464

Сибирские учёные улучшили титан

Учёные из Института ядерной физики Сибирского отделения Российской академии наук и Новосибирского государственного технического университета разработали технологию, которая позволяет на несколько порядков повысить коррозийную стойкость титана.

Сибирские учёные улучшили титан Популярная механика, Металл, Металлургия, Ияф СО РАН

Благодаря своей прочности, лёгкости и стойкости к коррозии титан получил широкое распространение в аэрокосмической отрасли и медицине — он почти не вызывает раздражения при имплантации в организм. С помощью технологии порошковой металлургии и современного ускорителя, пучок которого может плавить и мелкие частицы из титана, и аналогичные фрагменты из тугоплавких материалов, российские физики разработали технологию наплавки на титан коррозионно - стойких покрытий из тантала и ниобия.


Методика работает следующим образом: пластина из титана покрывается тонким слоем порошка, состоящего из микроскопических частиц титана и тантала, а также других тугоплавких металлов. После этого по ней проходит электронный луч, вырабатываемый ускорителем частиц ЭЛВ-6, разработанным специально для подобных целей в ИЯФ СО РАН. Электронный пучок проникает сквозь порошок, расплавляя частицы титана и поверхность титановой пластины.


Частицы тантала смачиваются титаном и растворяются в нём: так получается наплавленный слой, который увеличивает коррозионную стойкость исходного металла до двух порядков, как уверяет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Голковский. По словам учёного, подобные «слоёные» пластины можно обрабатывать и использовать в металлургической промышленности таким же образом, как и обычный титан или другие металлы — защитный слой трескается и повреждается только в самых экстремальных ситуациях.


Листы из данного материала можно деформировать разными способами и получать из них конструкции любой формы, толщины и размеров. При помощи новой технологии российские физики разработали несколько сплавов титана и тугоплавких металлов, обладающих рекордно высокой стойкостью к действию соляной, серной и азотных кислот и при этом отличающиеся относительно низкой стоимостью. Также они будут заметно легче, чем аналогичные сосуды из кислотостойкой нержавеющей стали.


Источник: Популярная Механика

Дубликаты не найдены

+23
На самом деле, вопреки легендам, титан особой прочностью не отличается. Типичный титановый сплав имеет временное сопротивление разрыву в районе 450 МПа — примерно как у средней хреновости стали. Есть, конечно, исключения с прочностью до 1400 МПа, но их стоимость пробивает потолок и теряется в синем небе.
В чём же тогда пафос титана? — спросишь ты. Материаловеды отвечают: пафос титана в малом весе. Титановый лом той же толщины, что стальной, согнуть проще, зато титановый лом того же веса согнуть гораздо сложнее — потому что он будет толще. Именно поэтому титан рулит в авиации и в космосе — там как нигде важно сочетание лёгкости и прочности. Зато, скажем, титановые ножи в природе почти не встречаются — потому что лезвие нельзя сделать очень толстым, оно тупо резать перестаёт. Вдобавок, из-за своей крупнозернистой структуры, титановые сплавы вообще плохо затачиваются и не держат лезвие, в отличие от стали.
Исключение — ножи для дайверов. Потому как в солёной воде даже нержавеющая сталь идёт по пизде очень быстро, а иметь чуть туповатый нож всё же лучше, чем в жопу ржавый. Впрочем, современный титановый водолазный нож хитрее, чем кажется — его режущая кромка композитная, насыщенная микрочастицами карбида вольфрама и карбида всё того же титана, отличающимися очень высокой твёрдостью. Грубоватое, зато очень прочное лезвие с эффектом микропилы, до совсем бритвенной остроты не затачивается, но для водолазных работ это особо и не нужно. Вдобавок, такой нож имеет ещё одно неочевидное, на первый взгляд, достоинство — немагнитность. Несмотря на неочевидность для обычного водолаза, это более чем очевидно для водолаза-сапёра, имеющего дело с магнитными и прочими хитровыебанными минами. Минус у такого ножичка один — цена...
Ещё в плюсы титану можно записать отличную стойкость к коррозии и загрязнениям (за счёт химически инертной оксидной плёнки). Отсюда же происходит и минус: приклеить что-либо к титану почти невозможно, покрасить — тоже непросто. А уж через какую жопу приходится сваривать титан со сталью… впрочем, это уже совсем другая история...
раскрыть ветку 2
+1
Ещё титан меньше изменяет линейные размеры при изменении температуры. Мы иногда использовали титан для оптики
0
А можно ненадо в жопу ржавый, пожалуйста
+22

Первым делом и подумал - покрыть титан матом танталом или ниобием. Похожий метод использовали, чтобы получить золото-ниобиевый композит для суперпрочных проводов.

ещё комментарии
+5

Дачный домик покрыть такими листами- сносу крыше не будет...

раскрыть ветку 3
0

не не, стырить и на чапельники пустить.

