Пермские ученые добились повышения прочности сплава для ракет и имплантатов

Характеристики одного из титановых сплавов, который широко применяется для изготовления деталей и конструкций, в том числе в производстве деталей ракет и медицинских имплантатов, улучшили исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета, 17 декабря сообщает пресс-слуба Пермского Политеха.

Способ повышения прочности и износостойкости изделий заключается в создании с помощью ионно-плазменного азотирования на поверхности титанового сплава слоя, который и позволяет укрепить материал в 2,5 раза, не изменяя при этом формы изделия. При этом само ионно-плазменное азотирование является самым современным экологически чистым и безвредным методом.

Потребность в упрочнении деталей из титановых сплавов существовала всегда, потому что хотя они и отличаются высокими показателями жаропрочности и устойчивости к коррозии, эти материалы не обладают достаточно высокой механической прочностью, износоустойчивостью, а кроме того, подвержены налипанию.

Научный руководитель исследования, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха, ведущий научный сотрудник Научного центра порошкового материаловедения, д. т. н., доцент Светлана Порозова пояснила суть разработанного метода упрочнения:

«В процессе обработки ионы азота ускоряются за счет электрического поля и бомбардируют поверхность металла. Азот активно „внедряется“ в кристаллическую решетку сплава на глубину 45 мкм — тоньше человеческого волоса. После обработки мы исследовали микроструктуру и твердость поверхности металла. При увеличении на ней можно увидеть тонкую нитридную зону толщиной 2–3 мкм. Исследование показало, что обработка позволила повысить прочность материала в 2,5 раза».

Разработчики уверены, что внедрение этой технологии, которое можно осуществить за 3–5 месяцев, улучшит качество деталей, повысив конкурентоспособность изделия. При этом менять технологию изготовления деталей не требуется, так как упрочнение производится на завершающей стадии техпроцесса.

Совместно с компанией «Ионные технологии» установка ионно-плазменного азотирования и разработанная технология ученых Пермского Политеха была внедрена на одном из промышленных предприятий.