Ученые Уральского федерального университета совместно с коллегами из Индийского института науки в Бангалоре разработали методику 3D-печати жаропрочными сплавами на основе алюминидов титана. Такие сплавы выдерживают рабочие температуры до 700°С, а получаемые изделия весят меньше аналогов из никеля или железа. Это поможет в производстве деталей перспективных газотурбинных двигателей для авиационно-космической отрасли, сообщает пресс-служба УрФУ.
«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°С и легче аналогов из железа и никеля. Сегодня умеют создавать детали из алюминидов титана, но традиционными технологиями из деформированных полуфабрикатов, прутков и так далее. Стандартная технология включает несколько этапов — получение заготовки, механическую обработку, термическую обработку — и является не очень экономичной. Основная сложность при работе с интерметаллидами заключается в их низкой пластичности. Из них труднее изготавливать сложные детали при помощи обработки металлов давлением. Над решением этих задач мы и работали», — рассказал доцент кафедры термообработки и физики металлов УрФУ Степан Степанов.
Ученые заменили традиционный способ на аддитивный — 3D-печать методом селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM). Порошок на заказ изготовил российский производитель. При использовании аддитивных технологий на изготовление деталей уходит меньше времени. Форма изделий может быть практически любой, с точными размерами.
«Нам предстояло решить ряд задач, в частности, улучшить механические и эксплуатационные свойства изделий: снизить количество пор, непроплавов, химическую неоднородность, повысить пластичность, избежать мелких трещинок, и так далее. В итоге за счет подбора правильных технологических параметров 3D-печати, термической обработки, состава сплава и других решений мы получили заданную структуру материала при отсутствии дефектов, которых сложно избежать при данном способе производства. В общем, нам удалось создать технологию и получать изделия методом, который раньше в принципе не использовали для таких материалов. Аддитивные технологии сегодня активно развиваются во всем мире, но применительно к нашим материалам наработок не так много, и ведутся они примерно последние три-пять лет. Связано это среди прочего с тем, что необходимо специальное оборудование, которое позволяет печатать при повышенной температуре», — рассказал Степан Степанов.
Ученые планируют адаптировать технологию для промышленного внедрения и продолжить работу с другими видами сплавов. Исследование поддержано Российским научным фондом, результаты опубликованы в журнале Metallurgist.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.