В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22 июля 2015 г. № 14.578.21.0040 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
- Проведены экспериментальные исследования процесса центробежного распыления электродов для получения экспериментальных образцов ЖМ в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости, в том числе:
- параметрические исследования, устанавливающие взаимосвязь между технологическими параметрами процесса центробежного распыления электродов из ЖМ на основе алюминида никеля NiAl и составом, структурой, размером гранул с использованием передовых методик исследования.
- параметрические исследования, устанавливающие взаимосвязь между технологическими параметрами процесса центробежного распыления электродов из ЖМ на основе алюминида титана TiAl и составом, структурой, размером гранул с использованием передовых методик исследования;
- Разработана методика получения экспериментальных образцов ЖМ на основе алюминида никеля в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости;
- Разработана методика получения экспериментальных образцов ЖМ на основе алюминида титана в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости;
- Изготовлены экспериментальные образцы ЖМ на основе алюминида никеля в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости;
- Изготовлены экспериментальные образцы ЖМ на основе алюминида титана в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости;
- Проведены дополнительные патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р
15.011-96 по обоснованию целесообразности правовой охраны объектов интеллектуальной собственности. - Проведена оптимизация на промышленной установке технологических режимов центробежного распыления электродов из ЖМ на основе алюминида никеля, полученного переплавом СВС- полуфабрикатов;
- Проведена оптимизация на промышленной установке технологических режимов центробежного распыления расходуемого электрода на основе алюминида титана, полученного вакуумным индукционным переплавом СВС- полуфабрикатов;
- Проведено материально-техническое обеспечение выполнения работ этапа (отчисления по амортизации оборудования для проведения исследований).
При этом были получены следующие результаты:
- Проведены экспериментальные исследования процесса центробежного распыления электродов для получения экспериментальных образцов ЖМ в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости. Обнаружено, что прочность электродов сплава CompoNiAl недостаточна для проведения центробежного распыления, что делает невозможным получение гранул из этого сплава. По результатам распыления сплава F-10H-3 показано, что в полученных порошках присутствует большое количество несферичных частиц достаточно крупного размера. Для сплавов CompoNiAl-M5 и 4822 определены оптимальные режимы центробежного распыления электродов.
- Разработана методика получения экспериментальных образцов ЖМ на основе алюминида никеля в виде гранул правильной сферической формы и регламентированной зернистости. Методика описывает процесс распыления электродов сплава CompoNiAl-M5 на установке УЦР-6К в атмосфере из газовой смеси гелия и аргона и регламентирует морфологию, зернистость и содержание примесей в получаемых гранулах.
- Разработана методика получения экспериментальных образцов жаропрочных материалов на основе алюминида титана в виде гранул. Методика описывает процесс распыления электродов сплава 4822 на установке УЦР-6К в атмосфере из газовой смеси гелия и аргона и регламентирует морфологию, зернистость и содержание примесей в получаемых гранулах.
- Проведены исследования направленные на оптимизацию режимов получения укрупненных (до 2 кг) заготовок из жаропрочного материала на основе алюминида никеля (сплав CompoNiAl-M5) методом центробежного СВС-литья. Обнаружено, что для получения бездефектных слитков на макроуровне (отсутствие газовых и неметаллических включений) для укрупненных заготовок сплава необходимо проводить синтез материалов в условиях воздействия перегрузки близких к значениям 190g, а также требуется нанесение дополнительных защитных слое на стенку реакционной формы. Показано, что укрупненные заготовки сплава CompoNiAl-M5 формируются на основе интерметаллидной фазы NiAl и твёрдого раствора на основе Cr. Наработана партия образцов суммарной массой 60 кг, полностью соответствующая всем требованиям, предъявляемым к материалам из ЖМ на основе NiAl (сплав CompoNiAl-M5). Проведены исследования воспроизводимости фазового, химического составов и структуры заготовок из жаропрочного сплава CompoNiAl-M5, по результатам которых сделан вывод, что укрупненные заготовки из жаропрочного сплава CompoNiAl-M5 внутри изготовленной партии обладают высокой однородностью химического состава, как по основным элементам, так и по примесям. Посредством вакуумного индукционного переплава полуфабрикатов сплава CompoNiAl-M5 изготовлены электроды из ЖМ на основе алюминида никеля. Проведены исследования структуры, химического и фазового состава электродов. Среднее содержание примесей O, N и С в электродах составило 0,086, 0,0029 и 0,02 % соответственно. Методом центробежного распыления вращающейся заготовки изготовлено 5,1 кг гранул сплава CompoNiAl-M5, на что составлен соответствующий акт. Показано, что экспериментальные образцы гранул сплава CompoNiAl-M5 обладали сферической формой с коэффицентом равноосности Кр=1,017, имели средний размер частиц менее 200 мкм с отклонением от среднего значения менее 35%. Химический состав гранул соответствует составу распыляемого электрода.
- Проведены исследования направленные на оптимизацию режимов получения укрупненных (до 1 кг) заготовок из жаропрочного материала на основе алюминида титана (сплав 4822) методом центробежного СВС-литья. Подобрано защитное покрытие на основе корунда для стенки реакционной формы и показано, что его использование приводит к снижению содержания примесей О и С в сплаве до значений меньше 0,175 и 0,08% соответственно. Наработана партия в 60 кг укрупненных заготовок сплава 4822 полностью соответствующая всем требованиям, предъявляемым к материалам из ЖМ на основе алюминида титана. Исследована воспроизводимость фазового, химического состава и структуры заготовок из жаропрочного сплава 4822, и показано, что укрупненные заготовки из жаропрочного сплава 4822 внутри изготовленной партии обладают высокой однородностью химического состава, как по основным элементам, так и по примесям. Посредством вакуумного индукционного переплава в холодном тигле заготовок из жаропрочного материала на основе алюминида титана изготовлены электроды из ЖМ на основе алюминида титана (сплав 4822). Среднее содержание примесей O, N и С в электродах составило 0,147, 0,0037 и 0,04 % соответственно и все электроды обладали ламельной структурой TiAl/Ti3Al. Методом центробежного распыления вращающейся заготовки изготовлено 5,2 кг гранул сплава 4822, на что составлен соответствующий акт. Показано, что экспериментальные образцы гранул сплава 4822 обладали сферической формой с коэффициентом равноосности Кр=1,022, имели средний размер частиц менее 200 мкм с отклонением от среднего значения менее 35%.
- Проведена оптимизация технологических режимов распыления расходуемых электродов из ЖМ на основе алюминида никеля и титана на промышленной установке. Показано, что увеличение силы тока плазменной дуги приводит к росту производительности процесса, а также к увеличению выхода целевой фракции гранул сплавов 4822 и CompoNiAl-M5.
- Патентные исследования по обоснованию целесообразности правовой охраны полученного РИД «Способ получения электродов из сплавов на основе алюминида титана» идентичного решения не выявили. По совпадению отдельных признаков найдены четыре наиболее близких по степени релевантности решения, которые могут служить аналогами. Проведенный анализ технического уровня полученного РИД показал, что он по своим техническим показателям превосходит уровень аналогичных отечественных и зарубежных образцов, является патентоспособным и его охрана целесообразна в режиме патентного права.
Полученные результаты полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к проекту, а объект разработки по своим качествам превосходит технический уровень аналогичных отечественных и зарубежных образцов.
