Напечатанные титановые изделия поглощали водород сильнее, чем литые

Напечатанные титановые изделия поглощали водород сильнее, чем литые Ученые Томского политехнического университета провели комплексное исследование и установили, что изделия из титановых сплавов, напечатанные на 3D-принтере, подвержены наводороживанию сильнее, чем литые. Результаты исследования дают «живую» картину процессов структурно-фазовой трансформации в сплаве при наводороживании и могут помочь усовершенствовать технологии получения и постобработки аддитивно полученных титановых сплавов. Ученые сравнивали два титановых сплава (Ti-6Al-4V). Первый напечатали на 3D-принтере методом электронно-лучевого сплавления из проволоки, в состав которой вошли титан, алюминий и ванадий. Второй получили из горячекатаной титановой пластины, произведенной по традиционной технологии литья. Оба образца подвергли нагреву до 450 °C и наводороживанию с помощью модернизированного в ТПУ комплекса на базе рентгеновского дифрактометра для in situ исследований процессов структурно-фазовых превращений в газовых средах. Исследование in situ структурно-фазовых превращений в образцах проводили в водородной среде под давлением одной атмосферы в течение 60 минут. Дополнительно образцы исследовались методом просвечивающей электронной микроскопии. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds (Q1, IF: 6,3). «Титановые сплавы широко применяются в авиации, медицине и машиностроении. При аддитивном изготовлении их структура и свойства сильно отличаются от традиционных литых сплавов. При этом важно понимать, как такой материал ведет себя в водородсодержащих средах и повышенных температурах, ввиду того, что водород может приводить к охрупчиванию сплава и снижению долговечности деталей», — отмечает руководитель лаборатории перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем ТПУ Егор Кашкаров. Результаты исследования показали, что фазовый состав литого образца в процессе наводороживания практически не изменился, массовая доля водорода в нем составила 0,03 массовых %. При этом, напечатанная титановая пластина активно поглощала водород: массовое содержание водорода в ней после гидрирования составило 3,4 массовых %. Это связано с особенностями микроструктуры напечатанного образца, которые способствуют более активной диффузии водорода. По словам ученых, поглощение водорода у напечатанных образцов сопровождается развитием фазовых переходов. Политехники поминутно установили изменения в их фазовом составе. Так, процесс гидрирования напечатанного сплава сопровождался возникновением метастабильных фаз, в том числе нестехиометрического гидрида (соединение с переменным составом – прим.), которые не присутствуют в структуре традиционно полученных литых сплавов. Длительное наводороживание напечатанного образца привело к его превращению в β-фазу титана и стабильный гидрид титана, что в конечном итоге повлияло на прочность образца. «Исследования in situ позволили нам установить механизмы поглощения водорода и структурной трансформации титанового сплава в режиме реального времени. Это вносит существенный вклад в понимание процессов взаимодействия водорода с аддитивно-произведенными титановыми сплавами и позволяет учитывать возможные негативные эффекты их использования в водородсодержащих средах», — добавляет автор работы, инженер лаборатории перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем ТПУ Кристина Камелина. Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter. Томский политехнический университет — старейший технический вуз в азиатской части России и один из лучших инженерных университетов страны. Входит в топ-10 национальных, топ-100 международных предметных рейтингов и участвует в программе «Приоритет 2030». ТПУ — признанный научный и образовательный центр мирового уровня в области атомной и водородной энергетики, добычи и транспорта нефти и газа, IT, неразрушающего контроля, энергетики и электротехники, электроники, нанотехнологий, биотехнологий. В нашей колонке рассказываем о последних результатах работы ученых Томского политеха. О самом главном — просто и интересно. Закладка Скопировать ссылку Email Печать Twitter VK Telegram Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK Ю-Цон Тан (YuCong Tang) — концептуальный художник из Китая. Научно-фантастические мотивы — одно из основных направлений его творчества. Он исследует, как научные открытия и технологии будущего трансформируют среду обитания. Расчеты показывают, что на лунную базу каждодневно будут падать десятки микрометеороидов, а даже самые мелкие из них способны повредить модуль и создать угрозу для астронавтов. Впрочем, для этой проблемы есть проверенное решение — так называемый щит Уиппла. Технологии искусственного интеллекта подарили миру не только умных помощников и реалистичных роботов, но и новую, почти неотличимую от реальности форму мошенничества — дипфейки. Поддельные видео- и аудиозаписи, где знакомый человек с экрана умоляет о срочной финансовой помощи, становятся инструментом массового обмана. Чтобы понять, как защитить себя и своих близких от этой угрозы, мы обратились к Василию Шутову, преподавателю кафедры КБ-1 «Защита информации» РТУ МИРЭА. Ю-Цон Тан (YuCong Tang) — концептуальный художник из Китая. Научно-фантастические мотивы — одно из основных направлений его творчества. Он исследует, как научные открытия и технологии будущего трансформируют среду обитания. Наблюдая за сверхновой 2024 ggi спустя всего 26 часов после вспышки, астрономы напрямую определили форму ударной волны в момент ее прорыва из звезды. Открытие позволит уточнить механизмы гибели массивных светил и может привести к пересмотру существующих моделей возникновения сверхновых. Стали известны имена лауреатов Yandex ML Prize. Эту научно-образовательную премию основали в 2019 году для развития академического сообщества, а также поддержания мотивации исследователей и преподавателей к сфере искусственного интеллекта. Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни. По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора. В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.