Ученые резидента Кампуса научились залечивать трещины в металлах

Одновременно с этим, группа исследователей разработала концепцию и техническую реализацию оборудования для бесконтактного создания вихревых токов в металлических материалах. По мнению разработчиков, появление такого устройства откроет широкие перспективы для применения данной технологии в промышленности.

Проблема разрушения деталей и конструкций из-за усталости металла и коррозии остается одной из наиболее финансово затратных для промышленности. Ежегодные убытки оцениваются в 2-3% от ВВП, что эквивалентно примерно 2,5 триллионам рублей.

Традиционные методы устранения дефектов и повышения устойчивости металлов к коррозии часто требуют сложных установок, больших затрат энергии и трудовых ресурсов. Перспективной альтернативой общепринятым подходам специалисты считают использование импульсного тока высокой плотности (ИТВП). Эта технология позволяет "залечивать" микротрещины или предотвращать их дальнейшее развитие, обладая при этом рядом преимуществ.

Одним из главных преимуществ ИТВП является его локальное воздействие. В отличие от распространённых методов, таких как длительная термообработка, повторная прокатка или ковка, где металл нагревается целиком (что делает процесс энергозатратным), электроимпульсная обработка действует точечно, на дефектные участки. Это позволяет снизить энергозатраты, трудоёмкость и себестоимость работ. Исследования также демонстрируют, что применение импульсного тока высокой плотности повышает надежность и улучшает эксплуатационные показатели материала.

Руководитель проекта, профессор кафедры «Оборудование и технологии сварки и контроля» УГНТУ Сергей Дмитриев объясняет: "Оказывается, воздействовать электрическим током на атомы металлов можно гораздо эффективнее, чем просто нагревом. Пропуская импульсный ток высокой плотности, можно изменять микроструктуру материалов. А изменяя структуру, мы влияем на их свойства".

По словам ученого, исследования в области электроимпульсной обработки активно ведутся во многих развитых странах, включая Россию, но полная картина физических механизмов взаимодействия тока с дефектами все еще не ясна. На результат оказывают влияние магнитные характеристики сплава, его химический состав, тип, размер и расположение трещин и другие факторы.

Дмитриев рассказывает: "Большинство опубликованных работ, касающихся залечивания трещин, имеют эмпирический характер. Прямые наблюдения за процессом залечивания трещин внутри образцов до сих пор не проводились из-за отсутствия технических возможностей для проведения подобных экспериментов. Имеются только косвенные подтверждения отдельных предположений. Определение оптимальных параметров электроимпульсного воздействия, которое позволит залечить трещины, сохранив микроструктуру металла или сплава, – сложная задача. Именно эту задачу мы и решаем".

Источник: Межвузовский студенческий кампус.