Научный коллектив УГНТУ разрабатывает в Центре реверсивного инжиниринга Межвузовского студенческого кампуса Уфы технологию регенерации дефектов в сталях на основе электроимпульсной обработки. Ученые создали методику и алгоритм подачи коротких импульсов токов высокой плотности для залечивания микротрещин различного происхождения, включая усталостные, деформационные и коррозионные.
Ученые из УГНТУ в Центре реверсивного инжиниринга Межвузовского кампуса Уфы разрабатывают технологию регенерации дефектов в сталях с помощью электроимпульсной обработки. Они создали методику подачи коротких импульсов токов высокой плотности для устранения микротрещин разного происхождения, включая усталостные, деформационные и коррозионные.
Параллельно команда разработала концепцию и техническую реализацию оборудования для бесконтактного создания вихревых токов в металлах. По мнению разработчиков, это устройство сделает технологию востребованной в промышленности.
Усталостное разрушение и коррозия деталей и конструкций обходятся индустрии в миллиарды рублей ежегодно. Существующие методы устранения дефектов требуют сложного оборудования, больших энергозатрат и трудоёмкости. Специалисты видят альтернативу в применении импульсного тока высокой плотности (ИТВП), который позволяет залечивать микротрещины и предотвращать их рост.
Одно из ключевых преимуществ ИТВП — локальность воздействия. В отличие от термообработки или повторной прокатки, электроимпульсная обработка действует только на участки с дефектами, что снижает затраты и повышает эффективность. Исследования показывают, что ИТВП улучшает надёжность и эксплуатационные характеристики материала.
«Электрическим током можно воздействовать на атомы металлов эффективнее, чем теплом. Пропуская импульсный ток высокой плотности, мы меняем микроструктуру материала, а значит, и его свойства», — объясняет профессор Сергей Дмитриев, руководитель проекта.
Исследования в области электроимпульсной обработки ведутся во многих странах, но механизмы взаимодействия тока с дефектами до конца не изучены. На результат влияют магнитные свойства сплава, его химический состав, тип и расположение трещин.
«Большинство работ по залечиванию трещин носят эмпирический характер. Прямые наблюдения процесса никто не проводил из-за отсутствия технологий. Мы определяем оптимальные параметры электроимпульсного воздействия, чтобы залечить трещины и сохранить микроструктуру материала», — рассказывает Дмитриев.
Учёные УГНТУ разработали методику выбора оптимальных режимов ИТВП для полного устранения микротрещин. Это открытие не только имеет прикладное значение, но и вносит вклад в фундаментальные знания о физике электроимпульсного воздействия на металлы.
Результаты работы опубликованы в престижных журналах и защищены патентами. Следующим шагом станет внедрение технологии в практику. Для этого учёные создают устройство для бесконтактного генерирования вихревых токов в металлах, что откроет новые возможности для промышленности.
«Наша цель — сделать технологию доступной для борьбы с коррозией», — говорит Дмитриев. «Исследования показывают, что электроимпульсная обработка замедляет коррозию, но для каждого материала нужен свой подход. Мы стремимся победить коррозию и сделать материалы более надёжными».
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодёжь и дети»).