Лаборатория 05 «Материаловедение мелкозернистых металлов и сплавов»

Руководитель подразделения: 
Структурные и фазовые превращения в металлах и сплавах при больших пластических деформациях
УМЗ материалы представляют значительный интерес с технологической точки зрения, поскольку обладают высокой пластичностью при повышенных
температурах. В частности, они могут быть использованы при изготовлении изделий методами сверхпластической штамповки/формовки. В институте проводятся исследования закономерностей формирования УМЗ структур в титановых, медных сплавах, сталях и интерметаллидном О-сплаве (на базе соединения Ti2Al-Nb) при больших пластических деформациях, а также механического поведения этих материалов. Изучаются структурные и фазовые превращения, сопровождающие большие пластические деформации, в зависимости от типа решетки, химического и фазового составов; влияние размера зерен на закономерности деформационного упрочнения материалов; механизмы пластического течения при холодной и горячей деформации, в том числе в условиях сверхпластичности. К наиболее важным из полученных результатов относится разработка универсального алгоритма всесторонней изотермической ковки, который позволяет наноструктурировать различные металлы и сплавы, в том числе, труднодеформируемые материалы.
Руководитель направления: к.т.н. Р.М. Галеев
 
Титановые сплавы
Титановые сплавы представляют большой интерес для применения в авиакосмической промышленности. Одной из серьезных проблем, затрудняющих внедрение этих материалов, является высокая трудоемкость изготовления изделий. Она может быть снижена путем повышения технологической пластичности титановых сплавов, что достигается путем измельчения микроструктуры. В лаборатории разрабатываются методы наноструктурирования титановых сплавов в полупромышленных масштабах, основанные на термомеханической обработке. Основной упор делается на достижение структурно-однородного состояния, которое обеспечивает однородность механических свойств и дает возможность эффективно использовать для контроля качества полуфабрикатов методы ультразвукового контроля. Получение однородных объемных и листовых полуфабрикатов с нано- или ультрамелкозернистой структурой открывает новые возможности для изготовления сложнопрофильных изделий методами точной объемной сверхпластической штамповки, а также сверхпластической формовки, совмещенной в едином процессе со сваркой давлением, которые могут быть осуществлены при относительно низких температурах.
Руководители направления: к.т.н. Р.М. Галеев и к.т.н. О.Р. Валиахметов
 
Циркониевые сплавы
Циркониевые сплавы в атомной энергетике являются основными конструкционными материалами для деталей активной зоны и тепловыделяющих систем реакторов на тепловых нейтронах. В процессе работы эти детали подвергаются водной коррозии и гидрированию при взаимодействии с теплоносителем, коррозионному растрескиванию под действием агрессивных продуктов деления ядерного топлива, радиационной повреждаемости и ползучести под действием облучения и температуры, что в итоге существенно ограничивает ресурс работы элементов конструкции реакторов. Для улучшения статической и усталостной прочности, технологической пластичности, коррозионной и радиационной стойкости в институте разрабатываются методы измельчения микроструктуры циркониевых сплавов вплоть до наноструктурного уровня, основанные на термомеханической обработке. Созданные УМЗ и наноматериалы откроют новые возможности для изготовления более надежных деталей, применяемых в атомной энергетике. Ожидаемый технико-экономический эффект от использования УМЗ и наноструктурных циркониевых сплавов будет складываться за счет продления безопасного срока службы твэлов и других конструкций реакторов, что увеличит степень выгорания ядерного топлива.
Руководители направления: к.т.н. О.Р. Валиахметов и д.ф.-м.н. Р.Р. Мулюков