Лаборатория микромеханики материалов была организована в 1998 году путем реорганизации лаборатории рабочих процессов металлургических машин.
К 1995 году одна из ранее ведущих лабораторий института лаборатория рабочих процессов металлургических машин практически полностью прекратила свое существование. Тяжелейшие 1990 – 1993 годы послеперестроечной эпохи роковым образом сказались на лаборатории, которая во главу своей деятельности ставила решение крупных производственных задач, связанных с созданием новых технологий и оборудования для металлургической промышленности. Лаборатории было чем гордиться в прошлом: были разработаны технологии и оборудование безокалинной прокатки и дрессировки листа с целью повышения качества его поверхности, формирования благоприятной схемы остаточных напряжений; разработаны новые режимы прокатки титанового листа и др. За успехи в научной и прикладной деятельности лаборатория систематически получала переходящее Красное знамя за победу в институтском социалистическом соревновании. Кстати оно навсегда осталось и хранится в лаборатории, так как она являлась его последним обладателем. Борьба предприятий за выживание, приватизация и приход собственников, которые заинтересованы только в получении быстрой, прибыли привело к тому, что перспективные разработки лаборатории оказались не востребованными. Наиболее активная часть научного и инженерного состава, которая имела большой опыт решения практических задач, ушла в бизнес и малые частные предприятия, постепенно потеряв связь с институтом. Заведующий лабораторией Борис Евгеньевич Локшин тяжело переживал сложившуюся ситуацию, но не мог ее изменить, что и привело к тяжелому сердечному заболеванию.
В сложившейся ситуации руководство института было вынуждено искать нового заведующего лабораторией. По совету зам. директора В.Л. Колмогорова для участия в конкурсе был приглашен доцент кафедры обработки металлов давлением Уральского государственного технического университета к.т.н. С.В. Смирнов, специалист в области механики поврежденности, представитель известной уральской школы деформируемости металлов, ученик В.Л. Колмогорова и А.А. Богатова. Это назначение и реалии экономического состояния страны предопределило изменение направление вектора развития исследований в сторону фундаментальной науки на стыке материаловедения и механики материалов. В 1998 году лаборатория была переименована в лабораторию микромеханики материалов.
В настоящее время в лаборатории работают 3 научных группы. Научная группа д.т.н. Смирнова специализируется на исследованиях в области механики поврежденности и разрушения материалов, экспериментального изучения деформационных свойств металлических и полимерных материалов, композитов и их структурных составляющих, иерархического моделирования деформационного поведения микронеоднородных материалов. Научная деятельность группы д.т.н. Пугачевой Н.Б. связана с исследованиями в области разработки составов и технологий нанесения высокотемпературных защитных покрытий и способов деформационно-термической обработки износостойких металломатричных композитов, формирующихся при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе. В научной группе д.ф.-м.н. В.В. Стружанова выполняются исследования по механике деформационно-разупрочняемых повреждающихся монолитных и композиционных материалов, использования подходов теории катастроф для прогнозирования живучести элементов конструкций при закритических механических нагрузках.
Выполнение НИР в рамках государственного задания
1996 – 2000 гг. – «Исследовать и разработать модельные представления о деформации и разрушении на микроуровне структурно-неоднородных материалов».
1996 – 2000 гг. – Разработать средства управления процессами в тяжелонагруженных трибосопряжениях с целью минимизации износа и потерь на трение в узлах машин и технологических процессов обработки материалов»
2001 – 2005 гг. – «Разработка математических моделей разрушения структурных составляющих микронеоднородных деформируемых конструкционных материалов».
2001 -2005 гг. – «Разработка обобщенного критерия оценки ресурса трибосопряжений на основании комплексного учета изменения свойств смазочного материала, морфологии частиц износа, а также электромагнитных характеристик поверхностей трения».
2006 – 2008 гг. – «Разработка теоретических моделей и экспериментальных методов оценки ресурса изделий на основе изучения эволюции поврежденности и физико-механических свойств металлов».
2009 – 2011 гг. – «Научное обоснование и развитие новых методов проектирования и обработки структурированных материалов с повышенными физико-механическими свойствами на основе развития методик исследования прочности и разрушения на разных иерархических уровнях, применения неразрушающих физических методов контроля».
