Руководитель проекта: Климова-Корсмик Ольга Геннадьевна
Стратегический технологический проект: Цифровые промышленные технологии
Текущая стадия проекта: исследование
Критическая технология: технологии создания новых материалов с заданными свойствами и эксплуатационными характеристиками
Проект направлен на создание научно-технологических основ получения мультикомпонентных материалов и разнородных соединений с применением лазерных, аддитивных и электрофизических технологий. Основное внимание уделяется исследованию процессов, возникающих при воздействии концентрированных потоков энергии на металлические материалы, а также управлению структурой и свойствами формируемых соединений.
Актуальность проекта связана с необходимостью создания новых материалов и соединений для изделий ответственного назначения, применяемых в энергетике, судостроении, транспортном машиностроении, аэрокосмической и других высокотехнологичных отраслях. Традиционные методы получения разнородных соединений часто сопровождаются высокими трудозатратами, остаточными напряжениями, образованием нежелательных интерметаллидных фаз и ограничениями по механическим свойствам. Использование управляемых переходных слоёв и аддитивных технологий позволяет расширить возможности соединения металлургически несовместимых материалов и повысить надёжность готовых изделий.
В рамках проекта предусматривается исследование технологий формирования разнородных соединений с применением градиентных переходных слоёв из чистых металлов, сплавов и высокоэнтропийных материалов. Также планируется разработка подходов к получению изделий из металломатричных композитов методами аддитивного производства, создание функционально-градиентных материалов с повышенными механическими и функциональными свойствами, а также разработка новых высокопрочных алюминиевых сплавов для использования в аддитивных технологиях.
Отдельное значение имеет управление термическими циклами в процессе обработки материалов концентрированными потоками энергии. Это необходимо для прогнозирования структуры, свойств и эксплуатационного поведения получаемых материалов. В дальнейшем результаты проекта могут быть использованы для создания базы данных новых материалов, полученных методом прямого лазерного выращивания.
Цель проекта
Разработка научных и технологических основ получения мультикомпонентных материалов, разнородных соединений и функционально-градиентных структур с использованием концентрированных потоков энергии, лазерных, аддитивных и электрофизических технологий.
Основные задачи проекта:
- Исследование воздействия концентрированных потоков энергии на мультикомпонентные металлические системы.
- Разработка технологии соединения разнородных материалов с использованием градиентных переходных слоёв.
- Получение изделий из металломатричных композитов методами аддитивного производства.
- Создание функционально-градиентных материалов с повышенными механическими и функциональными свойствами.
- Разработка новых высокопрочных алюминиевых сплавов для применения в аддитивных технологиях.
- Управление термическими циклами для прогнозирования структуры и свойств получаемых материалов.
- Формирование научно-технологического задела для создания базы данных новых материалов, полученных методом прямого лазерного выращивания.
Планируемые результаты проекта:
- технология соединения разнородных материалов с использованием градиентных переходных слоёв;
- материалы и изделия из металломатричных композитов, полученные методами аддитивного производства;
- функционально-градиентные материалы с повышенными механическими и эксплуатационными характеристиками;
- новые высокопрочные алюминиевые сплавы для аддитивных технологий;
- технологические подходы к управлению структурой и свойствами материалов при воздействии концентрированных потоков энергии;
- база данных новых материалов, полученных методом прямого лазерного выращивания.
Назначение и область применения результатов проекта
Результаты проекта предназначены для предприятий реального сектора экономики, выпускающих высокотехнологичную наукоёмкую продукцию ответственного назначения. Разрабатываемые материалы и технологические решения могут применяться в энергетике, судостроении, транспортном машиностроении, авиационной и аэрокосмической промышленности, а также в иных отраслях, где требуется получение прочных, надёжных и технологичных соединений из разнородных материалов.
Практическая значимость проекта
Реализация проекта позволит повысить технологичность изготовления деталей и конструкций из разнородных материалов, снизить трудоёмкость отдельных производственных операций, расширить возможности применения аддитивных технологий и создать научную основу для получения материалов с заданными свойствами и эксплуатационными характеристиками.
