Разработка позволяет получить цельный материал, у которого лицевая сторона твердая, а тыльная остается пластичной.
Москва, 6 мая - ИА Neftegaz.RU. Специалисты Московского авиационного института (МАИ) предложили технологию обработки титановых сплавов, придающую материалу способность эффективно поглощать высокоскоростные удары при меньшей массе по сравнению с аналогами.
Об этом сообщили в пресс-службе вуза.
Доцентка образовательного центра Новые материалы и производственные технологии МАИ О. Гвоздева пояснила суть полученного эффекта. По ее словам, у готового изделия лицевая сторона, принимающая удар, приобретает повышенные прочность и твердость, тогда как обратная сторона, напротив, сохраняет низкую прочность и твердость. Это тормозит развитие трещин. Монолитный образец, подчеркнула она, сочетает свойства, характерные обычно для слоистых сэндвич-конструкций из разнородных компонентов. Именно плавное изменение структуры от слоя к слою обеспечивает материалу высокую динамическую стойкость.
Ключевое решение - обратимое легирование титана водородом. Исследователи организовали процесс так, чтобы водород проникал в заготовку только с одной стороны, а затем удалялся из нее при вакуумной обработке. Регулируя температуру и продолжительность операции, можно точно задавать глубину диффузии водорода и управлять фазовыми, а также структурными превращениями. Таким образом целенаправленно формируется требуемая неоднородная структура.
Подход ученых МАИ выгодно отличается от традиционных многослойных защитных систем (например, триплекса из керамики, стали и полимера), в которых неизбежны границы раздела и опасность расслоения. Новый материал монолитен, что исключает разрушение по стыкам слоев и упрощает конструкцию. Одновременно достигается высокая стойкость к высокоэнергетическим нагрузкам при сниженной массе.
Как полагают разработчики, замена обычных материалов на титановые сплавы с градиентной структурой повысит защищенность автомобилей, авиационной техники и надводных судов. При этом избыточная масса брони не будет ухудшать управляемость и грузоподъемность.
В рамках текущего этапа проекта получены и успешно испытаны первые опытные образцы. Дальнейшая работа будет направлена на совершенствование технологии, в том числе на снижение себестоимости производства. Исследованием занимается коллектив образовательного центра Новые материалы и производственные технологии МАИ при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда.
Титановые сплавы широко востребованы в авиастроении, космонавтике и транспортном машиностроении благодаря высокой удельной прочности и коррозионной стойкости. Градиентные структуры позволяют реализовать в одном изделии противоречивые механические характеристики, что особенно ценно для элементов, предназначенных для поглощения энергии удара.
Автор: А. Шевченко