Найден способ получения деталей для самолетов без дефектов
Алюминиевые сплавы с магнием, литием и цирконием часто используют в авиационной отрасли и других областях производства. Они обладают уникальными свойствами: низкой плотностью, высокой упругостью и стойкостью к коррозии. Из них изготовляют легкие и тонкие конструкции для летательных аппаратов. Однако в процессе сварки в соединениях могут появляться дефекты в виде пор. Ученые Пермского Политеха нашли способ получения бездефектных тонкостенных сварных соединений из алюминиевых сплавов.
Получение бездефектных соединений сваркой высококонцентрированными источниками энергии в вакууме позволит повысить качество тонких конструкций из алюминиевых сплавов в авиационной промышленности и безопасности. Это поможет обеспечить технологический суверенитет России.
Результаты работы ученые опубликовали в журнале Materials (2022). «Славы на основе алюминия, магния и лития с добавками циркония сегодня используют в авиастроении и других сферах промышленности. Они отличаются высокой упругостью и стойкостью к коррозии, свариваемостью и пониженной плотностью. Однако трудности сварки тонкостенных конструкций из алюминиевых сплавов связаны с тем, что на их поверхности образуется рыхлый оксидный слой.
Он поглощает влагу, водород и другие газы, которые взаимодействуют с жидким металлом при сварке. При переходе металла из жидкого состояния в твердое растворимость газа в металле резко падает. Если газовые пузыри не успевают всплыть после кристаллизации металла и остаются в нем, это приводит к образованию дефектов», — рассказывает одна из разработчиков, доцент кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского Политеха, кандидат технических наук Елена Федосеева.
Удаление оксидной пленки с поверхности материалов снижает количество пор, но этого недостаточно для полного отсутствия дефектов. Чтобы избежать их возникновения, специалисты некоторых предприятий проводят термовакуумную обработку материала перед сваркой. Она предположительно позволяет изменить состав материалов и снизить концентрацию водорода в основном металле. С помощью этого метода можно повысить качество исходного материала и снизить его пористость.
«Водород может попадать в зону сварки не только из алюминия, но и из сварочного материала и защитного газа. Оптимальным способом «соединения» алюминиевых сплавов является электронно-лучевая сварка. Ее проводят с помощью высококонцентрированного источника энергии в вакуумной камере. Этот метод позволяет очистить поверхность металла от газов без применения дополнительных средств», — объясняет руководитель проекта, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского Политеха, ведущий научный сотрудник Центра аддитивных технологий центра коллективного пользования, доктор технических наук, доцент Татьяна Ольшанская.
Пермские ученые впервые оценили совместное влияние исходного материала, термовакуумной обработки и технологий сварки сплавов на возникновение пор. Они провели металлографический анализ, исследовали состав сплавов и сварных швов. С помощью термодинамических расчетов разработчики определили, как формируются упрочняющие фазы в металле после термовакуумной обработки и без нее при различных способах сварки. Они установили, что такая обработка, закалка и старение не влияют на состав сплава, но распределение упрочняющих фаз происходит более равномерно.
Результаты исследования показали, что электронно-лучевая сварка позволяет избежать образования пор наиболее эффективно, в отличие от сварки методом MIG, при которой используют инертный газ. Применение термовакуумной обработки перед сваркой обоими способами помогает получить однородный по твердости металл. Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Telegram 
Дзен 
VK Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно