Экономическая целесообразность применения алюминия в качестве проводникового материала объясняется благоприятным соотношением его стоимости (которая в течение многих лет практически не меняется) и стоимости меди. При использовании проводниковых алюминиевых сплавов для изготовления тонкой проволоки, обмоточного провода и др. могут возникнуть определенные сложности в связи с их недостаточной прочностью и малым числом перегибов до разрушения. В последние годы разработаны алюминиевые сплавы, которые даже в мягком состоянии обладают прочностными характеристиками, позволяющими применять их в качестве проводникового материала. Одним из перспективных потребителей алюминия является электротехническая промышленность. Отсюда разработка новых составов сплавов на основе этого металла весьма актуальна. Экспериментально определена температурная зависимость теплоемкости сплавов алюминия марки А7Е с медью и выполнен расчет изменений их термодинамических функций. Исследования проводились в режиме охлаждения с применением компьютерной техники и программы «SigmaPlot». Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменения термодинамических функций (энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) указанных сплавов и эталона (Al марки A5N), характеризуемые коэффициентом корреляции Лкорр = 0,992+0,998. Показано, что с ростом содержания меди теплоемкость сплавов алюминия марки А7Е снижается, а с увеличением температуры повышается. Энтальпия и энтропия сплавов алюминия марки А7 с медью с увеличением доли меди уменьшаются, а с ростом температуры повышаются. Для энергии Гиббса характерна обратная зависимость.

Рассмотрены вопросы гидрометаллургической технологии переработки сульфида никеля (NiS), в частности влияния состава электролита и депассивирующих добавок на электрохимическое поведение синтезированного сульфида никеля. Проведены исследования кинетики и электрохимического поведения сульфида никеля в сульфатных, сульфитных, хлоридных, бихроматных, аммиачных и медьсодержащих электролитах. Показаны возможные направления течения процесса анодного растворения сульфида никеля с выделением элементной серы и сульфидов, способствующих пассивации поверхности. Изучено депассивирующее влияние на процесс добавок, в частности NaCl, KBr и K₂Cr₂O₇. По результатам исследований установлено следующее: бихромат калия депассивирующе воздействует на процесс анодного растворения NiS в Na₂SO₄ и NH₄OH; оптимальная концентрация бихромата калия находится в области —ласти ≈30 г/дм³; при растворении NiS в присутствии K₂Cr₂O₇  происходит окисление сульфидной серы до SO^2-₄; в чистом растворе Na₂SO₃ наблюдается интенсивное растворение NiS, сопровождающееся образованием нерастворимых гидроксосоединений Ni²⁺, состав которых меняется с изменением рН; совместное действие NH4OH и Na₂SO₃ вызывает интенсивное растворение NiS с образованием аммиачных комплексов [Ni(NH₃)n]²⁺;  наличие в медьсодержащих электролитах анионов кислот, способных к комплексообразованию как с Cu(I), так и с Cu(II), приводит к ускорению анодного растворения NiS; самые значительные скорости анодного растворения NiS наблюдаются в случае нитратно-бромидной системы; образующаяся на поверхности NiS расплавленная сера полностью вытесняет, а медно-бромидные комплексы растворяют возникающую при низких потенциалах пленку CU₂S; при добавках 200 г/дм³ KBr к 96,8 г/дм³ Cu(NO₃)₂ наблюдаются большие скорости растворения NiS, чем в случае добавки 200 г/дм₃ NaCl к раствору 67,22 г/дм³ CuCl₂.

