Разработка научных и технологических основ проектирования многофункциональных покрытий с использованием технологии наплавки мощным электронным пучком, выведенным в воздушную атмосферу

Одним из перспективных путей увеличения комплекса эксплуатационных свойств материалов является нанесение функциональных покрытий, повышающих свойства материалов. Разработка слоистых композиционных материалов системы «покрытие - конструкционная сталь», по мнению авторов проекта, позволит создать экономичный материал, обладающий высоким комплексом прочностных свойств, трещиностойкостью и коррозионной стойкостью. Преимущества формирования слоистых материалов заключаются в возможности использования дешёвой стальной основы, обладающей высокой прочностью и хорошей пластичностью в сочетании с коррозионностойким легированным защитным слоем, обладающим свойствами высоколегированной нержавеющей стали. Слоистые материалы на стальной основе являются высокотехнологичными, обладают хорошей свариваемостью, могут подвергаться обработке давлением и различным видам термообработки. Их разработка и исследование представляет собой актуальную научную и прикладную задачу, имеющую важное для современной атомной техники значение. Данный проект направлен на разработку технологии получения высокопрочных коррозионностойких покрытий с применением нового, высокопроизводительного и относительно экономичного способа, основанного на использовании промышленных ускорителей электронов, генерирующих релятивистский электронный пучок энергией до 2,5 МэВ. Производство данных ускорителей налажено в Институте ядерной физики СО РАН. Аналогов данной установке нет, не только в России, но и в мире. При реализации данной технологии сфокусированный релятивистский пучок с помощью специального устройства выпускается в атмосферу. Энергия электронов в пучке позволяет ему одновременно пронизывать слой порошка, выступающего в роли модифицирующего компонента, и верхний слой стальной основы, быстро расплавлять их с формированием однородной ванны расплава, которая также быстро кристаллизуется после прохождения пучка. Толщина покрытия при однослойной наплавке будет составлять 1,5 – 3 мм. За счёт повторных наплавок она может быть увеличена. Производительность наплавки в настоящее время составляет 2 м2/ч и может быть увеличена в полтора - два раза.