Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с коллегами из Уфы нашли способ увеличить предел выносливости титанового сплава, необходимого для авиационного двигателестроения. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе пермского вуза.

"Двухфазные титановые сплавы широко применяются в авиации и двигателестроении благодаря своей высокой удельной прочности и коррозионной стойкости. Однако повышение их предела выносливости остается актуальной задачей при разработке и производстве деталей газотурбинных двигателей, таких как лопатки и диски компрессора, которые испытывают значительные растягивающие нагрузки во время работы", - рассказали в университете.

По данным вуза, уже известна возможность применения двухфазного субмикрокристаллического титанового сплава для производства деталей газотурбинных двигателей, работающих в условиях высоких циклических нагрузок и повышенных температур от 201 до 351 градуса Цельсия. До настоящего времени не было проведено исследований усталостной прочности сплава при рабочих температурах. Ученые механико-технологического факультета Пермского политеха исследовали свойства сплава Ti-6Al-4V, состоящего из алюминия, ванадия и титана, оценили его инженерные перспективы при максимально возможной для этого сплава температуре в 351 градус Цельсия.

По словам исследователей, эксперимент проводился с использованием горячекатаных прутков из сплава Ti-6Al-4V диаметром 20 мм. Их подвергали стандартной термической обработке: закалке при температуре в 966 градусов Цельсия и отжигу при 676 градусах в течение четырех часов. После этого стержни в четыре подхода были обработаны в установке РКУП (Равноканальное угловое прессование - прим. ТАСС) при температуре в 651 градус. Механические испытания на растяжение проводились при комнатной температуре и при температуре в 351 градус.

"Все образцы для усталостных испытаний были изготовлены путем токарной обработки и механической полировки. Микроструктуры материала были проанализированы с помощью просвечивающей электронной микроскопии в продольном сечении стержня", - пояснил декан механико-технологического факультета ПНИПУ Михаил Песин.

По словам профессора, ультрамелкозернистый сплав Ti-6Al-4V, полученный методом равноканального углового прессования, продемонстрировал повышенную прочность при растяжении и более высокую прочность при рабочей температуре в 351 градус по сравнению с его аналогом - крупнозернистым сплавом. "Эксперименты показали, что уменьшение зерен в широко используемом двухфазном титановом сплаве Ti-6Al-4V увеличивает его предел выносливости при комнатной температуре", - отметили в университете.

Об исследовании

Исследования пермских и уфимских ученых выполняются по государственному заданию и в рамках программы академического стратегического лидерства "Приоритет-2030". Результаты работы исследователей опубликованы в журнале Metals An Open Access Journal from MDPI 2022 года.

Пермский политех стал обладателем гранта "Приоритет-2030" в размере 100 млн рублей в 2021 году. "Приоритет-2030" является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений, цель которой - формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов - центров научно-технологического и социально-экономического развития страны....