Физические основы структурного дизайна перспективных полиметаллических материалов нового поколения с управляемыми физико-механическими и эксплуатационными характеристиками, полученных методами высокопроизводительных аддитивных технологий

Проект выполняется в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН сотрудниками молодежной лаборатории структурного дизайна перспективных материалов, созданной в рамках Национального проекта "Наука и университеты". Объектом исследования являются получаемые методами высокопроизводительных аддитивных технологий (электронно-лучевая аддитивная технология и аддитивное производство методом дуговой сварки) и фрикционной перемешивающей обработкой титановые, медные, алюминиевые сплавы и композиты на их основе. Целью работы является разработка принципов управления внутренней структурой и фазовым составом титановых, медных, алюминиевых сплавов и композитов на их основе методами электронно-лучевой аддитивной технологии, электродуговой аддитивной технологии и фрикционной перемешивающей обработкой для получения полиметаллических композиционных изделий ответственного назначения с заданными эксплуатационными свойствами. В ходе выполнения НИР исследованы технологические особенности, закономерности структурообразования и деформационное поведение сплавов БрАМц9-2, АК5, АК12, ВТ20 методами электронно-лучевой и электродуговой аддитивными технологиями. Впервые получены и исследованы полиметаллическое композиционные материалы ВТ6/М1, БрАМц9-2/06Х18Н9Т, АК5/Udimet-500, М1/АК12, полученные электронно-лучевой аддитивной технологией с одновременной подачей двух проволок, установлены зависимости структурных составляющих и механических свойств от соотношения вводимых компонентов. Впервые методом электронно-лучевой аддитивной технологии были получены бездефектные функционально-градиентные материалы М1/АК12 с различной шириной градиентной зоны, которая определяет величину относительного удлинения при постоянном значении предела прочности. Методом фрикционной перемешивающей обработки были получены материалы (Л63, БрАМц9-2/W, ВТ6/(Cu+Al), АМг5/Мо, АМг5/ZrW2O8) с упрочненной поверхноcтью, обладающие повышенными механическими свойствами и высокой износостойкостью. Полученные в ходе аддитивного производства материалы, планируется применять при производстве гребных винтов, элементов топливной системы, втулок и иных изделий для нужд кораблестроения, и изготовления титановых шар-баллонов, используемых в пневмосистемах ракетно-космической области. Материалы с упрочненной поверхноcтью, полученные фрикционной перемешивающей обработкой, планируется использовать в узлах трибологического назначения, функционирование которых осуществляется в условиях с повышенными нагрузками, а также при воздействии агрессивных сред.