Ученые УрФУ разработали технологию создания жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана

Такие сплавы выдерживают рабочую температуру до 700 ℃ и легче аналогов из никеля или железа. Из них можно создавать изделия перспективных газотурбинных двигателей для авиационно-космической отрасли. 

Ученые разработали технологию создания изделий и напечатали образцы. Фото: Родион Нарудинов/УрФУ.

Работу уральские специалисты ввели совместно с коллегами из Индийского института науки (Indian Institute of Science, Бангалор). Характеристики изделий из алюминида титана ученые описали в журнале Metallurgist.

Снижение веса изделий для авиационно-космической техники решит ряд задач: повысит экономичность, снизит вес, увеличит грузоподъемность летательных аппаратов. Одним из решений этих задач может стать использование в деталях двигателя и других компонентах жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана. 

Изделия из таких сплавов крайне прочные, выдерживают температуры до 700 ℃ и легче аналогов из железа и никеля, рассказал соавтор работы, доцент кафедры термообработки и физики металлов УрФУ Степан Степанов. 

«Сегодня умеют создавать детали из алюминидов титана, но традиционными технологиями из деформированных полуфабрикатов, прутков и так далее. Стандартная технология включает несколько этапов: получение заготовки, мехобработка, термическая обработка; и является не очень экономичной. Основная сложность при работе с интерметаллидами заключается в их низкой пластичности. И из них труднее изготавливать сложные детали при помощи обработки металлов давлением. Над решением этих задач мы и работали».

Фото: Родион Нарудинов/УрФУ.

Для изготовления образцов ученые заменили традиционный способ на аддитивный (печать на 3D-принтере). Порошок под заказ создал российский производитель, образцы также напечатали на отечественном 3D-принтере.

Как поясняют ученые, по новой технологии на изготовление детали уходит меньше времени (по сути, необходимо выполнить одну операцию — сплавление тонкого слоя порошка лазером); многократно повторяя, можно выращивать изделия сложной формы за счет нанесения новых слоев. Форма может быть практически любой, с точными размерами, которые затем не нужно подгонять.

На сегодня ученые создали образцы изделий с заданными характеристиками. Результаты испытаний не уступают разработкам мирового уровня в данной области материаловедения. Однако зачастую работы по данному направлению являются коммерческой тайной и описание новейших технологий, как правило, не публикуется в открытом доступе.