Разработка технологии для наплавки интерметаллидных сплавов системы титан-алюминий
титан алюминий интерметаллиды жаростойкость износостойкость легирование модифицирование
Титан и его сплавы являются объектом исследования ученых на протяжении многих лет — это связано с уникальным комплексом свойств титановых сплавов. Высокая прочность и низкая пластичность (не более 4,5 г/〖см〗^3) делают его незаменимым в авиационно-космической, химической и нефтехимической промышленности, машиностроении, а также в приборостроении.
Однако недостатком титана является высокая химическая активность при нагреве выше 350 ℃. Предельная температура эксплуатации современных титановых сплавов находится в пределе 450–550 °C. Решением этой проблемы стало применение сплавов системы Ti-Al обладающих высокими показателями удельной прочности, жаростойкости и коррозионной стойкости. Алюминиды титана могут успешно применяться в деталях и узлах работающих при температуре до 850 °C.
Ограничения при производстве и эксплуатации алюминидов титана связаны с низкой пластичностью (относительное удлинение 1,5% (в литом состоянии) и 5-6 % (в деформированном состоянии)) при комнатных температурах. При температурах близких к комнатной невозможна пластическая деформация так как движение дислокаций заблокировано из-за сильно развитых ковалентных связей. В результате этого происходит скопление деформаций и зарождение микротрещин, что приводит к хрупкому разрушению интерметаллида. Повышение пластичности алюминидов титана можно достичь путем легирования, модифицирования, термообработки и управления тепловыми процессами при наплавке интерметаллидного сплава.
Известно, что надежность и долговечность работы деталей и узлов различных конструкций определяется свойствами материалов, из которых они сделаны. Однако многие эксплуатационные характеристики изделий такие как: износостойкость, коррозионная стойкость, жаростойкость и т.д. определяются свойствами поверхности. Учитывая недостатки: титана и алюминидов титана, а также методы повышения свойств интерметаллидных сплавов можно рекомендовать интерметаллидные сплавы на основе системы титан-алюминий в качестве защитных покрытий на титан и титановые сплавы. Это позволит расширить область применения изделий из титана и сплавов на его основе.
Основными заказчиками могут быть предприятия занимающиеся изготовлением газотурбинных двигателей (ПАО Кузнецов, Казанский моторостроительный завод, ОАО УМПО, ОАО Авиадвигатель, АО ОДК и др.). Дополнительными заказчиками могут быть предприятия химической и нефтегазодобывающей отрасли (Куйбышев Азот, Тольятти Азот, СИБУР и др.) так как в жизненном цикле этих предприятий присутствует много цветных металлов таких как никель, алюминий, титан и др. Основное направление технологии - нанесение защитных покрытий на изделия из титана и его сплавов.
Интерметаллидные сплавы системы титан-алюминий имеют низкую плотность, что положительно сказывается на весе конструкции и в случае применении технологии в авиации это позволит снизить вес газотурбинного двигателя. Также повышенная коррозионная стойкость покрытия позволяет использовать технологию для нанесения защитных покрытий для деталей и узлов работающих в агрессивных средах (например нефть, формальдегидная вода, демитилдиоксан).
Применение разработанной технологии повысит ресурс работы лопаток ГТД из титана в 2-3 раза. Также данная технология будет восстанавливать изношенные наплавленные покрытия или восстанавливать лопатки, изначально изготовленные из интерметаллидных сплавов системы Ti-Al, что повысит экономический эффект на 50 %. Также возможно нанесение интерметаллидных покрытий системы титан-алюминий на детали трубопроводов работающих в условиях агрессивных сред (насосы, переходы, сосуды, фланцы и т.д.)
Александр
Бочкарев
Геннадьевич
Руководитель
Отсутствует
Отсутствует
Y-1388-2018
57195410993
825785
РОССИЯ
Александр
Бочкарев
Геннадьевич
Руководитель
РОССИЯ
81.35.29
Сварка и наплавка при ремонтных работах
55.22.19
Металлические покрытия
81.35.27
Наплавка
53.49.15
Структура и свойства цветных металлов и сплавов и композиционных материалов на их основе
55.09.43
Композиционные материалы
02.05.QG
MATERIALS SCIENCE, COATINGS & FILMS
02.05.QH
MATERIALS SCIENCE, COMPOSITES
Александр
Бочкарев
Геннадьевич
Основной исполнитель проекта. Проведение экспериментов, анализ полученных результатов.
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИЯМ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
СЕРГЕЙ
ПОЛЯКОВ
ГЕННАДЬЕВИЧ
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Александр
Бочкарев
Геннадьевич
Физическое лицо
РОССИЯ