В Московском Политехе разрабатывают материалы для судов и станций Арктического региона
Ученые Московского Политеха создают новый класс алюминиевых сплавов с многофункциональными защитными покрытиями для техники, работающей в арктических условиях. Разработка ведется в рамках гранта Российского научного фонда и должна дать судостроению и арктической инфраструктуре более легкую и стойкую к коррозии альтернативу существующим материалам. Об этом сообщает ТАСС.
Исследование финансируется по Президентской программе исследовательских проектов РНФ — конкурс 2023 года по направлению «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня». Работа рассчитана на период с 2023 по 2026 год. Руководит проектом Андрей Аксёнов, доктор технических наук, профессор, советник ректора Московского Политеха.
В центре исследования — сплавы системы Al-Mg-Ca-Mn. Их предполагается использовать как замену привычным промышленным сплавам типа АМг. Новые сплавы не должны уступать им ни по технологичности, ни по коррозионной стойкости, однако за счет особенностей состава будут иметь более низкую плотность. Для конструкций, которые работают в море или на арктических платформах, снижение веса материала — существенное практическое преимущество.
Как рассказал руководитель проекта Андрей Аксёнов, введение кальция в состав алюминиевых сплавов приводит к формированию в структуре дисперсной эвтектики — это одновременно улучшает прочность, литейные свойства и стойкость к коррозии. Добавление марганца и магния позволяет сбалансировать состав и получить деформируемый материал, пригодный для производства на серийном промышленном оборудовании.
«Арктика предъявляет к материалам требования принципиально иного уровня, чем умеренные широты. Низкие температуры, высокая влажность, соленая вода, механические нагрузки от льда — в таких условиях обычные материалы разрушаются значительно быстрее. Именно поэтому мы работаем сразу в двух направлениях: создаем новый сплав с улучшенными базовыми характеристиками и дополнительно защищаем его поверхность керамикоподобным покрытием», — отметил Андрей Аксёнов.
Покрытия наносятся на поверхность изделий из новых сплавов, повышая твердость и замедляя коррозионное разрушение. Коррозия остаётся одной из главных проблем для металлических конструкций в морской среде, и специальное покрытие позволяет существенно продлить срок службы изделий.
К настоящему моменту исследователи отобрали оптимальные составы новых сплавов, изучили их структуру и механические свойства, определили режимы нанесения защитных покрытий, проверили их стойкость к коррозии и износу. Все ключевые показатели проекта выполнены, результаты опубликованы в международных рецензируемых журналах.
Работы ведутся совместно с предприятиями алюминиевой отрасли, в том числе с АО РУСАЛ. Итогом текущего этапа должно стать получение крупногабаритных деформированных заготовок на серийном оборудовании. По результатам работы коллектив планирует подать заявку на продление проекта еще на два года — тогда новые материалы пройдут полупромышленное опробование уже непосредственно в арктических условиях.
Новые сплавы предназначены прежде всего для дрейфующих научных станций, стационарных метеостанций, арктических платформ, ледоколов, грузовых и военных судов — в качестве материала для палубных конструкций и изделий, работающих в контакте с водой.
