Новости

4 июля, 2019 13:53

Ученые разработали новые способы модификации структуры титановых сплавов для атомного машиностроения

Источник: Индикатор
Работы группы ученых из отдела физики металлов Научно-исследовательского физико-технического института ННГУ им. Н.И. Лобачевского (НИФТИ ННГУ) доказали, что за счет оптимизации структуры возможно существенное повышение характеристик титановых сплавов для атомной промышленности без дополнительного легирования дорогостоящими компонентами – металлами платиновой группы или редкоземельными элементами. Полученные данные опубликованы в нескольких статьях в журнале Journal of Alloys and Compounds. Результаты апробации технологии высокоскоростной диффузионной сварки титановых сплавов опубликованы в качестве отдельной главы в коллективной монографии Spark Plasma Sintering of Materials, опубликованной в издательстве Springer Nature.
Источник: Пресс-служба РНФ

С 2010 по 2015 годы данные работы проводились в НИФТИ ННГУ при финансировании и участии АО «ОКБМ Африкантов», а в 2016 году эти работы были поддержаны грантом Российского научного фонда. Работы возглавил приглашенный ведущий научный сотрудник Владимир Копылов (ФТИ НАН Беларуси, г. Минск), с которым отдел физики металлов НИФТИ ННГУ связывает давнее плодотворное сотрудничество. Владимир Копылов совместно с профессором Владимиром Сегалом являются разработчиками технологии равноканально-углового прессования (РКУП), суть которой состоит в продавливании металлической заготовки через два канала круглого или квадратного сечения, соединенных друг с другом под заданным углом (как правило 90°).

«Для получения образцов титановых сплавов использовали современное оборудование, позволяющее проводить сложную многоступенчатую деформационную обработку, ротационно-ковочную машину R5-4-21 HIP (Германия) и итальянский гидравлический пресс Ficep HF400L с усилием до 400 тонн. Это позволило сначала сформировать в титановых сплавах однородную субмикрокристаллическую структуру методом РКУП, а потом изготовить из них титановые прутки длинной более метра», – поясняет Юрий Лопатин, заведующий лабораторией технологии металлов НИФТИ ННГУ.


Картинка: микроструктура крупнозернистого сплава ПТ3В в исходном состоянии (слева) и после деформационной обработки (справа). Источник: ННГУ

Предложенные подходы продемонстрировали очень высокую эффективность технологий деформационной обработки. Проведенные в АО «ОКБМ Африкантов» стендовые коррозионные испытания показали, что титановые сплавы с оптимизированной структурой обладают уникальными свойствами. В частности, субмикрокристаллические образцы из сплава ПТ-3В продемонстрировали в 4–6 раз более высокую стойкость, а наноструктурированные образцы из сплава ПТ-7М – в 3–5 раз более высокую стойкость к горячесолевой коррозии по сравнению со стандартными образцами из промышленных титановых сплавов.

При этом ученым НИФТИ ННГУ совместно с АО «ОКБМ Африкантов» за счет формирования мелкозернистой структуры удалось одновременно повысить твердость и коррозионно-усталостную прочность сплавов в 1,5–2 раза при сохранении их пластичности на уровне, достаточном для безопасной эксплуатации теплообменных труб.

«Использование таких конструкционных материалов и технологий открывает новые возможности для конструкторов: можно сделать теплообменное оборудование более компактным и легким без снижения надежности, маловосприимчивым к кратковременному закритическому повышению коррозионной агрессивности рабочих сред во время работы», – комментирует заведующий лабораторией технологии керамик НИФТИ ННГУ Максим Болдин.


29 марта, 2024
Российские ученые обучили ИИ подбирать эффективную защиту для глаз от лазерного излучения
Российские ученые разработали нейросеть для быстрой оценки способности материалов блокировать опас...
27 марта, 2024
Ученые ТПУ научились контролировать «упаковку» кристаллических решеток стабильных радикалов
Ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического унив...