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 2023 г. посвящены разработкам в области оценки и прогнозирования качества крайне сложного с точки зрения контроля объекта  – агрегата наддува ЖРД, изготовленного по аддитивной технологии из металлопорошковой композиции жаропрочного сплава на основе никеля с высокой степенью сферичности. Агрегат представляет собой совокупность из более чем 1000 каналов толщиной 0,8 мм, геометрию которых необходимо проверить. В рамках проекта специалисты НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ в консорциуме с ведущими научными организациями РФ разработали уникальный комплекс технологий, позволяющий проводить оценку качества сложнопрофильных изделий из жаропрочных сплавов, полученных с использованием аддитивных технологий. Учитывая опыт и знания, полученные на предыдущем этапе работы, разработана технология и изготовлены образцы металлопорошковой композиции жаропрочного сплава на основе никеля с высокой степенью сферичности. Проведены исследования химического, фазового и гранулометрического состава и технологических свойств образцов металлопорошковой композиции.

Из полученной металлопорошковой композиции методом селективного лазерного сплавления изготовлен конструктивно-подобный образец со сложными и тонкостенными внутренними каналами. Для понимания влияния параметров селективного лазерного сплавления на качество получаемого изделия специалистами НИЯУ МИФИ разработана математическая модель кинетики образования структурных дефектов в процессе селективного лазерного сплавления. Проведены исследования и сделана оценка информативности результатов томографических, в том числе с применением нейтронного излучения, исследований конструктивно-подобного образца. Установлено, что наиболее информативным является рентгеновская и нейтронная томография. На основании полученных данных разработаны и опробованы методики исследования конструктивно-подобного образца с использованием рентгеновского и нейтронного излучения, в части контроля структуры синтезированного материала и геометрии внутренних каналов. Указанные результаты были получены, в том числе, на основе исследований, проведенных на уникальной научной установке - исследовательском нейтронном реакторе ИР-8.

Обобщая вышесказанное, успешно решена задача контроля с применением рентгеновского и нейтронного излучения. Дальнейшие исследования в этой области и увеличение мощности нейтронного томографа  позволят перейти от контроля КПО к полноразмерному агрегату наддува ЖРД.

         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.