Специалисты ВолгГТУ предложили технологию создания слоистых металло-интерметаллидных композиционных материалов с применением сварки взрывом.
Такие материалы, подобно природной ракушке, состоят из множества чередующихся, различных по свойствам тонких слоев и, по мнению авторов работы, могут в перспективе быть использованы в криогенном и теплообменном оборудовании в качестве теплозащитных барьеров, износостойких покрытий, жаропрочных и жаростойких материалов.
Как рассказали представители университета, часто в одном материале требуется сочетать довольно разные свойства, например, высокую прочность и низкую плотность, износостойкость и тепло- и электропроводность. Традиционные материалы редко могут обеспечить комплекс свойств, поэтому создаются композиционные материалы, состоящие из матрицы и распределенного в ней упрочняющего компонента.
В слоистых металло-интерметаллидных композитах металлические слои обеспечивают пластичность материала при комнатной температуре, а интерметаллидные – высокие значения предела прочности и текучести при повышенных температурах, а также необходимые функциональные свойства, например, жаро- и износостойкость.
Технология получения таких материалов, включающая операции сварки взрывом, обработки давлением и высокотемпературной термообработки, открывает возможности формирования слоистых материалов и покрытий из практически любого сочетания металлов и сплавов, способных образовывать интерметаллидные соединения. Предложенная технология позволит значительно сократить расход дефицитных и дорогостоящих материалов и может быть освоена на базе существующих металлургических предприятий, где имеются обычные прокатные и термические участки.
«В ходе проведенных исследований нами установлены оптимальные режимы сварки взрывом, обеспечивающие прочную связь между слоями титанового и никелевого сплавов, а также последующей термообработки, необходимой для синтеза интерметаллидных слоев требуемой толщины и состава», — рассказал один из авторов исследования доцент кафедры материаловедения и композиционных материалов ВолгГТУ Артем Богданов.
Исследование выполнено в рамках гранта РНФ № 21-79-10246 «Разработка научных основ формирования структуры и свойств, создаваемых с использованием энергии взрыва слоистых функционально-градиентных покрытий на основе легированных алюминидов никеля и хрома». В дальнейшем специалисты ВолгГТУ планируют оценить функциональные свойства металло-интерметаллидных композитов, в первую очередь их жаропрочность и стойкость к окислению.
По сообщению пресс-службы ВолгГТУ