В Перми узнали, как повысить скорость и качество обработки новых титановых сплавов
Сплавы на основе титана широко применяют в авиастроении. Этот материал отличается высокой прочностью, но предполагает трудоемкую обработку. Во время резания его поверхность деформируется — увеличивается шероховатость, меняется микроструктура и сильно изнашивается рабочий инструмент. Сейчас для получения более совершенных деталей исследуют сплавы с ультрамелкозернистой структурой. Процесс их резания отличается от стандартных крупнозернистых, и необходим правильный подбор параметров. Ученые Пермского Политеха выяснили, какие факторы обеспечивают нужное качество получаемых изделий из титана. Результаты повышают скорость обработки материала и уменьшают износ инструмента.
Статья опубликована в журнале «Наукоемкие технологии в машиностроении». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Структура большинства металлов состоит из кристаллов (зерен) различной геометрической формы, которые можно рассмотреть под микроскопом. В ультрамелкозернистых сплавах их размер менее одного микрометра. По сравнению со «стандартными» крупнозернистыми, их сопротивление усталости выше, они более прочные, твердые и износостойкие.
От выбранных режимов и условий резания титановых сплавов зависит качество итоговой поверхности детали и износ режущего инструмента. Получение новых высококачественных материалов может решить проблемы с их обрабатываемостью. При этом пока недостаточно изучено, как их повышенная прочность и твердость влияют на процесс обработки.
Ученые Пермского Политеха провели комплексные исследования и определили наиболее рациональные параметры обработки титана с ультрамелкозернистой структурой, которые позволяют добиться необходимого качества поверхности изделия.
Политехники исследовали, как параметры резания, такие как скорость, глубина и подача, влияют на шероховатость, остаточные напряжения, микротвердость и микроструктуру поверхностного слоя с обычной крупнозернистой и ультрамелкозернистой структурой. Эксперименты с образцами проводили с восемью различными режимами и выявили наиболее оптимальные для лучшей обработки нового типа титана.
«Результаты показали, что наименьшая шероховатость достигается с большей скоростью резания, тогда как для сплава с крупными зернами такой режим не подходит, скорость должна быть меньше. Этот фактор позволит в 1,5 раза повысить производительность механической обработки титана. Влияние же подачи и глубины резания незначительно», – рассказывает Михаил Песин, декан механико-технологического факультета ПНИПУ, доктор технических наук.
Политехники отмечают, что применение любого режима не приводит к повреждениям слоя. Микроструктура сплава остается однородной и без признаков перегрева. Это говорит о возможности бездефектного применения повышенных скоростей.
«Также замечено, что при обработке титанового сплава с ультрамелкозернистой структурой на 15-20 процентов снижаются вибрации, шум и мощность резания по сравнению с обработкой крупнозернистого», – добавляет Михаил Песин.
Ученые Пермского Политеха доказали перспективу применения новых титановых сплавов для современных газотурбинных установок ПД14 и ПД35. Они имеют лучшую обрабатываемость, чем те, что применяют сейчас для деталей авиадвигателей. Рекомендованные в исследовании режимы резания повысят скорость их механической обработки и значительно уменьшат износ режущего инструмента.
Telegram 
Дзен 
VK Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.
Королевская обсерватория в Гринвиче определила призеров ежегодного конкурса «Астрономический фотограф года». Победителем стал фотограф Али Аль-Обейдли, представивший детализированный снимок туманности Акула, напоминающей ожившего хищника.
Во время раскопок в провинции Хэнань обнаружили скелет женщины, умершей между 1298 и 1404 годами. На ее черепе ученые увидели необычно широкую, грушевидную апертуру носа и обширные повреждения носовых костей. Характер травм показал, что она получила их при жизни, а раны со временем зажили. Женщина, вероятно, подверглась карательной ампутации носа. Если данные подтвердятся, эта находка станет первым известным археологическим свидетельством такого наказания в Китае.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Тренды здорового питания постоянно меняются, в том числе на основе научных исследований. Когда-то публика панически боялась жиров, но их реабилитировали. Гарвардская пирамида здорового питания рисовала сложные углеводы в основании пирамиды, а теперь они переместились к вершине. Возможно, и современную моду на приоритет белка придется пересмотреть.
При выборе между возможной выгодой и риском в коре головного мозга разворачивается противостояние двух независимых нейронных узлов. Нейробиологи подключились к мозгу напрямую и зафиксировали эту борьбу в реальном времени. Исследование помогло объяснить физическую природу сомнений и скрытую анатомию выбора.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
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