Инновационные технологии в материаловедении

Руководитель направления:	Миронов Сергей Юрьевич
Ведущие ученые в данной области:	Ведущие ученые в области селективного лазерного сплавления: Профессор Мурр (Laurence Eugene Murr) из Университета Техас Эль-Пасо (The University of Texas at El Paso), США, Профессор Барейро (Joaquin Barreiro Garcia) из Университета города Леон (Universidad de Leon), Испания, Профессор Консли (Franco Concli) из Открытого университета Бозен-Болзано (Free University of Bozen-Bolzano), Италия, Профессор Масуд (Masood) из Свинбурнского университета технологий (Swinburne University of Technology), Австралия, Профессор Астафурова Елена Геннадъевна из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, Россия Ведущие ученые в области сварки трением с перемешиванием: Профессор Мишра (Rajiv Mishra) из Университета Северного Техаса (University of North Texas), США, Профессор Нельсон (Tracy Nelson) из Университета Бригама Янга (Brigham Young University), США, Профессор Сато (Yutaka S. Sato) из Университета Тохоку (Tohoku University), Япония, Профессор Симар (Aude Simar) из Католического университета Лувена (Universite Catholique de Louvain), Бельгия, Профессор Фонда (Richard Warren Fonda) из исследовательской лаборатории военно-морского флота (Naval Research Laboratory), США, Профессор Прангнелл (Philipp Prangnell) из Манчестерского университета (The University of Manchester), Великобритания, Профессор Ма (Zongyi Ma) из Института исследования металлов (Institute of Metals Research), Китай, Профессор Триадгилл (Philip Threadgill) из Института сварки (The Welding Institute), Великобритания, Профессор Колубаев Евгений Александрович из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, Россия, Профессор Наумов Антон Алексеевич из Санкт-Петербургского государственного университета, Россия.
Код ГРНТИ:	53.49.05

Образовательное структурное подразделение (институт): НИИ «Материаловедения и инновационных технологий» Институт инженерных и цифровых технологий.

Структурное подразделение (лаборатория, кафедра и др.): Лаборатория механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов, Кафедра материаловедения и нанотехнологий.

Состав (с указанием руководителя):

1. Миронов Сергей Юрьевич (д.ф.-м.н.) – руководитель

2. Малофеев Сергей Сергеевич (к.т.н.) – исполнитель

3. Калиненко Александр Андреевич (к.ф.-м.н.) – исполнитель

Актуальность научного направления.

Селективное лазерное сплавление:

В настоящее время в мире имеет место настоящий бум в области аддитивных технологий и, в частности, к технологии селективного лазерного сплавления. Данный интерес обусловлен принципиально новыми возможностями, которые они открывают. К важнейшим из них, безусловно, относится изготовление деталей с очень сложной внутренней архитектурой, которые очень сложно (или даже невозможно) получить традиционным путем. Также важным достоинством является возможность обработки трудно деформируемых материалов, в частности керамик и интерметаллидов. Следует также упомянуть высокий коэффициент использования металла, полностью автоматизированный характер производства, его высокую гибкость и ряд других особенностей. Таким образом, предполагается, что переход на аддитивный способ производства способствует технологическому скачку и (возможно) позволит вывести нашу цивилизацию на качественно новый технологический уровень.

Важно подчеркнуть, что материал в ходе аддитивного производства нередко подвергается экстремальному воздействию, в частности, кристаллизации из расплава при скорости охлаждения порядка миллиона градусов в секунду. Как следствие, микроструктурные исследования в области аддитивных технологий могут усовершенствовать современные представления о структуре и свойствах металлических материалов и, таким образом, внести свой вклад в развитие физики твердого тела.

Данные обстоятельства обуславливают актуальность исследований в данной области.

