Учёные Томского политехнического университета разработали технологию, которая увеличивает ресурс стальных деталей в пятьдесят раз. Методика основана на импульсной обработке поверхности пучком ионов металлов и газов. Подход позволяет модифицировать слой материала толщиной от единиц до десятков микрометра, делая его твёрже, устойчивее к трению и коррозии.
Традиционные способы упрочнения часто затрагивают лишь тонкий поверхностный слой, что ограничивает их эффективность. Команда лаборатории высокоинтенсивной имплантации ионов ТПУ предложила комбинированный процесс: импульсная имплантация, радиационно-стимулированная диффузия, локальный нагрев поверхности пучком и сверхбыстрое охлаждение за счёт отвода тепла вглубь материала.
Как отметила младший научный сотрудник лаборатории Ольга Корнева, сверхбыстрое охлаждение предотвращает деградацию свойств основного материала при имплантации. Кроме того, этот эффект сам по себе способен изменить микроструктуру стали благодаря механизму сверхзакалки — даже без дополнительного легирования ионами.
В ходе лабораторных испытаний износостойкость стали марки AISI 420 возросла в пятьдесят раз. Это открывает перспективы для применения технологии в производстве инструментов, узлов трения и ответственных деталей оборудования, работающих в условиях высоких нагрузок.