Для расширения диапазона температур, при которых возможна эксплуатация узлов и конструкций в машиностроении и энергетике, требуются материалы с высокой жаропрочностью. Перспективными в этом отношении считаются молибденовые сплавы (сплавы Mo5SiB2 на основе Т2-фазы). Однако, как рассказали в МИСИС, они подвержены высокотемпературному окислению, и при температурах выше 1200 °C материал начинает разрушаться.
Распространенный способ повышения устойчивости молибденовых сплавов к окислению — нанесение на их поверхность защитных покрытий, содержащих кремний (Si) и бор (B). По словам экспертов, такие многокомпонентные "пленки" при окислении формируют слой боросиликатного стекла с эффектом самозалечивания дефектов и трещин.
Специалисты из НИТУ МИСИС совместно с китайскими коллегами получили жаростойкое покрытие с повышенным содержанием кремния (Mo30Si60B10). Благодаря методу магнетронного распыления коллектив смог создать защитные "пленки" разной толщины: от 1 мкм до 10 мкм.
"Это позволит подобрать оптимальный способ нанесения защитных покрытий для конкретных объектов применения, расширит допустимый уровень теплового, коррозионного и эрозионного воздействия при сохранении функциональных свойств элементов конструкций, повысит срок службы и технические характеристики теплонагруженных узлов и конструкций металлургического производства и двигателестроения", — рассказал заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий, директор Научно-учебного центра СВС МИСИС-ИСМАН Евгений Левашов.В ходе эксперимента ученые установили, что жаростойкое покрытие за счет повышенного содержания кремния уменьшает скорость окисления молибденовых сплавов в десятки раз при температурах до 1700 °C.
Кроме того, разработка не только влияет на устойчивость сплава к окислению, но и улучшает его механические свойства. Подобные покрытия, по словам исследователей, увеличивают твердость на 40 процентов, способность материала сопротивляться растяжению и сжатию на 18 процентов, а сжиматься после снятия растягивающего усилия на 25 процентов.
<!-- Yandex.RTB R-A-10737103-12 -->
<div id="yandex_rtb_R-A-10737103-12"></div>
<script>
window.yaContextCb.push(() => {
Ya.Context.AdvManager.render({
"blockId": "R-A-10737103-12",
"renderTo": "yandex_rtb_R-A-10737103-12"
})
})
</script>