Ученые Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского (ННГУ) совершили прорыв в области создания материалов для атомного машиностроения. Разработаны инновационные методы модификации структуры титановых сплавов, позволившие увеличить их твердость и прочность в 1,5-2 раза, а также предложены передовые технологии их сварки.
Прорывная технология оптимизации структуры
Исследования ученых ННГУ доказали возможность значительного улучшения характеристик титановых сплавов без применения мегапрофинансируемых компонентов, таких как металлы платиновой группы или редкоземельные элементы. Оптимизация внутренней структуры материала принесла впечатляющие результаты. Внедрение этих новых конструкционных материалов и технологий открывает путь к созданию более легкого и компактного теплообменного оборудования для атомной промышленности. Такое оборудование будет обладать повышенной надежностью и исключительной коррозионной стойкостью даже в экстремально агрессивных средах.
Преимущества для промышленности и сотрудничество с Росатомом
Широкое применение труб из титановых сплавов в промышленности, включая атомную энергетику, химическую и нефтехимическую отрасли, уже существенно повышает надежность теплообменников и снижает их массу благодаря меньшей плотности титана по сравнению со сталью. Значительный прогресс был достигнут в рамках совместной работы физиков ННГУ по заказу АО "ОКБМ Африкантов", входящего в состав ГК "Росатом". Их целью стало создание наномодифицированных титановых сплавов специально для нужд атомной энергетики.
Повышение эксплуатационных свойств
Подчеркивается, что ключевая сложность задачи заключалась не только в повышении коррозионной стойкости титановых сплавов против различных видов воздействия, но и в комплексном улучшении их эксплуатационных характеристик. Требовалось обеспечить высокую прочность, устойчивость к водородному охрупчиванию и другим разрушающим факторам, напрямую влияющим на надежность и долговечность оборудования.
Деформационное наноструктурирование и прецизионная сварка
Для решения этой масштабной задачи ученые ННГУ предложили использовать технологию деформационного наноструктурирования. Этот метод позволяет измельчить зеренную структуру сплава до нано- и субмикронного уровня, одновременно снижая наличие нежелательных примесей на границах зерен. Дополнительным достижением стала разработка уникальной технологии сварки этих сплавов. Благодаря ее применению ширина сварного шва становится сверхмалой, различимой только при сильном увеличении под микроскопом.
Перспективы новых конструкций
Применение прорывных материалов и технологий, разработанных в ННГУ, открывает конструкторам беспрецедентные перспективы. Теперь возможно создавать теплообменное оборудование, которое будет одновременно существенно легче и компактнее. Это достигнуто без малейшего ущерба для надежности и при сохранении стойкости к внезапным скачкам агрессивности рабочих сред, что особенно важно для безопасной эксплуатации атомных объектов.
Изображение логотипа с сайта ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Источник: scientificrussia.ru