Сварка трением с перемешиванием:

Сварка трением с перемешиванием (СТП) представляет собой инновационную технологию, обеспечивающую получение высокопрочных соединений в конструкционных материалах, включая даже те, которые традиционно считаются ограниченно свариваемыми. Высокая эффективность СТП обусловлена твердофазным характером сварки, который позволяет избежать образования многочисленных дефектов в ходе кристаллизации металла из расплава. Как следствие, данная технология характеризуется огромным практическим потенциалом для транспортной индустрии. В частности, в последние годы СТП внедряется для изготовления топливных баков для космических ракет. В частности, данная технология использовалась при производстве ракетоносителей Delta II, Delta IV, Ares I, и космического корабля Orion в США и ракет H2B в Японии. Как следует из публикаций в открытой печати, в настоящее время имеет место внедрение СТП на предприятиях Роскосмоса для изготовления широкой линейки ракет от «Энергии» до «Ангары». Несмотря на то, что внедрение СТП позволяет существенно усовершенствовать технологию получения неразъемных соединений, в ряде случаев прочность сварных швов может значительно уступать прочности исходного (до сварки) материала. Данный эффект связан со сложными микроструктурными процессами, протекающими в свариваемых материалах в ходе СТП. Исследования в данной области позволят выявить фундаментальные механизмы этих процессов и, таким образом, способствуют оптимизации технологии СТП.

Также важно подчеркнуть, что материал в ходе СТП подвергается экстремальному воздействию, которое характеризуется сочетанием очень больших пластических деформаций при относительно высоких температурах и скоростях деформации. Поскольку поведение материалов при столь экзотических условиях является относительно малоизученным, то, соответственно, исследования в данной области могут внести свою лепту в развитие физики прочности и пластичности.

В свете вышеизложенного, исследования в данной области также представляются актуальными.

Направления исследований

1. селективное лазерное сплавление;

2. сварка трением с перемешиванием.

Основные публикации (за последние 5 лет):

1. Heidarzadeh A. Friction stir welding/processing of metals and alloys: A comprehensive review on microstructural evolution / A. Heidarzadeh, S. Mironov, R. Kaibyshev, G. Çam, A. Simar, A. Gerlich, F. Khodabakhshi, A. Mostafaei, D.P. Field, J.D. Robson, A. Deschamps, P.J. Withers // Progress in Materials Science (Web of Science, Scopus). – 2021. – 100752, https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100752. Impact factor– 48.165, Q1 (Scientific Journal Report).

2. Mironov S. Friction-stir welding and processing of Ti-6Al-4V titanium alloy: A review / S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa // Journal of Materials Science and Technology (Web of Science, Scopus). – 2018. – V. 34. – P. 58-72. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2017.10.018 Impact factor– 10.32 Q1 (Scientific Journal Report).

3. Dyakonov G.S. EBSD analysis of grain-refinement mechanisms operating during equal-channel angular pressiong of commercial-purity titanium / G.S. Dyakonov, S. Mironov, I.P. Semenova, R.Z. Valiev, S.L. Semiatin // Acta Materialia (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 173. – P. 174-183; https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.05.014 Impact factor– 9.209 Q1 (Scientific Journal Report).

4. Zuiko I.S. Suppression of abnormal grain growth in friction-stir welded Al–Cu–Mg alloy by lowering of welding temperature / I.S. Zuiko, S. Mironov, S. Betsofen, R. Kaibyshev // Scripta Materialia (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 196. – 113765; https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113765 Impact factor– 6.302 Q1 (Scientific Journal Report).

5. Povolyaeva E. Outstanding cryogenic strength-ductility properties of a cold-rolled medium-entropy TRIP Fe65(CoNi)25Cr9·5C0.5 alloy / E. Povolyaeva, S. Mironov, D. Shaysultanov, N. Stepanov, S. Zherebtsov // Materials Science and Engineering: A (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 836. – 142720. https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.142720 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

6. Kalinenko A. Suppression of abnormal grain growth in friction-stir welded aluminum by pre-strain rolling: Limitation of the approach / A. Kalinenko, I. Vysotskiy, S. Malopheyev, M. Gazizov, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 833. – 142388 https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.142388 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

