Титановые детали прослужат в 1,5 раза дольше: новое покрытие волгоградских ученых

Детали из титана, которые используют в авиастроении, энергетике и автомобилестроении, начнут служить значительно дольше. Волгоградские ученые разработали способ защиты титановых поверхностей от износа с помощью специального покрытия на основе соединений титана, меди и никеля. При температуре 600 градусов такое покрытие повышает износостойкость деталей в 1,5 раза по сравнению с обычным титаном.

Проблема в том, что титан, несмотря на высокую прочность и устойчивость к коррозии, быстро изнашивается в узлах трения, где детали движутся относительно друг друга. Металл склонен к схватыванию практически с любыми материалами, из-за чего на поверхности появляются глубокие царапины и вырванные куски металла, называемые задирами. Это приводит к быстрому выходу деталей из строя. Существующие износостойкие покрытия имеют недостаток: они хрупкие при низких температурах и обладают низкой вязкостью при комнатной температуре.

Ученые Волгоградского государственного технического университета создали новое покрытие в два этапа. Сначала они приварили медно-никелевый сплав к титановой подложке с помощью взрыва, что обеспечило прочное соединение между слоями. Затем заготовку подвергли лазерной обработке, которая перемешала титан, медь и никель, образовав новые соединения и создав однородную структуру покрытия.

Результаты испытаний показали значительное улучшение характеристик. При комнатной температуре новое покрытие превосходит обычный титан по износостойкости в 2,5 раза, а при 600 градусов в 1,5 раза. Кроме того, покрытие прочно сцепляется с подложкой: оно не отслаивается и не трескается даже при экстремальных условиях. По словам доцента кафедры материаловедения ВолгГТУ Артема Богданова, лазерная обработка улучшила прочность и износостойкость благодаря однородной структуре покрытия.

Технология объединяет преимущества двух методов: сварка взрывом обеспечивает надежное соединение слоев, а лазерная обработка создает однородное покрытие с улучшенными свойствами. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Journal of Manufacturing and Materials Processing, что подтверждает значимость разработки для мировой науки.

В ближайшем будущем ученые планируют адаптировать технологию для сложнолегированных титановых сплавов. Это позволит расширить область применения титана в промышленности и увеличить разнообразие выпускаемых изделий. Исследование финансируется Российским научным фондом в рамках проекта поддержки фундаментальных научных исследований.

Разработка волгоградских ученых может оказать значительное влияние на промышленность, так как титан широко применяется в критически важных отраслях. Повышение долговечности титановых деталей снизит затраты на их замену и повысит надежность оборудования, работающего в условиях высоких температур и трения.

Главный редактор

Андрей Вагнер

Журналист, главный редактор EVO-NEWS. Пишет об экономике, обществе и главных событиях дня.

Все материалы →