В Волгограде создали защиту для изделий из титана
Технологию нанесения защитных покрытий на изделия из титана и его сплавов разработали в ВолгГТУ, что открывает новые перспективы для использования этого металла в различных отраслях.
Авторы исследования утверждают, что новая технология позволит значительно увеличить износостойкость титановых поверхностей и расширить их рабочий диапазон температур. Результаты исследования были опубликованы в журнале Metals.
Титан - уникальный металл, обладающий высокой механической прочностью, низким весом и устойчивостью к коррозии, что делает его одним из наиболее перспективных материалов в различных областях промышленности. Ученые из Волгоградского государственного технического университета подчеркивают, что благодаря своим уникальным свойствам титан и его сплавы нашли применение не только в авиации и космосе, но и в производстве медицинских устройств.Новая технология нанесения защитных покрытий открывает перед индустрией возможность использования титана даже в более экстремальных условиях, что значительно расширяет его сферу применения.Важной проблемой, с которой сталкиваются ученые ВолгГТУ, является недостаточная жаростойкость и износостойкость титана, что ограничивает его применение в условиях высоких температур и износа. Это затрудняет использование титана для изготовления деталей, работающих при температурах выше 600 °С.
По словам исследователей, технология объемного легирования не позволяет достичь необходимых характеристик, поэтому чаще всего проблема решается путем нанесения на титан и его сплавы интерметаллидного покрытия. Это покрытие состоит из соединений алюминия с титаном, обладающих высокой термической стойкостью, низкой плотностью, высокой температурой плавления, а также устойчивостью к окислению и высокой твердостью.
Для улучшения свойств титана и повышения его работоспособности в экстремальных условиях, ученые продолжают исследовать различные методы улучшения жаростойкости и износостойкости материала, что позволит расширить область его применения и повысить эффективность технических систем, использующих титан и его сплавы.
В современных условиях для получения защитных покрытий на титане широко применяются различные методы, такие как напыление, осаждение и наплавка. Однако эти методы обладают недостатками: получаемые слои оказываются хрупкими, а высокие температуры и длительная обработка приводят к ухудшению прочностных характеристик материала.Один из специалистов предлагает новый подход к созданию защитных покрытий на поверхности титановых изделий. Его метод позволяет снизить негативное воздействие на структуру материала и сформировать каркасную структуру покрытия, состоящую из частиц интерметаллидов, разделенных алюмооксидным наполнителем. Это обеспечивает покрытию повышенную прочность, ударную вязкость, а также устойчивость к высоким температурам и износу.Исследователи отмечают, что одной из главных проблем при разработке покрытий с композиционной структурой является наличие пористости, недостаточная адгезия на границе "интерметаллид–оксид" и сложности в обеспечении равномерного распределения оксида внутри покрытия. Однако процесс формирования естественно-композиционной структуры покрытия может решить эту проблему сам по себе. Богданов пояснил, что основными трудностями при создании покрытий с композиционной структурой является пористость, недостаточная связь на границе раздела "интерметаллид–оксид", а также технологическая сложность по обеспечению равномерного распределения оксида в покрытии. Здесь же задача решается сама собой: естественно-композиционная структура покрытия формируется непосредственно в процессе получения.По мнению авторов, предлагаемая технология получения покрытия может быть успешно внедрена на базе уже существующих металлургических предприятий, где имеются стандартные литейные и термические участки.Исследование, проведенное специалистами ВолгГТУ, направлено на оценку функциональных свойств покрытий, включая их устойчивость к длительному высокотемпературному окислению, износостойкость и устойчивость к образованию трещин при тепловых ударах. Эти параметры играют важную роль в обеспечении долговечности материалов и конструкций.Планируется детальное изучение влияния различных факторов на характеристики покрытий, что позволит оптимизировать их использование в различных условиях эксплуатации. Кроме того, исследование было осуществлено при поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 24-29-00231. Это позволяет утверждать, что результаты работы будут иметь научную и практическую ценность, способствуя развитию современных технологий и материалов.Источник и фото - ria.ru