7. Kalinenko A. Relationship between welding conditions, abnormal grain growth and mechanical performance in friction-stir welded 6061-T6 aluminum alloy / A. Kalinenko, I. Vysotskii, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 817. – 141409 https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141409 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

8. Zuiko I.S. Unusual ageing behaviour of friction-stir welded Al–Cu–Mg alloy / I.S. Zuiko, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science and Engineering: A (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 793. – 139882. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139882 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

9. Mironov S. Microstructure and tensile behavior of friction-stir welded TRIP steel / S. Mironov, Y.S. Sato, S. Yoneyama, H. Kokawa, H.T. Fujii, S. Hirano // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2018. – V. 717. – P. 26-33 https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.01.053 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

10. Vysotskiy I. Pre-strain rolling as an effective tool for suppression of abnormal grain growth in friction-stir welded 6061 aluminum alloy / I. Vysotskiy, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2018. – V. 733. – P. 39-42. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.07.026 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

11. Dyakonov G.S. Annealing behavior of severely-deformed titanium Grade 4 / G.S. Dyakonov, S. Mironov, N. Enikeev, I.P. Semenova, R.Z. Valiev, S.L. Semiatin // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 742. – P. 89–101. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.10.122 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

12. Aletdinov A. EBSD investigation of microstructure evolution during cryogenic rolling of type 321 metastable austenitic steel / A. Aletdinov, S. Mironov, G.F. Korznikova, T. Konkova, R.G. Zaripova, M.M. Myshlyaev, and S.L. Semiatin // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 745. – P. 460-473. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.12.115 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

13. Zuiko I.S. Microstructure evolution and strengthening mechanisms operating during cryogenic rolling of solutionized Al-Cu-Mg alloy / I.S. Zuiko, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 745. – P. 82-89. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.12.103 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

14. Torganchuk V. Microstructure evolution and strengthening mechanisms in friction-stir welded TWIP steel / V. Torganchuk, I. Vysotskiy, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 746. – P. 248-258. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.01.022 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

15. Vysotskiy I. Effect of pre-strain path on suppression of abnormal grain growth in friction stir welded 6061 aluminum alloy / I. Vysotskiy, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 760. – P. 206–213. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.05.118 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

16. Vysotskiy I. Unusual fatigue behavior of friction-stir welded Al-Mg-Si alloy / I. Vysotskiy, S. Malopheyev, S. Rahimi, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 760. – P. 277–286. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.06.005 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

17. Vysotskiy I. Microstructure evolution and strengthening mechanisms in friction-stir welded Al–Mg–Sc alloy / I. Vysotskiy, D. Zhemchuzhnikova, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 770. – 138540. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138540 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

18. Kalinenko A. Microstructure-strength relationship in friction-stir welded 6061-T6 aluminum alloy / A. Kalinenko, K. Kim, I. Vysotskiy, I. Zuiko, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 793. – 139858. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139858 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

19. Zyiko I.S. Unusual aging behavior of friction-stir welded Al-Cu-Mg alloy / I.S. Zyiko, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Science & Engineering A (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 793. – 139882. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139882 Impact factor– 6.044 Q1 (Scientific Journal Report).

20. Myshlyaev M.M. Microstructural evolution during superplastic deformation of Al-Mg-Li alloy: Dynamic recrystallization or grain-boundary sliding? / M. Myshlyaev, G. Korznikova, T. Konkova, E. Korznikova, A. Aletdinov, G. Khalikova, G. Raab, S. Mironov // Journal of Alloys and Compounds (Web of Science, Scopus). – 2023. – V. 936. – 168302. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.168302 Impact factor– 6.371 Q1 (Scientific Journal Report).

21. Mironov S. The unusual character of microstructure evolution during “abc” deformation of commercial-purity titanium / S. Mironov, S. Zherebtsov, S.L. Semiatin // Journal of Alloys and Compounds (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 913. – 165281. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.165281 Impact factor– 6.371 Q1 (Scientific Journal Report).