-3

Дмитрий Рогозин перелогиньтесь пожалуйста

-2

у чиновника не будет, а домик обычного чипполинно, снесут как два пальца.

+2
раскрыть ветку 1
+1

Не все дожили, чтобы это вспомнить.. Ой не все.

+8

Чет технология не выглядит дешевой..Редкоземельные материалы типа тантала, излучатель электронов...

раскрыть ветку 6
+14

Так и изделие не массовое.

+6
Насчет излучателя я не знаю, а вот пластины для токарных резцов и фрез делали из покаюон еку из титана-тантала. Например ТТ8К6 8% корьид титана 6% кобальт. Остальное карбид вольфрама
ещё комментарии
+5

Так она какбэ не для гаек и болтов предназначена, а для сверхответственных изделий.

ещё комментарии
+1

М-м-м-м! Люблю титан. Это все-таки часть меня )))

Иллюстрация к комментарию
+1

К сожалению, нет видео или анимации. Вот эта конструкция на крыше ИЯФа изображает столкновение частиц. В темноте выглядит офигенно, особенно, когда видишь в первый раз)

Иллюстрация к комментарию
0
Типо улучшили титан плакировкой ? Я думал так и делают...по описанию сложно и дорого выходит .
0

Подумалось, будут импланты обрабатывать, а на тебе, пластины любой формы и толщины! Куда такое нужно? В сельское хозяйство, в медицине?

раскрыть ветку 3
+3

в химии/физхимии. Гальваника и гидрометаллургия в первую очередь. Кислотостойкость титана востребована в первую очередь именно там.

Уж точно не сельское хозяйство.

Из-за высокой инертности медицина тоже, но там все-таки используют титановые сплавы (врочем в химических отраслях тоже, только сплавом это можно называть довольно условно, там Mo Pt в очень малых количествах). У чистого металлического титана есть скверная особенность: хрупкость.

Зато коррозионная стойкость по AISI судите сами: https://www.dpva.ru/Guide/GuideMatherials/ApplicationLimitsT...

Фактически только концентрированные щелочи, да еще плавиковая кислота, которая вообще мёдоед в мире кислот, все жрет.

Да и то, титан относительно нестоек только при достаточно высоких температурах.

раскрыть ветку 2
0

Я имел ввиду что разработка применяема на пластины и это наводит на мысль - миллитарные нужды - броня (подлодки, танки...)

раскрыть ветку 1
0
*Новосибирские
0
А точно на несколько порядков, а не в несколько раз? Были случаи, журналисты путали.
раскрыть ветку 1
+1

Они сами еще не решили: то "несколько порядков", а то - "...до двух порядков"

Выходит прямо как в том анекдоте: да хрен его знает, как оно там получится!

- ...мощность ядерного взрыва составила от 20 до 100 килотонн.
- а почему такой большой разброс?
- мы думали - будет двадцать, а оно как бабахнет!!!
0

Вообще то на фото стержень состоящий из кристаллов циркония.

раскрыть ветку 1
-7
Очередной аналоговнет?
раскрыть ветку 1
0

А что по Вашему аналоговнет ? Это и банальная вода. Есть ей аналоги ?

ещё комментарии
-1

Обмотали синей изолентой?

Похожие посты
6537

Труба

Вашему вниманию представлена фотография трубы толщиной 30см. Такие трубы разрезают вдоль сразу после того как изготовили. Просто изначально 300мм лист размерами 6х6м крайне неудобно транспортировать, а труба для транспорта более удобна. Фото 2,3. Формирование днища атомного реактора - разгибка кованой трубной заготовки массой более 80 тонн и диаметром 2 м. Сначала нагрев до 1100 градусов в течение 7 часов. Разгибка при температуре не ниже 800 градусов. Усилие пресса - до 15 000 тонн. Волгодонский филиал "АЭМ-технологии" (Атомэнергомаш), термопрессовый участок.

Труба Труба, Атомный реактор, Длиннопост, Металлургия, Металл
Труба Труба, Атомный реактор, Длиннопост, Металлургия, Металл
Труба Труба, Атомный реактор, Длиннопост, Металлургия, Металл
Показать полностью 1
278

Металлургия в цвете

Недавно выкладывал фото, где сливают шлак после кислородно-конвертерного цеха. Решил выложить еще и видео. Ну и еще пару фоток:)

Вот фотка работы машины непрерывного литья заготовок. Температура рядом адская.

Металлургия в цвете Металл, Сталь, Чугун, Производство, Завод, Жара, Видео, Длиннопост, Металлургия

Слив металла в сталевоз после конвертора.

