Исследовано влияние высокого давления и температуры на микроструктуру и механические свойства матриц аппаратов высокого давления, для изготовления которых применяли прокат и слитки, полученные методом электрошлакового переплава, из быстрорежущей стали Р6М5. Показано, что матрицы, изготовленные из литых заготовок, разупрочняются при высокотемпературном нагреве в меньшей степени, чем изготовленные из проката, что способствует повышению их долговечности при синтезе сверхтвердых материалов.

Численно методом конечных элементов проведена оценка циклической долговечности стальных матриц аппаратов высокого давления при синтезе сверхтвердых материалов и исследованы характерные виды их разрушения при повторно-переменном упруго-пластическом деформировании. Выполнен сравнительный анализ влияния механических характеристик материала матрицы на число циклов до ее разрушения от малоцикловой усталости. Установлено, что циклическая долговечность матрицы определяется, в первую очередь, пределом прочности ее материала, а также пределом текучести в области, в которой матрица деформируется пластически.

Проведено порівняльний аналіз структури, складу фаз і механічних властивостей сталі Р6М5, одержаної індукційною плавкою з наступним прокатуванням, електрошлаковим переплавом і вакуумно-дуговим переплавом. Показано переваги в разі використання литих заготовок зі сталі Р6М5 у ході виготовлення матриць апаратів високого тиску для синтезу надтвердих матеріалів.

Досліджено проблему підвищення експлуатаційних характеристик сталевих апаратів високого тиску (АВТ) за умов синтезу надтвердих матеріалів, що досягнуто в результаті проведеного дослідження й завдяки обгрунтованому вибору технології виготовлення та термічної обробки матриць (сталь Р6М5) і скріплюваних кілець (сталь 35ХГСА) АВТ на підставі встановленого зв'язку між їх структурними особливостями та механічними властивостями. Установлено залежності довговічності за малоциклової втоми сталевих матриць АВТ від значень механічних властивостей матеріалу, з якого вони виготовлені. Показано, що збільшення межі міцності у разі стискання матеріалу матриць найбільшою мірою сприяє підвищенню їх довговічності у порівнянні зі зміною інших механічних влативостей. Визначено, що значення коефіцієнта зміцнення та межі міцності у разі стискання сталі Р6М5, одержаної за методами лиття, перевищує значення аналогічних властивостей для сталі, одержаної за методом прокатки. Наведено результати ефективності використання сталевих АВТ за умов синтезу НТМ.