Проведены исследования напряженно-деформированного состояния фланца полуфабриката из биметалла «алюминиймедь» при вытяжке прямоугольных в плане коробок. В работе использовался метод сеток со следующими допущениями: об изотропности и несжимаемости материала; однородности деформации в пределах каждой ячейки; о монотонности деформирования, плоского напряженного и объемного деформированного состояния; упругими деформациями пренебрегали. Для минимизации погрешностей измерений координатных сеток и сокращения времени на обработку полученной информации применялась программа моделирования CAD. Заготовки представляли собой прямоугольник определенных размеров со сваренными между собой взрывом слоем алюминия АД и слоем меди М4, которые подвергались предварительной термической обработке перед операцией вытяжки. Прямоугольные заготовки последовательно вытягивались на высоту 10 мм, после вытяжки проводились измерения сетки и толщины исследуемого образца. Образцы заготовок фотографировались с одинаковым фокусным расстоянием и загружались в прикладную программу. В программе на узлы сетки наносились координатные точки, а затем измерялись расстояния и координаты этих точек до деформации и после нее. Результаты замеров показали, что наибольшую деформацию испытывают угловые зоны заготовки, где сжимающие напряжения возрастают от биссектрисы угла до стенок. Эти напряжения приводят к расслоению биметаллической заготовки и возникновению гофров по слою меди. Вытяжке подвергались 20 заготовок, и в каждом случае наблюдалось гофрообразование на фланце. Варьирование величиной давления прижима с 0,25 до 0,5 МПа положительных результатов не принесло. Наибольшую интенсивность деформации испытывает торцевая часть фланца коробки, и при подходе к отверстию матрицы интенсивность деформаций уменьшается на 20 %. Действие угловых сдвигающих напряжений приводит к нарушению сплошности переходной зоны, которая характеризуется наличием интерметаллидной прослойки с пониженными пластическими свойствами.

Многокомпонентные сплавы без базового элемента, также известные как высокоэнтропийные сплавы, представляют большой интерес для исследований. В данной работе исследована микроструктура сплава Fe20Ni₂₀Co₂₀Cu₂₀Al₂₀ в литом, отожженном и деформированном состояниях, а также его механические свойства и способность к горячей деформации. Этот сплав является одним из типичных представителей семейства высокоэнтропийных сплавов. Образцы были выплавлены в вакуумной индукционной печи в атмосфере аргона, а затем отливались в медную форму. Результаты дифференциальной сканирующей калориметрии были использованы для определения температуры солидуса. Гомогенизационный отжиг литых образцов проводился в камерной высокотемпературной печи на воздухе. Микроструктуру сплава изучали методом сканирующей электронной микроскопии и дифракцией рентгеновских лучей. Микрорентгеноспектральный анализ с привлечением рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии применяли для определения химического состава образовавшихся фаз. Показано, что в результате кристаллизации образуются три твердых раствора с кристаллической структурой ОЦК (у одного из трех) и ГЦК (у двух). Механические свойства были исследованы при испытаниях на одноосное сжатие и твердость. Деформационные испытания проводились с использованием закалочно-деформационного дилатометра DIL805A/D и комплекса для физического моделирования и динамических термомеханических испытаний «Gleeble 3800» при температурах 900—1100 °С и скоростях деформации 0,1—10,0 с^-1 на истинную степень деформации до 1. Выбраны оптимальные режимы гомогенизационного отжига для типичного представителя высокоэнтропийных сплавов, а также оптимальные режимы деформации для получения высоких механических свойств.

Методами высокоэнергетической механической обработки (ВЭМО) и искрового плазменного спекания (ИПС) получен высокоэнтропийный сплав (ВЭС) состава HfTaTiNbZr эквимолярной концентрации из порошковых компонентов. Обработку исходных порошков проводили в шаровой планетарной высокоэнергетической мельнице в течение 20, 40, 60 и 90 мин. На основе исследований морфологии поверхности, микроструктуры и фазового состава образцов ВЭС показано, что многокомпонентная порошковая смесь Hf + Ta + Ti + Nb + Zr претерпевает существенные структурные изменения в процессе ВЭМО. Исходя из данных рентгенофазового анализа (РФА) установлено, что обработка в мельнице в течение 20 мин приводит к образованию твердого раствора на основе Hf (Fm3m) с ГЦК-структурой. Последующая ВЭМО в течение 40 мин способствует образованию твердого раствора на основе Ta (Im3m) с ОЦК-структурой. После 60-минутной обработки на дифрактограмме пики твердых растворов на основе Hf и Ta полностью сливаются, образуя один общий асимметричный пик в интервале углов~35+51°. Выявлено, что формирование ВЭС состава HfTaTiNbZr с ОЦК-структурой наблюдается после 90 мин ВЭМО. По данным сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) материал имеет гомогенную структуру, результаты энергодисперсионного анализа показали, что исходные элементы Ti, Hf, Ta, Nb, Zr равномерно распределены в объеме материала. Порошки, полученные после 90 мин ВЭМО, спекались при t = 1150 и 1350 °С в течение 10 мин. Результаты РФА, СЭМ и энергодисперсионной спектрометрии высокоэнтропийных сплавов, консолидированных методом ИПС при t = 1350 °С, показали, что материал состоит преимущественно из одной фазы с ОЦК-структурой и небольшого количества Hf₂Fe и ZrO. Твердость спеченного материала ВЭС (10,7 ГПа) превышала твердость консолидированного из смеси исходных элементов (6,2 ГПа) в 1,8 раза. Плотность спеченных при t = 1350 °С образцов из исходных и ВЭС-порошков составила 9,49 г/см³ (95,8 %) и 9,87 г/см³ (99,7 %) соответственно.