22. Mironov S. On the relationship between microstructure and residual stress in laser-shock-peened Ti-6Al-4V / S. Mironov, M. Ozerov, A. Kalinenko, N. Stepanov, O. Plekhov, R. Sikhamov, V. Ventzke, N. Kashaev, G. Salishchev, L. Semiatin, S. Zherebtsov // Journal of Alloys and Compounds (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 900. – 163383. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.163383 Impact factor– 6.371 Q1 (Scientific Journal Report).

23. Myshlyaev M. EBSD study of superplasticity: New insight into a well-known phenomenon / M. Myshlyaev, S. Mironov, G. Korznikova, T. Konkova, E. Korznikova, A. Aletdinov, G. Khalikova, G. Raab, S.L. Semiatin // Journal of Alloys and Compounds (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 898. – 162949. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162949 Impact factor– 6.371 Q1 (Scientific Journal Report).

24. Mironov S. The grain-refinement mechanism during heavy cold-rolling of commercial-purity titanium / S. Mironov, S. Zherebtsov, S.L. Semiatin // Journal of Alloys and Compounds (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 895. – 162689. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162689 Impact factor– 6.371 Q1 (Scientific Journal Report).

25. Malopheyev S. Portevin-Le Chatelier effect in heterogeneous microstructural condition produced by friction-stir processing of AlMg alloy / S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2023. – V. 200. – 112909. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2023.112909 Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

26. Kalinenko A. Mechanisms of abnormal grain growth in friction-stir-welded aluminum alloy 6061-T6 / A. Kalinenko, V. Mishin, I. Shishov, S. Malopheyev, I. Zuiko, V. Novikov, S. Mironov, R. Kaibyshev, S.L. Semiatin // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 194. – 112473. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.112473 Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

27. Vysotskiy I. Crystallographic aspects of 17–4 PH martensitic steel produced by laser-powder bed fusion / I. Vysotskiy, S. Malopheyev, I. Zuiko, S. Mironov, R. Kaibyshev // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 194. – 112405. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.112405. Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

28. Vysotskiy I. Deformation behavior of friction-stir welded Al-Mg-Mn alloy with ultrafine-grained structure / I. Vysotskii, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 185. – 111758. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.111758. Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

29. Kalinenko A. Influence of the weld thermal cycle on the grain structure of friction-stir joined 6061 aluminum alloy / A. Kalinenko, I. Vysotskiy, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 178. – 111202. Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

30. Kar A. A new method to elucidate fracture mechanism and microstructure evolution in titanium during dissimilar friction stir welding of aluminum and titanium / A. Kar, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev, S. Suwas, S.V. Kailas // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 171. – 110791. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110791. Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

31. Konkova T. Effect of strain level on the evolution of microstructure in a recently developed AD730 nickel based superalloy during hot forging / T. Konkova, S. Rahimi, S. Mironov, T.N. Baker // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2018. – V.139. – P. 437-445. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.03.027 Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

32. Shaysultanov D. Friction stir welding of a сarbon-doped CoCrFeNiMn high-entropy alloy / D. Shaysultanov, N. Stepanov, S. Malopheyev, I. Vysotskiy, V. Sanin, S. Mironov, R. Kaibyshev, G. Salishchev, S. Zherebtsov // Material Characterization (Web of Science, Scopus). – 2018. – V.145. – P. 353–361. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.08.063 Impact factor– 4.537 Q1 (Scientific Journal Report).

33. Vysotskiy I. Superplastic behavior of friction-stir welded Al–Mg–Sc–Zr alloy in ultrafine-grained condition / I. Vysotskiy, K. Kim, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Transactions of Nonferrous Metals Society of China (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 32. – P. 1083-1095. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65857-6 Impact factor– 3.752 Q1 (Scientific Journal Report).

34. Malopheyev S. Is Ashby grain-boundary hardening model applicable for high strains? / S. Malopheyev, I. Vysotskiy, S. Mironov, R. Kaibyshev // Transactions of Nonferrous Metals Society of China (Web of Science, Scopus). – 2019. – V. 29. – P. 2245-2251. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(19)65130-7 Impact factor– 3.752 Q1 (Scientific Journal Report).

