Ученые повысили рабочие характеристики изделий из никелевых суперсплавов

В МИСИС представили улучшенную технологию защиты никелевых суперсплавов. Эти сплавы используются в аэрокосмической отрасли, а также в энергетической и в машиностроении. Новая технология благодаря нанесению защитного покрытия сокращает износ более чем втрое, за счет чего возрастает срок службы изделий.

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 (на фото), ведущий научный сотрудник лаборатории «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).

25.06.2024