Ученым из Московского национального технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») удалось в сотрудничестве со своими французскими коллегами увеличить в семь раз прочность изделий из титана и нержавеющей стали.

По словам авторов исследования, им впервые удалось объединить два несовместимых метода обработки металла, и тем самым добиться резкого улучшения свойств материала.

Во многих отраслях промышленности при производстве ответственных, высоконагруженных изделий требуются металлы с улучшенными свойствами, такими как более высокая плотность и прочность, пластичность и коррозионная стойкость. По мнению экспертов, горячее изостатическое прессование (ГИП) в настоящее время широко используется для этого вида обработки.

Однако эффект уплотнения HIP не давал серьезных результатов при обработке материалов, полученных ранее с помощью популярного метода холодного газодинамического напыления (CGDS). По мнению ученых, эта технология сейчас становится одной из ключевых для аэрокосмической, автомобильной, электротехнической и медицинской промышленности, поскольку позволяет «выращивать» уникальные продукты с заданной структурой.

Ученые НИТУ «МИСиС» первыми в мире определили параметры обработки металлов, позволяющие совместить действие обоих методов, что резко повысило полезные характеристики получаемых материалов.

«Мы применили HIP-обработку к материалам, которые ранее не рекомендовались для этого вида обработки, поскольку они имеют рыхлую поверхность из-за пористости материала. Путем нанесения тонкого покрытия из того же металла на рыхлый продукт в специальной Таким образом, мы получили своего рода герметичную капсулу, которая позволяет успешно применять HIP ».

«Такая обработка снизила пористость более чем вдвое, на 25 процентов увеличилась прочность на сжатие и, что самое главное, существенно увеличилась прочность на разрыв», - Владимир Чеверикин, старший научный сотрудник Центра термохимии материалов НИТУ «МИСиС», руководитель отдела аддитивных технологий производства отраслевой программе PhD, сказал.

Например, прочность на разрыв нержавеющей стали и чистого титана увеличилась почти в семь раз. Наиболее впечатляющие результаты были получены для титано-алюминиевого сплава Ti6AL4V, что привело к увеличению прочности на разрыв примерно в 28 раз. Ученые объяснили, что улучшение механических свойств объясняется диффузией материала и изменением микроструктуры.

В исследовании приняли участие ученые из Лионского университета (Франция). По результатам команда планирует разработать новые материалы для медицинской промышленности.