2012 – 2013 гг. – «Междисциплинарный подход к комплексной оценке текущего состояния и диагностике ресурса перспективных материалов и элементов конструкций, работающих в экстремальных условиях на всех стадиях жизненного цикла, на основе методов механики материалов, неразрушающих физических методов контроля и материаловедения»
2014 – 2017 гг.«Разработка расчетно-экспериментальных методов прогнозирования прочности и поврежденности материалов и элементов конструкций при экстремальных параметрах нагружения с целью обеспечения безопасности технологической обработки и эксплуатации».
2016 – 2017 гг. Экспериментальное исследование и компьютерное моделирование процессов пластического деформирования порошковых и композиционных материалов и разработка на их основе методов совершенствования технологических процессов изготовления изделий из таких материалов с оптимизацией структуры и мониторингом физико-механических свойств.
2018 – 2022 гг. «Разработка научных основ проектирования оптимальных технологий пластического формоизменения металлических материалов с гарантированным уровнем сплошности и физико-механических свойств».
2018 – 2023 гг. «Разработка расчетно-экспериментальных методов прогнозирования прочности и поврежденности материалов с многоуровневой структурой при экстремальных параметрах нагружения с целью обеспечения безопасности технологической обработки и эксплуатации элементов конструкций».
Выполнение конкурсных научных проектов и грантов научных фондов:
Проект РФФИ 04-01-00274-а «Микромеханическая модель разрушения металлических сплавов с «островковой» структурой» - руководитель С.В. Смирнов.
Проект РФФИ 04-06-96112 р_урал_а «Поврежденность и разрушение массивных твердых тел при упругопластическом воздействии» - руководитель С.В. Смирнов.
Проект РФФИ 07-08-00125 р_урал_а «Создание теоретических основ определения закритического деформирования материала, обеспечивающих необходимую живучесть элементов конструкций» - руководитель В.В. Стружанов.
Проект РФФИ 07-08-00125-а «Устойчивость деформирования, разрушение и живучесть упругопластических механических систем» - руководитель В.В. Стружанов.
Проект РФФИ 07-08-96090 р_урал_а «Исследование термоциклической долговечности упрочняющих защитных покрытий при силовом воздействии в газовых средах» - руководитель С.В. Смирнов.
Проект РФФИ 10-08-96050_урал «Исследование адгезионной микроповрежденности поверхности на контакте аустенитных коррозионностойких сталей с деформирующим инструментом» - руководитель Смирнов С.В.
Проект РФФИ 10-08-01296 –« Разработка моделей прочности пластин кремния микромеханических электронных систем с градиентным содержанием примесей и модифицирующих элементов», руководитель Соловьев А.Н.
Проект РФФИ № 11-08-12083-офи-м-2011 «Реологические модели прочности и поврежденности алюминий-скандиевых сплавов в экстремальных условиях механо-термического воздействия при обработке и эксплуатации» - руководитель Смирнов С.В.
Проект РФФИ 11-01-12126-офи-м «Аппаратно-программные комплексы для оперативной диагностики состояния деталей машин и элементов конструкций, работающих в экстремальных условиях эксплуатации» - руководитель Э.С. Горкунов.
Проект РФФИ 13-08-00989_а «Сравнительное исследование кратковременной высокотемпературной ползучести и релаксации напряжений титановых сплавов в газовых средах» - руководитель С.В. Смирнов.
Проект РФФИ 13-08-96061 р_урал_а «Прогнозирование межслойного разрушения материалов, полученных методами сварки взрывом и давлением, при технологической пластической деформации»- руководитель С.В. Смирнов.
Проект РФФИ 13-08-96081 р_урал_а «Разработка междисциплинарного подхода к диагностике и оценке текущего состояния сварных соединений конструкционных сталей» - руководитель Э.С. Горкунов.
Проект РФФИ 16-08-01154 -а "Разработка подхода к оценке влияния напряженно-деформированного состояния и температуры на предельные характеристики когезионного и адгезионного разрушения клеевых и герметизирующих покрытий на основе эпоксидных смол" – руководитель С.В. Смирнов.
Проект РФФИ 16-38-00741 (мол_а) — «Разработка научно - технологических основ применения лазерного излучения для сварки разнородных металлов и сплавов, с целью обеспечения высокой технологической обрабатываемости и эксплуатационных свойств» - руководитель И.А. Веретенникова.