35. Vysotskiy I. Microstructure Distribution in 17-4 PH Martensitic Steel Produced by Selective Laser Melting / I. Vysotskiy, S. Malopheyev, I. Zuiko, S. Mironov, R. Kaibyshev // Metallurgical and Materials Transactions A (Web of Science, Scopus). – 2022. – V.53. – P. 4143–4147. https://doi.org/10.1007/s11661-022-06829-5 Impact factor– 2.726. Q1 (Scientific Journal Report)

36. Korznikopva G. EBSD characterization of cryogenically rolled type 321 austenitic stainless steel / G. Korznikopva, S. Mironov, T. Konkova, A. Aletdinov, R. Zaripova, M. Myshlyaev, and S. Semiatin // Metallurgical and Materials Transactions A (Web of Science, Scopus). – 2018. – V.49. – P. 6325-6336. https://doi.org/10.1007/s11661-018-4919-2 Impact factor– 2.726. Q1 (Scientific Journal Report)

37. Aletdinov A. Martensite-to-austenite reversion and recrystallization in cryogenically-rolled 321 metastable austenitic steel / A. Aletdinov, S. Mironov, G.F. Korznikova, T. Konkova, R.G. Zaripova, M.M. Myshlyaev, and S.L. Semiatin // Metallurgical and Materials Transactions A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V.50. – P. 1346-1357. https://doi.org/10.1007/S11661-018-5070-9 Impact factor– 2.726. Q1 (Scientific Journal Report)

38. Mironov S. Influence of welding temperature on material flow during friction stir welding of AZ31 magnesium alloy / S. Mironov, Y.S. Sato, and H. Kokawa // Metallurgical and Materials Transactions A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V.50. – P. 2798-2806. https://doi.org/10.1007/s11661-019-05194-0 Impact factor– 2.726 Q1 (Scientific Journal Report)

39. Hua P. Crystallography of martensite in friction-stir-welded 12Cr heat-resistant steel / P. Hua, S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa, S.H.C. Park, and S. Hirano // Metallurgical and Materials Transactions A (Web of Science, Scopus). – 2019. – V.50. – P. 3158-3163. https://doi.org/10.1007/s11661-019-05220-1 Impact factor– 2.726 Q1 (Scientific Journal Report)

40. Zuiko I.S. On the heterogeneous distribution of secondary precipitates in friction-stir-welded 2519 aluminium alloy / I.S. Zuiko, S. Malopheyev, S. Mironov, S. Betsofen, R. Kaibyshev // Metals (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 12. – 671 https://doi.org/10.3390/met12040671 Impact factor– 2.695 Q1 (Scientific Journal Report)

41. Mironov S. Microstructural characterization of friction-stir processed Ti-6Al-4V / S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa, S. Hirano, A.L. Pilchak, S.L. Semiatin // Metals (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 10. – 976. https://doi.org/10.3390/met10070976 Impact factor– 2.695 Q1 (Scientific Journal Report)

42. Mishin V. Numerical simulation of the thermo-mechanical behavior of 6061 aluminum alloy during friction-stir welding / V. Mishin, I. Shishov, A. Kalinenko, I. Vysotskii, I. Zuiko, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Journal of Manufacturing and Materials Processing (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 6 – 68. https://doi.org/10.3390/jmmp6040068 Q1 (Scientific Journal Report)

43. Kalinenko A. New insight into the phenomenon of the abnormal grain growth in friction-stir welded aluminum / A. Kalinenko, I. Vysotskiy, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials Letters (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 302. – 130407. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130407 Impact factor– 3.574 Q2 (Scientific Journal Report)

