Легче, прочнее, устойчивее — новые горизонты в материаловедении НИТУ МИСиС

В Университете Науки и Технологий МИСиС продолжаются работы по развитию материаловедческих технологий.

🔹Специалистами института представлен новый метод защиты никелевых суперсплавов от износа и окисления. Новая технология нанесения стойких к окислению покрытий включает использование промышленно изготовленных гранул из жаростойких сплавов. Покрытия наносятся методом вакуумно-импульсно-дугового плавления слоя гранул.

🔹Никелевые суперсплавы являются ключевым материалом для производства высоконагруженных деталей авиационных двигателей и турбин. Однако традиционные методы их производства, такие как горячее изостатическое прессование, трудозатратны и приводят к образованию многочисленных отходов.

🔹Новая технология МИСиС предлагает создание равномерного покрытия толщиной около 100 мкм, предотвращающего при нагреве диффузию вредных для окисления элементов, что в свою очередь обеспечивает стабильность слоя оксида алюминия в течение всего срока службы изделия. Применение защитного покрытия также включает оплавление шероховатой поверхности, что позволяет одновременно устранять дефекты и легировать поверхность жаростойкими элементами.

🔹Старший научный сотрудник МИСиС Константин Купцов отмечает:

Процесс нанесения проводится в вакууме с использованием оригинальной электрической схемы, что обеспечивает субмикронную структуру покрытия из интерметаллических соединений NiAl и Ni3Al. Эти соединения обладают высокой устойчивостью к окислению при высоких температурах до 1000°C. Небольшие добавки Cr, Co и Hf контролируют диффузию Al к поверхности, стабилизируя образование плотного слоя оксида алюминия Al2O3.

🔹Так же в МИСиС был разработан инновационный композиционный материал, который в три раза легче стали, но при этом обладает аналогичными показателями прочности. Необычной особенностью материала является то, что он сохраняет высокие механические характеристики при экстремальной температуре (до 500 градусов Цельсия), превосходя тем самым многие существующие металломатричные композиты.

🔹Разработанный материал представляет собой сложную структуру, объединяющую микронные и субмикронные зерна алюминия с окружающим их «каркасом» из смеси оксида алюминия и металлического алюминия. Группа исследователей под руководством профессора Дмитрия Штанского разработала эффективный метод получения композита, используя нанопорошки алюминия и оксида алюминия. Процесс включает в себя измельчение смеси порошков в шаровой мельнице и обработку с помощью системы искрового плазменного спекания.

🔹Среди созданных вариантов алюминиевых композитов особенно выделяется состав с 3% содержанием окиси алюминия. Этот вариант продемонстрировал высокую прочность при нагреве, сопоставимую с прочностью стали, а также и высокую пластичность.

🔹Исследования НИТУ МИСиС не только открывают новые возможности для производства материалов, но и подтверждают активное движение России в технологиях материаловедения.

🔥 #СМУСОПК реализует информационно-новостной проект при поддержке #РосмолодёжьГранты.