Проект РФФИ 16-08-01011 а «Исследование влияния температурно-скоростных условий деформирования и напряженно-деформированного состояния на предельную пластичность и прочность упрочненных графеном алюмоматричных композитов» - руководитель Д.И. Вичужанин.
Проект 09-С-1-1011 конкурсной Программы фундаментальных исследований, выполняемых УрО РАН совместно с СО РАН «Создание новых методов сварки и оценки физико-механических свойств сварных соединений, полученных воздействием лазерного излучения и модифицирования нанопопрошками» - руководитель Н.Б. Пугачева.
Интеграционный проект № 12-С-1-1026 ИМАШ УрО РАН и ИТПМ им. С.А. Христиановича СО РАН "Создание научно-технологических основ применения лазерного излучения при сварке разнородных металлов и сплавов" - руководитель Пугачева Н.Б.
Проект 13-1-019-РЦ проект «Исследование влияния температурно-скоростных условий деформирования на предельные характеристики и формирование структуры алюминий-скандиевого сплава при обработке давлением» Конкурса проектов ориентированных фундаментальных исследований УрО РАН, выполняемых в рамках соглашений о сотрудничестве с государственными корпорациями и научно-производственными объединениями, а также в рамках реализации крупных региональных, федеральных и международных проектов – руководитель – руководитель С.В. Смирнов.
Проект 13-С-1-1033 конкурсной Программы фундаментальных исследований, выполняемых УрО РАН совместно с организациями СО и ДВО РАН «Исследование физико-химических механизмов управления механическими, термопроводящими и электроизоляционными свойствами композитных полимерных материалов с нанодобавками» - руководитель С.В. Смирнов.
Проект РНФ 14-19-01358 - Исследование деформируемости, физико-механических свойств и структуры нано- и микродисперсных металломатричных композитов Al/SiC для научного обоснования технологий изготовления заготовок изделий конструкционного назначения методами высокотемпературной пластической деформации – руководитель С.В. Смирнов.
Проект РНФ 14-19-01358 (продление) - Исследование деформируемости, физико-механических свойств и структуры нано- и микродисперсных металломатричных композитов Al/SiC для научного обоснования технологий изготовления заготовок изделий конструкционного назначения методами высокотемпературной пластической деформации – руководитель С.В. Смирнов.
Проект РНФ 19-19-00571 - Разработка моделей прогнозирования прочностных свойств и поврежденности адгезионных соединений и покрытий из органических полимерных дисперсноупрочненных материалов в условиях сложного напряженно-деформированного состояния и температурных воздействий – руководитель – руководитель С.В. Смирнов.
Грант РНФ № 22 - 29 - 00188 "Разработка научных и технологических основ формирования монолитных СВС-композитов системы Cu-Ti-C-B c заданными функциональными свойствами" - руководитель Пугачева Н.Б.
Работа по договорам НИР и ОКР
ОАО «КУМЗ», Свердловская область, Свердловская область, г. Каменск-Уральский. 2022 – 2023 гг. выполнены комплексные исследование влияния режимов термической обработки на структуру и свойства прессованных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, изготовленных из технологических отходов
ОАО «Уралтурбо» , г. Екатеринбург. 2022 – 2023 гг. выполнены исследования химического и фазового составов высокотемпературных покрытий для лопаток газовой турбины.
Акционерное общество «Арамильский завод передовых технологий» (АО АЗПТ), Свердловская область, г. Арамиль. 2020 - 2023 г проведены комплексные исследования структуры кованых заготовок из инструментальных и жаропрочных сталей.
ЗАО «Региональный центр лазерных технологий» 2022 г. проведены исследования химического состава и качества керамических слоев на титановом сплаве после лазерной обработки.
ООО «КИБЕРСТАЛЬ», Свердловская область, г. Первоуральск. 2022 г. выполнены исследования качества химического оксидирования трубных заготовок.
ООО «КАМКАТ», Свердловская область, г. Каменск-Уральский. 2018 – 2023 гг. выполнены комплексное исследование эксплуатационных дефектов на рабочих поверхностях прокатных валков для горячего проката медной катанки с установлением причин их появления.
