Материаловеды Новосибирского государственного технического университета НЭТИ совместно с китайскими коллегами исследуют свойства технически чистого титана. Об этом сообщили в пресс-службе НГТУ НЭТИ.
Титан находит широкое применение в промышленности благодаря своей низкой плотности и высокой устойчивости к коррозии. Профессор Иван Батаев, заведующий лабораторией физико-химических технологий и функциональных материалов Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ), отмечает, что ключевая цель — создать материал, который бы объединял высокую прочность и пластичность. Это позволит уменьшить вес конструкций, повысить их устойчивость к усталостному разрушению и обеспечить надёжность изделий.
Одна из главных проблем, с которой сталкиваются многие материалы, — это конфликт между прочностью и пластичностью. При увеличении прочности материала снижается его пластичность, что приводит к образованию хрупкого сплава, неспособного выдерживать динамические нагрузки.
Учёные из Пекинского технологического института и НГТУ НЭТИ предлагают решить эту проблему с помощью градиентных структур. Свойства металла зависят от размера зёрен: мелкие зёрна обеспечивают высокую прочность, но делают материал хрупким, в то время как крупные зёрна придают материалу пластичность, но снижают его прочность. Между прочностью и пластичностью существует обратная зависимость.
Градиентная структура позволяет объединить эти два свойства в одном изделии. Поверхностный слой делают мелкозернистым для обеспечения прочности, а сердцевину — крупнозернистой для повышения пластичности. Между этими слоями создаётся плавный переход, что позволяет избежать резкого изменения свойств. Этот плавный переход невозможно достичь при использовании простой слоистой структуры.
«Одна из основных проблем, которые характерны для большинства материалов, — это так называемый конфликт прочности и пластичности. Когда мы повышаем прочность материала, снижается его пластичность, в результате чего получается очень хрупкий сплав, неспособный выдерживать динамические нагрузки», — рассказал Иван Батаев.
Иван Батаев — заведующий лабораторией физико-химических технологий и функциональных материалов НГТУ НЭТИ, профессор кафедры материаловедения в машиностроении. Исследования в этой области продолжаются. В планах — подать заявку в РНФ для финансирования проекта «Повышение прочности и пластичности технически чистого титана за счёт многомасштабных градиентных и бимодальных зеренных структур».
Новосибирские материаловеды работают над улучшением титана в нескольких направлениях. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», учёные НГТУ НЭТИ ищут способ сделать титановые сплавы менее хрупкими. Термическая обработка помогла повысить их устойчивость к трещинам на 30%.