Ученые повысили эксплуатационные характеристики изделий из никелевых суперсплавов

Учёные Университета МИСИС предложили усовершенствованную технологию нанесения защитных покрытий на никелевые суперсплавы, применяемые в аэрокосмический, энергетической и машиностроительной отраслях. Методика значительно продлевает срок службы изделий и снижает их износ более чем в 3 раза.

Чтобы улучшить характеристики и срок службы жаростойких суперсплавов на основе алюминида никеля (NiAl), ученые НИТУ МИСИС применили метод электроискрового легирования (ЭИЛ) и электроды из околоэвтектического сплава Zr-Ni.

«К преимуществам технологии электроискрового легирования относятся: высокая адгезия формируемых покрытий, возможность локальной обработки крупногабаритных изделий, относительная простота технологического процесса, автоматизация процесса и низкая энергозатратность. Метод отличается высокой экологичностью и может быть отнесен к “зеленым” технологиям. Кроме того, ЭИЛ имеет большие перспективы для ремонта дорогостоящих деталей», — рассказал д.т.н. Евгений Левашов, заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий, директор Научно-учебного центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (НУЦ СВС) МИСИС-ИСМАН.

Ученые установили, что в зависимости от выбранной полярности подключения электродов из сплава ZrNi, на поверхности никелевого сплава формируются плотные бездефектные покрытия толщиной до 25 мкм, с твердостью 11,6-14,6 ГПА и модулем упругости 162-174 ГПа. Применение электроискровой обработки способствует повышению твердости сплава CompoNiAl-M5-3 в 1,4 - 1,8 раза, износостойкость от 3,3 до 16,2 раз, снижает коэффициент трения и повышает жаростойкость. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Surface Engineering and Applied Electrochemistry.

«Материалы, используемые в высокотехнологичных отраслях промышленности, должны отличаться высокой прочностью, улучшенными эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы. Результаты данного исследования показали, что электроискровые покрытия снижают износ суперсплавов более чем в 3 раза и повышают твёрдость и жаростойкость», - поделился к.т.н. Александр Кудряшов, ведущий научный сотрудник лабораторией «In situ диагностика структурных превращений» НУЦ СВС МИСИС-ИСМАН.

Сейчас готовятся испытания деталей из никелевых жаропрочных сплавов с электроискровыми покрытиями в ПАО «ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение».

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект № 0718-2020-0034).