Ученые повысили прочность и износостойкость поверхности титана

5 октября 2023
161

Ученые из Костромского государственного университета (Кострома), Московского государственного технологического университета «СТАНКИН» (Москва) и Костромской государственной сельскохозяйственной академии (Караваево) предложили метод, повышающий износостойкость поверхности титановых изделий. Исследователи использовали комбинированную обработку, включающую диффузное насыщение и полирование. Авторы показали, что при температуре выше 850оC оксидные пленки становились более пористыми, однако шероховатость таких образцов не превышала исходного значения. С повышением температуры ослабевала связь между основным материалом и оксидами, которые легко отваливались при трении. При этом под оксидной оболочкой формировался твердый раствор азота и углерода, повышающий твердость образца в пять раз по сравнению с чистым титаном.

Затем исследователи отполировали полученные титановые образцы. Во время полирования в растворе электролита вокруг материала формировалась тонкая парогазовая оболочка, удаляющая выступающие хрупкие части оксидного слоя. Ученые обрабатывали образцы три минуты и снизили коэффициент трения, весовой износ и объемный износ в 2,2, 4,7 и 7,6 раз соответственно по сравнению с необработанными образцами.

«Предложенная технология отлаженно работает на технически чистом титане. Для решения реальных задач необходима адаптация на материалы, применяемые в реальном производстве, в первую очередь авиастроении, космических технологиях, протезировании. Этим мы планируем заниматься в ближайшее время», — рассказывает Сергей Кусманов, доктор технических наук, доцент, директор Института физико-математических и естественных наук Костромского государственного университета.