Проект Министерства науки и высшего образования РФ
(соглашение 075-15-2025-664, грант № 13.2251.21.0314)
Новые методы цинкования алюминиевых сплавов
New methods of galvanizing aluminum alloys
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (руководитель – Б.Б. Страумал)
Целью проекта является разработка нового, экологически чистого и стабильного метода получения коррозионностойких покрытий на сплавах алюминия, легированных в основном магнием; магнием и медью; а также магнием, медью и цинком; способствующего повышению функциональных характеристик материалов покрытий, расширению их области применимости в развитии принципиально новых методов управления структурой и свойствами металлических сплавов алюминия, позволяющих переходить к созданию новых видов научно-технической продукции.
Основные задачи данного проекта – создание научных основ технологий легирования приповерхностных слоёв сплавов алюминия трёх типов методами низковольтной ионной имплантации в плазменном пучке и нанопорошкового цинкования, а также изменение свойств объема материала под воздействием фазовых превращений смачивания на границах зерен. Полученные данные будут использованы для повышения прочности сплавов алюминия и формирования на них коррозионностойких покрытий.
В ходе выполнения настоящих научных исследований получателем гранта была проведена термическая обработка коммерческих алюминиевых сплавов, легированных различными компонентами (магнием; магнием и медью; магнием, медью и цинком), в области фазового перехода смачивания. Сплавы алюминия были обработаны методом низковольтного ионного легирования металлов в плазменном пучке высокой интенсивности. Было проведено нанопорошковое цинкование сплавов алюминия. Фазовый состав обработанных материалов был исследован методом рентгеноструктурного анализа. Микроструктура обработанных материалов была исследована методом сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Измерены механические свойства обработанных материалов. Написаны три статьи и подана патентная заявка. Проведены анализ полученных результатов, обобщение результатов проекта и сравнение с современным научно-техническим уровнем. Подготовлены предложения и рекомендации по реализации полученных результатов. Полученные новые данные о фазовых превращениях смачивания на границах зерен в технических сплавах алюминия, можно будет использовать при разработке технологий термомеханической обработки.
Иностранным партнером исследована коррозионная стойкость сплавов алюминия, легированных магнием; магнием и медью; магнием, медью и цинком; в исходном состоянии и после разных термических обработок, когда в сплаве образуется разная доля полностью и неполностью смоченных границ зерен. Исследована коррозионная стойкость сплавов алюминия после низковольтного ионного легирования и нанопорошкового цинкования. Были оптимизированы режимы обработки сплавов алюминия с точки зрения их коррозионной стойкости. Сквозное цинкование крупных изделий с помощью нанопорошкового процесса можно будет использовать для повышения износостойкости литых и штампованных изделий из сплавов алюминия.
Снижение биодеградации образца из-за защитного покрытия, позволит использовать нанопорошковое цинкование для медицинских изделий.
1. B.B. Straumal, A.S. Gornakova, M.A. Khorosheva, N.N. Khrapova, G.S. Davdyan, V.I. Orlov, N.S. Afonikova, O.A. Kogtenkova, V.A. Avtonomov, A.N. Nekrasov, B.B. Eshov. The effect of grain-boundary “shells” on the mechanical properties of an Al alloy. Letters on Materials. 2025, V. 15, Iss. 4, p. 270–276. https://doi.org/10.48612/letters/2025-4-270-276
2. Б.Б. Страумал, А.С. Горнакова, М.А. Хорошева, Н.Н. Храпова, Г.С. Давдян, В.И. Орлов, Н.С. Афоникова, О.А. Когтенкова, М.Ф. Булатов, А.Н. Некрасов, Б.Б. Эшов. Влияние смачивания границ зерен на механические свойства поликристаллов АМг6. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2025, V. 12.
3. A. Kilmametov, A. Gornakova, N. Khrapova, G. Davdyan, O. Kogtenkova, M. Khorosheva, V. Orlov, B. Straumal. The influence of grain boundary wetting on the mechanical properties of polycrystals. Подана в печать в журнал «Materials Letters».
HTML Maker