В морской среде металл разрушается особенно быстро. Особенно уязвима авиационная сталь марки ВНС-5, но российские учёные предложили решение, способное изменить правила игры.
Исследователи из Долгопрудного и Томска применили к стали ВНС-5 инновационный метод — высокодозовую ионную имплантацию ионов хрома и аргона. Это позволило радикально повысить её стойкость к коррозии без потери прочности, что особенно важно для ответственных элементов морской техники — болтов, анкеров и узлов крепления.
Проблема, по сути, критическая: в условиях высокой влажности, биологических отложений и солёной воды металл быстро приходит в негодность. Особенно заметны разрушения в тропических условиях, где сталь активно обрастает грибком, мхом и микроорганизмами. Обычные методы — такие как химическая пассивация — не справляются: они слабо защищают поверхность, а эффект носит временный характер.
"Обработка пучками ионов хрома и аргона позволяет достигнуть самых высоких показателей долговременной коррозионной стойкости, когда-либо достигаемых методами ионной имплантации. Результат впечатляет."
— Виктор Семин, старший научный сотрудник лаборатории МФТИ
В отличие от покрытия, которое может отслаиваться, ионная имплантация создаёт устойчивый модифицированный слой прямо в теле материала. Он не имеет границы с подложкой и служит так же долго, как сама деталь. Этот слой, обогащённый оксидами хрома, эффективно блокирует распространение коррозии.
В ходе испытаний в морской среде удалось добиться снижения коррозионного тока почти в восемь раз — это значит, что сталь будет разрушаться в восемь раз медленнее. Подобные результаты раньше были недостижимы даже для дорогих сплавов, не говоря уже о серийной промышленности.
В будущем учёные планируют расширить исследования и подготовить масштабный проект по совершенствованию стали для работы в экстремальных условиях. Теперь даже агрессивная морская среда может стать подвластной материалам нового поколения.
Источник: МФТИ