44. Dyakonov G.S. EBSD study of advanced Ti-5.7Al-3.8Mo-1.2Zr-1.3Sn alloy subjected to equal-channel angular pressing / G.S. Dyakonov, T.V. Yakovleva, A.G. Stotskiy, S. Mironov // Materials Letters (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 298. – 130003. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130003 Impact factor– 3.574 Q2 (Scientific Journal Report)

45. Zhang J. Microstructure evolution during laser pressure welding of pure aluminum / J. Zhang, T. Huang, S. Mironov, Q. Wu, Q. Zhang, J. Xu, R. Xiao // Materials Letters (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 260. – 126931. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126931 Impact factor– 3.574 Q2 (Scientific Journal Report)

46. Myshlyaev M. EBSD study of superplastically strained Al-Mg-Li alloy / M. Myshlyaev, S. Mironov, G. Korznikova, T. Konkova, E. Korznikova, A. Aletdinov, G. Khalikova // Materials Letters (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 275. – 128063 https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128063 Impact factor– 3.574 Q2 (Scientific Journal Report)

47. Yuzbekova D. Effect of tempforming on strength and toughness of medium-carbon low-alloy steel / D. Yuzbekova, V. Dudko, A. Pydrin, S. Gaidar, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials (Web of Science, Scopus). – 2023. – V. 16. – 1202. https://doi.org/10.3390/ma16031202 Impact factor– 3.748 Q2 (Scientific Journal Report)

48. Zuiko I.S. Dissimilar friction stir welding of AA2519 and AA5182 / I.S. Zuiko, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 15. – 8776. https://doi.org/10.3390/ma15248776 Impact factor– 3.748 Q2 (Scientific Journal Report)

49. Kalinenko A. Tailoring of dissimilar friction stir lap welding of aluminum and titanium / A. Kalinenko, P. Dolzhenko, Yu. Borisova, S. Malopheyev, S. Mironov, R. Kaibyshev // Materials (Web of Science, Scopus). – 2022. – V. 15. – 8418. https://doi.org/10.3390/ma15238418 Impact factor– 3.748 Q2 (Scientific Journal Report)

50. Malopheyev S. On the fatigue performance of friction-stir welded aluminum alloys / S. Malopheyev, I. Vysotskiy, D. Zhemchuzhnikova, S. Mironov and R. Kaibyshev // Materials (Web of Science, Scopus). – 2020. – V. 13. – 4246. doi:10.3390/ma13194246 Impact factor– 3.748 Q2 (Scientific Journal Report)

51. Zhang X. Effect of crystallographic orientation on structural response of silicon to femtosecond laser irradiation / X. Zhang, L. Zhang, S. Mironov, R. Xiao, L. Guo, T. Huang // Applied Physics A (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 127. – 196. https://doi.org/10.1007/s00339-021-04341-y Impact factor– 2.983 Q2 (Scientific Journal Report)

52. Zhang J. Laser pressure welding of copper / J. Zhang, T. Huang, S. Mironov, D. Wang, Q. Zhang, Q. Wu, J. Xu, R. Xiao // Optics & Laser Technology (Web of Science, Scopus). – 2021. – V. 134. – 106645. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2020.106645 Impact factor– 4.939 Q2 (Scientific Journal Report)

53. Mironov, S.Y. Temperature distribution within friction-stir-welding tool. / S. Mironov, // Physical Mesomechanics (Web of Science, Scopus, RSCI). – 2023. – V. 26. – P. 33-38; https://doi.org/10.1134/S1029959923010046 Impact factor– 2.025 Q2 (Scientific Journal Report)

54. Korznikova, G.F. Superplastic behavior of fine-grained Al-Mg-Li alloy / G.F. Korznikova, G.R. Khalikova, S.Yu. Mironov, A.F. Aletdinov, E.A. Korznikova, T.N. Konkova, M.M. Myshlyaev, // Physical Mesomechanics (Web of Science, Scopus, RSCI). – 2022. – V. 25. – P. 318–325; https://doi.org/10.1134/S1029959922040051 Impact factor– 2.025 Q2 (Scientific Journal Report)

