВТ8М-1 на фреттинг-износ, многоцикловую усталость и длительную прочность, а также результаты металлографических и металлофизических исследований. Установлено, что многослойные покрытия TiN/CrN и Ti+TiN повышают эрозионную стойкость пера и стойкость к фреттинг-износу замковой части титановых лопаток компрессора ГТД при сохранении их усталостной долговечности.

Представлены результаты структурных исследований разработанных во ФГУП «ВИАМ» металлопорошковых композиций (МПК) из сплава ВСДП-3, а также жаростойких атмосферно-плазменных порошковых покрытий. В качестве заготовок для распыления МПК использованы стандартные шихтовые заготовки и отработавшие ресурс литые трубные катоды для ионно-плазменного осаждения. Установлено, что композиции, полученные распылением катодов, и покрытия, нанесенные напылением данных МПК, не уступают по свойствам стандартным композициям и покрытиям. При этом себестоимость таких МПК и покрытий может быть меньше на 20–40%.

Описана математическая модель для обработки результатов измерений теплопроводности высокопористых волокнистых материалов тепловой защиты. Приводятся результаты и некоторые методические особенности измерения теплопроводности жесткой теплоизоляции на основе волокон тугоплавких оксидов. Исследована возможность измерений с учетом анизотропии свойств. Жесткость теплоизоляции в контактах волокон обеспечивается связующим. Теплопроводность измерена стационарным методом на цилиндрических образцах в широком диапазоне температур от 20 до 1700 °С в различных газовых средах.

Во второй части обзора на основе анализа мирового опыта проведения климатических испытаний определены основные тенденции развития, связанные с новым применением материалов, их совместимостью, моделированием циклов нагружения, ускорением климатических испытаний, воздействием градиентов климатических факторов, учетом уровня климатических факторов в конкретной местности с минимальным разрешением, изменением климата, новыми методами оценки климатической стойкости материалов и биологическими факторами воздействия. Показана актуальность комплексных испытаний материалов на климатическую и биологическую стойкость с применением методов прогнозирования их свойств.

Представлены данные по применению последовательного комбинированного анодного растворения алюминиевого сплава системы Al–Li–Cu в двух растворах при различных режимах – разном соотношении удельного количества электричества. Проведена оценка полученных коррозионных поражений методами оптической и конфокальной микроскопии, определены зависимости потери массы, глубины питтинговой и межкристаллитной коррозии, а также изменения предела прочности от величины удельного количества электричества. Предложены модели прогнозирования потери предела прочности от величины удельного количества электричества (или потери массы) при атмосферной коррозии.