Ученые разработали технологию, которая резко повысит прочность сплавов
Резко повысить прочность изделий из сплавов титана, нержавеющей стали или алюминия смогли российские ученые из Национального исследовательского технологического университета МИСиС совместно с французскими учеными из университета Лиона (Франция). Результаты работы 15 января были опубликованы в журнале Surface and Coatings Technology.
Авторы исследования сообщают, что им впервые удалось объединить две технологии обработки металлов, которые до сих пор считались несовместимыми. За счет этого ученым удалось добиться сильного улучшения свойств сплавов.
Полученный материал обладает повышенной плотностью и прочностью и в то же время улучшенным показателем пластичности и коррозионной стойкости. Поэтому новый материал может быть использован для производства изделий, рассчитанных на высокие нагрузки в разных отраслях промышленности. До сих пор для производства таких деталей применялся метод горячего изостатического прессования (ГИП), но это не работало при обработке материалов, получаемых в процессе холодного газодинамического напыления.
По словам ученых, технология холодного газодинамического напыления относится к аддитивным технологиям (например, 3D-печать), которые становятся сейчас ключевыми в авиастроении и автомобильной промышленности, электротехнике и медицине, позволяя «выращивать» уникальные изделия с заданной структурой.
НИТУ МИСиС впервые в мире смог определить параметры обработки металлов, позволяющие совместить оба метода, резко увеличив полезные характеристики получаемых материалов.
При «выращивании» деталь имеет пористую поверхность. «Особым образом нанеся на рыхлое изделие тонкий слой из того же металла, мы получили своего рода герметичную капсулу, которая позволяет успешно применять ГИП. Благодаря такой обработке пористость уменьшилась более чем в два раза, прочность на сжатие выросла на 25%, а главное — многократно выросла прочность на разрыв», — рассказал руководитель программы «Аддитивные технологии для производственной отрасли iPhD» НИТУ МИСиС Владимир Чеверикин.
Таким образом, прочность нержавеющей стали и чистого титана выросла в семь раз. Наиболее впечатляющие результаты получены для сплава титана и алюминия Ti6AL4V, сопротивление на разрыв которого увеличилось в 28 раз.
Механические свойства материалов обеспечиваются за счет диффузии материала и изменения его микроструктуры.
