Российско-итальянский проект позволит реставрировать конструкционные детали порошковой сталью с TRIP-эффектом

Над проектом «Исследование 3D-печати прогрессивными сталями высокой прочности с TRIP-эффектом для изготовления самоадаптирующихся конструктивных элементов аэрокосмической отрасли» ученые МГТУ им. Г.И. Носова и Падуанского университета работают уже три года.

Этот замысел стал продолжением научной разработки, где TRIP-сталь использовалась для классических изделий метизного производства – проволоки и канатов. Полученный опыт трансформировался в идею применения этой же стали, но уже в виде порошка.

«С Падуанским университетом сложились долговременные, хорошие, дружеские отношения. Когда объявили конкурс Минобрнауки России по поддержке проектов с участием зарубежных партнеров, мы с итальянскими коллегами решили принять в нем участие. Из 84 заявок было поддержано только семь.

В прошлом году добились патента, в этом – заявили на получение целых двух, один патент уже у нас. Задействованы определенные индикаторы по количеству научных статей, патентов и составу коллектива, который в большинстве своем должен состоять из молодых ученых», – рассказывает Марина Полякова, профессор кафедры ТОМ МГТУ им. Г.И. Носова.

Команда ученых МГТУ им. Г.И. Носова состоит из девяти человек – двух наставников – опытных специалистов и семи молодых ученых, которые уже зарекомендовали себя на научном поприще. В работе над исследованием также принимают участие коллеги из Екатеринбурга – Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, исследовавшие свойства порошка, и Челябинска из Южно-Уральского государственного университета, которые на своем оборудовании помогают осаждать порошок с помощью лазера на конкретные детали.

Задачей коллег из Италии было получение порошка. Его каждая частичка размером до 100 микрометров имеет уникальный химический состав, так как создана на основе железа, алюминия, кремния, марганца. Материал TRIP-сталь уникален тем, что начинает упрочняться при приложении внешней нагрузки, в результате чего протекают характерные для него фазовые превращения.

«В этом году цель не просто показать результаты исследования материала, его микроструктуру при различных воздействиях, а применение на конкретных вещах. Исследование доказало возможность восстановления изношенных деталей на примере зубчатого колеса. Нанесенный порошок нагревается под воздействием лазерного луча, наносится на поверхность, после чего деталь приобретает исходную форму.

Применение порошка и метода 3D-печати возможно в условиях космоса, где присутствуют значительные нагрузки, перепад температур, условия вакуума, воздействие солнечной радиации. Мы показываем потенциал использования этих материалов для воссоздания запчастей машин, работающих в узлах трения, в коробках передач, которые и в аэрокосмической технике тоже могут быть», – объясняет профессор.

 

Фото слева направо:

  • Деталь 1 после нанесения порошка
  • Деталь 1 со следами износа зубьев
  • Нанесение порошка на деталь 1
  • Деталь 2 после механической обработки зубьев
  • Деталь 2 после нанесения порошка
  • Нанесение порошка на деталь 2

Материал к публикации подготовлен Яной Антоновой