18 октября состоится семинар "Органические мемристорные приборы и нейроморфные системы" (докладчик - Ерохин В.В., Курчатовский комплекс НБИКС-технологий)

Читать далее
16.10.2018

2 октября 2018 г., в 14 часов, в конференц-зале НИФТИ ННГУ, состоится семинар "Перспективные полимеры и их применение" (докладчик - д.х.н., проф. Хаширова С.Ю.).

Читать далее
01.10.2018

20 сентября 2018 г. состоится семинар производителя рентгеновских анализаторов PULSTEC INDUSTRIAL на тему "Рентгеновский контроль остаточных напряжений методом cosα"

Читать далее
18.09.2018

Коллектив НИФТИ ННГУ поздравляет Чувильдеева Владимира Николаевича с юбилеем!

Читать далее
04.09.2018

24 августа 2018 г., в 13 часов, в конференц-зале НИФТИ ННГУ состоится семинар Ю.В. Благовещенского, посвященный технологии плазмохимического синтеза нанопорошков.

Читать далее
23.08.2018

Направление №2 «Нано- и микрокристаллические металлы и сплавы»

Значительные усилия коллектива отдела «Физики металлов» начиная с середины 90-х годов направлены на разработку научных подходов  к описанию особенностей эволюции структуры и свойств НМК материалов, полученных методом равноканального углового прессования (РКУП). Данные работы коллективом проводятся в содружестве с В.И. Копыловым (ФТИ НАН Беларуси)[1].

Показано, что специфика НМК материалов, с точки зрения теории дефектов, состоит в том, что основные процессы, контролирующие их поведение и свойства, разворачиваются не в кристаллической решетке (зернах), как это происходит в обычных материалах, а на границах зерен. И основным типом дефектов в НМК материалах, определяющим характер протекания этих процессов являются не дислокации и вакансии (как в обычных материалах), а внутренние границы раздела. При этом ключевые особенности протекания зернограничных процессов обусловлены взаимодействием границ зерен с попадающими в них из решетки дислокациями и точечными дефектами.

Для описания особенностей структуры и свойств НМК материалов были разработаны теоретические модели, описывающие особенности процессов измельчения зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании, модели протекания диффузионно-контролируемых процессов возврата при нагреве НМК материалов, процессов ускорения зернограничной диффузии в условиях рекристаллизации и сверхпластической деформации НМК металлов и сплавов, модели процессов рекристаллизации и аномального роста зерен при отжиге, модели влияния легирующих элементов и частиц второй фазы на термостабильность структуры и свойств НМК металлов. При описании физико-механических свойств коллективом отдела были предложены теоретические модели расчета механических свойств НМК металлов при комнатной температуре, модель, описывающая эффект одновременного повышения прочности и пластичности в наноструктурированных металлах, модель одновременного повышения прочности и коррозионной стойкости в НМК сплавах, модель влияния размера зерна и структурного состояния границ зерен на сверхпластические характеристики НМК материалов и др. (См. список основных публикаций. Блок №3 и Блок №4).

В настоящее время Коллективом Отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ проводятся исследования по разработке новых НМК металлов и сплавов с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами (См. список основных публикаций. Блок №5). Среди ключевых научно-технических результатов в области разработки и исследования НМК конструкционных материалов, полученных коллективом Отдела, можно выделить следующие.

 

Новые НМК алюминиевые сплавы с эффектом сверхпластичности для автомобильной и авиационной промышленности

При выполнении работ по гранту МНТЦ №1413 коллективом Отдела «Физики металлов» были разработаны НМК алюминиевые сплавы системы Al-Mg-Sc-Zr с рекордными характеристиками высокоскоростной сверхпластичности, существенно превосходящими аналогичные показатели всех современных сплавов-аналогов, получаемых коллективами отечественных и зарубежных ученых.

При выполнении работ по гранту МНТЦ №2809 коллективом Отдела «Физики металлов» были разработаны НМК высокопрочные жаростойкие сплавы системы Al-Si (силумины), в которых впервые в мире был реализован эффект сверхпластичности с рекордными значениями удлинения до разрушения, а использование технологии РКУП и специально разработанных режимов термомеханической обработки позволило одновременно повысить прочностные и пластические свойства НМК силуминов при комнатной температуре. Механические испытания НМК силуминов Al-12Si и Al-18Si при комнатной температуре показали, что на образцах наноструктурированных сплавов удлинение до разрыва составляет 20%, что в 4-5 раз выше значений, получаемых на литых образцах. Обнаружен эффект сверхпластичности в НМК-сплавах Al-12%Si и Al-18%Si: при температурах деформации в диапазоне 490-520°С получены высокие значения коэффициента скоростной чувствительности (порядка 0.7), низкие значения напряжения течения (менее 2 МПа) и рекордные значения удлинения до разрушения (более 750%).

 

НМК алюминиевые и магниевые сплавы с эффектом одновременного повышения прочности и пластичности для машиностроения

В ходе выполнения работ по заказу ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод» (договора № KK1147F-2007 и KK1456F-2008) при финансовой поддержке со стороны ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» коллективом Отдела «Физики металлов» был получен НМК алюминиевый сплав системы Al-Mg-Mn с уникальными механическими свойствами при комнатной температуре (одновременно и прочность, и пластичность НМК сплава в два раза выше, чем аналогичные свойства крупнозернистого сплава) и рекордными характеристиками низкотемпературной сверхпластичности (оптимальная температура сверхпластичности 250 оС, при которой было обеспечено удлинение 320%, что в 6 раз превышает характеристики промышленного аналога – сплава АМг6).

В рамках проекта АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)» при поддержке ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод» коллективом Отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ были разработаны и проведены исследования НМК магниевых сплавов систем Mg-Al (сплавы МА2-1, AZ91) и Mg-Zn (сплаы МА14, ZK60), обладающих одновременно повышенными прочностными и пластическими свойствами при комнатной температуре, а также рекордными характеристиками низкотемпературной сверхпластичности.

 

НМК титановые сплавы и аустенитные стали с эффектом одновременного повышения прочности и коррозионной стойкости для атомного машиностроения и ядерной энергетики

В ходе выполнения работ по заказу ОАО «ОКБМ Африкантов» при поддержке со стороны Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» были получены НМК титановые сплавы систем Ti-Al-V и Ti-Al-Zr, обладающие рекордными характеристиками прочности и коррозионной стойкости. Управление структурой сплава Ti-4Al-2V путем равноканального углового прессования позволило одновременно в 2 раза повысить и прочность сплава, и до 4 раз его стойкость к межкристаллитной горячесолевой коррозии. Показано, что повышение прочности обеспечивается за счет измельчения зеренной структуры, а повышение коррозионной стойкости связано с диффузионным перераспределением коррозионно-активных примесей на границах зерен.

Важно отметить, что комплексные исследования структуры и свойств НМК титановых сплавов продемонстрировали в них также возможность реализации эффекта сверхпластичности, что открывает возможность изготовления из них изделий сложной формы для ядерно-энергетических установок (теплообменников, радиаторных решеток, элементов трубных систем) методами сверхпластической формовки, а также возможность реализации эффекта одновременного повышения прочности и пластичности (в НМК титановом сплаве Ti-4Al-2V при комнатной температуре одновременно обеспечиваются значения предела прочности 1200 МПа и пластичность 47.5-50%).

Аналогичные результаты получены коллективом Отдела «Физики металлов» в НМК аустенитных сталях системы Fe-Cr-Ni (стали марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и др.), широко используемым в ядерной энергетике, машиностроении и нефтехимической промышленности.

 

НМК высокопрочные медные сплавы для машиностроения и электротехники

В 2011-2012 г. в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» коллективом Отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ были разработаны новые дисперсно-упрочняемые высокопрочные износостойкие НМК медные сплавы систем Cu-Cr и Cu-Cr-Zr для электроконтактных проводов высокоскоростных железнодорожных магистралей с повышенными эксплуатационными характеристиками (электропроводностью, длительной статической и динамической прочностью, износостойкостью, усталостной прочностью, сопротивлением ползучести при обвисе и обледенении, релаксационной стойкостью, определяющей сопротивление провисанию проводов).

 

НМК титан и циркониевые сплавы для биомедицинских приложений

Начиная с 2012 г. коллектив Отдела «Физики металлов» в рамках ФЦП «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу» реализует государственный контракт №12411.1008799.13.157 «Организация исследований, разработок и опытно-промышленного производства новых наноструктурированных материалов на основе титана и циркония для стоматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии».

В рамках данного проекта к 2014 г. на базе ННГУ должен быть проведен комплекс НИОКР, направленных на создание высокопрочных коррозионно-стойких изделий из НМК титана и циркония для зубных имплантатов и других биомедицинских приложений.



[1] Работы в области создания НМК материалов с использованием технологии РКУП проводятся в соответствии с Соглашением о научно-техническом сотрудничестве между НИФТИ ННГУ и Физико-техническим институтом Национальной Академии Наук Беларуси (ФТИ НАН Беларуси) от 29.10.2008 г. по направлению «Разработка и исследование объемных нано- и микрокристаллических материалов для машиностроения» и Соглашения о научно-техническом сотрудничестве между ННГУ и ФТИ НАН Беларуси от 23.01.2012 г. по направлению «Разработка, получение и исследование объемных нано- и микрокристаллических металлов и сплавов для машиностроения и медицины».

Начиная с 2011 г. данные работы также проводятся в рамках мероприятия 1.5 «Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей» ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».