Ученые Московского авиационного института создали новую технологию обработки титановых сплавов

Ведущие ученые Московского авиационного института совершили важный шаг в развитии авиационных материалов: они разработали принципиально новую технологию обработки титановых сплавов, которая способна радикально изменить подходы к конструированию авиационной и транспортной техники. Масштабная работа, выполненная специалистами образовательного центра института №11 — «Новые материалы и производственные технологии» при поддержке гранта Российского научного фонда, открывает перспективы для создания более легких и прочных конструкций.

В основе инновации лежит метод обратимого легирования водородом — инновационная технология, позволяющая формировать в титановом сплаве градиентную структуру с неоднородными свойствами по толщине материала. Учёные смогли создать условия, при которых водород проникает в заготовку строго с одной стороны, а затем удаляется в процессе вакуумной обработки. Тщательно управляя температурно‑временными параметрами процесса, исследователи предельно точно задают глубину проникновения водорода и контролируют фазовые и структурные превращения в металле, формируя нужную им неоднородную структуру материалов.

Уникальность полученного материала заключается в его дифференцированных свойствах: лицевая сторона приобретает повышенную прочность и твердость, принимая на себя ударную нагрузку, в то время как обратная сторона сохраняет пластичность и низкую твердость. Это сочетание препятствует быстрому распространению трещин и позволяет материалу эффективно поглощать энергию высокоскоростных ударов. По своим функциональным характеристикам монолитный титановый сплав с градиентной структурой не уступает многослойным сэндвич‑конструкциям и композициям типа «керамика‑сталь‑полимер», но при этом полностью лишен их главного недостатка — риска расслоения на границах раздела слоев самого материала.

Ключевыми преимуществами новой технологии являются снижение массы конструкции при сохранении высокой стойкости к динамическим нагрузкам и упрощение производственного процесса за счет отказа от сложных многослойных сборок. Это особенно важно для авиастроения, где каждый килограмм экономии веса напрямую влияет на топливную эффективность и грузоподъемность летательных аппаратов. Применение таких титановых сплавов позволит повысить защищенность самолетов и вертолетов без ущерба для их летных характеристик.

«Тем самым, на текущем этапе проекта ученые Московского авиационного института успешно изготовили и испытали первые опытные образцы инновационного материала, подтвердившие расчетные свойства. В ближайших планах исследовательской группы значится дальнейшая оптимизация технологии с особым фокусом на снижение себестоимости производства, что станет решающим фактором для масштабного внедрения разработки в промышленности. Перспективы применения новой технологии выходят за рамки авиастроения, поскольку она может найти применение в автомобилестроении, судостроении и других отраслях, где требуются легкие и ударопрочные конструкции», — отметил Александр Агамов, профессор Ставропольского филиала Президентской академии.