Исследовано влияние добавок титана и гидрида титана на структуру, механические свойства и износостойкость медных сплавов, предназначенных для использования в качестве связки алмазного режущего инструмента. Порошковые смеси Cu—Ti и Cu—TiH₂ были получены методом механического легирования в планетарной центробежной мельнице. Такая обработка позволила получить однофазные порошки твердого раствора на основе меди в системе Cu—Ti и двухфазные на основе меди с равномерно распределенными субмикронными частицами TiH₂ в системе Cu- TiH₂. Установлено, что максимальными механическими свойствами характеризуются компактные образцы составов Cu—2,5%Ti и Cu—10%TiH2 (в 2,0—3,5 раза выше, чем у чистой меди). Упрочнение в этих сплавах реализуется по твердорастворному механизму и благодаря формированию фазы Cu₃Ti₃O. Зерна данной фазы имеют более высокую дисперсность в сплавах, где в качестве титансодержащей добавки использовался TiH₂, за счет чего достигаются высокие значения предела прочности при изгибе (920 МПа) и твердости (114 HB). По результатам сравнительных трибологических испытаний установлено, что лучшей износостойкостью обладают образцы состава Cu—10%TiH₂. Приведенный износ данных образцов после испытаний по схеме «стержень-диск» был на порядок меньше, чем у чистой меди, и в 5 раз ниже, чем у образцов Cu-2,5%Ti.

Относительно новым перспективным подходом в создании металлических сплавов, которые в перспективе могли бы заменить ряд существующих коммерчески применяемых сплавов, является использование новой концепции легирования, основанной на разработке металлических материалов, включающих в своем составе несколько основных элементов, взятых приблизительно в равных атомных концентрациях. Такие материалы получили название «высокоэнтропийные сплавы» (ВЭС). Современные исследования показали, что микроструктура ВЭС может формироваться из твердых растворов с типом решетки как ОЦК, так и ГЦК, а также иметь в своем составе упорядоченные фазы (интерметаллиды) Такой подход формирования металлических материалов предоставляет широкие возможности для разработки новых сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Большая часть современных исследований ВЭС посвящена выяснению связи микроструктуры и измеряемых свойств. Значительно меньшее внимание уделяется изучению и разработке новых эффективных методов получения ВЭС. В настоящей работе исследована возможность получения ВЭС на основе системы CoCrFeNiMn-(X) в режиме горения методами центробежной СВС-металлургии. Впервые отработаны химико-технологические приемы модифицирования литого CoCrFeNiMn-сплава непосредственно (in situ) в процессе синтеза путем введения легирующих компонентов в исходные экзотермические составы. Проведен анализ микроструктуры и фазового состава полученных сплавов NiCrCoFeMn при введении комплексной модифицирующей добавки Ti—Si—В(С) и избыточного алюминия NiCrCoFeMn—Al_x. Полученные данные показали, что при увеличении содержания добавки Ti—Si—В(С) микроструктура продуктов синтеза формируется на основе матрицы из ВЭС, при этом наблюдаются выделения новых структурных элементов на основе карбидов и боридов титана. Выявлено, что при синтезе в режиме горения сплавов с высокой концентрацией Al (x > 0,6) образуется композиционная структура, состоящая из матрицы на основе фазы NiAl, а многочисленные дисперсионные наноразмерные выделения (~100 нм) формируются из твердого раствора на основе Cr и Fe. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о перспективности исследуемых материалов на основе ВЭС и предлагаемого метода их получения для формирования объемных наноструктурных материалов на основе ВЭС.