Авиационные материалы для конструкций планеров и двигателей 5-го поколения

Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к жаропрочным и конструкционным материалам на основе титана и никеля, которые могут быть использованы для конструкций авиационных планеров и двигателей 5-го поколения
Сформулированы конкретные направления решения задач по созданию перспективных авиационных материалов на основе сплавов и интерметаллидов никеля и титана для различных областей конструкционного и функционального назначения и проведена их сравнительная оценка. Осуществлен выбор составов сплавов на основе интерметаллидов Ni3Al, Ti2AlNb, NiTi, а так же сплавов титана, которые могут быть использованы для конструкций авиационных планеров и двигателей 5-го поколения и произведена их выплавка.
Проведено обоснование принятых направлений комплексных исследований полученных материалов, которые включают аттестацию структурного, фазового состояния, химического состава, использование термического анализа и различного вида механических испытаний.
Предложены способы решения поставленных задач с использованием современных технологических методов получения исследуемых сплавов на основе 3-d металлов (например, монокристалльное литье никелевых сплавов) и обработки, в частности, высокотемпературная газостатическая обработка жаропрочных сплавов на основе интерметаллидов Ni3Al, интенсивная пластическая деформация сплавов на основе никелида титана, термоводородная обработка орторомбического алюминида Ti2AlNb, что позволяет расширить области использования исследуемых материалов для различных областей конструкционного и функционального (память формы) применения в авиационной технике.
Разработаны общие методики проведения исследований и основные подходы по получению высоких конструкционных и функциональных характеристик (жаропрочность, память формы) в исследуемых сплавах на основе интерметаллидов Ni3Al, Ti2AlNb, NiTi, а так же конструкционных и жаропрочных сплавов титана. Предложена методика оценки жаропрочных характеристик псевдо-альфа сплавов с интерметаллидным упрочнением по параметрам несоответствия периодов решеток, измеренных рентгеноструктурным методом, для матричной (альфа-фазы) и выделяющейся упорядоченной альфа2- фазы.

2.1. Получение жаропрочных (монокристаллических никелевых (у'(№ЗА1)+у) и
поликристаллических титановых сплавов с интерметаллидным упрочнением, тонкомерной матрицы на основе орторомбического алюминида Т12А1№> для волокнистого композита), и жаростойких монокристаллических никелевых
(у'(№ЗА1)+у) сплавов с защитными градиентными покрытиями) и функциональных (сплавы на основе никелида титана) металлических материалов.
2.2. Проведение комплексных исследований микроструктуры, фазового анализа, физико-механических свойств полученных материалов.
2.3. Проведение необходимых расчетов и моделирования, сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов и моделирования.
2.4. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
2.5. Составление и оформление промежуточного отчета.
2.6. Обработка полученных кристаллических материалов с использованием перспективных технологических методов (высокотемпературная газостатическая обработка, интенсивная пластическая деформация, термическая и термомеханическая обработка).

3.1. Корректировка теоретических подходов и параметров технологических процессов по результатам проведенных исследований с целью их оптимизации.
3.2. Выработка рекомендаций по совершенствованию способов, направленных на
получение полуфабрикатов данных материалов (лопатка, лента, проволока, пруток, фольга), достаточных для последующего макетирования опытных пилотных устройств.
3.3. Изготовление образцов данных полуфабрикатов.
3.4. Разработка макетов и устройств различного конструкционного и функционального назначения (изделия с памятью формы, лопатки
газотурбинных двигателей, медицинский инструментарий и др.).
3.5. Проведение комплексных исследований и испытаний образцов полуфабрикатов и устройств.
3.6. Составление и оформление промежуточного отчета.
3.7. Отработка технологических режимов обработки (высокотемпературная газостатическая обработка, интенсивная пластическая деформация, термическая и термомеханическая обработка) исследуемых конструкционных и функциональных металлических материалов на основе никеля, титана и железа.

4.1. Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
4.2. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
4.3. Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг
4.4. Составление и оформление заключительного отчета и другой необходимой документации.
4.5. Разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР.
4.6. Разработка ТЗ на ОКР.