Российский профессионально-педагогический университет (РГППУ) г. Екатеринбург 2018 – 2019 в рамках работ по импортозамещению выполнены комплексные исследования влияния режима резки узкоструйными плазмотронами Российского производства на изменения микроструктуры и химического состава зон термического влияния металлических материалов.
ОАО «Первоуральский динасовый завлд (ОАО «ДИНУР») Свердловская область, г. Первоуральск. 2018 г. выполнены исследования структурного состояния стали Х12Ф1 после термических обработок с целью повышения ее износостойкости.
ООО «Уральский дизельмоторный завод», г. Екатеринбург. 2016 г. выполнены исследования химического состава и механических свойст заготовок для деталей дизельных двигателей.
ООО «Солид Флэйм», г. Екатеринбург. 2016 – 2017 гг. выполнены комплексные исследования микроструктуры и механико-прочностных свойств металлокомпозитных материалов.
ООО «СТМ-Сервис, Екатеринбург. 2015 г. выполнены комплексные исследования структуры и характера повреждений головки блока цилиндров из алюминиевого сплава.
Акционерное общество «Арамильский авиационный ремонтный завод» (АО «ААРЗ»), Свердловская область, г. Арамиль. 2007 – 2010 гг. выполнены исследования причин преждевременного разрушения в процессе эксплуатации деталей авиационных двигателей. 2015 - 2017 гг. выполнены комплексные исследования химического состава и физико-технических свойств материалов заготовок и деталей авиационных двигателей.
ООО НПЦ «Металлург» г. Екатеринбург 2014 г. выполнены исследования структуры и твердости материала фрагмента разрушенного вала подъемной буровой лебедки. 2017 г. выполнены исследования фрагмента разрушенной вал-шестерни с целью определения причин ее преждевременного повреждения.
ООО «Промэкспорт» г. Екатеринбург. 2015 г. выполнены структурные исследования типа дефектов в поковках из жаропрочного сплава ХН65ВМТЮ-ВИ (ЭИ893-ВИ) и определены причины их образования.
ООО «Уральские локомотивы», Свердловская область, г. Верхняя Пышма. 2012 – 2023 гг. выполнены исследования химического состава, структуры и механических свойств сплавов и покрытий на деталях железнодорожного транспорта.
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие «Производственное объединение Уралвагонзавод», Свердловская область, г. Нижний Тагил 2008 г. выполнены исследования химического состава и количественных характеристик фаз и неметаллических включений сталей марок 20ГЛ, 20ФТЛ, 20ФЛ с целью оценки их влияния на конструктивную прочность деталей вагоностоения.
Институт теоретической и прикладной механики им. А.С. Христиановича СО РАН, г. Новосибирск. 2003 – 2006 гг. выполнены исследование структуры и механических свойств сварных соединений алюминиевых сплавов, полученных СО2-лазером. 2005 – 2008 гг. проведены исследования структуры и химического состава зон термического влияния после лазерной резки стальных пластин. 2007 – 2014 гг. выполнены исследования структуры и механических свойств сварных соединений стали и титановых сплавов с промежуточными вставками, полученных с помощью СО2-лазера и сваркой взрывом.
ГРЦ им. Макеева, Челябинская область, г. Миасс. 2004 -2013 гг. – выполнен цикл ОКР по продлению сверх гарантийных сроков безопасного хранения и эксплуатации ракетной техники в части подтверждения физико-механических характеристик и текущего состояния корпусных элементов ракетных комплексов. 2012 – 2014 гг. - выполнены ОКР по разработке технических решений по обеспечению требуемых характеристик крупногабаритных элементов конструкций на основе расчета энергосиловых параметров деформации и по разработке технических решений по обеспечению требуемых характеристик заготовок деталей топливных систем с оценкой их допускаемой интегральной поврежденности на основе расчета напряженно-деформированного состояния.
ЗАО «Совместное предприятие «Катур-Инвест», Свердловская область, г. Верхняя Пышма. 2004 – 2010 гг. выполнены исследования химического состава и причин образования металлических и неметаллических включений в медной катанке и проволоке по результатам металлографического и микрорентгеноспектрального анализов.
Открытое акционерное общество «Ревдинский завод по обработке цветных металлов», Свердловская область, г. Ревда. 1997 – 2012 гг. выполнены исследования структуры, химического и фазового составов заготовок из медных сплавов.