Технологию семикратного увеличения прочности изделий из титана и нержавеющей стали представили ученые НИТУ «МИСиС» совместно с французскими коллегами. По словам разработчиков, им впервые в мире удалось объединить две технологии обработки металлов, считавшиеся несовместимыми, и благодаря этому добиться резкого улучшения свойств материалов. Результаты исследования опубликованы в журнале Surface and Coatings Technology.

Во многих отраслях современной промышленности производство ответственных изделий, рассчитанных на высокие нагрузки, требует от металлов улучшенных свойств — повышенной плотности и прочности, а также одновременно пластичности и коррозионной стойкости. Для подобной обработки сегодня, по словам специалистов, широко применяется метод горячего изостатического прессования (ГИП).

Однако уплотнение методом ГИП не давало прежде серьезных результатов при обработке материалов, получаемых популярной технологией холодного газодинамического напыления. Эта технология, по словам ученых, сегодня становится одной из ключевых для авиа- и автомобилестроения, электротехники и медицины, так как позволяет «выращивать» уникальные изделия с заданной структурой.

Ученым НИТУ «МИСиС» впервые в мире удалось найти параметры обработки металлов, позволяющие совместить эффект обоих методов, и тем самым резко увеличить полезные характеристики получаемых материалов.

«Мы применили ГИП для материалов, которые ранее не рекомендовались к подобной обработке, так как они имеют рыхлую поверхность из-за наличия открытых пор. Особым образом нанеся на рыхлое изделие тонкий слой из того же металла, мы получили своего рода герметичную капсулу, которая позволяет успешно применять ГИП. Благодаря такой обработке пористость уменьшилась более чем в два раза, прочность на сжатие выросла на 25 процентов, а главное — многократно выросла прочность на разрыв», — рассказал руководитель программы «Аддитивные технологии для производственной отрасли iPhD» НИТУ «МИСиС» Владимир Чеверикин.

В частности, прочность на разрыв нержавеющей стали и чистого титана возросла приблизительно в семь раз. Наиболее впечатляющие результаты получены для сплава титана и алюминия Ti6AL4V, прочность на разрыв которого увеличилась в 28 раз. Улучшение механических свойств обеспечивается диффузией материала и изменением его микроструктуры, объяснили ученые.

Исследование проводилось совместно с учеными из университета Лиона (Франция). Опираясь на полученные результаты, научный коллектив планирует разработать новые материалы для медицинской отрасли.