Ученые Уфимского университета науки и технологий разработали новую технологию восстановления металлических деталей, поврежденных трещинами и другими дефектами.

Метод основан на применении коротких, мощных импульсов тока, совмещенных с механическим нагружением. Такой подход позволяет снизить локальные механические напряжения и повысить качество структуры материала в зоне повреждения, что способствует смыканию трещин и увеличению срока службы детали.

По словам руководителя молодежной лаборатории «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» Евразийского НОЦ, доктора физико-математических наук Елены Корзниковой, метод способствует снижению концентрации напряжений около трещин и повышает долговечность образцов без сложной и длительной традиционной термообработки.

- Новый подход можно сравнить с «точечной терапией» для металла: если классическая термообработка похожа на длительное нагревание всей детали, то импульсное воздействие действует адресно — только там, где требуется «заживление». Что экономит до нескольких раз больше энергии и сокращает время обработки с часов до минут, - отметила ученый.

Физический принцип технологии основан на совместном действии коротких импульсов тока высокой плотности и контролируемой механической нагрузки, которые вызывают локальный нагрев и электромиграцию дефектов к зоне трещины, одновременно «поджимая» её края. В результате снижается концентрация напряжений, дефекты перераспределяются и частично залечивают микротрещины, а структура металла в повреждённой зоне становится более однородной, что повышает долговечность детали без длительной объемной термообработки. Этот же механизм локального нагрева и перераспределения дефектов может использоваться для повышения деформируемости труднодеформируемых сплавов, а также для доводки и улучшения структуры деталей, полученных методами аддитивной печати, где изначально высок уровень внутренних напряжений и пористости. Технологии на основе электроимпульсной обработки в таком случае работают как управляемый инструмент локального структурного «редактирования» материала: за счёт подбора формы импульса, плотности тока и схемы нагружения можно адаптировать эффект — от заживления трещин до облегчения пластической деформации и стабилизации структуры в заданных зонах детали.

Подобранные режимы импульсного воздействия дают возможность адаптировать подход под разные типы конструкционных материалов. Технология перспективна для продления срока службы ответственных металлических узлов в промышленности, транспорте, энергетике и нефтегазовом секторе, когда замена детали финансово затратна или технически затруднена. Кроме того, технология может быть интегрирована в ремонтные и сервисные процедуры для повышения долговечности оборудования.

Станьте соавтором УУНиТ! Присылайте свои новости в наш чат-бот в Telegram. Не забудьте прикрепить фото- или видео- материалы.