• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16.12.2021
ПНИПУ
1
1 505

В Пермском Политехе повысили прочность сплава для ракет и медицинских имплантатов

4.5

Из титановых сплавов сегодня создают элементы самолетов и ракет, их используют в судостроении, применяют в составе зубных имплантатов и протезов. Ученые Пермского Политеха нашли способ повысить прочность и износостойкость изделий. Слой, нанесенный на поверхность материала с помощью ионно-плазменного азотирования, позволил укрепить его в 2,5 раза.

В Пермском Политехе повысили прочность сплава для ракет и медицинских имплантатов / ©Getty images

Результаты работы исследователи опубликовали в журнале «Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов» (в печати) и в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика». Разработку реализовали совместно с компанией «Ионные технологии».

«Титан отличается высокой стойкостью к коррозии, жаропрочностью и малым весом. Но, помимо полезных свойств, у этого материала есть и недостатки: он не обладает высокой прочностью и быстро изнашивается, подвержен налипанию и трению. Чтобы деталь не пришлось заменять, титановые сплавы делают прочнее с помощью различных способов: термической, химико-термической и электромагнитной обработки», – рассказывает аспирант кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха Ирина Соколова.

Микроструктура образца (х50) / ©Пресс-служба ПНИПУ

В разработке также принял участие аспирант кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Андрей Князев. Исследователи улучшили характеристики одного из титановых сплавов, который широко применяется для изготовления деталей и конструкций, работающих при температурах от –70 до 500 градусов Цельсия. Для этого они использовали современный метод ионно-плазменного азотирования. При обработке структура поверхности материала изменяется: на ней образуется слой, который повышает твердость и износостойкость металла, не влияя на форму изделия.

«В процессе обработки ионы азота ускоряются за счет электрического поля и бомбардируют поверхность металла. Азот активно «внедряется» в кристаллическую решетку сплава на глубину 45 мкм – тоньше человеческого волоса. После обработки мы исследовали микроструктуру и твердость поверхности металла.

Микроструктура образца (х100) / ©Пресс-служба ПНИПУ

При увеличении на ней можно увидеть тонкую нитридную зону толщиной 2–3 мкм. Исследование показало, что обработка позволила повысить прочность материала в 2,5 раза», – поясняет научный руководитель исследовательницы, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха, ведущий научный сотрудник Научного центра порошкового материаловедения, доктор технических наук, доцент Светлана Порозова.

По словам ученых, процесс азотирования известен давно, но оборудование и технология постоянно совершенствуются. Ионно-плазменное азотирование относится к наиболее современным методам и обеспечивает экологически чистый и безвредный процесс.

Аспирант кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха Ирина Соколова / ©Пресс-служба ПНИПУ

Сейчас в России наблюдается высокий спрос на увеличение срока службы деталей, поясняют исследователи. Разработка позволит улучшить качество деталей и повысить их конкурентоспособность, в том числе на зарубежном рынке. Внедрить технологию в производство можно довольно быстро, за 3–5 месяцев. Обработку применяют на конечной стадии изготовления деталей, поэтому технологические процессы не нужно менять.

Установку и технологию ученых Пермского Политеха уже внедрили на одном из промышленных предприятий. Сейчас разработчики проводят научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для других компаний. Кроме того, в 2020 году разработчики победили в акселераторе Челябинского трубопрокатного завода, который входит в десятку крупнейших отечественных производителей трубной продукции. Проект пермских ученых включили в число лучших среди более чем 300 российских и зарубежных команд.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
11 часов назад
Даниил Кузнецов

К осени 2022 года редакция Naked Science осмотрелась вокруг и решила, что настала пора запустить цикл статей об искусственном интеллекте. Мы начинаем с большой статьи, подзаголовком которой могла бы стать фраза «краткое введение в историю ИИ — от средневековых монахов до глубокого обучения».

10 часов назад
Сергей Васильев

Считается, что Луна появилась из вещества, которое было выброшено в космос в результате столкновения Земли с крупным небесным телом. Новая детальная симуляция той древней катастрофы продемонстрировала, что этот процесс мог занять не больше нескольких часов.

Вчера, 20:31
Никита Логинов

Микробиологи решили одну из давних проблем пивоварения — сделали вкус пива устойчивым к высокому давлению при варке. Для этого пришлось углубиться в ДНК пивных дрожжей и отредактировать код, связанный с насыщенностью вкуса.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

3 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

А почему только допирование N? Я думаю С и/или N даст более жаропрочные и износостойкие материалы)
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: