«Цифровой микроскоп» Пермского Политеха ускорит создание деталей для авиадвигателей, АЭ... — 26 августа 2026 г. в 07:00:02.232
«Цифровой микроскоп» Пермского Политеха ускорит создание деталей для авиадвигателей, АЭС и нефтехимии Безопасность самолётов, реакторов АЭС и нефтехимического оборудования зависит от жаропрочных никелевых сплавов. Их свойства определяются не только химическим составом, но и микроструктурой — формой, размером и расположением кристаллических зёрен. Чтобы получить нужные свойства, металл нагревают и выдерживают при определённой температуре (отжиг). Главный процесс при этом — рекристаллизация: замена дефектных зёрен новыми, более совершенными. Проблема: инженеры подбирают режимы термообработки опытным путём, выпуская одну партию за другой. Стоимость бракованной партии — миллионы рублей, подбор режима растягивается на месяцы и годы. А ошибка в структуре может привести к разрушению двигателя в полёте или аварийной остановке производства. Существующие компьютерные модели либо слишком упрощены, либо требуют недель машинного времени. Что сделали в ПНИПУ Усовершенствовали компьютерную модель, которая предсказывает поведение сплава при нагреве с точностью около 99%. В основе — описание реальной геометрии структуры с помощью многогранников Лагерра. Каждое зерно в модели представлено отдельным объёмным многогранником. Это позволяет учитывать форму, размер и взаимное расположение зёрен, а также их взаимодействие с упрочняющими частицами. Как проверили На сплаве Inconel 718 — одном из самых востребованных жаропрочных материалов (авиадвигатели, нефтехимия, атомная энергетика). Моделировали нагрев в диапазоне 200–340°C и сравнивали с реальными лабораторными опытами. Максимальное отклонение — не более 1,15%, на этапе подбора параметров — всего 0,42%. Заведующий лабораторией многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов ПНИПУ Никита Кондратьев: «Отличительная особенность модели — она учитывает топологию структуры и контактное взаимодействие соседних зёрен, а также влияние упрочняющих частиц. Это даёт физически обоснованное описание того, как формируются и растут зародыши рекристаллизации, и при этом модель не требует огромных вычислительных ресурсов. По сути, мы создали "цифровой микроскоп", который позволяет заглянуть в перестройку структуры металла без дорогостоящих экспериментов». Что даёт на практике Один расчёт занимает несколько часов вместо недель экспериментов. Конструкторы могут заранее «настроить» режим отжига под нужные характеристики — размер зерна, прочность, пластичность. Это сокращает расход материалов, ускоряет вывод изделий в производство и снижает риск брака. Модель также помогает предсказать аномальный рост отдельных зёрен — слабые места, где часто зарождаются трещины. Подписывайтесь на наш канал, чтобы знать о технологиях для критически важных отраслей. 🔬✈️ #АВУ_наука