55. Vysotskiy, I.V. Optimization of Friction-Stir Welding of 6061-T6 Aluminum Alloy / I.V. Vysotskiy, S.S. Malopheyev, S.Yu. Mironov, R.O. Kaibyshev // Physical Mesomechanics (Web of Science, Scopus, RSCI). – 2020. – V. 23. – P. 402–429; https://doi.org/10.1134/S1029959920050057 Impact factor– 2.025 Q2 (Scientific Journal Report)

56. Mironov S. Grain structure evolution during friction-stir welding / S. Mironov, Y.S. Sato, H. Kokawa // Physical Mesomechanics (Web of Science, Scopus, RSCI). – 2020. – V. 23. – P. 21-31; http://link.springer.com/article/10.1134/S1029959920010038 Impact factor– 2.025 Q2 (Scientific Journal Report)

Основные проекты/ Грантовая активность и хоздоговора (за последние 5 лет)

1. Российский научный фонд (РНФ), проект № 22-49-04401 (2022-2024) Формирование микроструктуры на поверхности раздела алюминиевых и титановых сплавов в неравновесных условиях твердофазной обработки.

2. Российский научный фонд (РНФ), проект № 22-43-02012 (2022-2024) Зернограничный дизайн в аустенитной нержавеющей стали, полученной методом селективного лазерного сплавления.

3. Российский научный фонд (РНФ), проект № 19-49-02001 (2019-2021) «Контроль аномального роста зерен в термоупрочняемом алюминиевом сплаве, подвергнутом сварке трением с перемешиванием».

4. Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), проект 16-02-00094 (2017-2020) «Границы деформационного происхождения и физика прочности ультрамелкозернистого титана, полученного интенсивной пластической деформацией».

5. Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), проект 17-42-020426 (2017-2020) «EBSD анализ процесса формирования ультамелкозернистой структуры в метастабильной аустенитной стали посредством обратимого мартенситного превращения».

6. Федеральная целевая программа (Россия), проект № 14.584.21.0023 (2017-2020) «Разработка технологии получения однородных и разнородных неразъемных соединений легких сплавов методом сварки трением с перемешиванием».

7. Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), проект 20-38-70105 (2020-2021) «Эволюция структурно-фазового состояния ультрамелкозернистого титанового сплава ВТ8М-1 в условиях термического и деформационного воздействия».

8. Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), проект 20-02-00331 (2020-2022) «EBSD исследование эволюции микроструктуры в ходе сверхпластической деформации».

Научные результаты (за последние 5 лет).

Ключевые результаты в области селективного лазерного сплавления мартенситностареющей стали:

1. Эволюция микроструктуры в ходе селективного лазерного сплавления мартенситностареющей стали определяется конкуренцией двух факторов: (а) экстремально высокой скорости охлаждения и (б) эффектом термоциклирования. В центральной части локального расплава формирование микроструктуры определяется кристаллизацией дельта-феррита поскольку дальнейшие фазовые превращения оказываются подавленными вследствие экстремально высокой скорости охлаждения. С другой стороны, эволюция микроструктуры в приграничных областях локального расплава определяется эффектом термоциклирования, который способствует распаду дельта-феррита на аустенит и далее на мартенсит. Таким образом, сформировавшаяся микроструктура представляет собой сложную смесь фаз из дельта-феррита, аустенита и мартенсита.

2. Кристаллизация дельта-феррита управляется эпитаксиальным механизмом, который ведет к образованию аксиальной текстуры типа <100>. Вследствие сложного характера поля температур внутри локального расплава, может иметь место формирование нескольких текстурных компонент, ориентированных как вдоль направления лазерного сканирования, так и вдоль направления 3D печати.

3. Фазовое превращение из дельта-феррита в аустенит управляется диффузионным механизмом. В частности, аустенитная фаза преимущественно формируется на границах зерен дельта-феррита, а рост образовавшихся зародышей сопровождается образованием двойников отжига. Интересной особенностью превращения является то, зернограничный аустенит связан ориентационным соотношением Нишиямы-Вассермана сразу с обоими смежными зернами дельта-феррита. Вследствие отсутствия выраженной селекции кристаллографических вариантов в ходе фазового превращения, а также интенсивного формирования двойников отжига, аустенитная фаза характеризуется относительно слабой кристаллографической текстурой.

