Ученым из НИФТИ ННГУ удалось доказать, что оптимизация структуры может значительно улучшить многие показатели титановых сплавов, использующихся в атомной индустрии. Ранее считалось, что это невозможно сделать без использования легирования платиноидами или элементами редкоземельного ряда, которые, как известно, являются чрезвычайно дорогостоящими веществами.
Этому научному событию было посвящено сразу несколько статей издания Journal of Alloys and Compounds. А издательством SpringerNature была издана монографии Spark Plasma Sintering of Materials, в которой данные апробации высокоскоростного диффузионного сваривания титановых сплавов занимают целую главу.
Исследования начались в 2010 и проводились на протяжении пяти лет при финансовой поддержке АО «ОКБМ Африкантов». С 2016 команда получила грант Российского научного фонда. Ведущим автором стал белорусский ученый Владимир Копылов, который давно и плодотворно сотрудничает с отделом физики металлов НИФТИ ННГУ. Он и профессор Владимир Сегал разработали алгоритм равноканально-углового прессования, который заключается в продавливании металла через каналы, имеющие круглое или квадратное сечение, и соединяющиеся под углом 90° или под другим заданным углом.
О ходе исследования рассказал завлабораторией технологии металлов университета Юрий Лопатин. Образцы титановых сплавов удалось получить благодаря оборудованию, способному выполнять многоступенчатую деформационную обработку. Использовались немецкая ротационно-ковочная машина R5-4-21 HIP и гидравлический пресс Ficep HF400L, усиливающий до 400 тонн, производства Италии. На первом этапе ученые добились однородности субмикрокристаллической структуры титановых сплавов, используя РКУП. А на втором изготовили из получившегося сырья метровые прутки.
В ходе лабораторных исследования было доказано, что технология деформационной обработки, предложенная учеными, является высокоэффективной. Стендовые коррозионные испытания АО «ОКБМ Африкантов» показали уникальность характеристик оптимизированных титановых сплавов. Например, образец сплава, имеющего субмикрокристаллическую структуру ПТ-3В оказался более стойким в 4–6 раз к горячесолевой коррозии, а наноструктурированный образец сплава ПТ-7М – в 3–5 раз относительно обычных промышленно-титановых сплавов.
Кроме того, ученые смогли не только улучшить у сплавов такие характеристики, как твердость и коррозионно-усталостная прочность (в 1,5–2 раза), но и одновременно сохранить такой уровень их пластичности, который является безопасным при эксплуатации теплообменных труб.
Такой тип конструкционных материалов и инновационные способы их производства открывают перед конструкторами новые двери. Благодаря им теплообменное оборудование может стать по-настоящему легким и малогабаритным, и в то же время остаться таким же надежным, толерантным к периодически возникающим критическим всплескам коррозионной агрессивности рабочих сред, которые, увы, случаются во время эксплуатации.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