Металлургия в цвете Металл, Сталь, Чугун, Производство, Завод, Жара, Видео, Длиннопост, Металлургия
Металлургия в цвете Металл, Сталь, Чугун, Производство, Завод, Жара, Видео, Длиннопост, Металлургия

Если интересно - могу выложить еще что-нибудь в таком духе:)

Показать полностью 3
383

Сотовая 3D-печать уменьшит вес автомобилей и ракет

Инженеры НИТУ «МИСиС» разработали технологию аддитивной печати металлических деталей сложной формы с ячеистыми структурами в основе, которые позволят снизить массу детали и сделать её прочной, плотной и при этом лёгкой.

Сотовая 3D-печать уменьшит вес автомобилей и ракет Популярная механика, 3D, 3D принтер, Металл, Инновации, Технологии, Длиннопост

Аддитивные технологии активно входят в современную промышленность, но для конструкторов существует множество неизвестных аспектов в технологии производства и структурообразования материала. Например, регулярные ячеистые структуры в деталях двигателя или корпусных приборов автомобиля или ракеты могут нести нагрузки, аналогичные литым деталям, при этом весить вполовину меньше. Как результат, снижается расход топлива, нагрузка на дорогу, вредные выбросы в атмосферу и количество металла для производства детали.


Инженеры лаборатории «Деформационные термические процессы» НИТУ «МИСиС» представили результаты исследований микроструктуры и механических свойств на растяжение стальных ячеистых структур различной конфигурации, модели которых были подготовлены с использованием российского специализированного программного обеспечения для топологической оптимизации и изготовлены по технологии селективного лазерного плавления на 3D-принтере.


Учёные выяснили, что уровень механических свойств зависит от конфигурации ячеек, диаметра распорок и объёма пустот, а также рассчитали тип и конфигурацию ячеистых структур, при которых достигается максимальный уровень свойств: при объеме пустот 65% (диаметр распорки 0,5 мм) предел прочности составляет 38%, а предел текучести — 49% показателей для сплошного образца. Конструкторы впервые получили точные данные о типах ячеистой структуры, соответствующих конкретной инженерной задаче: деталь с нужной прочностью и массой можно будет изготовить, используя определенный тип ячейки.

Сотовая 3D-печать уменьшит вес автомобилей и ракет Популярная механика, 3D, 3D принтер, Металл, Инновации, Технологии, Длиннопост

У инженеров-аддитивщиков, в свою очередь, появилась технология изготовления этой детали на 3D-принтере с помощью селективного лазерного плавления. Прочность и плотность получаемых сложнофасонных деталей увеличилась на 50%. Использование так называемого бионического дизайна — компьютерной топологической оптимизации — один из самых перспективных подходов современного инжиниринга. Это особый подход к проектированию, позволяющий найти наилучшее распределение материала в заданной области для заданных нагрузок и условий работы. Проще говоря, абстрактная деталь представляет собой объёмный массивный монолит, значительная часть материала которого не несет никакой функциональной нагрузки, то есть содержит, по сути, лишний металл.


Нагрузку в нем несут, к примеру, всего порядка десяти точек креплений. В результате оптимизации форма детали существенно усложняется — в данном случае получаются металлические соты, ячеистые структуры. Изготовить их традиционными методами вроде литья просто невозможно, поэтому единственный путь — использование аддитивных технологий послойной печати металлами, в частности, так называемого селективного лазерного плавления. Оно отличается низкими затратами и возможностью создать изделие практически любой формы. Полученные в НИТУ «МИСиС» образцы ячеистых структур уже прошли лабораторные испытания и в ближайшее время поступят конструкторам компании-заказчика.


Источник: Популярная Механика

Показать полностью 1
281

Бронза – мягкий металл? Иван Семьян, Игорь Горащук. Ученые против мифов 6-5

Ни один из форумов Ученые против мифов не обходится без испытания древних орудий... На этот раз проверку на сцене прошли каменные и бронзовые топоры.

Доклад: Бронза – мягкий металл? Рубим известняк и пробиваем сталь.


Спикеры:

- Иван Семьян - археолог, руководитель Центра экспериментальной археологии Археос, реконструктор древних технологий

- Игорь Горащук - к.и.н., Начальник группы археологии ВолгоНИИгипрозем, специалист по палеотехнологиям Центра Археос


Организатор форума: ANTROPOGENEZ.RU


Запись: Лаборатория Научных Видео и Культурно-просветительский центр "Архэ"


Видео-заставка: Сергей Кривоплясов, Рустам Сафаргалиев, Влад Константинов

Музыка: Дмитрий Денисов

Дизайн: Ирина Фролова

"Кругляк": Михаил Кодрик

1077

Авария во время плавки металла

Серьезные инциденты на сталеплавильных заводах происходят нечасто, но последствия от них приходится разгребать довольно долго. Вот пример: во время плавки металла в дуговой печи возникла реакция, вероятно от переизбытка углерода или чугуна. Рабочие вовремя не остановили подачу кислорода - и понеслось.

На то, чтобы все очистить, была потрачена неделя круглосуточного труда.

Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: