Элементы конструкций, сделанные из таких сплавов, смогут работать в агрессивной среде при повышенных нагрузках. А их стоимость будет меньше промышленных аналогов.
Учёные ННГУ имени Н.И. Лобачевского разработали сплавы, имеющие
рекордную прочность и коррозионную стойкость. Как сообщили разработчики, и цена нового материала будет ниже существующих промышленных аналогов.
Титановые сплавы — один из основных материалов, который применяется для изготовления изделий, работающих в агрессивных коррозионных средах. Они широко применяются в авиации, атомной и нефтехимической промышленности. Перспективным направлением считается применение сплавов титана в биомедицине: для изготовления протезов и имплантов.
Заведующий лабораторией диагностики материалов
Научно-исследовательского физико-технического института ННГУ Алексей Нохрин рассказал, что обычно задача повышения коррозионной стойкости титанового сплава решается путём сложного легирования материала такими редкими металлами как рутений или палладий. Это, естественно, приводит к резкому увеличению стоимости сплава.
А для повышения прочности титановые сплавы подвергают большим деформациям, что позволяет сформировать в них очень малое субмикронное зерно. Но такой подход не подходит для сплавов, работающих при высоких температурах, например, в авиации и атомной энергетике, — рассказывает Алексей Нохрин.
Ученые университета Лобачевского сумели решить обе задачи совершенно новым способом.
Они применили метод высокоскоростного электроимпульсного («искрового») плазменного спекания. Нагрев порошков проходил путем
пропускания через них импульсов тока большой мощности и одновременного давления.
Такой способ производства обеспечил самопроизвольное легирование титановых сплавов: они насыщались углеродом из графитовых пресс-форм, в которых спекались. Насыщение титанового сплава при искровом плазменном спекании оказалось аномально интенсивными, что и привело к резкому повышению характеристик.
Короззионная стойкость оказалась в несколько раз выше существующих аналогов, а пределы прочности и твёрдости превысили показатели существующих аналогов в полтора–два раза. При этом ученым удалось одновременно обеспечить и высокую пластичность сплавов.
Однородная высокоплотная структура сформирована была в трёх видах титановых сплавов: титан ВТ1-0, который применяется в биомедицине; сплав ПТ-3В — в атомной энергетике; сплав ВТ-6 — в авиации.
Добавим, что Работы проводились в рамках президентского гранта. Полученные результаты были опубликованы в журнале Metals, входящем в первый квартиль баз Scopus и Web of Science по направлению Metals and
Alloys.
Напомним, ректор университета Лобачевского Елена Загайнова рассказала NN.DK.RU о том, с какими задачачами и результатами подходит вуз к своему 105-летию.