Ученые разработали новое защитное покрытие для стали

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Чехии разработали новое покрытие, способное защитить стальную поверхность от воздействия окружающей среды. Оно поможет сохранить морскую и прибрежную инфраструктуру в хорошем состоянии, а также сократить количество аварий и поломок оборудования. Исследование опубликовано в журнале Wear.

В условиях постоянного контакта с агрессивной средой, например, морской водой, такие механизмы, как насосы, винты, лебедки, задвижки, со временем изнашиваются. Чтобы это предотвратить, их обычно делают из нержавеющих сталей, на поверхности которых образуется антикоррозийная пленка. Но она, особенно в условиях трения, разрушается.

Чтобы укрепить поверхностный слой и одновременно  защитить деталь, ученые разработали покрытие, состоящее из осыпи тантал-циркониевых карбидов, закрепленных в металлическом слое. По их словам, это гораздо эффективнее, чем совершенствовать сам механизм.

«Представьте себе насос для перекачки воды. Львиная доля этих устройств ломается из-за трибокоррозионного износа вала в зоне сальникового уплотнения. После этого вода попадает в приводной электродвигатель и выводит его из строя. Разработанное твердое покрытие на этой части вала турбины может кардинально увеличить ресурс всего насоса. Защита критических поверхностей всегда выгоднее, чем придание всей детали выдающихся свойств. Иногда второе даже невозможно», – заявил старший научный сотрудник кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ «МИСиС» Константин Купцов.

Разработанное покрытие хорошо тем, что в процессе трения карбидные частицы защищают антикоррозионную пленку на стальных деталях, а когда его нет, то они не нарушают коррозийную стойкость. Наносится оно методом электроискрового легирования в вакууме, таким образом, обеспечивается защита от окисления и одновременно улучшается качество.

«Основное назначение разрабатываемых покрытий – это объекты морской и прибрежной инфраструктур. Тем не менее эти покрытия могут найти применение и в других областях, например, в городском хозяйстве и транспорте, где износ и коррозия под действием антигололедных препаратов также являются существенной проблемой», – отметил Константин Купцов.  

В перспективе покрытиям собираются придать водоотталкивающие свойства, исключив тем самым контакт металла и разрушающих внешних факторов.