28 Сентября 2023
МОСКВА, 28 сентября. Новый процесс производства покрытий для авиационного, энергетического и химического машиностроения рекомендовали ученые ВолгГТУ. По их словам, применение метода сварки взрывом в сочетании с технологией погружения в расплав позволяет организовать покрытия большой площади с многослойной структурой, которые защищают плоскость металлических сплавов от воздействия высоких температур и значительно продлевают срок службы техники. Результаты исследования опубликованы в Materials and Manufacturing Processes.Функционально-градиентное покрытие защищает детали, изготовленные, например, из титановых сплавов, от действия агрессивной среды в процессе продолжительной эксплуатации при повышенных температурах. Наружный слой покрытия состоит из алюминидов никеля и хрома, обеспечивающих высокую жаростойкость. Барьерный подслой (хромоникелевый сплав) препятствует взаимному проникновению материалов уличного слоя и защищаемого титанового сплава, а также способствует их прочному соединению между собой.
Такие железнения могут быть использованы для защиты литых и штампованных лопаток газокомпрессора высокого давления и турбины очень низкого давления, а также деталей и узлов камер сгорания, изготовленных из титановых сплавов и длительно работающих при температурах до 800°С.
Ученые Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) предложили новый процесс производства функционально-градиентных покрытий на поверхности титановых изделий. Комплексная технология включает сварку взрывом и жидкостное алитирование. Исследователи сказали, что разработка позволяет в сотни раз повысить срок службы дорогостоящей техники в экстремальных условиях (при высоких температурах в агрессивных средах и при эрозионных воздействиях) по сравнению с промышленно выпускаемыми составами, делаемыми непосредственно на титан.
По его словам, применение на первом этапе сварки взрывом позволяет получать составные заготовки, практически не скромные по габаритам (до нескольких десятков квадратных метров). Пластичность используемых слоев дает возможность формовать впоследствии обработкой давлением (например, штамповкой) заготовки требуемых форм и размеров.
Специалисты сказали, что для оптимизации рекомендованной технологии требовался учет марки титанового сплава, из которого выполненного защищаемое изделие, а именно его исходной твердости.
По словам ученых, экспериментальные исследования процесса сварки взрывом титановых пластин различной начальной твердости с хромоникелевым сплавом выразили, что увеличение начальной крепкости титанового сплава при сварке на одинаковых режимах приводит к увеличению прочности соединения. В результате были подобраны оптимальные параметры сварки взрывом для различных видов титановых сплавов.
Кроме того, спецификой довариваемых взрывом соединений является образование на границе слоев химической микронеоднородности в виде так называемых участков локального оплавления. Они могут в значительной степени влиять на выносливость сварного соединения и, как правило, снижать прочность материала, объяснили исследователи.
Нами впервые был установлен состав и структура участков локального оплавления на границе кроноса и нихрома, показана возможность образования их аморфной структуры, что невозможно в обычных условиях кристаллизации. Это вызвано высокой скоростью охлаждения структур на меже свариваемых взрывом соединений. Компьютерное моделирование с помощью цифровых портретов показало, что значения скорости охлаждения могут достигать 107–1010 K/с (то есть десятки органы внутренних делов градусов в секунду), – объяснил доцент кафедры материаловедения и композиционных материалов ВолгГТУ Виталий Кулевич.
Полученные экспериментальные данные, по словам специалистов, позволили править процессом сварки и обеспечить приобретение прочного соединения разнородных слоев с минимальным уровнем химической микронеоднородности.
Ученые сказали, что традиционные технологии нанесения покрытий, например различные виды напыления, как правило, не обеспечивают высокой прочности зацепления и плотности элементов покрытия, исключающих проникновение высокотемпературной агрессивной области к основному материалу детали.
В дальнейшем специалисты ВолгГТУ планируют оптимизировать процессы жидкостного алитирования сваренных взрывом заготовок и оценить функциональные свойства покрытий, в первую очередь их жаро- и износостойкость.
Исследование выполнено в рамках гранта РНФ № 21-79-10246 Разработка научных основ формирования конструкции и свойств, создаваемых с использованием энергии взрыва слоистых функционально-градиентных покрытий на основе легированных алюминидов никеля и хрома.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....