Приложение № 16 - Тамбовский государственный технический

АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА ПРОМЕЖУТОЧНОМ ЭТАПЕ № 1
«Выбор направления исследований»
государственного контракта с Министерством образования и науки
Российской Федерации от «01» декабря 2010 г. № 14.740.11.0821
Шифр заявки:
«2010-1.1-400-150-090»
Период
«01» декабря 2010 г - «31» декабря 2010 г.
выполнения этапа:
Исполнитель:
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Тамбовский
государственный технический университет»
Цель работы:
Выполнение НИР должно обеспечивать достижение
научных результатов мирового уровня в области
разработки и получения методами СВСкомпактирования и свободного СВС- сжатия новых
авиационных материалов на основе интерметаллидов и
МАХ- материалов для нанесения защитных покрытий
на детали авиационных двигателей 5 и 6 поколения,
подготовку и закрепление в сфере науки и образования
научных и научно-педагогических кадров,
формирование эффективных и жизнеспособных
научных коллективов.
1.
Наименование разрабатываемой продукции
Результаты НИР ориентированы на создание основ технологического
комплекса для получения методами СВС-компактирования и свободного
СВС- сжатия новых авиационных материалов на основе интерметаллидов и
МАХ- материалов для нанесения защитных покрытий на детали (лопатки и
диски проточной части) авиационных двигателей 5 и 6 поколения.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию
продукции
2.1. Результаты работы на 1 этапе, в том числе: разработанные виды
продукции (веществ / устройств / программных продуктов / технологий /
методов и результатов исследований) с указанием их характеристик,
полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия
этих характеристик требованиям задания.
Проведен
анализ
научно-технической
литературы,
нормативно-
технической документации по методам получения интерметаллидов и МАХматериалов. На основе этого анализа осуществлен выбор и обоснование
направления исследований в области синтеза интерметаллидов и МАХматериалов методом СВС-компактирования. В частности в рамках данного
проекта предполагается изучить влияние технологических параметров
свободного СВС- сжатия и СВС- экструзии на формуемость, фазовый состав
и микроструктуру синтезированных алюминида никеля и MAX-материалов
на основе титана.
Разработана
математическая
модель
нестационарных,
неизотермических, реодинамических, технологических процессов получения
интерметаллидов и МАХ- материалов методом СВС – компактирования.
Разработана
методика
оптимального
проектирования
технологической
оснастки для процесса СВС-компактирования на основе математического
моделирования температурных и напряжённо-деформированных состояний
пресс-форм в производстве алюминида никеля и MAX-материалов титана.
Создана программа для ЭВМ для оптимизационных расчетов прессоснастки процесса получения интерметаллидов и МАХ- материалов методом
СВС-компактирования.
Определены оптимальные минимальные значение конструктивных
параметров
(толщина
стенки,
высота)
пресс-формы
и
подобраны
оптимальные управляющие переменные (время задержки и давление
прессования), гарантирующие работоспособность пресс-формы для процесса
СВС-компактирования интерметаллидов и МАХ- материалов на основе
титана и алюминида никеля.
Выполнена сравнительная оценка ожидаемых показателей новой
продукции после внедрения результатов НИР с показателями существующих
изделий-аналогов.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами,
родственными по тематике и целевому назначению и определяющими
мировой уровень.
Метод получения покрытий на основе алюминида никеля и МАХматериалов из титана не имеет аналогов и обеспечивает лучшие
экономические
показатели
промышленными
по
образцами
сравнению
по
с
существующими
критериям
цена/качество,
цена/производительность. Предлагаемые подходы позволяют получать новые
упрочняющие покрытия с шероховатостью поверхности – не ниже 7 класса
по ГОСТ 2789-73 толщиной 10-200 мкм с увеличенной более чем в 2 раза
износо-, коррозионно-, жаростойкостью.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии
проведения работы на отчетном этапе.
Особенностью проводимых работ на первом этапе выполнения проекта
является
разработка
технологической
оснастки
методики
для
оптимального
проектирования
СВС-компактирования
на
основе
математического моделирования и оптимизации тепловых режимов процесса
и напряжённо-деформированного состояния элементов пресс-формы. В
разработанной математической модели впервые учитываются одновременно
нестационарность и неизотермичность процесса СВС-компактировния, а
также реальные реодинамические характеристики систем.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном
этапе.
Нет.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов (области науки и
техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут
использоваться полученные результаты или созданная на их основе
инновационная продукция).
В
настоящее
время
заинтересованность
в
приобретении
и
использовании интерметаллидов и МАХ- материалов и защитных покрытий
из них на детали авиационных двигателей 5 и 6 поколения уже имеет ряд
предприятий авиационной отрасли промышленности. К таким предприятиям
относится ОАО «ММП им. В.В. Чернышева» (Москва), где уже на
сегодняшний день возможно применение разработанных интерметаллидов и
МАХ- материалов для нанесения защитных покрытий на лопатки ротора
турбины
1
ступени
двигателя
РД33
МК,
дефлектора
лопаток,
уплотнительные кольца, фиксаторы, втулки и т.д. Среди основных
российских
потребителей
моторостроительное
также
производственное
можно
назвать
объединение
Уфимское
(УМПО,
Уфа),
Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ, Москва), ОАО
«Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова» и др.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Результаты
НИР
студентов, обучающихся
будут
по
внедрены
в
образовательный
направлению подготовки
процесс
бакалавров и
магистров 150100 «Материаловедение и технология новых материалов», по
специальности 150601 «Материаловедение и технологии новых материалов»
и по направлению подготовки специалистов 150500 «Материаловедение,
технологии
материалов
и
покрытий»
по
специальности
150502
«Конструирование и производство изделий из композиционных материалов».
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и
услуг, созданных на основе полученных результатов, на подготовку и
закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических
кадров, достижение или превышение заданных индикаторов и показателей.
В процессе выполнения НИР будут выполнены заявленные значения
программных индикаторов и показателей согласно техническому заданию.
4. Выводы
Проведен
сопоставить
анализ
известные
аналитической
методы
литературы,
получения
который
интерметаллидов
позволил
и
МАХ-
материалов с предложенными методами СВС. На основе этого анализа
осуществлен выбор и обоснование направления исследований в области
синтеза интерметаллидов и МАХ- материалов методом СВС- сжатия и СВСэкструзии.
Разработана
математическая
модель
нестационарных,
неизотермических, реодинамических, технологических процессов получения
интерметаллидов и МАХ- материалов на основе титана методом СВС –
компактирования.
Разработана
методика
оптимального
проектирования
технологической оснастки для процесса СВС-компактирования на основе
математического
моделирования
деформированных
состояний
температурных
пресс-форм.
и
Определены
напряжённооптимальные
минимальные значение конструктивных параметров (толщина стенки, высота)
пресс-формы
и подобраны оптимальные управляющие переменные (время
задержки и давление прессования), гарантирующие работоспособность прессформы для процесса СВС-компактирования интерметаллидов и МАХматериалов на основе титана и алюминида никеля.
Установлено, что применение методов СВС-компактирования и
свободного СВС- сжатия, сочетающих процессы горения и сдвигового
пластического деформирования, открывает перспективные возможности для
решения поставленных в проекте технических задач.
Руководитель работ по проекту
_________________ Столин А.М.
09 декабря 2010 г.
М.П.