Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и моделирование структурной эволюции металлических сплавов при формировании термоизносостойких покрытий для теплоэнергетического оборудования

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2010 - 2012, 31 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Внебюджетные средства
1,8 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Кудряков Олег Вячеславович

Этапы проекта

1
24.04.2010 - 31.08.2010
1.1. Исследование особенностей проявления механизма неравновесных вакансионно-дислокационных взаимодействий (ВДВ) при формировании и эксплуатации защитных металлических и композиционных покрытий.
1.2. Изучение методологических особенностей использования динамического анализа для прогнозирования структурной эволюции металлических сплавов в процессе нанесения и использования защитных покрытий.
1.3. Обоснование оптимального варианта направления исследований.
1.4. Проведение патентных исследований
1.5. Аналитический обзор материалов энергетического и добывающего оборудования – лопаток паровых и газовых турбин, запорной и регулирующей арматуры нефтяных и газовых месторождений и повреждающих факторов при их эксплуатации.
Развернуть
2
01.09.2010 - 08.12.2010
2.1. Разработка вариативного ряда управляющих параметров для параметрической модели структурной эволюции конструкционных металлических материалов с защитными покрытиями в зависимости от способа формирования покрытия.
2.2. Развитие математической модели неравновесного структурообразования применительно к защитным покрытиям:
- для структурно однородных покрытий ограниченной толщины;
- для структурно градиентных покрытий неограниченной толщины.
2.3. Развитие программного обеспечения для компьютерного моделирования неравновесного структурообразования защитных покрытий.

2.4. Определение эффективных способов защиты поверхностей энергетического оборудования, в том числе с помощью композитных покрытий. Обоснование перспективных способов ионно-плазменной обработки поверхности изделий и способов формирования покрытий.
Развернуть
3
01.01.2011 - 30.06.2011
3.1. Аналитический обзор современных методов исследования различных уровней строения поверхности и покрытий, а также их свойств, методами микроскопии, спектроскопии, индентирования, склерометрии.
3.2. Изготовление экспериментальных образцов с защитными покрытиями различного элементного состава.

3.3. Исследование особенностей неравновесных фазовых превращений и структуро-образования основного материала изделия в зависимости от природы и диапазона внешних управляющих параметров обработки при нанесении защитных покрытий
- при нанесении покрытий с применением концентрированных потоков энергии для обработки поверхности изделий (лазерное облучение, ионно-плазменная обработка, индукционная обработка с концентрацией магнитного потока);
- при использовании различных структурных типов основного материала изделия (железо-углеродистые сплавы различного химического состава и разной структуры).
3.4. Исследование особенностей и закономерностей неравновесного структурообразования покрытий в зависимости от типа, состава и способа формирования покрытия.
3.5. Исследование эволюции структуры конструкционных материалов с защитными покрытиями в условиях термических градиентов и микроударного воздействия в процессе эксплуатации теплоэнергетического оборудования.
3.6. Выявление закономерностей взаимосвязи морфологических особенностей структуры с явлениями микропластической деформации в основном материале изделия и в покрытии. Определение количественных характеристик влияния микропластической деформации на деформационный управляющий параметр математической модели неравновесного структурообразования покрытий.
Развернуть
4
01.07.2011 - 08.12.2011
4.1. Экспериментальное исследование влияния параметров формирования покрытий на их свойства методами микроскопии, индентирования и склерометрии.
4.2. Экспериментальное исследование прочности и вязкости разрушения защитных покрытий. Исследование закономерностей изменения свойств в покрытиях при микроударном воздействии и при критической деформации. Исследование стойкости покрытий при динамическом истирании.
4.3. Выявление закономерностей изменения характеристик пластичности, прочности и твердости поверхностных слоев обработанного металла на разных масштабных уровнях.
4.4. Определение условий геометрического, механического и физического подобия для сопоставления характеристик прочности и твердости на разных масштабных уровнях.
4.5. Разработка методических руководств для выполнения исследовательской части магистерских диссертаций по изучению свойств покрытий методами микроскопии, индентирования и склерометрии.
Развернуть
5
01.01.2012 - 31.05.2012
5.1. Компьютерное моделирование структурных состояний конструкционных металлических материалов с защитными покрытиями на базе разработанных алгоритмов и программного обеспечения.
5.2. Создание базы данных сопоставимых результатов моделирования структурных состояний и результатов экспериментальных исследований на разных масштабных уровнях структуры кристаллических металлических материалов и покрытий.
5.3. Разработка системы показателей соответствия по подтверждению эффективности методик моделирования структурной эволюции материалов на основе выполненных экспериментальных исследований структуры и свойств материалов.
5.4. Проведение независимой экспертной оценки разработанных показателей соответствия для номенклатуры материалов и покрытий, используемых для теплоэнергетического оборудования.
5.5. Разработка методических руководств по изучению технологии нанесения защитных покрытий методами ионно-плазменной обработки для обеспечения встроенной учебно-технологической практики студентов.
Развернуть
6
01.06.2012 - 05.11.2012
6.1. Адаптация созданного для научных целей программного обеспечения моделирования структурной эволюции кристаллических материалов к существующим технологиям получения защитных покрытий.
6.2. Разработка программного модуля для прогнозирования структурных состояний и свойств защитных покрытий в различных условиях эксплуатации теплоэнергетического оборудования.
6.3 Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс
6.4 Разработка научно-методических материалов в учебный модуль «Создание и обработка новых перспективных кристаллических материалов и покрытий» по результатам НИР
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012, 1 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Организация
ФГАОУ ВО НИ ТПУ
профинансировано
Тема
Разработка и экспериментальная валидация программных комплексов дизайна внутренней структуры материалов и покрытий и многоуровневого компьютерного моделирования элементов конструкций из наноструктурных материалов на металлической и керамической основе, совместимых с коммерческими системами проектирования и моделирования
Продолжительность работ
2017 - 2018, 14 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
3
Тема
Получение кристаллических металлических и полупроводниковых нанопроводов в диэлектрической матрице из собственного оксида и исследование их структурных и электрофизических свойств.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка научно-технических основ энергоэффективной магнитной обработки нано- и микропорошков оксидных и металлических материалов для контролируемого улучшения их структурных характеристик
Продолжительность работ
2013, 8 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
6
Тема
Повышение эксплуатационных свойств металлических сплавов путем направленного воздействия на межфазные границы и границы зерен.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 13 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка методов атомно-слоевого осаждения диэлектрических, полупроводниковых и металлических покрытий на наноструктурированные поверхности.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1