Титановые сплавы в современном мире используются в различных компонентах самолетов и ракет, в судостроении, а также в зубных имплантатах и протезах. Учеными Пе́рмского национа́льного иссле́довательского политехни́ческого университе́та (ПНИПУ) найден способ повысить прочность и износостойкость изделий. Слой, нанесенный на поверхность материала с помощью ионно-плазменного азотирования, позволил укрепить его в 2,5 раза. Статья об исследовании была опубликована в журнале “Наука и технология трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов”.
“Титан характеризуется высокой устойчивостью 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 избежать необходимости замены детали, титановые сплавы делают прочнее различными методами: термической, химико-термической и электромагнитной обработкой”, — рассказывает аспирантка Ирина Соколова.
Сообщается, что в разработке новой технологии также участвовал аспирант Андрей Князев.
Исследователями были улучшены характеристики одного из титановых сплавов, который широко применяется для изготовления деталей и конструкций, работающих при температурах от -70 до 500 градусов Цельсия. А помог это осуществить современный метод ионно-плазменного азотирования. В процессе обработки изменяется структура поверхности материала: на ней образуется слой, повышающий твердость и износостойкость металла. Он никак не влияет на форму изделия.
“Во время обработки ионы азота ускоряются под действием электрического поля и бомбардируют поверхность металла. Азот активно “проникает” в кристаллическую решетку сплава на глубину 45 мкм – тоньше человеческого волоса. После обработки мы исследовали микроструктуру и твердость поверхности металла. При увеличении на ней была видна тонкая нитридная зона толщиной 2-3 мкм. Исследование показало, что обработка увеличила прочность материала в 2,5 раза”, — поясняет доцент, доктор технических наук Светлана Порозова.
Известно, что в настоящее время установка и технология уже внедрены на одном из промышленных объектов.
Новая разработка специалистов, как отмечается, была реализована совместно с компанией «Ионные технологии».
