Тараненко В. М. Вплив мікроструктури металевих вакуумних конденсатів на їхні дисипативні властивості

У роботі на прикладі вакуумних конденсатів ГЦК-металів (мідь, нікель) і ОЦК-заліза проведено дослідження взаємозв'язку між характеристиками мікро- та субструктури та механічними властивостями матеріалів при їх статичних та динамічних навантаженнях. Вперше показано, що дисипативні властивості цих металів визначаються не лише величиною зерна, але і типом та розміром характерних елементів субструктури: для наноструктурованих металів, зокрема з полідоменною субструктурою, характеристики розсіяння механічної енергії якісно відрізняються від відповідних характеристик її розсіяння крупнозернистими (монодоменними) металами з дислокаційною субструктурою. Це проявляється в зміні типу кривих амплітудної залежності логарифмічного декременту коливань (ЛДК) з параболічного на слабо зростаючу лінійну залежність, а також в рівномірному підвищенні значень ЛДК в широкому інтервалі амплітуд деформації при нагріванні конденсату і їх стійкістю щодо циклічних навантажень. Зростання рівня демпфування металів при зменшенні розміру характерних елементів їх мікроструктури супроводжується зростанням їх міцності. Таке поєднання міцності та високої демпфуючої здатності (ДЗ) в наноструктурованих металах зумовлене масштабним фактором та термічно активованими процесами атомної перебудови на границях зерен та субзерен. На цій підставі обґрунтовано можливість створення твердих високодемпфуючих матеріалів на основі нанокомпозитів, які поєднують високу твердість та високу ДЗ. Досліджено стійкість щодо втомного руйнування титанових підкладок з покриттями на основі наноструктурованих матеріалів при знакозмінній деформації. Вперше запропонована двошарова структура покриття для тонкостінних титанових деталей (лопатки компресора газотурбінного двигуна), яке складається з внутрішнього (нижнього) прошарку на основі нанодвійникової міді та зовнішнього твердого шару на основі високодемпфуючого сплаву Al-Cr-Fe, і яке забезпечує лопаткам високу твердість поверхні, високу ДЗ, не порушуючи стійкість лопатки щодо втомного руйнування при циклічній деформації .