Закономерности формирования композитных наноструктурированных поверхностных слоев с использованием многокомпонентных материалов с ЭПФ на основе TiNi оптимизацией химического и гранулометрического состава исходных компонентов, самоорганизации структурно-фазового состояния и архитектуры, необходимых для обеспечения с помощью аддитивных технологий требуемых эксплуатационных свойств изделий

Разработана технология формирования многофункциональной поверхностной композиции «основа - слой из материалов с эффектом памяти формы (ЭПФ) - износостойкий слой», включающей подготовку поверхности изделия и порошкового материала (оптимизация шероховатости поверхности и ее очистка; оптимизация химического, гранулометрического состава и активационных характеристик многокомпонентных функциональных материалов с ЭПФ, износостойких материалов на основе карбидов, нитридов); высокоскоростное газопламенное напыление (ВГН) в камере в защитной атмосфере аргона предварительно механоактивированного порошка; ТО и ТМО. Обоснован выбор архитектуры композиции TiNiZr-cBN-Co, TiNiHf-cBN-Co, TiNiHf-B₄C-10%Co, TiNiHf-cNB-10% масс. Co, Ni-TiNiHf-WC-Mo-Co для повышения эксплуатационных свойств. На основе комплексных металлофизических исследований слоистой композиции и оценки эволюции структуры на всех этапах ее формирования методом мультифрактальной параметризации установлена связь химического состава, структурно-фазового состояния, размера зерна с основными функциональными и механическими характеристиками поверхностных слоев, составляющих композицию, (микротвердость, прочность сцепления с основой, усталостная прочность, износостойкость, характеристические температуры фазовых превращений материалов с ЭПФ). Показано, что слои из материалов с ЭПФ снижают эффект действия механических напряжений и блокируют или замедляют распространение образовавшихся дефектов за счет псевдоэластичности материала с ЭПФ и таким образом увеличивают жизненный цикл изделий. Разработана технологическая карта и составлена статистическая модель процесса формирования многослойной наноструктурной (20 - 170 нм) композиции «основа - многофункционально-градиентный поверхностный слой с ЭПФ», сформированной в условиях поэтапных высокоэнергетических воздействий. Выполненная экспериментальная проверка полученных результатов (предел выносливости композита Сталь45-TiNiZr-cNB-10%Co увеличивается на 32,1%, достигая значения 369 МПа, износостойкость в условиях сухого трения увеличивается в 5,8 раза), а также оценка функциональной надежности и технологической эффективности подтвердили перспективность предложенных технических и технологических решений, защищенных патентами РФ.