Разработана экологичная технология упрочнения титановых сплавов

У титана есть множество достоинств: стойкость к коррозии, жаропрочность и малый вес. Но помимо них металл обладает и недостатками. Он быстро изнашивается, подвержен трению и налипанию. Поэтому титановые сплавы обычно упрочняют посредством термической, химико-термической или электромагнитной обработки.

В ходе работы пермские учёные улучшили свойства одного из титановых сплавов, который часто применяется для изготовления целого ряда деталей и конструкций, функционирующих в широком диапазоне температур — от -70 до +500°C. Для повышения прочности сплава использовался метод ионно-плазменного азотирования. Технология позволяет изменить структуру поверхности сплава: сформировать на ней особый слой, который улучшает твёрдость и износостойкость, не влияя при этом на форму материала.

«В процессе обработки ионы азота ускоряются за счет электрического поля и бомбардируют поверхность металла. Азот активно «внедряется» в кристаллическую решетку сплава на глубину 45 мкм – тоньше человеческого волоса. После обработки мы исследовали микроструктуру и твердость поверхности металла. При увеличении на ней можно увидеть тонкую нитридную зону толщиной 2–3 мкм. Исследование показало, что обработка позволила повысить прочность материала в 2,5 раза», — поясняет профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха, ведущий научный сотрудник Научного центра порошкового материаловедения, доктор технических наук, доцент Светлана Порозова.

Как пояснили учёные, ионно-плазменное азотирование является наиболее современной и экологичной технологией, которую можно совершенствовать. Технология, предложенная исследователями, уже была внедрена на одном из промышленных предприятий и сейчас проходит испытания для применения в других компаниях.