Специалисты ИЦ ВИАМ рассказали о выполненных работах четвертого этапа по реализации исследовательской программы.

В рамках реализации Мероприятия 1 Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы, НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ проводит исследования по теме «Создание научных и методологических основ использования синхротронного и нейтронного излучения для разработки прорывных промышленных технологий структурной диагностики металлических и металлокерамических материалов, синтезированных аддитивными технологиями».

Основные задачи исследовательской программы на 2024 г. являются продолжением выполненной  научно-исследовательской программы 2021-2023 гг., обеспечивающие завершение разработки технологии получения синтезированного алюмоматричного композиционного материала методом селективного лазерного сплавления металлокерамических композиционных гранул алюминиевого сплава ВАС1 за счет использования скорректированных режимов механического легирования материала матрицы армирующим компонентом, применения в качестве армирующего компонента тугоплавких частиц карбида вольфрама с высокой стабильностью в ванне расплава при селективном лазерном сплавлении, а также корректировки технологических режимов сплавления данного материала на основании разработанных в рамках завершенной программы подходов.

Получена металлопорошковая  композиция алюминиевого сплава ВАС1 с внедрением частиц  карбида вольфрама путем механического легирования. Получено четыре состава  с объемным содержанием до 15 % карбида вольфрама.  Гранулы исследованы с применением методов структурного и фазового анализа, в том  числе с использованием синхротронного излучения. Далее с применением аддитивной технологии 3D печати – селективного лазерного сплавления  из гранул синтезированы образцы различной формы. Проведено исследование структуры  синтезированного материала, в том числе с использованием синхротронного  и нейтронного излучения. Особое внимание уделяется исследованию остаточных напряжений методом нейтронографии для оценки влияния  термической обработки на свойства синтезированного материала.  Соисполнителем работы НИЦ «Курчатовский институт» разработана нейтронная методика исследований остаточных напряжений в металлических образцах, изготовленных по аддитивным технологиям на основе сплавов, слабо рассеивающих нейтроны.

Разработана технология получения синтезированного алюмоматричного композиционного материала методом селективного лазерного сплавления металлокерамических композиционных гранул алюминиевого сплава системы Al-Si-Mg с тугоплавким армирующим компонентом WC.

Внедрение синтезированного алюмоматричного материала конструкцию перспективных газотурбинных двигателей позволит обеспечить необходимую конструкционную прочность при снижении массы деталей в 1,4 раза по сравнению с титановыми сплавами, а также снижение скорости эрозии, значительное увеличение износостойкости от посторонних предметов и увеличение срока службы лопаток по сравнению с полимерными композиционными материалами.

Полученные на данном этапе работ результаты в полной мере удовлетворяют целям Мероприятия 1 Федеральной программы и являются научной основой для разработки прорывных промышленных технологий производства и структурной диагностики материалов, синтезированных аддитивными технологиями.