Ученые предложили технологию защиты материалов для авиастроения

МИСИС, 21 марта 2024 года

Ученые Университета МИСИС предложили метод нанесения покрытия, защищающего жаропрочные сплавы от окисления при температурах до 850°C. Технология позволит избежать дефектов и при дальнейшем внедрении в производство материал продлит долговечность лопаток турбин и авиационных двигателей в экстремальных условиях эксплуатации.

«Россия — одна из ведущих стран в области космо- и авиастроения. Развитие этих отраслей — задача государственного масштаба: создание новых материалов и технологий для космоса и авиации имеет ключевое значение для обеспечения технологического суверенитета страны. Ученые научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза МИСИС-ИСМАН под руководством д.т.н., профессора Евгения Александровича Левашова разработали новый метод нанесения покрытия на детали из жаропрочных сплавов, который позволит продлить срок эксплуатации узлов и конструкций, а также обеспечить их работу в экстремальных условиях», — сказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова. 

В авиастроении традиционно применяются жаропрочные сплавы на основе интерметаллида, состоящего из титана и алюминия, благодаря их стойкости к окислению и низкой плотности. Однако производство деталей из таких сплавов существенно затруднено из-за сложной обработки подобных материалов. В настоящее время наиболее перспективный аналог — сплав на основе орторомбического интерметаллида из титана, алюминия и ниобия (Ti-Al-Nb). Но несмотря на высокие механические характеристики, этот сплав обладает более низкой стойкостью к окислению, что ограничивает его применение при высоких температурах.

Для решения этой задачи исследователи НИТУ МИСИС применили импульсно-дуговой метод вакуумного бесконтактного плавления гранульных слоев для формирования защитного покрытия на сплаве Ti-Al-Nb. Используя гранулы Ti-Al-Nb сплава с повышенным содержанием алюминия, ученые смогли проконтролировать состав осаждаемого слоя.

«Технология позволяет формировать покрытие с высоким содержанием алюминия, обеспечив превосходное сцепление с основным материалом благодаря сходству химического состава и структуры. Покрытие обладает высокой устойчивостью к окислению при сохранении оптимальных механических характеристик основного материала, благодаря чему предложенный метод — потенциальный кандидат для внедрения в различные отрасли промышленности, включая энергетику и ракетостроение», — рассказал к.т.н. Константин Купцов, старший научный сотрудник Научно-учебного центра самораспростра­няющегося высокотемпера­турного синтеза МИСИС-ИСМАН.

Метод вакуумного бесконтактного плавления позволил создать прочное покрытие с высоким содержанием алюминия, что обеспечило повышенную устойчивость к окислению при высоких температурах до 850°C. Подробности исследования описаны в научном журнале Coatings (Q2).

«После окисления при 850°C, на покрытии формируется тонкий слой защитного оксида толщиной всего 1,5 мкм. После 100 часов нагрева этот слой практически не изменился, что позволяет нам сделать вывод о том, что разработанное покрытие способно защищать материал при длительном использовании и высоких температурах», — отметил научный сотрудник НУЦ СВС МИСИС-ИСМАН Александр Шевейко.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 22-29-00757).



 


Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз страны в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Опираясь на вековые традиции признанных в России и мире научных школ, современные образовательные технологии, университет ставит перед собой задачу внести максимальный вклад в развитие экономики за счет прорывных разработок и качественной подготовки специалистов. В научно-исследовательской деятельности Университет МИСИС концентрируется на таких приоритетных направлениях, как металлургия, горное дело, материаловедение, квантовые технологии, биоматериалы и биоинженерия, альтернативная энергетика, аддитивные и информационные технологии.
В вузе действует порядка 45 научно-исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. В состав университета входит 7 институтов и 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В вузе более 23 000 обучающихся, 25% студентов – граждане 86 стран. Университет МИСИС сотрудничает более чем с 1600 крупнейшими компаниями России и мира – лидерами в своих отраслях.


Сообщения компаний:

Геоскан будет реализовывать инициативы по БАС в Республике Конго
ГК "Геоскан"

«Казань - Фергана»: новый рейс Nordwind Airlines
АО "Международный аэропорт "Казань"

ОДК представила энергетические решения для развития промышленности стран Африки
АО "ОДК"

AZUR air будет выполнять рейсы на Пхукет из 13 городов России в зимнем сезоне 2026/2027
Авиакомпания AZUR air

В Ростехе рассказали о рождении ребенка на борту вертолета НССА
Госкорпорация Ростех

Компания Smart Technic получила сертификат соответствия на выполнение периодического ТО воздушных судов Боинг 737NG
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Аэрофлот создал коллекцию дорожных аксессуаров совместно с российским брендом Arny Praht
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан представил беспилотные решения для лесного хозяйства сибирским специалистам
ГК "Геоскан"

НССА Ростеха спасла в этом году уже более 10 тысяч человек
Госкорпорация Ростех

Команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» приступила к расшифровке культурного кода Китая
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэрофлот открыл интерактивную арт-выставку в международном аэропорту Шереметьево
ПАО "Аэрофлот"

Как заправляют самолеты: водитель аэродромного топливозаправщика стал героем видеопроекта о профессиях в нефтяной отрасли
АО "Газпромнефть-Аэро"

В МАИ разрабатывают методику оценки допустимых повреждений лопаток авиадвигателей
Московский авиационный институт

Еще одна авиакомпания присоединится к полетной программе из Красноярска в Таиланд
Международный аэропорт Красноярск

В аэропорту Краснодара прошли масштабные аварийно-спасательные учения
Международный аэропорт Краснодар

«Победа» первой в России выпустила кожаные рюкзаки из чехлов авиационных кресел
Авиакомпания "Победа"

«Счастливые выходные» с Аэроэкспрессом: целый месяц по субботам и воскресеньям билеты в аэропорт и обратно будут на 30% выгоднее
ООО "Аэроэкспресс"

Як-130М научили бить высокоточным оружием с лазерным наведением
Госкорпорация Ростех

Международный аэропорт Владивосток и S7 Airlines открывают прямое авиасообщение с Гуанчжоу
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Международный аэропорт «Казань» перешёл на зимнее расписание: запланировано открытие новых рейсов
АО "Международный аэропорт "Казань"