В ракетной технике, космонавтике и авиационной промышленности для изготовления деталей используют мартенситно-стареющие стали – сплавы железа с высокой прочностью. Для упрощения изготовления все чаще применяется аддитивная 3D-печать. Этот способ значительно сокращает отходы и время производства. В процессе послойной наплавки металлы подвергаются сложному термическому воздействию, в результате которого материал может менять свои характеристики, что неблагоприятно скажется на готовом изделии. Ученые Пермского Политеха провели эксперимент и определили, насколько стратегия нанесения слоев в процессе 3D-печати влияет на химический состав и свойства мартенситно-стареющей стали.

Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение», т. 26, № 3, 2024. Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках проекта «Наука и университеты» и госзадания FSNM-2024-0003.

Мартенситно-стареющие стали обладают большой прочностью и вязкостью, при этом не теряя пластичности. Эти характеристики обеспечивают надежность и долговечность конструкций, что особенно важно в экстремальных условиях эксплуатации авиационной и космической техники.

Аддитивная печать – перспективный инновационный метод производства изделий, когда материал добавляется слой за слоем. Таким способом изготавливают как небольшие, так и крупные детали. Для получения габаритных изделий применяется дуговая наплавка, когда металл добавляется к поверхности изделия с помощью электрической дуги. Преимущества такого метода – высокая скорость (1-10 кг/ч) и относительно недорогое оборудование.

В процессе электродуговой наплавки металлы подвергаются сложному термическому воздействию, которое может оказать значительное влияние на их микроструктуру и механические характеристики. Изделия, которые получали с использованием аддитивных технологий, не должны уступать по прочности изделиям, полученным с помощью традиционных методов, таких как литье, штамповка и ковка.

Исправить ситуацию может изменение метода нанесения слоев. Ученые Пермского Политеха использовали особые способы стратегии наплавки и проверили, насколько отличаются их химические и фазовые составляющие.

– Для изучения структуры и механических характеристик обработанного мартенситно-стареющего сплава стали мы напечатали заготовки в виде плоской стенки размерами 150×80 мм, откуда впоследствии вырезали образцы в продольном и поперечном сечении. Для печати выбран метод СМТ – это процесс, который позволяет производить наплавку металла с минимальным нагревом, – рассказывает Татьяна Ольшанская, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ, доктор технических наук.

– Сравнительный анализ химических составов показал, что стали, которые получили методом СМТ (Cold Metal Transfer — холодный перенос металла) с различной стратегией наплавки, близки по своему химическому составу. Анализ кристаллической структуры также продемонстрировал примерно одинаковое количество структурных фаз в обоих образцах, – поясняет Илья Мосягин, аспирант кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ.

Исследование ученых Пермского Политеха подтвердило, что при изменении стратегии наплавки мартенситно-стареющей стали методом СМТ макро- и микроструктура практически не отличаются. Метод СМТ позволяет добиться высокого качества изделий, и ее можно применять на практике в ракетной технике, космонавтике и авиационной промышленности, где критически важны прочность и надежность конструкций.

Выбрал ли сам народ, толкнул его кто-то наверх или нет. Не важно теперь. Как по мне - ничего в ближайшее время не изменится. И станет даже хуже, причем всем. В мире полно локаций где может бахнуть последний звон колокола... Трагедия ближе чем кажется многим. А может я параноик) кто знает. Ниже сугубо мое мнение)
В нашем конфликте с Украиной мы дистанцируемся от применения ЯО, но в этом вопросе все же "есть варианты" при увеличении эскалации со стороны Запада. Руководству Украины она нужна и пофиг на население свое. Верхи Украины недоговороспособны, никому не нужны по сути, им надо подлить масла в огонь, чтобы вылезти из трясины и втянуть сам Запад в войну. Ситуация сложилась такая, что никакому руководству стран-участниц конфликта мир не нужен. Мы наступаем, наше руководство довольно. Были заявления, что реалии таковы, что будем дожимать. Как тут Трамп закончит войну - ума не приложу. По мне так с его горячностью и скоростью выводов вообще может случиться катастрофа. Украина при этом обречена, как бы не повернулось.
Китай с Тайванем... Трамп не любит Китай и тут всё пойдет по нарастающей... Как именно не знаю. Может Китай банально санкциями обложат из-за военной угрозы Тайваню (Трампу не впервой докапываться до компаний и персон из Китая на ровном месте). Китай, уверен, пойдет на принцип в этом вопросе и может все накалиться до бела в ближайший год. Чипы и прочее, их дефицит для Китая и США не канает. Для своих нужд в случае конфликта они найдут у себя все что надо. Стоны других их смущать не будут. С демократами США, как мне кажется, сдали бы назад. Теперь не знаю...
Индия - Пакистан. Мало кто говорит об этом, но в том же Пакистане (обладателе ЯО) очень неспокойно последние пару лет. Там голодуха, бедность и вообще ужас. В 23-м году смотрел кадры где люди преследовали грузовики перевозившие зерно и грабили посреди белого дня... Радикалов там хватает и что к чему идет не трудно понять... Сбоку Индия - их соперник с кем на границе бывали перестрелки по несколько раз в году. Сценарий "большого бабаха" тут вполне реален и даже более чем с Китаем и Тайванью как по мне. В наших СМИ эта ситуация игнорируется. Почему - загадка. Зажечь регион сторонним воздействием тут элементарно. Запад поджигал и более стабильные страны этого региона. Сбоку от них тот же Китай. Ну просто "песня" для них... Если Трамп захочет ослабить Китай, то война с возможностью перерастания в ядерную бойню на границах Китая - чем не способ? Цинично. Но когда запад не был циником?
Ну и наконец Иран-Израиль... Вот уж где все реальнее некуда... По факту у обоих государств ЯО, скорее всего есть (у Израиля так точно есть). Иран, считаю, тоже давно пополнил закрома ядерной ультой. Там уже прямые удары по объектам друг друга. Обещания мстить и помнить и т.д. Старая историческая вражда, но теперь, возможно, будет проходить она в невидимых гамма-лучах... Надеюсь не дойдет до этого, но вражда никуда не денется, время идет, шансы повышаются...
Говорят давно не было такого накала в нашем Мире. Если все образуется и ничего не случится, надеюсь от него останется только красивое название аля "Карибский кризис". Не важно как назовут... Важно, чтобы люди не забыли, что наш Мир один и второго нет. Мы не в кино, отлететь в мир иной можно элементарно. В общем желаю всем нам выбраться из этого кризиса живыми и здоровыми! Возможно конца света не будет, но при любом раскладе, не хочется ядерной войны, нигде.