В СПбГМТУ получены новые градиентные материалы благодаря технологии ПЛВ

Сотрудники ИЛИСТ в рамках программы «Приоритет 2030» реализуют проект «Физическое и термодинамическое моделирование воздействия концентрированных потоков энергии (КПЭ) на мультикомпонентные системы», в ходе которого получены новые функционально-градиентные материалы.

Современные аддитивные технологии применяются для получения функционально-градиентных материалов с использованием промежуточных слоев различного химического состава. Такие материалы обеспечивают плавное и надежное соединение металлов, несмотря на различные теплофизические и химические свойства.

Соединение титана и стали затруднено характером взаимодействия металлов и особенностями их теплофизических характеристик. В расплавленной зоне образуется множество фаз, которые усложняют оптимизацию фазового состава соединения. Кроме того, использование сварки взрывом для перехода «титан-сталь» вызывает дополнительные проблемы. При этом ПЛВ может комбинировать различные элементы в переходных слоях, формируя градиентный переход из разнородных материалов. Технология позволяет создавать переходы с постепенным изменением химического состава и разнородные соединения типа «титан-сталь», поскольку промежуточные слои препятствуют образованию хрупких интерметаллидов. Другими словами, она обеспечивает плавный переход между материалами с различными теплофизическими и химическими свойствами и их надежное соединение.

Ученые разработали способ, на основе использования четырехкомпонентной системы Ti–Nb–Cu–Fe, где Nb и Cu – промежуточные слои. Эта комбинация устойчива к образованию интерметаллидов. При наплавке на ниобий медный сплав основательно заполняет трещины, даже если они проникают на несколько слоев вглубь.

Кроме того, результаты картирования по химическим элементам в области ванадия и бронзы показывают, что их нерасплавленные частицы присутствуют в структуре соединения, а также, происходит затекание меди по границам зерна в междендритные пространства ванадиевой матрицы. previos article about situs slot gacor

Во всех переходных комбинациях были получены наилучшие показатели механических свойств, которые выше зарубежных аналогов. Предел прочности переходных слоев был на уровне 325-350 МПа. Таким образом, данная технология подходит для создания перехода титан – сталь. Полученные результаты позволят расширить спектр применения аддитивных методов производства в отечественном судостроении.