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 (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0257897220314067).

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. 

Справка о НИТУ «МИСиС»

НИТУ «МИСиС» - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях «Инжиниринг–Горное дело» (рейтинг QS) и «Инжиниринг-Металлургия» (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ «МИСиС» в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ «МИСиС» к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации:  материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В НИТУ «МИСиС» учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% – это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные  ученые. НИТУ «МИСиС» успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.