Водородные технологии в литье и металлургии: настоящее и будущее (обзор)

Abstract

В статье представлен обзор достижений водородной обработки материалов – области материаловедения, кото- рая позволяет улучшить структуру и свойства материалов с помощью обратимого водородного воздействия. Показа- ны примеры использования водородных технологий в литье и металлургии. Термоводородная обработка (ТВО) титановых сплавов состоит из ряда последовательных операций: наводораживание металла до заданных концентраций, технологическое воздействие на металл, вакуумный отжиг для удаления водорода из металла до безопасных концентраций. ТВО позволяет пластифицировать титановые сплавы, повышает их антифрикционные свойства. В сварных соединениях сплавов титана ТВО выравнивает пластичность сварного шва и основного металла, повышает циклическую долговечность изделий в 2,0–2,5 раза. В технологиях литья предварительное наводораживание ряда алюминиевых расплавов приводит к увеличению предела прочности на 20–30%, а относительного удлинения – на 15–45%, а также к возрастанию жаропрочности после пластической деформации. С помощью водородного воздействия можно осуществлять контролируемое порошкообразование интерметаллидов, формировать в материалах наноструктуру, ускорять процессы химико-термической обработки, а также вызывать «искусственный полиморфизм» в металлах, неполиморфных по своей природе. Сделан вывод о том, что часть водородных технологий уже коммерциализирована, часть еще ожидает широкого применения. В целом перспективы развития водородной обработки материалов лежат в сфере развития применения систем металл–водород, а международная активность, в частности, школы и конференции, традиционно и регулярно проводимые по этой тематике, позволяют судить о интенсивном развитии теории и практики водородных технологий.