Ученые повысили эксплуатационные характеристики изделий из никелевых суперсплавов

Учёные Университета МИСИС предложили усовершенствованную технологию нанесения защитных покрытий на никелевые суперсплавы, применяемые в аэрокосмической, 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, износостойкости 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.

В ближайшее время детали из никелевых жаропрочных сплавов с электроискровыми покрытиями пройдут испытания на предприятиях ОДК.

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

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»