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 Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Ученые обнаружили, что дубы выработали эффективную стратегию, позволяющую им защищаться от пожирающих молодую листву гусениц — если предыдущий весной деревья сильно пострадали от их нашествия, то на следующий год почки распустятся на три дня позже. Трехдневной задержки достаточно, чтобы резко снизить выживаемость гусениц.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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