4. Мартенситное превращение характеризуется смешанным ориентационным соотношением Курдюмова-Закса и Нишиямы-Вассермана. Вследствие мелкозернистого характера аустенитной фазы, в мартенсите отсутствует типичная иерархическая структура.

Ключевые результаты в области сварки трением с перемешиванием термически упрочняемых алюминиевых сплавов:

1. Учитывая особенности процесса эволюции микроструктуры в ходе сварки трением с перемешиванием (СТП) термически упрочняемых алюминиевых сплавов, представляется целесообразным выделение двух основных типов термических условий:

(а) с низким тепловложением (сочетающим низкую пиковую температуру и высокую скорость охлаждения)

(б) высоким тепловложением (сочетающим высокую пиковую температуру и низкую скорость охлаждения).

СТП с низким тепловложением обеспечивается сочетанием низкой частоты вращения рабочего инструмента и большой скорости сварки. СТП с высоким тепловложением обеспечивается сочетанием высокой частоты вращения рабочего инструмента и низкой скорости сварки.

2. Низкая скорость охлаждения, характерная для СТП в условиях высокого тепловложения, может способствовать выделению растворившихся частиц в ходе остывания материала после СТП до комнатной температуры. Частицы могут преимущественно выделяться по границам зерен.

3. Микроструктура, сформировавшаяся в ходе СТП в условиях низкого тепловложения, характеризуется сочетанием дисперсных зерен и низкой объемной долей частиц вторичных фаз. Микроструктура, образовавшаяся в ходе СТП в условиях высокого тепловложения, характеризуется сочетанием относительно крупных зерен и высокой объемной долей частиц вторичных фаз.

4. Механическое поведение СТП соединений определяется не растворением, а огрублением частиц. Как следствие, в СТП соединениях, полученных в условиях низкого тепловложения, эффект разупрочнения является наиболее ярко выраженным в зоне перемешивания, а в условиях высокого тепловложения - в зоне термического влияния.

5. Аномальный рост зерен, который обычно имеет место в ходе перезакалки СТП соединений, преимущественно развивается на этапе нагрева до температуры закалки.

6. В СТП соединениях, полученных в условиях низкого тепловложения, сочетание дисперсного размера зерен и низкой объемной доли частиц вторичных фаз, способствует относительно низкой термической стабильности материала. Однако данная микроструктура также обеспечивает относительно конкурентный характер роста зерен в ходе последующей перезакалки, что, в свою очередь, ведет к формированию сравнительно мелкозернистой финальной микроструктуры со средним размером зерен порядка 100 мкм. В СТП соединениях, полученных в условиях высокого тепловложения, сочетание относительно крупного размера зерен и высокой объемной доли частиц вторичных фаз, обеспечивает повышенную термическую стабильность структуры. Однако наличие дисперсной структуры в поверхностном слое материала провоцирует образование аномально крупных зерен, которые поглощают практически весь материал сварного шва.

7. Показано, что холодная прокатка СТП соединений на 10-20% обжатия, предваряющая их перезакалку, позволяет подавить аномальный рост зерен и, тем самым, обеспечивает полное восстановление прочностных и пластических характеристик. Предположено, что данный эффект связан с активизацией рекристаллизации вместо аномального роста зерен в ходе перезакалки.

8. Установлено, что аномальный рост зерен, имеющий место в ходе перезакалки СТП соединений, может вести к развороту исходной текстуры простого сдвига на ~40 градусов относительно кристаллографической оси <111>. Предположено, что данный эффект может быть связан с повышенной мобильностью 30-40<111> границ в гранецентрированной кубической решетке.

Информацию предоставил С.Ю. Миронов 21.06.2023