Ученые Евразийского НОЦ ищут пути повышения сопротивления усталости изделий

Одной из важных задач науки является разработка и совершенствование подходов и методов создания, обработки и применения материалов с повышенными эксплуатационными и функциональными свойствами. Данные материалы актуальны, в первую очередь, для применения в таких стратегически важных направлениях, как медицина, авиация, космос. Особое внимание здесь уделяется усталостным свойствам, определяющим надежность готового изделия. Ведь любая поломка в данном случае может привести к серьезным негативным последствиям.

Поиском научно обоснованных технических решений повышения сопротивления усталости изделий и деталей из металлических материалов заняты восемь молодых исследователей, среди которых - получатели гранта Российского научного фонда, Главы РБ, стипендиаты Президента РФ. Они работают в "Лаборатории комбинированных поверхностных и объемных методов обработки функциональных и конструкционных материалов" на базе УФИЦ РАН - одной из 10 молодежных лабораторий Евразийского НОЦ.

- На текущий момент мы рассматриваем различные изделия, в частности, имплантаты, как постоянные из титана и сплавов на его основе, так и биорезорбируемые, изготавливаемые из магниевых сплавов. Известно, что одной из основных причин разрушения деталей и изделий, работающих в условиях активных нагрузок, являются циклические знакопеременные напряжения. В особенности это касается изделий, в конструкции которых присутствуют различные концентраторы напряжений, например, резьбы, проточки, канавки и другие. Решающим фактором, обеспечивающим их эксплуатационную надежность и работоспособность, является сопротивление усталости, которое, как правило, повышается с увеличением общей прочности, а также сильно зависит от топографии поверхности и знака поверхностных остаточных напряжений, - поясняет руководитель лаборатории Анна Чуракова.

В основе выбранного исследователями подхода к повышению сопротивления усталости изделий, лежит применение безабразивной ультразвуковой финишной обработки (БУФО) в комбинации с различными методами объемной термомеханической обработки. Сотрудники лаборатории проводят эксперименты, изучая влияние технологических параметров БУФО на знак и распределение остаточных напряжений, шероховатость и микротвердость поверхности обработанных заготовок, структурное состояние. Результаты исследований позволят выявить рациональные режимы обработки для достижения повышенных характеристик сопротивления усталости изделий.